Reglerbar kylartäckning - En lösning till isbildningsproblematik i laddluftkylaren

Sammanfattning: Denna rapport ingår i ett examensarbete på avancerad nivå inom ämnet produktutveckling.Arbetet innefattar en fallstudie som genomförts vid RTGA, Scania CV AB i Södertälje.Examensarbetet omfattar 30 högskolepoäng och har genomförts av undertecknad,teknologstudent från Mälardalens Högskola vårterminen 2015. Rapporten har upprättats i tvåversioner, en för Scania CV AB respektive en generell version där känslig företagsspecifikinformation har censurerats. I takt med att utvecklingen av motorprestanda fortskrider, med avseende på ökademotoreffekter samt teknikutveckling för emissionsreglering, så ökar också kravet på prestandaför kylsystem som måste klara av att kyla bort högre effekter. Fordonskombinationer medkraftfulla laddluftkylare löper dock stor risk att drabbas av utfälld kondens som fryser till is iladdluftkylaren vid låga omgivningstemperaturer. Isen medför ett tryckfall i laddluftkylarenmed prestandabortfall som följd. Scanias lösning till problematiken är en så kallad kylargardinsom syftar till att reducera kylluftflödet genom laddluftkylaren till den mån att isbildning intesker. Kylargardinen monteras manuellt av föraren framför kylarpaketet dåomgivningstemperaturen understiger 5 °C. Det finns även andra fördelar med att begränsa det yttre kylluftflödet som passerar genomkylarpaketet. Lastbilars kylsystem är i regel överdimensionerade för normala driftfall såsommotorvägskörning vilket betyder att maximal kylning inte krävs vid dessa situationer. Genomatt reducera det yttre kylluftflödet genom kylarpaketet så kan även hela fordonets totalaluftmotstånd reduceras vilket kan utnyttjas i syfte att reducera bränsleförbrukningen. För att erhålla en bra balansgång mellan aerodynamik och kylprestanda samt motverkaproblemet med isbildning i laddluftkylaren fanns därför en önskan om att en reglerbarkylartäckning skulle utvecklas för att kunna reglera kylluftflödet genom fordonets kylarpaketvid behov. Detta arbete innefattar en fallstudie där olika produktutvecklingsverktyg använts för att ta framolika konceptlösningar, anpassade för en specifik lastbil. Datorstödda flödessimuleringarutnyttjas för att utvärdera respektive verifiera konceptens funktion jämfört med olika referensmodeller. Resultatet visar bland annat att det slutgiltiga konceptets funktionsduglighet överensstämmermed den lösning som används idag samt att kylluftflödet inte påverkas nämnvärt då maximalkylkapacitet eftersträvas. Resultatet från den aerodynamiska flödessimuleringen indikerar ävenatt fordonets totala luftmotstånd kan reduceras med - Drag Counts (DC) vid hastigheten90 km/h och 0° vindriktning. Detta medför att bränsleförbrukningen i det specifika driftfallet,enligt tumregel, antas reduceras med - % för det specifika fordonet.