Minskat luftmotstånd på tunga lastbilar
- Diarienummer
- SM16-0032
- Start- och slutdatum
- 170101-181231
- Beviljat belopp
- 1 336 233 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Övrigt
Summary
Projekt DRACO kombinerar grundläggande (KTH) och industriell (Scania) kunskap för att förbättra förståelse och modellering av fordonsaerodynamik. Dessutom syftar projektet till att undersöka möjlighet till luftmotståndsminskning hos tunga fordon genom strömningskontroll för att minska bränsleförbrukning och därmed minska utsläpp av CO2. Inom DRACO kommer Henrik Alfredsson, professor i strömningsfysik vid KTH arbeta två dagar i veckan vid aerodynamikavdelningen på Scania i Södertälje. Denna avdelning har flera ingenjörer med forskarutbildning vilket säkerställer att kunskapsöverföring kommer att kunna ske i bägge riktningarna, dvs från akademi till industri och vice versa. DRACO kommer att bygga på tidigare forskning vid Linne FLOW Centre rörande strömningskontroll speciellt vad gäller kontroll av avlösning på geometrier som är typiska för verkliga fordon. Det senare inkluderar kontroll av strömning kring den sk A-stolpen med virvelgeneratorer som baseras på plasmaaktuatorer, adapterbara ytor för att ändra hyttakets geometri och strategier för sk platoon-körning. Andra aerodynamiska utmaningar rör inströmningen till motorrummet för att åstadkomma tillräcklig kylning, och hur nedsmutsning på kritiska ställen kan undvikas genom lämplig aerodynamisk utformning. KTH kommer att bidra med kunskap kring fundamentala strömningsmekaniska fenomen, medan Scanias medverkan säkerställer att arbetet inom DRACO är relevant för förbättring av tunga fordons aerodynamik.
Populärvetenskaplig beskrivning
Vägtrafiken bidrar till ungefär en tredjedel av koldioxidutsläppen i Sverige, varav personbilar står för två tredjedelar och tunga transporter (lastbil och bussar) i sin tur svarar för en tredjedel. Trots att antalet körda kilometer ökat stadigt under de senaste decennierna så har dock inte CO2 utsläppen ökat nämnvärt. Detta beror dels på att förbränningsmotorerna blivit effektivare men också på andra förbättringar, t.ex. har luftmotståndet minskat. Även hybridbilar och elfordon har bidragit till minskande utsläpp även om detta fortfarande är marginellt. En politisk målsättning i Sverige är att fordonsflottan skall vara fossiloberoende år 2030. Oavsett på vilket sätt detta genomförs så kommer det vara viktigt att minska luft- och rullmotstånd så mycket som möjligt. DRACO syftar till att minska luftmotståndet på tunga fordon genom bättre analysmetoder för design av den aerodynamiska utformningen men också genom att studera möjligheten att genom så kallad strömningsmekanisk kontroll minska motståndet. Till skillnad från en personbil har en tung lastbil en relativt plan front och motorn är placerad under förarhytten. Fronten skall dels ge så lågt motstånd som möjligt men också se till att tillräckligt med kylluft kommer in i motorrummet. Ett problem när man gör den aerodynamiska utformningen är att den skall vara effektiv också för sidvindar, vilka ger en asymmetrisk strömningsbild. På läsidan av förarhytten kan man få sk avlösning som bidrar till ökat luftmotstånd, men även andra icke önskvärda fenomen som nedsmutsning av dörren, vattenansamling på sidorutan vid regn mm. Här finns möjlighet att med hjälp av virvelgeneratorer, liknande de som kan ses på en del flygplansvingar, minska eller helt ta bort avlösningen. Sådana virvelgeneratorer är dock inte möjliga att ha på en lastbil och därför kan plasma aktuatorer vara en möjlig lösning. Dessa utnyttjar en högspänd, högfrekvent växelspänning som generera en elektrisk vind som kan ge samma effekt som en vanlig virvelgenerator. Fördelen är också att dessa enkelt kan aktiveras enbart på den sida av hyttan där avlösningen sker. Inom projektet DRACO så kombineras grundläggande (KTH) och industriell (Scania) kunskap för att förbättra förståelse och modellering av strömningen kring tunga fordon. I slutändan kommer det att leda till minskat luftmotstånd, och därmed minska den direkta kostnaden för transporter av personer och gods, men också minskade CO2 utsläpp vilket ger en minskad påverkan på klimatet.