BILAGOR - Reglerbar kylartäckning - En lösning till isbildningsproblematik i laddluftkylaren

Bilaga 1 – Benchmarking

Bilaga 2 – Simuleringsresultat (-15 °C)

Bilaga 3 – Simuleringsresultat (Aerodynamik) Bilaga 4 – Simuleringsresultat (25 °C)

Bilaga 5 – Beräkningsresultat - Hylsa Bilaga 6 – Glidlager

Bilaga 7 – Elmotor Bilaga 8 – FMEA

Bilaga 1. Sida 1(9)

BILAGA 1 – BENCHMARKING

Företag: Mercedes Trucks

Modell & fordonstyp: Actros (Lastbil)

Lösning & placering: Aktiv kylarjalusi monterat i direkt anslutning till kylarpaket Syfte (enl. tillverkare): Förbättrad aerodynamik

Styrning: Automatisk – två lägen (Se tabell 1)

Övrigt: Tvådelad jalusi med övre och undre sektion som kan styras oberoende av varandra. När fordonet är stillastående är jalusin i öppet läge för att motverka skador och isbildning. Vid problem med jalusin finns en ”failsafe” som ser till att det är öppet för att säkerställa luftflöde genom kylarpacket.

[1] http://overall-economy.trucks-mercedes-benz.com/sv_SE/F%C3%B6rbrukning/details.html (2015-02-12) [2] Scania, YDVB, Bildarkiv (2015-02-12)

Figur 1 – Illustration av luftflöde in i jalusi [1] Figur 2 – Kylarjalusi monterat på kylsystem [2]

Bilaga 1. Sida 2(9)

Företag: MAN Modell & fordonstyp: TXG (Lastbil)

Lösning & placering: Kylargardin monterad i direkt anslutning till kylarpaket Syfte (enl. tillverkare): Bibehålla full motoreffekt under icke fördelaktiga

klimatförhållanden

Styrning: Monteras manuellt framför kylarpaket efter rekommendation i

servicebok

Övrigt: Två versioner används beroende på lastbilens frontgrill. Version 1 (figur 5) används på lastbil med insektsnät och ska

endast användas vid konstant temperatur under +10 °C.

Version 2 (Figur 6) används på lastbil med ”Stone shield” och ska endast användas vid konstant temperatur under -5 °C. Mellan -5 °C och -20 °C ska den avtagbara ”flärpen” inte vara monterad. Är temperaturen under -20 °C måste ”flärpen”

också vara monterad.

Bilaga 1. Sida 3(9)

Företag: Navistar

Modell & fordonstyp: International koncept (Lastbil) Lösning & placering: Aktiv jalusi i frontgrill

Syfte (enl. tillverkare): Förbättrad aerodynamik Styrning: Automatisk styrning Övrigt: Konceptbil

[6] https://www.youtube.com/watch?v=0d--Beju1ac (2015-02-12)

Figur 10 – Grill i öppet läge framifrån [6]

Bilaga 1. Sida 4(9)

Företag: Sonceboz Modell & fordonstyp: - (Bil – lastbil)

Lösning & placering: Aktiv jalusi för montage i frontgrill Syfte (enl. tillverkare): Förbättrad aerodynamik

Styrning: Automatisk steglös styrning, se tabell 2

Övrigt: Utvecklar aktiva jalusi med styrmotor efter kundens önskemål.

Tabell 1 – Stegmotorns egenskaper [10]

[7] http://www.movingmagnet.com/en/automotive-safety-applications/ (2015-02-12) [8] http://www.sonceboz.com/en/smart-stepper-motor/ (2015-02-13)

Type Nominal Torque T°C With electronics? 5810 Up to 1.5 Nm [-40°C +140°C] Hbridge / LIN / PWM 6466 0,6 Nm [-40°C +105°C] LIN / PWM / on/off 6477 1,2 Nm [-40°C +105°c] LIN / PWM / on/off

Figur 13 – Exempel på jalusi och styrmotor [7]

Bilaga 1. Sida 5(9)

Företag: Belmore

Modell & fordonstyp: - (Lastbil och skolbuss)

Lösning & placering: Grilltäckning för montage framför frontgrill

Syfte (enl. tillverkare): Skydda radiator och grill från is för att bibehålla full motoreffekt under icke fördelaktiga klimatförhållanden Styrning: Monteras manuellt framför grill med snäppning eller vridknäppning. Fästen måste monteras fast på fordon. Övrigt: Finns i olika varianter anpassade för olika modeller från Ford, Freightliner, GMC, International, Kenworth, Mack, Peterbilt,

Sterling, Volvo, Western star.

[10] http://www.belmor.com/winterfronts.html (2015-02-13)

Bilaga 1. Sida 6(9)

Företag: Röchling Modell & fordonstyp: - (Bil)

Lösning & placering: Aktiv jalusi för montage i frontgrill

Syfte (enl. tillverkare): Förbättra aerodynamik, snabbare motoruppvärmning,

reducera buller, skydda kylarenhet

Styrning: Automatisk steglös styrning

Övrigt: ”Since the use of active grille shutters

prevents the unwanted flow of air through the engine

compartment, the drag can be reduced by up to 20

aerodynamic points. This results in CO2 savings of up to 3

grams of CO2 per kilometer.”

Figur 18 – Aktivt jalusi som används i Tesla S [11]

Figur 19 – Exempel på modell från Röchling 1 [11]

Figur 20 – Exempel på modell från Röchling 2 [11]

Bilaga 1. Sida 7(9)

Företag: GEIGER Automotive Modell & fordonstyp: Daimler BR 212 600W (Bil)

Lösning & placering: Aktivt radiell jalusi bakom vattenkylare

Syfte (enl. tillverkare): Effektivt kontrollera luftflödet genom motorutrymmet,

reducera bullernivå, reducera emissioner och

bränsleförbrukning, isolera motorutrymme vid start-stop- funktion, reducera luftflöde upp till 50 %, effektivare

kabinuppvärmning, bättre aerodynamik.

Styrning: Automatisk styrning

Övrigt: Monteras bakom vattenkylaren parallellt med fläkt

[11] GEIGER Automotive, Riehm, Företagspresentation, 140424

Figur 21 – Jalusi i öppet läge [11] Figur 22 – Jalusi i stängt läge [11]

Bilaga 1. Sida 8(9)

Företag: Mercedes Benz bilar Modell & fordonstyp: C-klass, S-klass (Bil) Lösning & placering: Aktiv jalusi i frontgrill Syfte (enl. tillverkare): Förbättrad aerodynamik Styrning: Automatisk styrning

Övrigt: Jalusin regleras genom motorns kontrollenhet och är helt öppet så länge något av följande förhållanden råder:

Fordonets hastighet överstiger 180 km/h,

kylmedeltemperaturen överstiger 105 °C,

kylarvattentemperaturen överstiger 34 °C.

Figur 25 – Jalusiet i stängt läge [13]

Bilaga 1. Sida 9(9)

Företag: KG Racing Products Modell & fordonstyp: - (GoKart)

Lösning & placering: I direkt anslutning till kylare

Syfte (enl. tillverkare): Säkerställa optimal motortemperatur Styrning: Manuell

Övrigt: Balanserad lösning som innebär att gardinen lätt kan

manövreras fram och tillbaka.

[14] KG Racing Products, http://www.kgkarting.com/tabid/269/CategoryID/88/ProductID/172/Default.aspx (2015-02-25) [15] Piquet Jermania, http://piquetjrmania.com/tag/kart/ (2015-02-25)

Figur 27 – Rullgardinslösning monterad på vattenkylare [14]

Bilaga 2. Sida 1(3)

BILAGA 2 – SIMULERINGSRESULTAT (-15 °C)

Simuleringsparametrar – Kallt driftfall: 50 % täckningsgrad

Lastbilsmodell: R580 Omgivningstemp: -15 °C (258,15 K)

Motorvarvtal: 1300 v/min Last: Fullast

Motorfläktvarvtal: Tomgång Täckningsgrad: 50 % av CAC-matris

Bilaga 2. Sida 2(3)

KYLLUFTTEMPERATUR IN I CAC

KYLLUFTTEMPERATUR UT UR CAC

Bilaga 2. Sida 3(3)

KYLLUFTTEMPERATUR IN I RAD

KYLLUFTTEMPERATUR UT UR RAD

Bilaga 3. Sida 1(3)

Referens Koncept 1 Koncept 2

BILAGA 3 – AERODYNAMIK

Simuleringsparametrar - Aerodynamik

Lastbilsmodell: R Vindriktning -5° ,0° ,5°

Motorfläktvarvtal: STATIONÄR Övrigt: ACC, TOC

Fartvind: 90 km/h

Resultat - ∆𝐷𝐶 jämfört med referens vid olika vindriktning

Vindriktning Koncept 1 Koncept 2

5° 0° -5° ±5°medel

Bilaga 3. Sida 2(3)

Referens Koncept 1 Koncept 2

Bilaga 3. Sida 3(3)

Referens Koncept 1 Koncept 2

Bilaga 4. Sida 1(3)

BILAGA 4 – SIMULERINGSRESULTAT (25 °C)

Simuleringsparametrar – Varmt driftfall: 0 % täckningsgrad

Lastbilsmodell: R580 Omgivningstemperatur: 25 °C (298,15 K)

Motorvarvtal: 1300 v/min Last: Fullast

Motorfläktvarvtal: 1250 v/min Täckningsgrad: 0 % av CAC-matris

Bilaga 4. Sida 2(3)

KYLLUFTTEMPERATUR IN I CAC

KYLLUFTTEMPERATUR UT UR CAC

KYLLUFTHASTIGHET IN I CAC

Bilaga 4. Sida 3(3)

KYLLUFTTEMPERATUR IN I RAD

KYLLUFTTEMPERATUR UT UR RAD

KYLLUFTHASTIGHET IN I RAD

Bilaga 2. Sida 1(3)

BILAGA 2 – BERÄKNINGSRESULTAT - HYLSA

Sträckgräns [Mpa] 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 E [Mpa] 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 P [N] 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 L [mm] R [mm] D [mm] t [mm] |z|max [mm] |M| [Nmm] I [mm4] Wb [mm3] Sigma [Mpa] Delta [mm] Säkerhetsfaktor Sträckgräns [Mpa] 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 E [Mpa] 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 P [N] 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 L [mm] R [mm] D [mm] t [mm] |z|max [mm] |M| [Nmm] I [mm4] Wb [mm3] Sigma [Mpa] Delta [mm] Säkerhetsfaktor

Bilaga 2. Sida 2(3)

Sträckgräns [Mpa] 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 E [Mpa] _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 _200000,00 P [N] _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 _150,00 L [mm] R [mm] D [mm] t [mm] |z|max [mm] |M| [Nmm] I [mm4] Wb [mm3] Sigma [Mpa] Delta [mm] Säkerhetsfaktor Sträckgräns [Mpa] 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 400,00 E [Mpa] 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 200000,00 P [N] 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 150,00 L [mm] R [mm] D [mm] t [mm] |z|max [mm] |M| [Nmm] I [mm4] Wb [mm3] Sigma [Mpa] Delta [mm] Säkerhetsfaktor

Bilaga 2. Sida 3(3)

Bilaga 6. Sida 1(1)

Bilaga 7. Sida 1(1)

BILAGA 7 – ELMOTOR

BECKHOFF AS1050 -STEGMOTOR

Bilaga 8. Sida 1(1)

BILAGA 8 – FMEA

ARTIKEL FUNKTIONER

Reglerbar kylartäckning

Begränsa kylluftflödet genom CAC till den mån att isbildning i laddluftkylaren undviks. Möjlighet att minska luftmotståndet för hela

fordonet (CD)

FELSÄTT FELETS EFFEKT TÄNKBAR FELORSAK REKOMMENDERAD ÅTGÄRD

1 GARDINEN KAN EJ REGLERAS TILLRÄCKLIGT KYLLUFTFLÖDE KAN EJ

GARANTERAS IS PÅ GARDIN/RULLAR STARKARE ELMOTOR

2 GARDINEN KAN EJ REGLERAS TILLRÄCKLIGT KYLLUFTFLÖDE KAN EJ

GARANTERAS IS PÅ GARDIN/RULLAR STARKARE VRIDFJÄDER

3 GARDINEN KAN EJ REGLERAS TILLRÄCKLIGT KYLLUFTFLÖDE KAN EJ _GARANTERAS IS PÅ GARDIN/RULLAR GÄNGADE SPÅR I HYLSOR

4 GARDINEN KAN EJ REGLERAS TILLRÄCKLIGT KYLLUFTFLÖDE KAN EJ

GARANTERAS IS PÅ GARDIN/RULLAR GARDINBORSTE

6 GARDINEN KAN EJ REGLERAS

GARDINEN KAN ENDAST REGLERAS ÅT ETT HÅLL

= >TILLRÄCKLIGT KYLLUFTFLÖDE KAN EJ GARANTERAS

FJÄDERBROTT OPTIMERA FJÄDERKONSTRUKTION

7 GARDINEN SKAVER MOT RADIATOR RADIATORNS FLÄNSAR TAR SKADA = >

EFFEKTFÖRLUST FLÄKTSUG/FARTVIND

GLEST NÄT FRAMFÖR RADIATOR SOM GARDINEN FÅR LÖPA MOT

8 GARDINEN SKAVER MOT RADIATOR GARDINEN TAR SKADA = >

KONSTRUKTIONSHAVERI FLÄKTSUG/FARTVIND

STÄRKA UPP GARDINENS KANTER MED VAJER ELLER DYLIKT

9 GARDINEN SKAVER MOT CAC GARDINEN TAR SKADA = > FÖRKORTAD LIVSLÄNGD

HYLSOR DEOFRMERAS P.G.A.

In document Reglerbar kylartäckning - En lösning till isbildningsproblematik i laddluftkylaren (Page 83-107)