Load sensing pumps in hydraulic system of wheel loaders helps in increasing the energy efficiency of wheel loaders. Present day machines have hydro mechanical load sensing system. After the advent of hydro mechanical load sensing concept, over the years, lots of research has been carried out relevant to electro hydraulic load sensing, trying to control the pump electronically. Currently, Volvo Construction Equipments (VCE) is interested in investigating the possibility of implementing electro hydraulic load sensing system in the wheel loaders. Research works has shown existence of several configurations of electro hydraulic load sensing pumps. Successful simulation results of an electro hydraulic load sensing pump configuration would provide a backing for the proposal of building and testing that configuration of electro hydraulic load sensing pump prototype. Also, the thesis work aims in benchmarking hydraulic system simulation capabilities of AMESim and GT- Suite by simulating the existing hydro mechanical load sensing system in both in both the simulation packages. / The thesis work has been carried out at Virtual Product Development (VPD) division of Volvo Construction Equipments (VCE), Eskilstuna, Sweden.

Safety, performance and driving comforts are given high importance while developing modern day cars. All-Wheel Drive vehicles are exactly designed to fulfill such requirements. In modern times, human concern towards depleting fossil fuels and cognizance of ecological issues have led to new innovations in the field of Automotive engineering. One such outcome of the above process is the birth of electrical hybrid vehicles. The product under investigation is a combination of all wheel drive and hybrid system. A superior fuel economy can be achieved using hybrid system and optimized vehicle dynamic forces are accomplished by torque vectoring action which in turn provides All-Wheel Drive capabilities. Heat generation is inevitable whenever there is a conversion of energy from one form into another. In this master thesis investigation, a thermal simulation model for the product is built using 1D simulation tool AMESim and validation is done against the vehicle driving test data. AMESim tool was chosen for its proven track record related to vehicle thermal management. The vehicle CAN data are handled in MATLAB. In a nutshell, Simulation model accounts for heat generation sources, oil flow paths, power loss modeling and heat transfer phenomena. The final simulation model should be able to predict the transient temperature evolution in the rear drive when the speed and torque of motor is supplied as input. This simulation model can efficiently predict temperature patterns at various locations such as casing, motor inner parts as well as coolant at different places. Various driving cases were tried as input including harsh (high torque, low speed) ones. Simulation models like this helps Engineers in trying out new cooling strategies. Flow path optimization, flow rate, convection area, coolant pump controlling etc are the few variables worth mentioning in this regard.

Aujourd'hui, les constructeurs automobiles continuent de chercher les technologies renouvelables face à la pénurie d'énergie et les problèmes d'émission de polluants. Un moyen important pour optimiser l'économie de carburant et réduire les émissions polluantes des moteurs à allumage commandés est le concept 'downsizing'. Cependant, ce concept est limité par le phénomène de cliquetis dû aux conditions de haute température et haut pression. Dans cette étude, le contrôle de la concentration d'oxygène dans l'air est proposé. Car d'une part, la combustion enrichie en oxygène permet d'améliorer la densité de puissance de moteur avec le même niveau de pression d'admission. Cela permet soit de 'booster' la combustion pour augmenter la puissance du moteur ou de l'activer lorsque le moteur fonctionne à faible charge ou dans des conditions de démarrage à froid. D'autre part, une faible concentration en oxygène dans l'air (ou dilution de N2) par un système membranaire peut être considérée comme une alternative à la recirculation des gaz d'échappement. Les expériences ont été effectuées dans un moteur monocylindre 'downsizing' avec différents taux d'oxygène et richesse. L'étude de l'impact du contrôle de la concentration d'oxygène sur les caractéristiques de combustion et d'émissions a été effectuée pour plusieurs charges en fonctionnement optimum pour limiter la consommation spécifique de carburant. L'effet de la concentration en oxygène sur les caractéristiques de combustion du moteur a été simulé en utilisant le logiciel commercial AMESim avec le modèle de combustion développé par IFP-EN. En mettant en oeuvre des corrélations de la vitesse de combustion laminaire, déterminées au préalable durant ce travail, et délai d'auto-inflammation, les pressions dans les cylindres sont parfaitement calibrés avec une erreur maximale inférieure à 2% et l'intensité du cliquetis a pu être prédite.

Les machines électriques jouent un rôle très important dans la conversion d'énergie dans plusieurs applications et domaines. Les contraintes thermiques jouent ainsi un rôle indispensable dans la conception des machines électriques de plus en plus petites et performantes. En effet, la performance des machines électriques est limitée par les températures maximales admissibles dans certaines zones critiques telles que le bobinage, les aimants permanents et les roulements. Deux approches principales peuvent être utilisées pour étudier le comportement thermique de la machine: la méthode nodale ou le circuit à constantes localisées ou les modèles numériques. Dans notre étude, nous proposons d'appliquer la méthode nodale sur une machine électrique intégrée dans un environnement mécatronique complexe. Le modèle thermique développé de la machine est ainsi présenté avec ses différents éléments. En effet, un modèle précis dépend fortement de plusieurs paramètres thermiques tels que les coefficients d'échange convectif, les conductances de contact, les conductivités équivalentes du bobinage, et autres paramètres. En conséquence, des techniques d'analyse de sensibilité sont ensuite appliquées sur le modèle thermique pour identifier les paramètres d'influence significative sur les températures de la machine ainsi que pour la réduction de ce modèle. Ensuite, nous appliquons deux méthodologies d'identification des paramètres thermiques incertains sont développées et appliquées afin de recaler le modèle thermique de la machine. Cette étape permet la validation de ce modèle par rapport à des mesures thermiques sur une machine synchrone à aimants permanents internes installée sur un banc de caractérisation de machine électriques. Finalement, nous intégrons le modèle recalé dans une approche système mécatronique comportant les lois de commande de la machine ainsi que son convertisseur. Ceci permettra ainsi d'étudier l'influence de la température d'une machine électrique sur le système mécatronique complet. / Electric machines play an important role in power conversion in several applications and fields. With the increasing demand for designing lighter and more efficient machines and optimizing the existing structures, thermal analysis becomes a necessary; in fact, the performance of electric machines islimited by the allowable temperatures in many critical components like windings, permanent magnetsand bearings. Two main approaches can be employed in order to study the machine thermal behavior : the lumped parameter thermal network (LPTN) or numerical models. Considering low-computationtime-consuming and the possibility to be integrated in a mechatronics system design, the LPTN method is considered in our study. The latter is mainly applied on electric machine integrated in a complex mechatronics environment. The thermal network is presented along with the definition of the principal elements constituting this network. In fact, an accurate and reliable network strongly depends on many critical parameters like heat transfer coefficients, interface gaps, impregnation goodness, among others. For this reason, different sensitivity analysis techniques are carried out in order to, first, identify the significance of uncertainties in the evaluation of these parameters on machine temperatures and second, to reduce the thermal network. Next, we propose two optimization algorithm-based identification methodologies in order to calibrate results of the thermal network with measured temperatures obtained from a test-bench of a permanent magnet based integrated starter-generator machine. The calibrated model is then integrated in a mechatronics system consisting of an electric model of the electric machine, along with its control strategy and the power converter. This final study allows us to evaluate the impact of the machine temperature rise on the mechatronic system.