SGC LOGGA                                                             Malmö 130904

 

PRESSMEDDELANDE

Diesellik prestanda att vänta i framtidens gasmotorer

Forskning på Lunds Universitet visar att gasmotorns potential för högre energieffektivitet är stor. Relativt enkla åtgärder bedöms kunna göra dagens tändstiftsmotorer 10 % effektivare. Ännu bättre resultat hoppas man nå med hjälp av förkammartändning, en teknik som redan används inom sjöfarten. Framtidens gasmotorer kan troligen bli lika bra som dagens dieselmotorer, med enklare avgasefterbehandling och lägre emissioner.

Många bussar i Sverige drivs idag med fordonsgas. Som motorer används då normalt ombyggda dieselmotorer som försetts med tändstift och körs vid lägre kompression än vad de skulle gjort som vanliga dieselmotorer på dieselbränsle. För gasmotorn innebär detta en kompromiss som tillsammans med strypningsför-lusterna vid lägre laster ger sämre energieffektivitet. Gasmotorer har dock utvecklingspotential: Forskning på Lunds universitet visar att med ökad avgasutspädning vid låga laster, variabel turboladdning, ny kolvutformning och modellbaserad motorstyrning så kan dagens gasmotorer få 10 % bättre energieffektivitet. Det högre trycket och utspädningen påverkar dock antändningen av gasbränslet negativt – högre tändningsenergi behövs. Forskning pågår där förkammartändning undersöks. Professorerna Bengt Johansson och Per Tunestål, från Avdelningen för Förbränningsmotorer på Lunds Universitet och ledare för gasmotorforskningen säger att ”det finns all anledning att förvänta sig att det i framtiden kommer att finnas gasmotorer som är fullt jämförbara med dieselmotorer i fråga om energieffektivitet."

Det är enkelt att konvertera dieselmotorer till tändstiftmotorer med fordonsgasdrift, men de får sämre energieffektivitet p.g.a. högre strypningsförluster och lägre grad av kompression. Dessutom ger bränslets lägre densitet motorn en lägre maximal effekt. Mehrzad Kaiadi, numera anställd av Volvo PV, disputerade 2011 inom det av Svenskt Gastekniskt Center stödda gasmotorprojektet. Hans forskning visar att genom hög halt av avgasåterföring (Exhaust Gas Recirculation, EGR) kombinerat med turboladdning höjs såväl effekt som energieffektivitet. EGR späder ut bränsle/luft-blandningen vid låga laster, vilket leder till lägre strypningsförluster. Låga emissionsnivåer uppnås i trevägskatalysatorn efter den stökiometriskt (lambda = 1) körda motorn. Utmaningen med tekniken är att ligga så nära utspädningsgränsen för bibehållen antändning och förbränningsstabilitet som möjligt. Detta uppnås genom återkopplad reglering där kostnadseffektivaste metoden är jonströmsmätning, där man tar signalen från det existerande tändstiftet i cylindern. 4,5-8,0 % ökad bränsleeffektivitet vid 1200 rpm och olika lastförhållanden uppnåddes.
   En ny utformning av kolvgropen gav högre turbulens och därigenom snabbare förbränning, vilket gjorde att utspädningsgränsen kunde utökas ytterligare. Sänkt avgastemperatur ledde till lägre laddtryck, vilket gav utrymme för att uppgradera turbon med en variabel turbingeometri, VGT. Variationerna i last skulle kunna åstadkommas med denna i 60 % av arbetsområdet, så att trottelns strypningsför-luster försvinner helt i detta område. Upp till 10 % minskning av bränsleförbruk-ningen skulle därmed kunna uppnås.
   Med högre utspädningsgräns kan ännu bättre energieffektivitet nås. Fordonsgas är dock inte så lätt att antända. Den nya forskningen med Ashish Shah som doktorand är därför inriktad på förkammartändning, med högre antändningsenergi. Förhoppningen är att denna teknik ska kunna leda till diesellik prestanda. Nackdelen med för tidig tändning vid hög last kan troligen avhjälpas med EGR. Forskning är grundläggande, inriktad på att bättre förstå tändningsmekanismen i förkammare med bränsletillförsel.

Resultaten av studien finns nu publicerade i SGC rapport 286 ”Extending the performance, fuel efficiency and stability of stoichiometric spark ignition natural gas engines – Gas engine research at KCFP 2007-2012 (Utökad prestanda, bränsleeffektivitet och stabilitet för stökiometriska naturgasdrivna tändstiftsmotorer – Gasmotorforskning på KCFP 2007-2012)”, som finns att ladda ned via SGC:s hemsida.

För mer information:

Per Tunestål, Professor, Avdelningen för förbränningsmotorer, LTH/Lunds universitet
telefon: 046-222 42 08
e-post: per.tunestal@energy.lth.se

Mattias Svensson, Svenskt Gastekniskt Center AB
telefon: 040-680 07 62
e-post: mattias.svensson@sgc.se

Svenskt Gastekniskt Center AB (SGC) med säte i Malmö bildades år 1990. SGC leder och koordinerar forskning, utveckling och demonstration inom energigasområdet med fokus på det förnybara. Resultaten av projekten redovisas i rapportserien SGC rapporter, som finns att ta del av på företagets hemsida. SGC svarar också för omvärldsbevakning inom området på uppdrag av sina intressenter. Bolaget ägs gemensamt av privata aktörer inom gasbranschen. För mer information om SGC hänvisas till www.sgc.se.

För att få SGC:s pressmeddelanden – skicka ett mail till pressmeddelande+subscribe@sgc.se

Till webbversionen  |  Avsluta prenumeration