Forskningsområden

Ett av de transportpolitiska målen är att Sverige ska ha en fossiloberoende fordonsflotta 2030. Ett led i att uppnå detta är att ersätta fossila bränslen med förnybara drivmedel som baseras på biomassa. Syftet med denna rapport är att göra en kunskapsöversikt av andra generationens biodrivmedel avseende produktionsteknik, användning, energieffektivitet, utsläpp av växthusgaser och problematiken med markanvändning.

Etanol från stärkelse och biodiesel från växtoljor, som hör till den första generationens drivmedel, har ett antal begränsningar med utnyttjandet som gör att det inte är långsiktigt hållbart att utöka användningen. Istället beräknas att andra generationens biodrivmedel, som använder cellulosarik råvara, ska ha en betydligt bättre möjlighet att ersätta fossila drivmedel. De har högre energieffektivitet och lägre totala växthusgasutsläpp jämfört med första generationens biodrivmedel och använder råvaror som inte direkt konkurrerar med livsmedel eller om markanvändning för livsmedelsproduktion. Man räknar även med att de nya drivmedlen ska kunna ersätta en del av de bränslen som används inom flygtransporter, vilket inte är möjligt med dagens alternativ.

För att en utökad biodrivmedelsproduktion ska vara hållbar gäller det att undvika att det uppstår negativa effekter på miljön som påverkan på biologisk mångfald och markförsämring. För att säkerställa detta finns numera ett hållbarhetsdirektiv som fastställer hur detta ska ske. Dessutom är det viktigt att se till att produktionen sker på ett så effektivt sätt som möjligt ur resurs-, miljö- och kostnadsperspektiv. De övriga begränsningar som finns gäller framförallt tekniska och ekonomiska barriärer, vilka kommer att hindra kommersialiseringen på kort sikt. För att inom en rimlig tidsram få till en fungerande marknad är det också av vikt att andra generationens biodrivmedel stöds av olika styrmedel som gör dem konkurrenskraftiga. Eftersom inget enskilt biodrivmedel beräknas kunna ge tillräckliga mängder för att kunna tillgodose en stor efterfrågad volym på marknaden gäller det att utforma stöden så att man undviker inlåsningseffekter som inte är långsiktigt försvarbara. Eftersom även förnybara råvaror kan bli en bristvara ska man inte enbart förlita sig på att mer biodrivmedel ska lösa koldioxidproblematiken inom transportsektorn. Det är viktigt att fortsätta med effektiviseringen av energianvändningen för att få ner de totala energibehoven.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Miljö
Fordonsteknik

  • Publicerad: 2011-12-22
  • VTI-kod: N32-2011

Köp tryckt version
100 SEK

Hur rullmotstånd och bränsleförbrukning påverkas av vägytans egenskaper, såsom makrotextur och ojämnhet, är betydelse-fullt att veta när man ska utforma beläggningen på en viss väg. Resultaten av en VTI-studie visar att inverkan av ojämnhet är generellt betydligt lägre än inverkan av makrotextur.

Då denna påverkan är av en relativt liten storleksordning så blir mätningen av den en utmanande uppgift. I litteraturen förekommer stora variationer i de kvantitativa skattningarna av dessa samband och det råder fortfarande stor osäkerhet om hur stor påverkan vägytan verkligen har. I föreliggande studie har försök gjorts att finna pålitliga skattningar av hur makro-textur och ojämnhet påverkar rullmotståndet. Utgångspunkten har varit utrullningsmetoden eftersom denna kan ge konsistenta skattningar av alla typer av färdmotstånd som inverkar på fordonet, inte bara rullmotståndet.

Utrullningsmetoden har tillämpats dels på en personbil, dels på en tung lastbil. För personbilsdäck finns även två alternativa mätmetoder för direkt skattning av makrotexturens påverkan på rullmotståndet. Den ena metoden innebär att en speciellt utvecklad mätvagn mäter rullmotståndet för ett därpå monterat däck, den andra metoden innebär att i laboratorium, på trummor med olika ytbeläggningar, mäta rullmotståndet. Data och resultat för båda dessa metoder har tillhandahållits oss från TUG i Gdansk.

På grund av olika förutsättningar som gällt vid tillämpningen av de tre metoderna så är inte resultaten omedelbart jämförbara. Dock pekar resultat från de tre olika metoderna i samma entydiga riktning. Koefficienten CrMPD, som karakteriserar inverkan av makro¬textur på rullmotståndet, stämmer mycket väl överens mellan utrullnings-, trailer- och trummätningar: CrMPD=0.0017. Data från trummätningarna, som omfattar 90 olika däck, ger en uppfattning om skillnader mellan olika däck. Standardavvikelsen av CrMPD, för de uppmätta däcken, var 0.0002.

Vad beträffar ojämnheters inverkan på rullmotståndet så tillhandahåller endast utrullningsmetoden någon information om detta. Resultaten visar att inverkan av ojämnhet är generellt betydligt lägre än inverkan av makrotextur.

Utrullningsmätningarna för personbilen omfattade både dubbdäck och sommardäck.

Utrullningsmetoden tillhandahåller, förutom information om rullmotstånd, även andra värdefulla data om fordonet, såsom luftmotstånds- och temperaturkoefficienter samt transmissions-motstånd.

För den tunga lastbilen har endast utrullningsmetoden kunnat tillämpas och därför saknas jämförande resultat från alternativa metoder. Omfattningen av mätningarna har varit betydligt mindre än för personbil. Resultaten är instabila och det är svårt att dra säkra slutsatser från dem.
Fokus i studien har varit utrullningsmetoden. En allvarlig nackdel med denna, åtminstone vid tillämpning på vägyteeffekter, är att den kan implementeras på många olika sätt och att resultaten därifrån kan skilja sig åt. Svårigheten att spåra bakåt vilka mätfel som orsakar instabiliteterna i resultaten är en annan svaghet med metoden. Stor omsorgsfullhet krävs vid mätningarna för att erhålla pålitliga och stabila resultat.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Väg- och banteknik
Fordonsteknik

  • Publicerad: 2011-12-07
  • VTI-kod: N24A-2011

Köp tryckt version
160 SEK

Trafikolyckor vintertid karaktäriseras i högre grad än olyckor sommartid av att föraren tappar kontrollen över fordonet och en sladdsituation uppstår. I en studie av Trafikverket så visas att för dödsolyckor som inträffat under vintersäsong så hade föraren fått sladd i 64 procent av de olyckor som inträffat på vinterväglag, Av dessa var 82 procent så kallade överstyrningsolyckor, det vill säga sådana där föraren fått rotation på fordonet.

Syftet med denna studie var att ta fram en metod för provning av ett fordons stabilitet vid överstyrning på halt underlag samt att testa hur stor skillnad olika typer av däck gör för stabiliteten vid halt väglag.

En testmetod baserat på NTHSA:s sine-with-dwell-manöver togs fram. Manövern använder en rattrobot som med en precis styrmanöver framkallar kraftig överstyrning även på hala underlag som is och snö.

Manövern användes sedan på en bakhjulsdriven personbil med antisladdsystem, utrustad med både nya och slitna vinterdäck av de tre olika typer som förekommer, för att jämföra hur mycket överstyrning som går att åstadkomma vid en styrmanöver med de olika däcken på olika is- och snöytor. Resultaten visar att på blank is har dubbdäcken en klar fördel. Även det rejält slitna dubbdäcket, med endast ett fåtal dubbar kvar, klarar sig bra jämfört med de odubbade däcken. Det slitna dubbdäcket är jämförbart med det nya odubbade däcket av nordisk typ och klart bättre än det nya däcket av centraleuropeisk typ. Däcken av centraleuropeisk typ sticker ut på detta underlag som de som genererar mest överstyrning. På underlag med högre friktion, som ruggad is och snö, så är det däcken med minst väggrepp som genererar minst överstyrning, vilket gör att en tolkning av testresultaten i termer av trafiksäkerhet är svår att göra. För detta måste en avvägning mellan styrförmåga och den inducerade överstyrningen göras, vilket är komplicerat och kräver fortsatta studier.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik

  • Publicerad: 2011-08-24
  • VTI-kod: R708

Köp tryckt version
160 SEK

Additional sound capabilities in visually advanced simulators may offer researchers and practitioners better resources to evaluate in-vehicle auditory signals and advanced auditory displays. In the first part of the present report, the implementation of a new audio system in the Scania truck cabin for the driving simulators II and III (VTI, March 2011) at the Swedish National Road and Transport Research Institute (VTI) is described. The new system is designed to make it easier to use the advanced driving simulators to study effects of in-vehicle auditory signals on drivers and traffic safety. It includes both new software and new hardware.

The new audio software is based on the Open Audio Library (OpenAL) implementation for the Macintosh Operating System OS X. It communicates with the existing simulator software using the Open Sound Control (OSC) standard. The remaining program code is open, which offers the possibility of adapting the audio system to future demands and specific needs of partners within the competence centre ViP (Virtual Prototyping and Assessment by Simulation). The new audio software contains a simple visual interface that can be used to set up, test and calibrate auditory cues inside the cabin at an early stage of a project. In terms of hardware, six new loudspeakers have been installed in the truck cabin. This speaker setup can be used to simulate sound sources in various spatial positions around the driver. Special consideration was taken regarding the placement of the loudspeakers inside the cabin in order not to make them disturbing to the drivers. Additionally, even though the audio system was especially designed for the simulation of ADASs, the functionality was implemented to prepare the system for presentation of other sound sources in the driver environment.

Another aim of the present project was to investigate the potential of urgent alarms to raise annoyance and negatively affect drivers’ subsequent responses to unrelated, critical events on the road. While performing a simulated driving task, truck drivers received two types of warnings that were designed to differ significantly in perceived urgency. Several times in the trial an unexpected event occurred just seconds after drivers were presented with an unrelated warning, and the drivers had to brake immediately to avoid a collision. The results indicate that acoustic characteristics and semantic meaning may impact the perceived annoyance of in-vehicle warnings. Furthermore, the participants who received a high-urgency warning braked significantly harder and tended to brake later than the drivers who received a low-urgency warning.

The simulator study was also used to validate the reliability of the new audio system. In summary, the new audio system worked reliably during all 24 trials. However, more extended validations should be carried out in the future to investigate the exact accuracy of the system in representing signals in specific spatial directions.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Människan i transportsystemet
Fordonsteknik

  • Publicerad: 2011-05-11
  • VTI-kod: ViP 2011-3

Köp tryckt version
-

Syftet med denna rapport är att ge en introduktion till området samverkande system och en översikt av projekt med anknytning till samverkande system. Problemställningar relaterade till samverkande system diskuteras också i rapporten. Två områden av stor betydelse för samverkande system är standardiseringsprocessen av samverkande system i
Europa och den kommunikationsfrekvens som används till samverkande system. Dessa två ämnen diskuteras därför mer ingående i rapporten.

Projekt inom Europa, USA och Japan inkluderas i rapporten. Anledningen till denna avgränsning är att dessa länder/regioner är de som visat sig vara mest utvecklade och störst med avseende på samverkande system. Mycket forskning och många projekt har utförts och utförs idag i dessa områden. Den förut nämnda anledningen tillsammans med storleken på detta projekt har resulterat i att projekt i Europa, USA och Japan har inkluderats.

Den information som rör projekten som diskuteras i denna rapport har främst hittats på projektens hemsidor och i rapporter som har presenterats på hemsidorna, till exempel EU
Deliverables, etc. CORDIS (Community Research and Information Service) har varit en stor informationskälla för projekt med anknytning till Europa. Det bör också nämnas
att information för projekt i Japan har varit svårare att hitta och hemsidor fanns i vissa fall bara på japanska. Därför har delar av den information som är relaterad till japanska
projekt tag från presentationer som har genomförts i Europa.

Rapporten har fokus på samverkande system, som är en del av begreppet Intelligenta Transportsystem (ITS). I de ’traditionella’ Intellegenta Transportsystemen används
teknik, i eller utanför fordonet, för att ge föraren någon form av information. Föraren
ges möjlighet att agera på den givna informationen. Tillsammans med den ökade mängden av ny teknik har användningen av informations- och kommunikationsteknik inom
transportområdet ökat. Idag är samverkande system ett välkänt begrepp inom transportområdet.
Tanken är att utvidga de mer traditionella Intelligenta Transportsystemen
genom att utveckla system som kan kommunicera med varandra. Dessa system skulle kunna placeras inuti fordonet eller som en enhet längs med vägen. Det främsta syftet med samverkande system är möjligheten att skicka och ta emot information i realtid och att använda denna information för att öka säkerhet, effektivitet och miljöpåverkan på vägarna.
Den ökade mängden av information tillsammans med att informationsfödet når ut
snabbare och i realtid skulle kunna medverka till mer effektiva system än de traditionella Intelligenta Transportsystemen som finns idag.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik

  • Publicerad: 2011-03-02
  • VTI-kod: N6A-2011

Köp tryckt version
160 SEK

Forward collision warning (FCW) systems alert the driver of an imminent rear-end collision with the vehicle ahead. FCW systems are difficult to test and evaluate in a real driving situation and a simulator study can thus be a feasible way of assessing various aspects of FCW systems, such as effectiveness and acceptance. A driving simulator allows for repeated exposure to critical situations, however, there is a risk that repeated critical situations reduce the realism and result in a change in driving behaviour. The aim of this study was to assess driving behaviour during non-critical parts of a driving session that contained repeated critical situations.

In a truck simulator 48 professional drivers participated in two driving sessions. The first session aimed at evaluating a FCW system which is reported elsewhere (classified). The second session was a 35 min long motorway drive with two critical and three less critical events. Between all events there was a car following situation. 32 of the drivers had a FCW system while the remaining 16 drivers had no FCW. Mean speed between the events, minimum distance to the vehicle in front in the car following situation, and performance on a secondary task – the arrows task – were used as measures of driving behaviour. In addition, the drivers answered a questionnaire about their driving behaviour.

The changes in driving behaviour after being exposed to repeated critical events were relatively small and did not increase/decrease with time. About half of the drivers stated that their attention and preparedness increased with time, particularly in potentially critical or suspicious situations, and there was a tendency towards increased distance to the vehicle in front. There was no difference between the FCW and the no FCW groups with regard to mean speed, minimum distance to the vehicle in front, and arrows task performance.

The results from this study augur for the fact that accelerated testing in simulators is possible and that behaviour does not change in such a way that the results would be false or unrealistic. It should be noted that the study doesn’t address how to handle possible learning effects associated with the FCW system itself and how the results (e.g. reactions to warnings) from repeated critical events should be analysed and interpreted. Further research is needed in order to draw any general conclusions on if and how to use accelerated testing.


Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik
Trafiksäkerhet

  • Publicerad: 2011-01-26
  • VTI-kod: ViP 2010-5

Köp tryckt version
Endast som pdf

Denna litteraturstudie analyserar hur integritetsfrågor har diskuterats i anslutning till Intelligent Speed Adaption (ISA) och Event Data Recorder (EDR). En EDR är ett instrument som registrerar och lagrar information om fordon några sekunder före, under och efter en krock. De enklaste apparaterna registrerar till exempel hastighet, acceleration, inbromsningar, information om utlösningen av krockkuddar, användande av ABS-bromsar och bilbälte. ISA är ett samlingsnamn för tekniker som varnar förare när de överskrider hastighetsgränser och/eller förhindrar förare att köra fortare än tillåtet. ISA-tekniken avgör fordonets geografiska lokalisering, jämför fordonets hastighet med gällande hastighetsgräns och varnar föraren om den överskrids. Det som EDR och ISA har gemensamt är att förarnas beteende registreras. Med lagringen av data och registreringen av beteenden följer en tydlig integritetsproblematik.

Litteraturstudien visar att det är sällan integritetsfrågor behandlas och när det sker är det ofta relativt ytligt. Det är sällan möjligt att få kunskap om vad exempelvis politiker, företag och förare tycker om teknikerna genom tidigare studier. De studier som finns handlar mest om hur förare upplever användarvänligheten, till exempel angående ISA. Det saknas helt enkelt problematiserande studier som går på djupet med integritet och EDR och ISA. De slutsatser som man trots allt kan dra är att befintlig litteratur framförallt sätter integritetsproblem i samband med vad man kan använda tekniken till i framtiden. Fler parametrar kommer exempelvis att kunna registreras under längre tid av EDR-tekniken. Det ställer krav på teknisk standardisering och regler för hur och vem som ska kunna använda data. Hindren för införandet av EDR och ISA förefaller utifrån tidigare studier emellertid inte vara brist på till exempel lagstiftning utan vad allmänheten är villig att acceptera. Det är därför extra intressant att notera att det saknas djuplodande studier av beslutsfattares och förares perspektiv om integritet och EDR/ISA.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik

  • Publicerad: 2010-10-07
  • VTI-kod: N17-2010

Köp tryckt version
100 SEK

I detta projekt har samspelet mellan Volvos Lane Departure System (LDW) och vägmarkeringarna studerats. LDW är baserad på en digitalkamera som i princip ser vad ögat ser. Detta innebär att vägmarkeringarna måste ha en viss synbarhet, det vill säga de måste ha en viss nivå på kontrasten mot vägbanan för att LDW ska fungera.

Vägmarkeringarnas synbarhet i dagsljus kvantifieras med luminanskoefficienten och i mörker med retroreflexionen. En central fråga att besvara har varit vilka nivåer dessa två variabler måste uppnå för att LDW ska ha god funktion. Är det tillräckligt om de uppfyller kraven i regelverket? En annan frågeställning har varit i vilken utsträckning LDW ger oönskade eller felaktiga larm? Sådana felfunktioner kan innebära att föraren stänger av systemet och bör därför inte förekomma.

Studien har genomförts i fält på en i förväg definierad vägslinga. Denna väg har innehållit flera typer av vägmarkeringar – allt från profilerade (våtsynbara) vägmarkeringar med mycket bra synbarhet till plana, slitna vägmarkeringar som åtminstone i mörker och väta knappt kunde ses alls.

En Volvo S80 utrustad med LDW körde under olika ljus- och väderbetingelser runt den 88 km långa slingan. Under körningen registrerades LDW:s tillgänglighet, från vilken andelen uteblivna larm kunde skattas. Vidare registrerades oönskade och felaktiga larm manuellt. Dagarna efter sista LDW-körningen mättes vägmarkeringarnas fysikaliska reflexionsvärden med ett mobilt mätsystem baserat på en reflektometer och en optokator. Detta mätsystem – Road Marking Tester – kunde registrera vägmarkeringarnas retroreflexion i torrt och vått tillstånd samt de torra vägmarkeringarnas luminanskoefficient.

Resultaten visar att LDW har en mycket god funktion under de allra flesta förhållanden. På primärvägar i dagsljus och mörker har LDW normalt en tillgänglighet på cirka 99 procent. Endast i mörker och väta samt vid lågt stående motsol var tillgängligheten nedsatt. I extrem motsol kunde tillgängligheten vara ner mot 50 procent, medan den i mörker och väta var ca 92 procent på riks- och primära vägnätet. På det sekundära vägnätet var tillgängligheten under alla yttre förhållanden något lägre, beroende på vägmarkeringarnas dåliga synbarhet.

De fysikaliska mätningarna visade vidare att, för att LDW ska fungera i mörker, måste vägmarkeringarnas retroreflexion vara lägst cirka 70 eller 20 mcd/m2/lx på torr respektive våt vägbana. I dagsljus är motsvarande krav på luminanskoefficienten att den ska vara ca 5 mcd/m2/lx högre än värdet på vägytan. Några felaktiga larm kunde överhuvudtaget inte registreras. Däremot förekom larm som kunde uppfattas som oönskade, framförallt vid möte på smal väg, där man kör på eller mycket nära kantlinjen.

Slutsatsen som kan dras av studien är att LDW har en mycket god funktion i de allra flesta situationer. Funktionen kan endast förbättras genom att göra vägmarkeringarna mer synbara, vilket skulle innebära användning av så kallade våtsynbara (profilerade) vägmarkeringar i högre utsträckning. Dessutom borde, åtminstone på mötesseparerade vägar, vänster kantlinje tvättas efter vintern. Ett bättre vägmarkeringsunderhåll skulle kunna förbättra LDW:s funktion ytterligare.


Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik

  • Publicerad: 2010-08-19
  • VTI-kod: N15-2010

Köp tryckt version
100 SEK

open

Hala däck vid virkestransporter

År:
2010
VTI-kod:
R681

Författare: Nils-Gunnar Göransson , Staffan Möller

Enligt den enkät som skickats till cirka 200 åkerier över hela landet som arbetar med virkestransporter drabbar upplevelse av hala däck främst förare i Norrland. De uppger att det inträffar ett flertal gånger under vinterperioden, i medeltal cirka 30 gånger per förare. Problemet upplevs som stort, med ett medelvärde av 3,5 på en skala från 0 till 6.

Situationen med plötsligt hala däck inträffar när den saltade vägen lämnas och vinterväglag råder. Flest anser att det är vid färd från kustlandet till inlandet som problem kan uppstå, men även generellt från saltat till osaltat är vanligt förekommande.

Det är oftast de drivande och styrande hjulens däck som tappar fäste, men det kan även noteras att nästan 50 procent har svarat att det är hela ekipagets däck som råkar ut för detta.

När de plötsligt hala däcken skulle beskrivas angav en markant andel av förarna att upplevelsen av däcken är ”som att de skulle beläggas med en hinna eller film”.

Om däcken blivit hala anser närmare 80 procent att det tar lång tid innan normalt väggrepp återfås. Över 40 procent av dem som trafikerar Region Norr anser att det måste till åtgärder (avfettning) för att återfå tillräckligt bra grepp.

Både problemet med hala däck och problembeskrivningen är väl känt sedan många år tillbaka av väghållare och företrädare för däckbranschen.

Företrädare för däckbranschen anser att en trolig förklaring till problemet är att hinnan/kletet på däcken kommer från asfaltrester som finns i vattnet på en våt vägbana. Asfaltresterna kommer av slitaget av vägen, bland annat orsakat av dubbdäck. När vägbanan är våt är slitaget på däcken mycket lågt, alltså slits inte hinnan bort. Däremot när vägbanan är torr ökar slitaget av däcket markant och eventuellt klet på ytan slits snart bort. Kemiska analyser, som gjordes på 1980-talet, visade att den hinna som bildas på hala däck inte har med däcken att göra utan består av asfalt, olika former av petroleumprodukter, avgasrester och salt. Problemet förekommer bara i samband med saltade vägar.

Provtagning och ny kemisk analys utfördes 2007 på den svarta sträng av klet som fanns i snön när chauffören körde ut från tvätthallen efter att ha avfettat däcken med diesel. Analysresultat visade att dieseln, trots torkning, var det dominerande ämnet i provet. Det enda som därutöver kunde identifieras med säkerhet var spår av limonen.

Enligt Kemikalieinspektionen är limonen, C10H16, ett omättat kolväte, en terpen. Terpener bildas i de flesta växter och de och deras oxidationsprodukter är ofta starka doft- och smakämnen. Råterpentin från tall och gran samt tallolja innehåller limonen.

Kanske kan förekomst av limonen på däcken vara en förklaring till att de blir hala. Orsaken kan vara att limonen indikerar närvaro av råterpentin/tallolja som har smörjande egenskaper. Dessa ämnen kan komma från ris eller bark från barrträd som timmerbilen kör över när virke hämtas på skogsvägarna eller när virket lossats vid sågverk eller massafabriker.

En hypotes som framkommit vid VTI om varför hala däck är mycket vanligare i norra än i södra Sverige är att det i norra Sverige, på våta vägbanor, förekommer mer av fritt bitumen som kan fastna på däcken. Det kan finnas fog för detta i och med att ju längre norrut vi kommer desto mer används det mjukare bindemedel i bland annat det bundna slitlagret. Orsaken till detta är att ett mjukt bindemedel ger beläggningen bättre förmåga att motstå den sprickbildning som vanligtvis uppkommer vid kallare klimatförhållanden. Däremot blir vidhäftningen mellan bitumen och ballast sämre, vilket i sin tur ger upphov till större avnötning och därmed större förekomst av rester från slitlagerbeläggningen.

En analys har gjorts av uppgifter från ett urval av dagböcker som förts av chaufförer som kört timmertransporter i norra Sverige. Chaufförerna har angett när och på vilka vägar som transporten gått fram, väderförhållanden, väglag, väggrepp, däckkänsla, vidtaga åtgärder på däcken samt däckfabrikat och ålder på däcken. Dagböckerna har kompletterats med de åtgärder som väghållaren har gjort i anslutning till transporterna. Materialet har beskrivits och analyserats med syfte att hitta ett mönster för vad som utlöser att däcken blir hala.

De vanligaste orsakerna till att däckkänslan försämras är följande:
- Vid övergång från saltad väg med våt barmark, vanligen nysaltad, till osaltad väg med is eller packad snö, blir däcken hala eller mycket hala ofta beroende på att de blir klibbiga eller får en hinna. Vanligen -1 till -5°C.
- Vid övergång från osaltad väg med packad snö eller packad snö och is till, ofta nysaltad, väg med våt barmark eller is kombinerat med snömodd, känns däcken hala eller som att de fått en film eller hinna, ibland kallad salthinna. Vanligen -1 till -5°C.
- Vid övergång från osaltad väg med packad snö, ibland spårig väg, till frusen saltad väg, det vill säga tjock is, ibland med snömodd, blir däcken hårda eller hala eller känns som att de fått en hinna. Vanligen kallt, -10 till -20°C.
- Vid övergång från frusen saltad väg till nyligen saltad väg med is och lite snömodd, eller till osaltad väg med packad snö/is känns däcken klistriga, slingriga eller som att de har fått en hinna. Vanligen -5 till -10°C.

Analys av dagböckerna visar att hala däck inte bara uppkommer vid körning från saltad väg till osaltad väg, vilket resultaten från enkäten anger, utan också vid övergång från osaltad vinterväg till saltad våt väg. Även övergångar mellan frusen saltad väg till eller från osaltad eller nyligen saltad väg med is/snö kan göra att däckkänslan försämras.

En speciell kombination av omständigheter, som gör att hala däck främst uppkommer vid virkestransporter i Norrland, kan vara följande.
- Körning på våta, eller frusna, saltade vägar medför att däcken beläggs med salt.
- Körning på våt väg med mjuka beläggningar medför att däcken kommer i kontakt med större mängder fritt bitumen än i södra Sverige.
- Körning på ris, kvistar eller bark från gran och tall kan medföra att däcken kommer i kontakt med råterpentin eller tallolja, som har smörjande egenskaper.
- Salt och stora mängder fritt bitumen kombinerat med smörjande råterpentin eller tallolja leder till att däcken blir hala.

Avslutningsvis föreslår vi att teorin med limonen följs upp i en fördjupad utredning med ytterligare provtagning av klet från hala lastbilsdäck samt experiment. Proven bör genomgå kemisk analys och utvärderas av en erfaren kemist inom området. Experiment med hala däck genomförs lämpligen i VTI:s däckprovningsanläggning ”Långa banan”.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik
Trafiksäkerhet

  • Publicerad: 2010-05-31
  • VTI-kod: R681

Köp tryckt version
250 SEK

Det finns behov av motormappar för simulering av bränsleförbrukning enligt mekanistiska principer. I en motormapp uttrycks bränsleförbrukning (g/kWh eller g/s) som funktion av motorvarvtal och vridmoment. Mera generellt finns en stor brist på denna typ av data.

Det huvudsakliga syftet med föreliggande studie är att utveckla ett verktyg för att kunna tilldela valfria segment av personbilsparken representativa motormappar. Två metoder har utvecklats: en matrismetod baserad på interpolering och en funktionsmetod baserad på regression. Funktionsmetoden är i fokus för denna redovisning. De uppskattade funktionerna, parameterskattningar, har höga förklaringsgrader (>0.97).

På uppdrag av Vägverket har Rototest AB utfört mätningar av bränsleförbrukning och avgasemissioner under stationära förhållanden på fler än 400 bilar av olika årsmodeller. Om detta datamaterial skulle kunna användas i mekanistiska simuleringsmodeller kan ökad representativitet förväntas i olika tillämpningar. Fördelar med Rototestmetoden, med motorn monterad i bilen, är möjlighet till ökad representativitet och lägre mätkostnader, jämfört med mätningar i provbänk. Mätning i provbänk är den traditionella metoden för att mäta motormappar. Ett problem med Rototestdata i detta sammanhang är att motoreffekten inte är direkt tillgänglig utan i stället uteffekten från slutväxeln. För att kunna uppskatta vridmoment ut från vevaxeln behöver transmissionsförlusterna kunna beskrivas.

För varje testad bil finns mätningar för minst 19 kombinationer av vridmoment och varvtal:
• 5 för 80 % belastning
• 5 för 100 % belastning
• 9 för konstanta varvtal från 50 km/h och upp till maximal fordonshastighet.

De tillgängliga data omfattar både mätdata från Rototest och data från tillverkarna. Tillverkardata omfattar maximal motoreffekt och maximalt vridmoment, ut från motorn, parallellt med motorvarvtal. Skillnaden i effekt från dessa två källor vid samma varvtal bör motsvara transmissionsförlusterna. Uppskattade transmissionsförluster ur Rototestdata vid maximal motoreffekt:
• framhjulsdrift, alla använda växellägen, och tvärställd motor: 9,4 procent
• bakhjulsdrift, direktväxel, och längsmonterad motor: 8,3 procent.

För bakhjulsdrift och andra växellägen än direktväxeln kan förlusterna uppskattas vara 4 procent högre.

För beskrivning av transmissionsförluster vid uppskattning av motormappar har en modell använts baserad på vad som framkommit ur en litteraturstudie. Denna modell omfattar två delar: mekaniska förluster och rotationsförluster i oljan. Litteraturgenomgången har inte gett en helt entydig bild av transmissionsförlusterna.

Den använda modellen för transmissionsförluster baseras på en blandning av uppgifter ur litteraturen och från biltillverkare. För framhjulsdrift vid maximalt effektuttag ger den använda modellen 5,5 procent i förluster.

För simulering krävs motormappar som täcker hela arbetsområdet: motorvarvtal från tomgång upp till maxvarv och vridmoment från full släpning upp till maxmomentkurvan. Mätdata täcker i huvudsak motorernas höglastområde. Det finns inga Rototestdata tillgängliga från vridmoment noll och därunder.

Om verkningsgraden i motorns förbränning skulle vara konstant, skulle bränsleförbrukning (mängd per tidsenhet) kunna beskrivas som en produkt mellan en konstant och indikerad motoreffekt (PIND). PIND kan beskrivas som summan av motorns inre friktionseffekt och uteffekt från vevaxeln. Eftersom verkningsgraden i förbränningen inte är konstant har en funktion för bränsleförbrukning (g/s) uttryckts som en produkt av två faktorer. Dessa faktorer utgörs av polynom:
• faktor 1: ett tredjegradspolynom av indikerat vridmoment
• faktor 2: ett tredjegradspolynom av motorvarvtal.

Bristen på mätdata i låglastområdet har hanterats genom att ansätta en funktionsansats som går mot noll då indikerat vridmoment går mot noll.

Parameterskattningar har genomförts separat för olika bränsletyper och årsmodellklasser. De uppskattade funktionerna har höga förklaringsgrader.

För att utveckla en motormapp krävs både en mappfunktion och avgränsande momentkurvor: en kurva för full släpeffekt och en maxmomentkurva. Den utvecklade metoden omfattar även beskrivning av dessa kurvor. Alla dessa värden är med den utvecklade metoden möjliga att uppskatta utgående från motorns maxeffekt, bränsletyp och årsmodellklass.

Kommentarer om friktionsförluster i motorn, relativt PIND, baserade på kurvorna för full släpning och för maxmoment:
• något över 10 procent vid genomsnittligt utnyttjat motorvarvtal och full belastning
• ungefär 20 procent förluster vid maximalt effektuttag (diesel<20 % och bensin>20 %)
• över 50 procent vid normal motorbelastning.

För att kunna göra motorsimuleringar mera representativa finns det behov av ytterligare forskning avseende:
• intern motorfriktion
• transmissionsförluster
• extra utrustning och användning av denna
• bränslemätningar som täcker en större andel av det totala arbetsområdet
• mätningar för andra drivmedel än för diesel och bensin
• utveckling av mätutrustning.

Gå till publikationen
 
 

Forskningsområde

Fordonsteknik

  • Publicerad: 2010-03-31
  • VTI-kod: N7A-2010

Köp tryckt version
160 SEK