In this final thesis two simulation models have been integrated. The simulation models are models of JAS 39 Gripen’s fuel system, software and hardware. The time consuming and costly work to develop software has made the department of fuel system to build two models in Xmath/Systembuild. The software model also simplifies the comprehension of how the software in the control computer of the fuel system works. Before the final thesis was done the software and hardware models were used separately and for different purposes. The software model wasused for verification and validation, and the hardware model for the system simulator. Because of the complex software it was a requirement to be able to simulate the software and hardware when they were connected, which would make it possible to study the different control signals generated by the software. To do that an interface between the user and the simulation model was created because it takes too much time to set all the inputs to the simulations model. The final thesis was assumed to deal only with an upgrading of the software model. The models have been connected and a user’s interface has been created with help of the program language Mathscript, which is a part of Xmath. A user’s guide is written so the user can simulate without experience of Xmath/Systembuild. With the connected models the user can now efficiently simulate and the result can be saved for later usage. The user can also simulate predefined missions from Saabs system simulator.

<p>In this final thesis two simulation models have been integrated. The simulation models are models of JAS 39 Gripen’s fuel system, software and hardware. The time consuming and costly work to develop software has made the department of fuel system to build two models in Xmath/Systembuild. The software model also simplifies the comprehension of how the software in the control computer of the fuel system works. Before the final thesis was done the software and hardware models were used separately and for different purposes. The software model wasused for verification and validation, and the hardware model for the system simulator. Because of the complex software it was a requirement to be able to simulate the software and hardware when they were connected, which would make it possible to study the different control signals generated by the software. To do that an interface between the user and the simulation model was created because it takes too much time to set all the inputs to the simulations model. The final thesis was assumed to deal only with an upgrading of the software model. The models have been connected and a user’s interface has been created with help of the program language Mathscript, which is a part of Xmath. A user’s guide is written so the user can simulate without experience of Xmath/Systembuild. With the connected models the user can now efficiently simulate and the result can be saved for later usage. The user can also simulate predefined missions from Saabs system simulator.</p>

Fuel Optimization Unit (FOU) is part of an new system for the low pressure fuel circuit (LPFC) designed for Scania’s combustion engines. The system replaces engine mounted, mechanically driven, fuel feed pump and pre filter. One FOU variant (Type 1) pushes fuel through the pre filter using an additional electrical fuel pump and utilizes a small volume of fuel as a buffer, mainly to increase water separation performance. The second variant (Type 3) is similar to a conventional LPFC but uses an electric feed pump. The thesis investigate prerequisites and possible limitations when introducing FOU in Scania’s bus program. The investigation also compare Type 1 with Type 3 to determine if any technology is preferable. Among others, the investigation finds: • Type 1 is because of its size more difficult to house but is because of design less sensitive for placement in the chassis compared to Type 3. • CAN communication with electric fuel pumps risks disturbances due to potentially long cables. • Pressure drop in fuel lines is not identifies as an limitation for Type 1 but length is recommended to minimize on the low pressure side of the feed pump for Type 3. • There is an risk that fuel return temperature decrease between engine and fuel tank causing clogging of pre filter due to wax formation at low temperatures. • Number of start/stops and operating hours is a potential limitation for electrical fuel pumps. • Drainage of engine mounted main filter to the catch tank in FOU Type 1 may work non satisfactory if the fuel lines are routed badly. • The air conducted sound level caused by electrical fuel pumps is not identified as a problem. However, structural conducted sound may cause disturbance for passengers if the attachment is carelessly designed. Comparison between the variants indicates that Type 1 is preferable. Type 1 catch points mainly due to the use of catch tank but loses points mainly related to size, mass and complexity which results in a presumably high cost. Type 3 is similar to present LPFC but holds a number of advantages shared with Type 1. Both Type 1 and Type 3 are identified as clear improvements compared with current LPFC. / Fuel Optimization Unit (FOU) är en del av ett nytt lågtrycksbränslesystem avsett för Scanias förbränningsmotorer. Systemet ersätter motormonterad, mekaniskt driven, matarpump och förfilter. FOU utvecklas i två varianter som har gemensamt en chassimonterad elektrisk matarpump och förfilter. Den ena varianten (Typ 1) trycker bränsle genom förfiltret med hjälp av en ytterligare elektrisk bränslepump och utnyttjar en mindre volym bränsle som buffert bl.a. för att förbättra vattenseparering. Den andra varianten (Typ 3) liknar till stor del ett konventionellt lågtrycksbränslesystem men med elektriskt driven matarpump. Examensarbetet utreder förutsättningar och möjliga hinder att introducera FOU på Scanias bussar. I utredningen jämförs även Typ 1 med Typ 3 för att avgöra om någon teknik är att föredra. Utredningen finner bl.a. att:• Typ 1 är pga. sin storlek svårare att bereda plats för men pga. sin konstruktion mindre känslig för placering jämfört Typ 3. • CAN-kommunikation med elektriska pumpar riskerar störningar pga. potentiellt långa ledningslängder. • Tryckfall i bränsleledningar utgör ingen hinder hos Typ 1 men ledningslängderna bör minimeras på matarpumpens sugsida hos Typ 3. • Det föreligger en risk att returbränsletemperaturen svalnar såpass mycket mellan motor och FOU att förfiltret sätts igen av paraffinering vid kall väderlek. • Antal start/stopp och drifttimmar utgör möjligen en begränsning för elektriska pumpar. • Dränering av finfiltret på motorn till catch-tanken i FOU Typ 1 riskerar att fungera otillfredsställande om bränsleledningarna dras ogynnsamt. • Den luftburna ljudnivån från de elektriska bränslepumparna bedöms inte vara oroväckande hög men är beroende på infästning då strukturburet ljud kan vara störande för passagerare. Jämförelse mellan varianterna indikerar att Typ 1 är att föredra. Typ 1 får många pluspoäng i huvudsak förknippade med förekomsten av bufferttank men också med en hel del minuspoäng i huvudsak relaterade till storlek, vikt och komplexitet vilket också resulterar i ett förmodat högt pris. Typ 3 liknar till stor del befintligt lågtrycksbränslesystem men innehar en del tydliga fördelar som den till stor del delar med Typ 1. Både FOU Typ 1 och Typ 3 identifieras som tydliga förbättringar gentemot befintligt lågtrycksbränslesystem.

Forskning inom motorutveckling bedrivs för att möta kommande emissionskrav och samtidigt minska bränsleförbrukningen. Kommande förbud mot dieseldrivna fordon planeras i flera städer runt om i världen. Alternativa bränsle som exempelvis naturgas ses som en lovande ersättning även för tunga fordon. Metan som är huvudkomponenten av naturgas har en fördelaktigt förhållande mellan väte och kol vilket gör den attraktiv för CO2-reducering. Hur som helst, bränslets låga cetantal och den höga aktiveringsenergin som krävs för att tända naturgas förutsätter tändstiftsantändning.En fördel av att använda en encylindrig motor inom forskning är möjligheten att studera fenomen utan negativa gasväxlingsinteraktioner från intilliggande cylindrar. Jämfört med en fullmotor möjliggörs även ett snabbare utbyte av motordelar samt lägre bränsleförbrukning.Fokus för detta examensarbete var genomförandet av ett flexibelt bränslesystem för en tändstiftsantänd encylindrig motor. Motorn är en tändstiftsantänd Scania 9 liters som modifieras för encylinder körning. Flexibilitet som t.ex. laddningshomogenitet, selektiv fyllning av inloppsporter och förberedelser för direktinsprutning av flytande bränsle realiserades. För enkel användning är motorn styrd av en eftermarknadsmotorstyrenhet som använder ett användarvänligt grafiskt gränssnitt för ändring av driftsparametrar. Säkerhetshänsyn vid blandning av gasformiga bränsle och luft långt innan inloppsporterna har implementerats. / Most of the fundamental research in internal combustion engines is driven by the ever-increasing stringency of emissions regulations along with the need for increased fuel economy. The proposed ban on diesel vehicles in several cities around the world combined with extensive availability, has made natural gas a promising substitute even for heavy-duty applications. The high hydrogen-to-carbon ratio of methane, the major component of natural gas, makes it attractive from an emissions reduction perspective. CO2 emissions from natural gas combustion are particularly low. However, the low cetane number and high activation energy required to ignite natural gas, requires spark-ignition.In a research setting, it is often advantageous to have a single cylinder engine. The main benefit is the ability to study phenomena without adverse interactions which multi-cylinder operation may cause. This is especially important for gas-exchange studies. Quicker replacement of parts and lower fuel consumption are secondary benefits.The focus of this thesis was the implementation of a flexible fueling system for a single cylinder spark-ignited engine. The engine is a Scania 9-liter spark-ignited engine modified for single cylinder operation. Flexibility in terms of charge homogeneity, selective intake port filling and provisions for liquid fuel direct injection have been provided. For ease of use, the engine is controlled by an aftermarket engine control unit with a graphical user interface for configuration. Safety considerations when mixing gaseous fuels and air well upstream of the intake ports have been implemented.