Forskning om friktion ger energieffektiva fordon

Forskning i ämnet tribologi vid LTU ger fordonsindustrin
stöd i utveckling av energieffektiva fordon. Foto Scania CV AB

Fordonsindustrin tar hjälp av forskning i tribologi vid Luleå tekniska universitet för att nå högt ställda mål om lägre bränsleförbrukning i framtidens fordon. En av Europas största forskargrupper i ämnet tribologi (läran om smörjning, nötning och friktion) finns vid Luleå tekniska universitet.

- Vi jobbar t ex med att försöka reducera friktionen mellan kolvringar och cylinderfoder i lastbilsmotorer. Genom att göra ytor med bättre egenskaper kan smörjningen bli effektivare säger professor Roland Larsson som är forskningsledare vid Avdelningen för maskinelement vid Luleå tekniska universitet.

Vid Avdelningen för maskinelement inom LTU, pågår ett flertal forskningsprojekt direkt relaterade till fordonsindustrin och en forskargrupp med ett 40-tal personer arbetar med detta. Potentialen till förbättringar är stor, för om man minskar friktionen i cylindrarna med 25% kan bränsleförbrukningen i fordon minskas med 5%. Redan idag samarbetar avdelningen med företag som Volvo, Scania, SAAB och Haldex Traction.

Hubert Herbst, Överingenjör vid Scania CV i Södertälje med motorutveckling som ansvarsområde, betonar att cylinderfoder och kolvringar är de viktigaste tribologiska systemen i en kolvmotor. Däri ligger utmaningen för att förbättra motorns prestanda och det kan LTU:s tribologiska forskning bidra bedömer han.

- Med professor Roland Larsson och hans team vid LTU, har Scania hittat en kompetent institution som kan förbättra kvaliteten på matematiska formler för smorda glidande system och som i sin tur kan garantera en effektiv, gradvis förbättring av motorerna, säger han.

Ett pågående forskningsprojekt handlar om att hitta ytor, smörjmedel och mekanik som minimerar friktionen i olika motordelar som t ex kuggar, lager och liknande. Andrew Spencer är en av forskarna i teamet som studerar friktion mellan cylinderväggar, kolvar och kolvringar i lastbilsmotorer på uppdrag av Scania.

- Jag studerar särskilt ytstrukturen på cylinderns innerväggar med hjälp av simulering och försöker komma på vad som är det optimala säger Andrew Spencer, doktorand och forskare vid Avdelningen för maskinelement vid LTU som nyligen lagt fram sin licentiatavhandling i ämnet. 

Ytans råhet är hans studieobjekt och den består av det kryssmönster som är karakteristiskt för cylinderfoder. Han studerar linjernas djup och vinkel för att kunna reducera friktion, slitage och oljeförbrukning.

Ny kunskap om tribologiska fenomen är nödvändig forskning för att ta fram ny energieffektiv teknik. Utvecklingen av nya hybridfordon är ett typexempel på detta. Där krävs mer komplexa växellådor jämfört med konventionella, eftersom en hybridbil har två motorer, en eldriven och en förbränningsmotor.

Även nya och lättare material i fordon kräver tribologisk forskning vilket är ytterligare ett område som en av Europas största forskargrupper i tribologi vid Luleå tekniska universitet, arbetar med.