Kompetenscentrum Förbränningsprocesser KCFP 2014-2017

Diarienr 2013-005722 Programbeskrivning för programmet Kompetenscentrum Förbränningsprocesser KCFP 2014-2017 2014-01-01 2017-12-31 Beslutsdatum 2013-11-27

2 (29) Innehåll T 1 Sammanfattning 3 2 Programmets inriktning 5 2.1 Vision... 5 2.2 Syfte... 5 2.3 Mål... 5 2.4 Framgångskriterier... 7 2.5 Forsknings, utvecklings- och teknikområden... 8 2.6 Energirelevans... 16 2.7 Samhälls- och näringslivsrelevans... 16 2.8 Miljöaspekter... 17 2.9 Projektgenomförare/projektdeltagare... 18 2.10 Avnämare/intressenter... 18 2.11 Arbetssätt... 18 3 Bakgrund 20 4 Genomförande 23 4.1 Tidplan... 23 4.2 Budget och kostnadsplan... 23 4.3 Ansökningskriterier och hantering av ansökningar... 25 4.4 Programråd/programstyrelse... 25 4.5 Kommunikationsplan och resultatspridning... 26 4.6 Syntes... 26 4.7 Utvärdering... 26 5 Avgränsningar 27 5.1 Forsknings-, utvecklings- och teknikområden... 27 5.2 Andra anknytande program inom Energimyndigheten... 27 5.3 Andra anknytande aktörer... 27 5.4 Internationell samverkan... 28 6 Ytterligare information 29

3 (29) 1 Sammanfattning Kompetenscentrum Förbränningsprocesser, KCFP har drivits sedan kompetenscentrumformen bildades 1995. Under de 17.5 år som det verkat har det växt fram som en verksamhet med världsklass inom HCCI-förbränning med laserdiagnostik och förbränningsstyrning som huvudämnen. Fortsättningen på KCFP 2014-2017 är en fokusering på dessa områden. KCFP är sedan 2006 ett centrum som fokuserar på förbränning i motorer. Målet med KCFP är att möjliggöra storskalig övergång till CO 2 -neutrala bränslen genom att öka verkningsgraden för motorn och samtidigt reducera de lokala utsläppen av NOx, HC, CO och PM. Fokus kommer att ligga på förbränningskoncept som kan kombinera låga avgasutsläpp och hög verkningsgrad och hur dessa kan utnyttja alternativa bränslen. KCFP kommer att under 2014-2017 fokusera på tre förbränningsprocesser: 1. Förbränningsprocesser som ligger mellan konventionell HCCI 1 och den klassiska dieselprocessen. Dessa kallas partiellt förblandad förbränning, PPC 2. Under 2006-2013 har KCFP visat att det går att nå riktigt hög verkningsgrad med PPC om ett högoktanigt bränsle som bensin används. En indikerad verkningsgrad på 57 % har mätts upp i en Scania experimentmotor. 2. Ottoförbränning med förkammare, främst med extremt utspädda blandningar och gasformiga bränslen. 3. Dieselförbränning. Här är det främst GenDies, det generiska dieselprojektet, som fortsätter in i nästa fas. Det bygger på avancerad laserdiagnostik för att förstå dieselförbränning bättre. Dessa kommer som i tidigare fas att studeras med hjälp av fem typer av aktiviteter. a. Grundläggande studier av emissioner och verkningsgrad i experimentmotorer. b. Laserbaserade mätmetoder för detaljstudier av förloppen. c. Modellering av förloppen både med hög detaljeringsgrad eller med fokus på realtidsberäkningar. d. Aktiv styrning av förbränningen. e. Alternativa bränslens samspel med förbränningsprocessen. 1 HCCI= Homogeneous Charge Compression Ignition 2 PPC= Partially Premixed Combustion

4 (29) In English: Competence center combustion processes, KCFP has been run since the competence center form was started 1995. Under the 14.5 years a world-class research group has formed within the field of low temperature combustion and laser diagnostics. The now proposed four-year continuation 2014 to 2017 is a focus on these areas. KCFP is and will also in the future a center focusing on the combustion process in internal combustion engines. The focus will be on low temperature combustion that can combine low emissions and high fuel efficiency to reduce CO 2 -emissions with utilization of biofuels. The unconventional combustion is often named LTC even if the term HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) or version of it is used. KCFP will focus on processes between the classical HCCI and conventional diesel or SI combustion. Five types of activities will be used: 1. Thermodynamic engine studies with focus on minimizing local emissions as well as fuel consumption. 2. Laser based measurement techniques 3. Advanced modeling of the combustion process 4. Closed loop combustion control 5. Alternative fuel effects.

5 (29) 2 Programmets inriktning 2.1 Vision Ett förbränningsmotorkoncept år 2030 med 60 % verkningsgrad och försumbara lokala utsläpp som kan använda nuvarande och framtida bränslen. 2.2 Syfte Syftet med kompetenscentrum förbränningsprocesser är att studera och bättre förstå förbränningsprocessen i förbränningsmotorer med vanliga och alternativa bränslen. Denna ökade kunskap kan användas för att minska eller helt ta bort motorns lokala miljöpåverkan och minska global påverkan av CO 2 genom att öka energieffektiviteten och möjliggöra storskalig övergång till förnybara bränslen. Svensk fordonsindustris konkurrenskraft ska förstärkas med hjälp av denna kunskap. 2.3 Mål Huvudmålet med kompetenscentrum förbränningsprocesser är att öka förståelsen för nästa generation av förbränningsprocesser i förbränningsmotorer. För att uppfylla detta ska unika mätmetoder och simuleringsverktyg användas. KCFP:s mål är att behålla det globala ledarskapet inom lågtemperaturförbränning och avancerad laserdiagnostik samt att bli världsledande inom partiellt förblandad förbränning, PPC, med avseende på modellering och diagnostik. KCFP ska publicera minst 20 unika vetenskapliga artiklar per år som ska presenteras vid minst fyra olika internationella konferenser. De studenter som avlägger examen ska ha en kunskapsprofil som är attraktiv för fordonsindustrin. I fortvarighet ska minst två doktorer resultera per år. Området förbränningsmotorteknik är mycket mansdominerat, speciellt på högre nivåer. Ett mål är att KCFP ska bidra till att fler kvinnor rekryteras till området som forskarstuderande och på sikt därmed möjliggör en jämnare fördelning mellan män och kvinnor även på ledande nivåer inom universitet och företag. KCFP:s mål är att den kunskap som byggs upp inom centrumet ska ligga till bas för förbättring av existerande kurser på grundnivån och på sikt även generera nya kurser. Även nya och förbättrade kurser på doktorandnivå är ett mål. Den ackumulerade kunskapen hos seniorforskare ska ses som en resurs för motorindustrin.

6 (29) Inom KCFP kommer tre olika förbränningskoncept att studeras, PPC, diesel och otto. Målen för forskningen på dem är enligt följande: Partiellt förblandad förbränning, PPC Inom PPC kommer tre olika delprojekt att drivas, PPC-HD, PPC-LD och PPCcontrol. Huvudmålet för PPC-HD är att öka förståelsen för PPC-förbränning. Mera detaljerade frågor kan vara: Vilka biobränslen är bäst för PPC? Fungerar metanol? Hur homogen är blandningen vid förbränningens början och vid slutet? Hur påverkas homogeniteten av sprejens egenskaper? Hur påverkas den av luftrörelser i cylindern och vilken koppling finns det mellan förbränningen och strömningen i cylindern. Vilken strategi ska används för insprutningen av bränsle? När ska enkel dubbel och trippelinsprutning användas? Vilket insprutningstryck är optimalt och varför? Hur påverkar bränslets egenskaper PPC? Vilka bränslekomponenter är mest kritiska? Hur påverkar självantändningsegenskaperna (oktantal eller liknande) förbränningsprocessen? Hur påverkar motorns drifttillstånd antändningen och ändrar de förutsättningarna lika mycket för alla bränslen. Om inte, hur kan man göra ett bränsle som alltid fungerar för PPC? Huvudmålet för PC-LD är att som inom PPC-HD öka förståelsen för PPCförbränning. Därmed är alla frågor som ställs för PPC-HD också relevanta för PPC-LD. Dessutom kan man för PPC-LD ställa ytterligare frågor: Varför är verkningsgraden för en personbilsgeometri så mycket lägre än för en lastbilsgeometri? Är det möjligt att åstadkomma samma resultat som har gjorts i PPC-HD även i PPC-LD? I så fall vad är det som begränsar? Hur kan lastområdet påverkas med hjälp av aktiva ventiler? Frågor som kan besvaras inom PPC-Control är: Hur ska en modellbaserad styrning av motorn byggas upp? Hur stora kommer cylinder till cylinder variationerna vara och hur kan de kompenseras med styrsystemet? Vilka sensorer finns det som kan ersätta de dyra cylindertrycksgivarna som används idag?

7 (29) Hur ska motor och efterbehandling optimeras ihop? Hur ska SCR för NOx-rening och DPF för partiklar optimeras för PPC och hur skiljer sig denna optimering från konventionell dieselförbränning? Vilken strategi kan utvecklas för kallstart? Dieselförbränning Målet är att med strategiskt utformade experiment identifiera begrepp och mått som kan användas för att beskriva och förstå sambandet mellan dieselmotorns emissioner och processerna i cylindern. Forskningen ska vara generisk, d.v.s. fokusera på grundläggande samband som är av allmän betydelse inom dieselområdet och inte är begränsade till en enskild motorgeometri. Gasmotor, Otto För gasmotorförbränning kommer fokus vara på förkammarförbränning. De frågeställningar som ska besvaras är följande: Är det stor skillnad på naturgas och biogas? Hur påverkas förbränningen av mängden förbränningsluft (lambda) i huvudkammare och förkammare? Hur påverkar hålstorlek och förkammarform? Är Gussaks modell med von Karmans virvelgata realistisk? Mer detaljerade frågor är o Med vilken hastighet kommer jeten in från förkammaren? o Är det flampropagering eller mer bulkantändning a la HCCI? o Kan man bättre förstå knack i förkammarmotorer? o Kan man mäta lambda och restgasmängd i förkammaren? Går det att prediktera med CFD? 2.4 Framgångskriterier Kriterier för framgång för KCFP är följande: erbjuder näringsliv, myndigheter och andra mottagare en attraktiv och koncentrerad forskningsmiljö för samverkan, problemlösning och långsiktig kompetensutveckling. har ett uthålligt deltagande från användare i ledning, genomförande och finansiering av ett forskningsprogram av gemensamt intresse och attraherar insatser från avnämarintressenter av minst samma omfattning som Energimyndighetens finansiering har en tydlig kompetensprofil inom vilken programmet är internationellt konkurrenskraftigt och förmår att anpassa och stärka den med hänsyn till intressenternas behov och den teknik- eller samhällsvetenskapliga utvecklingen förnyar och utökar sin intressentkrets bland mottagare i Sverige

8 (29) är väl förankrat inom högskolan och högskolans egna insatser i form av bas-organisation och andra resurser för programmets verksamhet ökar successivt under programmets utveckling utmärks av ömsesidig personrörlighet mellan högskolans och avnämares FoU-miljöer FoU-personal från avnämarna är verksamma inom programmets högskolemiljö samverkar med högskolans grund- och forskarutbildningsinsatser åstadkommer resultat som avnämare har nytta av och som leder till vetenskaplig meritering (doktors-/lic.examina, publicering i internationella tidskrifter m.m.) samverkar med andra forskargrupper och forskningsinstitutioner och har ett ökande inslag av internationellt, särskilt europeiskt forskningssamarbete i linje med avnämarnas önskemål 2.5 Forsknings, utvecklings- och teknikområden Kompetenscentrumet kommer att fokusera på förbränningsförloppet i förbränningsmotorer. Huvudmålet är att bli ett världsledande centrum för dagens och framtidens förbränningsprocesser. En god kunskap om förbränningsprocessen i dagens otto (bensin) motorer ska upprätthållas men KCFP ser inte ett behov av att studera denna typ av förbränningsförlopp i detalj. Däremot kommer ottoförbränning med förkammare att studeras. Istället är det den traditionella dieselförbränningen och de processer som kan undertrycka bildandet av partiklar och kväveoxider, NOx, som har tyngdpunkten. De förbränningsprocesser som ger låg NOx kallas ibland för lågtemperaturförbränning (Low Temperature Combustion, LTC), men ibland används istället förkortningen HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) trots att blandningen i många fall är långt ifrån homogen. Alla tre typerna av förbränning kommer att studeras i centret. Förkammarottoförbränning (Prechamber Spark Ignition), partiellt förblandad förbränning, (Partially Premixed Combustion, PPC) och dieselförbränning (Compression Ignition). För dessa tre huvudtyper av förbränning kommer fem olika aktiviteter att ingå. a. Grundläggande motorprov för att studera emissioner och verkningsgrad med olika koncept. b. Laserbaserade optiska mätmetoder för att i detalj studera förbränningsförloppets olika delar. c. Modellering av förloppet med kemisk kinetik och strömningsmekanik (CFD).

9 (29) d. Aktiv och återkopplad reglering av förbränningsförloppet. e. Koppling mellan bränslets egenskaper och förbränningsförloppet, främst inriktat mot alternativa CO 2 -neutrala bränslen. Dock kommer inte alla typerna av aktiviteter att finnas för alla förbränningstyperna. En matris enligt nedanstående kan genereras med tre huvudtyper av förbränning och fem olika typer av aktiviteter. Partially Premixed Combustion, PPC Generic Diesel Combustion, GenDies Motorprov x x Laserdiagnostik x x x Modellering x x Förbränningsstyrning x Bränsle x En beskrivning av de tre förbränningsprocesserna ges nedan. Prechamber Spark Ignition Gaseous Fuel 2.5.1 PPC Partiellt förblandad förbränning, PPC, är en process mellan klassisk HCCI med självantändning av en helt homogen blandning av bränsle och luft och klassisk dieselförbränning där blandning av bränsle och luft sker samtidigt som förbränningen i en diffusionsflamma runt sprejen. Med PPC sprutas bränslet in i cylindern nära övre vändläget, men tillståndet i cylindern är sådant att antändningen fördröjs. Under denna längre tändfördröjning hinner bränsle och luft blandas något och extremt feta zoner kan därmed undvikas. Ökad tändfördröjning kan fås genom att använda mycket recirkulerade avgaser, EGR. För att öka omblandningstakten används ökad luftrörelse och/eller ökad rörelsemängd i sprejen. Det går att köra PPC med så lite som 1 ppm NOx genom att använda tillräcklig utspädning. Utsläppet av sot är däremot mycket en funktion av hur mycket EGR som används. Utan EGR fås en diffusionsflamma som producerar mycket sot, men tillstånden i cylindern gör att i princip all denna sot brinner upp. Ökas mängden EGR kommer denna oxidation av det bildade sotet att minska och därmed kommer mängden sot ut från motorn att öka. Ökas EGR ännu mer kommer dock tillstånden i cylindern bli sådana att även bildandet av sot påverkas drastiskt. Figur 1 visar ett typiskt förlopp. Målet i förra fasen av KCFP var att förstå och optimera förloppet mellan punkterna 2 och 4 i figuren dvs. i den regionen där man kan få både låg sot och låg NOx samtidigt.

10 (29) 15bar IMEP 3 NOx /HC as C3 ppm 1200 1000 800 600 400 NOx HC CO soot 1 2 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 EGR Figur 1: Utsläpp av NOx, HC, CO och partiklar, PM som funktion av EGR för en dieselmotor med dieselolja. Tyvärr är det svårt att köra till höger om sotpuckeln i figuren ovan. Det blir höga utsläpp av kolväten, HC, och kolmonoxid, CO på grund av ofullständig förbränning. Förbränningsverkningsgraden kan gå från en dieselmotors 99.8 % ner till 88 % eller ibland ännu sämre. Dessutom krävs ett lågt kompressionsförhållande (12.4:1 i figuren) och orealistiskt låga insugstemperaturer (20 C i figuren) som förstör Termodynamiska- respektive Gasväxlingsverkningsgraden. Med 75 % EGR krävs också fyra gånger högre insugstryck än det som krävs utan EGR. Alla dessa åtgärder är för att förlänga tändfördröjningen dvs. den tid det tar från bränsleinsprutningens början till förbränningens start. Under denna tid hinner bränslet blandas med luft och EGR och ju längre tid detta tar desto homogenare är det under förbränningen. Det är här som användandet av bensin som bränsle kommer in. Bensin är gjort för att inte antända och ger alltså mycket längre tändfördröjning än dieselolja. Med bensin kan PPC-förbränning köras med ideal stratifiering och KCFP visade under föregående fas att det går att moderera förbränningsförloppet genom att få lämplig stratifiering och därmed förbränningshastighet. Maximal verkningsgrad på 57 % uppnåddes redan under slutet av fas 5, men under fas 6 visades 55 % verkningsgrad mellan 5 och 18 bars medeltryck och senare också inom ett arbetsområde från tomgång till max last (26 bars medeltryck) med lämplig bensin. Studier med olika bränslekvalitéer utfördes och hur tändfördröjningen påverkas av lasten med olika bränslen klargjordes. Denna fas för KCFP, fas 7, kommer att fokusera på förståelse av PPCförbränningen. Förloppet i cylindern studeras från insprutningens början till 4 7 6 5 4 3 2 soot FSN & CO% 1 0

11 (29) förbränningens slut. KCFP studerar alltså insprutningsförlopp, omblandning, tidig förbränning såväl som huvudförlopp och efteroxidation. Sotbildning och sotoxidation kartläggs under hela detta förlopp. Strömningen i cylindern är mycket viktig för förbränningsförloppet varför stor vikt kommer läggas på denna. Olika luftrörelser med swirl, squish och förbränningsrumsgeometrier för generering av dessa kommer därför att användas. Inom PPC kommer flera olika delprojekt att drivas. Vid föregående fas av KCFP drevs ett antal projekt uppdelade efter ämnesområde som PPC-model, PPC-optics, PPC-control etc. KCFP kommer under fas 7 att driva tre PPC delprojekt med deltagare från olika discipliner. Det ger troligtvis större sannolikhet för tvärdisciplinära resultat. PPC-Heavy Duty (lastbil): Inom PPC-HD kommer två motorer i två nyrenoverade provceller att göras tillgängliga. En kommer att vara med optisk access och därmed möjliggöra laserbaserad eller annan optisk diagnostik och den andra kommer att vara utan optiska komponenter. Två doktorander kommer arbeta med motorexperiment, en med laserbaserade mätningar och en huvudsakligen med termodynamiska försök i encylindermotor. Huvudmålet är att öka förståelsen för PPC-förbränning. Mera detaljerade frågor kan vara: Hur homogen är blandningen vid förbränningens början och vid slutet? Hur påverkas homogeniteten av sprejens egenskaper? Hur påverkas den av luftrörelser i cylindern och vilken koppling finns det mellan förbränningen och strömningen i cylindern. Vilken strategi ska används för insprutningen av bränsle? När ska enkel dubbel och trippelinsprutning användas? Vilket insprutningstryck är optimalt och varför? Hur påverkar bränslets egenskaper PPC? Vilka bränslekomponenter är mest kritiska? Hur påverkar självantändningsegenskaperna (oktantal eller liknande) förbränningsprocessen? Hur påverkar motorns drifttillstånd antändningen och ändrar de förutsättningarna lika mycket för alla bränslen. Om inte, hur kan man göra ett bränsle som alltid fungerar för PPC? Vilka biobränslen är bäst för PPC? Fungerar metanol? PPC-Light Duty (personbil): Inom PPC-LD kommer två motorer i två renoverade provceller att göras tillgängliga. En kommer att vara med optisk access och därmed möjliggöra laser-

12 (29) baserad eller annan optisk diagnostik och den andra kommer att vara utan optiska komponenter. Två doktorander kommer arbeta med motorexperiment, en med laserbaserade mätningar och en huvudsakligen med termodynamiska försök i encylindermotor. På grund av begränsad budget kommer en av de två motordoktoranderna att finansieras av ett EU-projekt. Huvudmålet är att som inom PPC-HD öka förståelsen för PPC-förbränning. Därmed är alla frågor som ställs för PPC-HD också relevanta för PPC-LD. Dessutom kan det för PPC-LD ställas ytterligare frågor: Varför är verkningsgraden för en personbilsgeometri så mycket lägre än för en lastbilsgeometri? Går det att åstadkomma samma resultat som har gjorts i PPC-HD även i PPC-LD? I så fall vad är det som begränsar? PPC-Controls: Inom PPC-controls kommer en ny Scania fullmotor att byggas. Den kan ge information om en motors totala bromsade verkningsgrad, vilket encylindermotorerna i PPC-HD och PPC-LD inte kan. Men kanske ännu viktigare så kan den användas för styrning och reglering. Inom PPC-control kommer två doktorander vara aktiva, en motordoktorand och en från reglerteknik. Projektet kommer fokusera på realtidsoptimering av verkningsgraden. Det innebär realtidsbeslut på insprutningsstrategi (en två eller flera insprutningar) och överladdningssystem med EGR och laddtryck som huvudparametrar. Motorn kommer att köras både i stabila driftspunkter och med (begränsade) transienter. Frågor som kan besvaras är: Hur ska en modellbaserad styrning av motorn byggas upp? Hur stora kommer cylinder till cylinder variationerna vara och hur kan de kompenseras med styrsystemet? Vilka sensorer finns det som kan ersätta de dyra cylindertrycksgivarna som används idag? Hur ska motor och efterbehandling optimeras ihop? Hur ska SCR (Selective Catalytic Reduktion) för NOx-rening och DPF (Diesel Particulate Filter) för partiklar optimeras för PPC och hur skiljer sig denna optimering från konventionell dieselförbränning? Vilken strategi kan utvecklas för kallstart? 2.5.2 GenDies Syftet med GenDies under den kommande perioden är en fortsatt fördjupad förståelse av processerna bakom dieselmotorers emissioner av främst sot, men även av CO och oförbrända kolväten (UHC). Just dessa utsläpp är intressanta eftersom de på flera sätt är kopplade till motorns verkningsgrad, t.ex. genom

13 (29) ofullständig förbränning. NO x -emissioner prioriteras inte på grund av att förståelsen där redan är relativt god. Målet är att med strategiskt utformade experiment identifiera begrepp och mått som kan användas för att beskriva och förstå sambandet mellan dieselmotorns emissioner och processerna i cylindern. Forskningen ska vara generisk, dvs. fokusera på grundläggande samband som är av allmän betydelse inom dieselområdet och inte är begränsade till en enskild motorgeometri. Gendies - Bakgrund En stor del av projekten i KCFP fokuserar på PPC, som trots lovande resultat fortfarande får betraktas som en framtida förbränningsteknik. GenDies kompletterar portföljen genom att främst studera konventionell dieselförbränning. Dieselmotorn står i kontinuerlig utveckling och förståelsen behöver löpande uppdateras. Bekräftelsen på att projektet fyller ett behov är att det sedan starten 2002 ständigt har fått uppmuntrande omdömen av både företrädare för finansierande industri och utomstående utvärderare. Det ska dock noteras att många av de processer som studeras inom GenDies också har bäring på PPCprocessen. Forskningen utförs på två fullt optiska dieselmotorer som är placerade i ett av världens mest välutrustade laserlaboratorier. Här har såväl etablerade som unika lasertekniker tillämpats i motorexperiment under åren (t.ex. filtrerad Rayleighspridning och SLIPI) och kunnat kasta ljus över de processer som styr utsläppen av CO, oförbrända kolväten (UHC) och sot. En allt större del av de utförda experimenten matchas av modelleringsarbete, både i industrin och inom KCFP. Fokus på de grundläggande sambanden, tillgången till unik mätteknik, samt nära diskussioner med industrin och internationella akademiska partners är den kombination som har varit nyckeln till GenDies framgångar genom åren. I den föregående fasen (GenDies III) var målet att förstå emissioner av UHC, CO och sot, både under lågtemperaturförbränning och i konventionell dieselmod. Fasen karakteriserades av ett tydligare fokus på grundläggande fenomen än tidigare perioder. Bland annat studerades den så kallade sotpuckeln som uppstår när andelen recirkulerade avgaser ökas i motorn (först ökar sotutsläppen, för att slutligen sjunka mot noll igen). Experimenten fördelade sig relativt jämnt mellan lågtemperaturförbränning och konventionell dieselmod. Bland annat studerades inverkan av insprutargeometrin på bildningen av CO med en laserteknik som bygger på samtidig absorption av två fotoner. Gendiesgruppen bekräftade också en helt ny idé om hur UHC kan minskas med en mycket liten postinsprutning. Det experimentet byggde på samtidiga mätningar av UHC och flamradikalen OH i cylindern med hjälp av laserinducerad fluorescens (LIF). Det utfördes också

14 (29) världens första cykelupplösta mätningar av sotfördelningen i cylindern med laserinducerad inkandescens (LII). Därmed kunde intressanta kopplingar göras mellan sotprocesserna i cylindern och utsläppsnivåerna. Gendiesgruppen har också för första gången tillämpat lasertekniken SLIPI i en motor, för att bestämma hur luftinblandningen i en spray påverkas när den träffar förbränningsrummets vägg. Denna process är av betydelse för sotoxidationen och kan inte mätas tillförlitligt på något annat sätt i motormiljö. Det ska också nämnas att gruppen har ett stående erbjudande till finansierande industri att använda de unika resurserna i labbet för egna undersökningar, vilket har utnyttjats en gång under perioden. Gendies - Avgränsningar Forskningen har under föregående fas renodlats allt mer mot konventionell dieselförbränning och under denna fas (GenDies IV) kommer denna inriktning bli tydligare, liksom fokus på förståelse av grundläggande fenomen och mekanismer. Framför allt kommer KCFP att koncentrera sig på sotprocesser i cylindern. Det är sedan länge känt att sot både bildas och tillbakabildas (oxideras) i cylindern innan avgasventilen öppnas och avgaserna släpps ut. Utsläppen utgör typiskt några få procent av det sot som totalt har bildats under förbränningen. Trots detta har dieselforskningen nästan uteslutande fokuserat på bildningsprocessen och dess koppling till den så kallade lift off-längden, det vill säga avståndet mellan insprutaren och flamman. Ett av de intressantaste resultaten från GenDies under senare år är att detta (och relaterade) mått inte uppvisar någon som helst korrelation med motorns utsläpp av sot. Till följd av detta kommer KCFP att fokusera allt mer på de processer som styr oxidationen. Sotoxidationen styrs av hastigheten på blandningen mellan sot och luft i cylindern, framför allt efter insprutningens slut. Turbulent blandning är alltså en viktig parameter, liksom tillgången till syre och den tid som är tillgänglig innan temperaturen sjunker under 1300 K (då ytoxidationen av sot upphör). Dessa variablers betydelse bekräftas av en aktuell studie inom GenDies-projektet där sotutsläppen från 60 driftspunkter i en dieselmotor analyserats. Huvuduppdraget för GenDies IV blir alltså att studera fenomen som är kopplade till dessa tre variabler. Fenomenen inkluderar postinsprutningar, swirl, insprutargeometri, förbränningsfasning, interaktion mellan spray och vägg, och i viss mån interaktion mellan närliggande sprayer. Även pilotinsprutningens karakteristik påverkar sotutsläppen, men mekanismerna är oklara och kommer att studeras på lätt motor. Ytterligare ett område av generiskt intresse som kan komma att studeras är hur värmestrålning från förbränningszonen påverkar spray- och emissionsbildning. Studierna kommer att ske såväl med enklare mättekniker (höghastighetsfilmning och laserextinktionsmätning) som med nya, avancerade tekniker. Det exakta valet

15 (29) av mätteknik kommer att avgöras av frågeställningen som ska besvaras i det enskilda fallet, men troligtvis kommer SLIPI att användas även fortsättningsvis, liksom samtidiga mätningar av t.ex. sot och OH (en av de viktigaste ytoxidatorerna av sot). En nyutvecklad teknik som kan vara lovande är pikosekunds-lidar, som möjliggör rumsupplöst detektion längs hela sträckan mellan kolven och cylinderhuvudet. Detta gör det möjligt att mäta djupt i cylindern under expansionsslaget, där en stor del av sotoxidationen troligen sker. Rumsupplösningen blir i storleksordningen 1 cm. En annan fördel är att endast ett fönster krävs för excitation och detektion, vilket möjliggör studier vid betydligt högre motorlaster än de som normalt används i optikmotorer. Experimenten kommer så långt som möjligt att koordineras med CFD-insatser, både i akademin och industrin. Ett kvitto på att GenDies håller hög internationell klass är de återkommande samarbetena med utländska forskningsmiljöer. Projektet har under fas III publicerat sex gemensamma publikationer med utländska laboratorier, framför allt med Sandia Labs. 2.5.3 SI Gasmotor Tidigare faser av KCFP har huvudsakligen studerat ottomotorförbränning med gnisttändning i ett öppet förbränningsrum. Stabilitet och verkningsgrad har förbättrats med hjälp av ökad turbulens och aktiv styrning av utspädning och laddtryck. En gräns för utspädning och laddtryck har dock uppnåtts då gnisttändningen inte längre är tillförlitlig. För att komma förbi denna gräns påbörjades inledande försök med förkammare i föregående fas. Förkammartändstift utan separat bränsletillförsel undersöktes och de visade sig ha problem med glödtändning vilket begränsade den maximalt tillåtna lasten. Därefter påbörjades försök med bränslematad förkammare i encylindermotor, vilket borde har bättre förutsättningar då tekniken redan används framgångsrikt för stora stationära motorer. I denna fas av KCFP planeras fortsatta studier av bränslematade förkammare med fokus på förståelse av förbränningsprocessen. Inverkan av bränsle- /luftförhållandet i förkammaren behöver studeras liksom inverkan av hålstorlek på jethastighet och penetrationslängd in i huvudförbränningsrummet. Ökad förståelse av antändningsförloppet i huvudförbränningsrummet är också nödvändig; är det fråga om volymantändning i stil med HCCI eller är det mer likt flampropagering i en konventionell ottomotor. Knackning kommer att utgöra ett problem och preventions- och detektionsmöjligheter behöver studeras.

16 (29) Tidigare förkammarstudier har skett i en encylindermotor av lastbilstyp, men i denna fas kommer en gradvis övergång till en 9-liters encylindermotor från Wärtsilä att ske. Motorns storlek underlättar förkammarstudier och KCFP kan dessutom dra nytta av den erfarenhet som Wärtsilä redan besitter inom förkammarområdet. 2.6 Energirelevans Transportsektorn är en av de största energianvändarna och mer energieffektiva transporter påverkar därmed hela samhällets energianvändning. Absoluta huvudparten av bränslet som används för transporter idag baseras på fossila källor. Inom en inte allt för avlägsen framtid kommer mängden tillgänglig olja att kraftigt understiga efterfrågan. Det resulterande högre bränslepriset kommer att ställa mycket höga krav på bränsleeffektiva transporter. Därmed kommer också forskning för att öka förbränningsmotorns verkningsgrad att vara i högsta grad relevant för energianvändningen för transporter och hela samhället. 2.7 Samhälls- och näringslivsrelevans Näringslivsrelevansen för förbränningsmotorer är mycket stor. Förbränningsmotorn är den mest komplexa och dyraste delen i ett fordon. Fordonsbranschen i Sverige har en mycket framskjuten roll. Fordonsbranschen är den bransch som genererar mest exportintäkter och så mycket som 30 % av alla industriforskare arbetar inom fordonsområdet. Ungefär 10 % av alla svenskar är direkt eller indirekt beroende av fordonsindustrin för sin utkomst. Det gör Sverige till ett av de mest fordonsindustritunga länderna i världen. Fordonsindustrin är spridd i landet. Det finns tillverkning och utveckling från Simrishamn till Luleå. Totalt arbetar cirka 150 000 personer direkt i fordonsindustrin. Om forskningen inom förbränningsmotorer kan göra svensk fordonsindustri mer konkurrenskraftig så kommer det direkt att slå igenom med större omsättning och vinst för fordonstillverkarna. Det innebär naturligtvis också att minskade resurser till forskningen ger sämre förutsättningar. Det är däremot svårt att mäta ett direkt orsak-verkan samband då det är frågan om relativt långa tidsskalor för utvecklingen av nya motorer och fordon. Tidigare erfarenheter visar t.ex. att det tar cirka 8 år att utveckla en ny lastbilsmotor. Samhällsrelevansen är också mycket stor eftersom samhället är helt beroende av förbränningsmotorer för att fungera. Alla varor i alla affärer har transporterats med lastbil någon del av resan från tillverkaren. Det finns t.ex. inte någon mataffär som inte får sina varor levererade med lastbil. Alla lastbilar, utan

17 (29) undantag, drivs av dieselmotorer. Även resorna till och från affären sker oftast med bil. Endast en blygsam del av resandet sker med ett fordon utan förbränningsmotor. Den mycket viktiga funktion som lastbilar och personbilar har i vårt samhälle är svår att ersätta, men tyvärr är inte användandet av förbränningsmotorer utan problem. De ger fortfarande upphov till betydande utsläpp av luftföroreningar. 2.8 Miljöaspekter I en ideal förbränningsmotor omvandlas allt väte i bränslet till vatten och allt kol omvandlas till koldioxid. All värme som förbränningen genererar omvandlas samtidigt till nyttigt arbete. Nu är tyvärr inte förbränningsmotorn så perfekt utan det släpps ut en del ämnen som är skadliga för människa och miljö. Förbränningsmotorn kan släppa ut kolmonoxid, CO, kolväten, HC, kväveoxider, NOx och partiklar PM. Alla dessa regleras i lag och de tillåtna mängderna minskas hela tiden. Utsläppen av koldioxid från förbränningen av fossila bränslen tros ge en förstärkt växthuseffekt och därmed en global uppvärmning. Mängden koldioxid är inte reglerad i lag, men eftersom det finns en direkt koppling mellan mängden förbrukat bränsle och mängden utsläppt CO 2 finns det en drivkraft att minska CO 2 ändå. Det finns traditionellt en motsättning mellan låga utsläpp av lokala emissioner som HC, CO, NOx och PM och låga utsläpp av CO 2. Den motor som ger lägst lokala utsläpp är ottomotorn med sin trevägskatalysator. Där kan utsläppen vara noll eller till och med negativa. Nackdelen med ottomotorn är den relativt låga verkningsgraden och därmed höga CO 2 -utsläpp. Dieselmotorn har betydligt högre verkningsgrad än ottomotorn, men har istället problem med de lokala utsläppen. Dyr och mycket komplicerad efterbehandling av både partiklar och kväveoxider kommer att krävas för att uppfylla morgondagens lagkrav. KCFP ska forska på de förbränningskoncept som kan göra dieselmotorn renare och därmed mindre beroende av efterbehandling. Även förbränningskoncept som gör att ottomotorn kan köras med högre verkningsgrad ingår. Här har PPC visat sig unikt genom att kunna kombinera tillräckligt låga utsläpp för dagens och framtidens lagstiftning samtidigt som verkningsgraden är högre än för en konventionell dieselmotor. Gendies-projektet inom KCFP fokuserar på sotbildning och oxidation i en dieselmotor. Det ökade kunskapen om små partiklar kan användas för att minska miljöpåverkan av dieselmotorer.

18 (29) 2.9 Projektgenomförare/projektdeltagare Kompetenscentrum förbränningsprocesser drivs huvudsakligen vid avd. Förbränningsmotorer, Inst. Energivetenskaper och avd. Förbränningsfysik, Inst. Fysik båda vid Lunds Universitet. Förutom dessa båda huvudavdelningar kommer verksamhet att finnas vid avd. Strömningsmekanik och vid Inst. Reglerteknik. Dessutom kommer en signifikant verksamhet att vara förlagd vid de deltagande företagen. Speciellt inom projektet GenDies kommer simuleringsverksamhet och viss provning att ske hos företagen. Fördelning av resurserna redovisas i budgeten. 2.10 Avnämare/intressenter De företag som deltar i KCFP och därmed avnämare är följande: 1. Volvo Personvagnar 2. Volvo Lastvagnar 3. Scania 4. Borg Warner 5. Caterpillar 6. Chevron 7. Cummins 8. Dantec 9. Loge 10. Swedish Biomimetics 3000 11. Toyota 12. Wärtsilä Lunds universitet och Energimyndigheten är med i centrumet och bidrar med cirka 1/3 av budgeten vardera. Företagen inom KCFP spänner från stora multinationella företag som säljer förbränningsmotorer till underleverantörer av delsystem för dessa och utvecklingsbolag som tillhandahåller verktyg som används vid utvecklingen av motorer. I KCFP ingår också ett bränslebolag. Alla resultat som kommer från forskningen inom KCFP kan därför omsättas till bättre produkter och därmed mindre miljöbelastning med minimal fördröjning. 2.11 Arbetssätt Kompetenscentret leds av en föreståndare som utses av rektor vid Lunds universitet. Föreståndarens uppgift är att koordinera forskningen och att säkerställa att verksamheten bedrivs enligt programbeskrivningen och KC-avtalet. Föreståndaren rapporterar till KCFP:s programråd och till Energimyndigheten samt deltar även i samordningsgruppen SoS.

19 (29) KCFP:s programråd består av representanter från finansiärerna. Programrådet är rådgivande och har till uppgift att på ett övergripande plan tillse att verksamheten följer Energimyndighetens och övriga parters intentioner. Vid starten av etapp 2014-2017 är aktuella forskningsområden och de projekt som avses genomföras under etappen definierade enligt programbeskrivningen. Med tanke på etappens längd kan det dock bli nödvändigt att ändra planerna inom programbeskrivningens ram och då gäller följande arbetssätt och beslutsprocess: Projekt initieras enligt vad som framgår av avsnitt 4.3 Föreståndaren redovisar projektförslag till programrådet Rektor vid Lunds universitet fattar beslut om stöd till projektet efter rekommendation från programrådet. Arbetet inom KCFP kommer att drivas i projektform med fem större huvudprojekt. Dessa projekt kommer att ha arbets/referensgrupper som leder och styr verksamheten. Sammansättningen av dessa grupper kommer att bestämmas av intresserade företag och forskargrupper. En viktig del av arbetet kommer att vara så kallade skarpa försök. Dessa skarpa försök är tid i laboratoriet som företagen kan planera och utnyttja helt själva. Under skarpa mätkampanjer kan varje företag använda alla resurser som finns tillgängliga inom KCFP för prov på sekretessbelagda geometrier och hårdvaror. Det innebär att de kan använda speciella insprutningssystem eller senaste förbränningsrumsformen utan att behöva publicera resultaten. Denna typ av arbetssätt har använts inom GenDiesprojektet med stor framgång. Med skarpa försök kan företagen koppla resultaten till aktuella simuleringar på hemmaplan och behöver inte komplettera med studier av produktionsklara och därmed utvecklingsmässigt inaktuell hårdvara. Naturligtvis kan inte skarpa försök vara huvudverksamheten inom ett statligt finansierat kompetenscentrum. Därför begränsas mängden skarpa försök per företag till 2 månader per år och miljon i bidrag. Även mängden skarpa försök per rigg och doktorand måste begränsas till motsvarade normal institutionstjänstgöring (ca 20 %). Strategisk samordning av de tre svenska kompetenscentrumen inom förbränningsmotorteknik (KCFP, CERC och CCGEx) sker inom Strategi och Samordningsgruppen (SoS). I gruppen ingår ledningarna för de tre centren tillsammans med industriföreträdarna och Energimyndigheten. SoS har som uppgift att koordinera och driva strategiarbetet utifrån industrins behov och respektive högskolas förutsättningar med beaktande av den internationella teknikoch forskningsfronten. Gruppen är rådgivande till respektive programråd.

20 (29) 3 Bakgrund Uppfinnandet av förbränningsmotorn möjliggjorde utvecklingen av det moderna samhället med ett överflöd av varor i våra butiker och enkla och snabba resor. Motorns negativa sidor i termer av luftföroreningar har studerats under de senaste 70 åren. Under de sista 17 av dessa år har kompetenscentrum förbränningsprocesser varit aktivt. Kompetenscentrum förbränningsprocesser startade 1/7 1995 och har genomgått ett antal faser sedan dess. Centrumet har arbetat med både instationär förbränning i motorer och stationär förbränning huvudsakligen inriktad mot gasturbiner och pannor. Inom perioden 1997-2005 var KCFP ett centrum för all typ av förbränning, medan det från 2006 enbart har arbetat med förbränning i motorer. I detta kapitel ges en bakgrund till de tre huvudområden som ingår i KCFP 2014-2017. Bakgrund PPC Projektet med homogen kompressionsantändning startade vid den andra fasen av KCFP 1/7 1997. Det kallades initialt ATAC, men ändrade sedan namn till HCCI. Vid den tiden fanns det ingen aktivitet inom denna typ av förbränning inom Sverige och knappt heller internationellt. De publicerades 0-5 vetenskapliga artiklar per år om det. De första artiklarna vetenskapliga artiklarna om HCCI från Lund väckte stort intresse och framför allt det 1998 som visade att det gick att köra med relativt hög last, 14 bar IMEP. Vid uppstarten av nästa fas inom KCFP 2000 fanns det därför ett stort internationellt intresse och ursprungsdeltagarna Volvo Personvagnar, Volvo Lastvagnar, Scania och Wärtsilä Diesel kompletterades med Volvo Penta, Saab och de amerikanska tillverkarna Caterpillar och Cummins. Senare under denna fas anslöt även Toyota och Hino (Toyotas lastbilsföretag). När fas fyra startade 2003 anslöt även Nissan. Anledningen till att det gick att attrahera de multinationella företagen var att HCCI från Lund var klart världsledande. Figur 2 visar antal viktigare publikationer inom HCCI från olika ställen 1999-2004. Som synes av statistiken hade Lund en klart ledande roll. Verksamheten inom KCFP har knoppat av i ett antal andra HCCI-projekt både i Lund och nationellt. Inom gröna bilen startade 2000 GIHR ett nationellt horisontellt projekt och minst tre andra vertikala projekt mellan en högskola och en industri resulterade. Dessa har omsatt många gånger mer pengar än HCCI-verksamheten inom KCFP. Även internationellt har HCCI fått ökat

21 (29) intresse. Vid de stora konferenserna inom förbränningsmotorområdet organiserade av SAE var HCCI länge det klart största ämnet. Det presenteras fler papper om HCCI än på otto, diesel och bränsleceller. Det enda område som kan konkurrera vad det gäller intresse är efterbehandlingssystem för dieselmotorer. Figur 2: Antalet publikationer 1999-2001 och 2001-2004 inom området HCCI enligt Pierre Duret på IFP. Vid starten av fas 5 2006 var det klart att ren HCCI skulle få det svårt att komma hela vägen till produktion. Därmed inriktades forskningen inom KCFP mot två processer mellan ren HCCI och de klassiska otto och dieselprocesserna. Den mellan HCCI och otto kallades SACI (Spark Assisted Compression Ignition) och en doktorsavhandling skapades inom området. Processen mellan helt homogen kompressionsantändning, HCCI och dieselförbränning med mycket kort fördröjning mellan insprutning och förbränningsstart kallades PPC (Partially Premixed Combustion). Tyvärr var uppstarten med PPC relativt långsam och det var inte förrän precis i slutet av fas 5 som de första resultaten resulterade. De var då desto mer lovande. Indikerad verkningsgrad på upp till 57 % uppnåddes och emissioner i nivå med Euro 6/US10 klarades utan efterbehandling. Vid starten av fas 6 fokuserade KCFP på PPC och valde att prioritera bort SACI. Under fas 6 visades PPC med först 0-18 bars medeltryck och olika bränslen och sedan även 0-26 bar med en ny generation Scania hårdvara. Bakgrund Gendies Gendies startade som en del av det nationella ramverket CeCost 2001. Det har haft Volvo Personvagnar, Volvo Powertrain och Scania som intressenter från början och fokuserat på grundläggande förståelse av dieselprocessen. Det huvudsakliga målet med GenDies har varit att skapa en experimentell omgivning för att studera grundläggande fenomen och futuristiska koncept samt att validera och förbättra avancerade och best-practice CFD-modeller. Arbetet har varit fokuserat på att öka den allmänna förståelsen av förbränningsprocessen i dieselmotorer, generering av valideringsdata och utvecklande av modeller, dvs. forskningsarbete långt innan produktionsanpassning. Genom att ha ett fokus på 8-10 års sikt har forskningen kunnat bedrivas öppet och på en hög nivå.

22 (29) Potentialen i dieselmotorn i termer av reducerade emissioner av sot och kväveoxider är i mångt och mycket beroende av prepareringen av bränsle/luft blandningen innan det börjar brinna, dvs. under tändfördröjningen. Därför bildades till en början tre projekt; Self ignition and Ignition Delay, Lagrangian Multicomponent Fuel Treatment och Diagnostics. Under de första tre åren har de tre delprojekten utvecklats förnämligt och en oberoende utvärderingsgrupp har gett projektet högsta tänkbara betyg med rekommendationer att fortsätta samt eventuellt expandera. Under projekttiden 2002-2005 har ett helt nytt laboratorium med två full-optiska motorer byggts och åtta års drift har nu kunnat bokföras. Till exempel har laserinducerad fluorescence använts för att studera formaldehyd under antändning, laser inducerad incandescence använts för att studera produktion, reduktion och transport av sot i cylindern samt filtrerad Rayleigh spridning för att skatta lokalt bränsle/luft förhållande. En extern expert har gästat projektet i form av Paul Miles. Han genomförde tillsammans med oss en mycket framgångsrik kampanj med hastighetsmätningar i kolvgropen, troligen de första i värden år 2005. Nya tekniker innefattande termografiska fosforer är under utveckling för att kunna mäta temperatur i gas och bränslesprayer. En större del av de utförda experimenten matchas av modelleringsarbete utfört av industrin i form av inkind bidrag. Det är i denna gränslinje som diskussionen blir riktigt intressant och GenDies har sitt forte. Bakgrund gasmotor Gasformiga bränslen som biogas och naturgas har studerats sedan 1989 på avd. Förbränningsmotorer och inom KCFP sedan det började 1995. De första studierna handlade om den tidiga flamutbredningen och hur dess stora cykel till cykel fluktuation kunde förklaras med variationer i strömningen i cylindern. Förbränningsrummets form påverkar förbränningen mycket då det kan generera olika strömningsmönster och därmed turbulens. Därför provades tio olika geometrier 1990-1995 och kopplingen mellan geometri-turbulens-förbränning och emissionsbildning klarlades. Efter ett kortare uppehåll startades ett projekt med en komplett Volvo sexcylindrig motor 1997. Gasmotorns totala verkningsgrad och styrning var målet för detta projekt. Jämförelse mellan mager drift och stökiometrisk med EGR utfördes och det senare konceptet visade sig vara bäst. Vid omstarten av KCFP 2006 ersattes den gamla tvåventilsmotorn med en modern fyrventilare med EGR. Denna kördes även transient och 5-6 % högre verkningsgrad kunde uppnås med avancerad reglerteknik. Inom fas 6, 2010-2013 har inriktningen ändrats till förkammarförbränning. Därmed har KCFP också gått ifrån flercylindrig motor till en Scania encylinder.

23 (29) 4 Genomförande 4.1 Tidplan Kompetenscentrum förbränningsprocesser nuvarande fas 6 slutar 31/12 2013 och för att få en sömlös övergång ska nästa fas börja 1/1 2014. Denna fas 7 eller kanske rättare fas 2014 av det nya KCFP sträcker sig över 4 år dvs. 2014-2017. En detaljerad tidsplan för de olika delprojekten kommer att utarbetas i samråd med alla avnämare innan starten av fas 7. Tidplanerna kommer att baseras på de frågeställningar som beskrivs i avsnitt 2.5. 4.2 Budget och kostnadsplan Budgeten för KCFP föreslås vara nominellt 3*8=24 MSEK per år i fyra år dvs. totalt 96 MSEK. Detta fördelar sig på en tredjedel industribidrag, en tredjedel insatser från LTH och en tredjedel bidrag från Energimyndigheten. Det finns dock ett signifikant överskott på industribidrag på 2 000 000 kr per år när också naturabidragen är inräknade. Tabellen nedan visar en sammanställning på intäkterna i kontantbidrag och natura samt totalt. Inkomster Kontant Natura Totalt Volvo Lastvagnar 800 000 900 000 1 700 000 Scania 800 000 900 000 1 700 000 Volvo Personvagnar 600 000 1 100 000 1 700 000 Wärtsilä 600 000 300 000 900 000 Caterpillar 600 000 600 000 Cummins 600 000 600 000 Toyota 600 000 600 000 Chevron 600 000 300 000 900 000 Loge 100 000 100 000 Dantec 500 000 500 000 Borg Warner 300 000 300 000 600 000 Swe. Biomim. 100 000 100 000 Industri 5 600 000 4 400 000 10 000 000 Lunds Univ. 1 500 000 6 500 000 8 000 000 Energimynd. 8 000 000 8 000 000 Total 15 100 000 10 900 000 26 000 000 Figur 3: Budget för KCFP per år 2014-2017. Även sammanlagda budgeten för de fyra åren är angiven

24 (29)

25 (29) Figur 4: Årlig budget. Kostnaderna för KCFP ges av tabellen ovan. Budgeten är i denna fas ökad från 7 MSEK/år till 8 MSEK/år. Kostnaden för en doktorand har också ökat från 700 000 kr i fas 6 till 730 000 kr i fas 7 på grund av löneökningar. Likaledes har lönekostnaden för tekniker och seniorer ökat, i det senare fallet främst på grund av att det nu finns fler professorer och därmed en högre lönenivå. Det tidigare upplägget med bara 0.5 doktorand för reglerteknik är ändrat till en hel och samma för den motorbaserade doktoranden. Det ger möjlighet till rimligt stor insats inom området, vilket inte var fallet under fas 6. Materialbudgeten för lasermätningar har också ökat för att ge möjlighet till mer diagnostik. Tyvärr har supporten av seniorlöner inte kunnat hållas på samma nivå som fas 6. Likaledes har KCFP inte kunnat öka insatserna inom CFD inom kontantbudgeten. Det vore högst önskvärt med industridoktorander inom denna disciplin. I budgetförslaget är en industridoktorand från Volvo Personvagnar inkluderad som naturabidrag inom gendies-området. 4.3 Ansökningskriterier och hantering av ansökningar Det är föreståndarens uppgift att, tillsammans med de i KCFP ingående forskningsledarna och efter samråd med avnämare, initiera och arbeta fram beskrivning av de områden där KCFP ska fokusera forskningen. Till varje område knyts en referensgrupp med avnämare och högskoleforskare. Inom dessa områden formuleras därefter projekt av föreståndaren efter diskussioner med referensgruppen. Föreståndaren arbetar fram projektdefinition, bemanningsplan, kostnadsplan etc. tillsammans med en identifierad lämplig projektledare vid LTH. Det är därför inte frågan om några regelrätta ansökningsomgångar. Projektförslagen föreläggs därefter KCFP:s programråd för prioritering och rekommendation inför beslut. Programrådet har att bedöma projektens relevans i förhållande till KCFP:s övergripande mål, hur väl projektet är integrerat i KCFP:s verksamhet, dess vetenskapliga kvalitet och om projektet ryms inom KCFP:s budgetramar. Formellt beslut om nya projekt fattas av rektor eller enligt delegationsordning av den som rektor sätter i sitt ställe. 4.4 Programråd/programstyrelse Föreståndaren leder arbetet inom KCFP och rapporterar till ett programråd med representanter från deltagande företag, högskola och Energimyndigheten. Sammansättningen av programrådet beslutas av rektor vid Lunds universitet efter samråd med Energimyndigheten. Vid tillsättning av programrådets ledamöter ska

26 (29) etnisk mångfald och fördelningen mellan män och kvinnor beaktas. För att öka studentinflytandet ska programrådet även ha en studentrepresentant. 4.5 Kommunikationsplan och resultatspridning Varje projekt ska ha minst två referensgruppsmöten och två arbetsgruppsmöten per år. KCFP:s hemsida ska finnas i två versioner. En officiell del med allmän beskrivning och några populärvetenskapliga artiklar och beskrivningar och en del med lösenord för deltagarna. På denna senare ska alla artiklar, ex-jobb och avhandlingar som skrivits inom KCFP göras tillgängliga. Även alla blivande artiklar och övriga resultat ska läggas upp på denna minst 6 månader innan publikation. Ett system för deltagarna att ge feedback via hemsidan ska utarbetas. Minst en gång per år besöks företagen av KCFP:s seniorer/doktorander och erbjuds ett flertal specialiserade presentationer samt diskussionsstund om pågående projekt och resultat. Om intresse finns ska en årlig KCFP-dag anordnas med rapportering av årets resultat till industrideltagarna i föredragsform. Årlig lägesrapport och en slutrapport vid etappens slut sammanställs till Energimyndigheten. 4.6 Syntes En syntesrapport som sammanfattar KCFP:s verksamhet under etappen tas fram i samband med slutrapporten. 4.7 Utvärdering En utvärdering av KCFP planeras till våren 2017 och finansieras av Energimyndigheten. Sammansättning av utvärderingsgruppen görs av Energimyndigheten i samråd med programrådet. Programmet kommer varje år att granskas av ett advisory board bestående av minst två internationella experter. Deras kommentarer och råd kommer att läggas till grund för en syntes som initieras av programrådet mot slutet av programperioden dvs. hösten 2017. I syntesen ingår i relevanta delar även utvärderingar gjorda i de etapper som föregått nuvarande etapp.