Fotografi av Samuel Kärnell

Samuel Kärnell

Postdoktor

När dieselmotorerna i mobila arbetsmaskiner ersätts av elmotorer bör hydraulsystemen anpassas till nya krav och möjligheter som elektrifieringen medför. I min forskning undersöker jag hur denna anpassning kan göras.

Elektrifiering av arbetsmaskiner

Få har missat den pågående elektrifieringen av personbilar, men det är inte bara personbilar som är under omställning utan samma sak gäller även för tyngre fordon såsom kranbilar, hjullastare och grävmaskiner. Jämfört med personbilar så är dessa maskiner betydligt mer energikrävande eftersom de utför arbeten utöver persontransport. Dessutom förväntas batterierna ofta räcka hela arbetsdagar. De blir därmed stora, tunga och dyra. Men det finns hopp.

Ovan nämnda maskiner, som ofta benämns mobila arbetsmaskiner, utför i regel sina arbetsuppgifter med hjälp av hydraulsystem. Hydraulsystem används då de erbjuder hög effekttäthet samtidigt som de är robusta och driftsäkra. Ett traditionellt hydraulsystem består principiellt av en pump som levererar flöde, vilket fördelas via ventiler till hydraulcylindrar och hydraulmotorer. Flödet får dessa att röra på sig och arbetsuppgifter blir utförda. I mobila applikationer har pumpen i regel drivits av en förbränningsmotor men nu när förbränningsmotorer byts ut mot elmotorer uppstår nya förutsättningar – både ekonomiskt och tekniskt.

Tidigare har energibesparingar endast gett utslag i form av minskade bränslekostnader. För batteridrivna maskiner kan dock energibesparingar också minska inköpskostnaden eftersom batterierna står för en väsentlig del av den. För till exempel lastbilar är också minskad vikt av stor betydelse eftersom systemvikten begränsar den tillåtna lastvikten. Det är alltså av stort intresse att investera i hydraulsystemet för att få ner energiförbrukningen och därmed kunna minska batteristorleken.

Publikationer

2024

Thomas Heeger, Samuel Kärnell, Liselott Ericson (2024) Challenges for multi-quadrant hydraulic piston machines Energy Conversion and Management: X, Vol. 22, Artikel 100578 Vidare till DOI

2023

Samuel Kärnell, Liselott Ericson (2023) Control of an Asymmetric Cylinder With Two Individually Controlled Pump/Motors Proceedings of the ASME/BATH 2023Symposium on Fluid Power and Motion Control Vidare till DOI
Samuel Kärnell, Liselott Ericson (2023) Classification and Review of Variable Displacement Fluid Power Pumps and Motors International Journal of Fluid Power, Vol. 24, s. 207-246 Vidare till DOI

2022

Samuel Kärnell (2022) The History and Future of Fluid Power Pumps and Motors Proceedings of the 6th Workshop on Innovative Engineering for Fluid Power (WIEFP 2022), s. 51-56 Vidare till DOI
Samuel Kärnell, Liselott Ericson (2022) Analysis of a Digital Pump With Variable Speed Drive

Undervisning

Jag är kursansvarig för TMHP51 - Hydrauliska servosystem. Man kan råka ut för mig i följande kurser:

  • TMHP02 – Fluidmekanisk systemteknik
  • TMHP06 – Fluidmekanisk systemteknik, avancerad kurs
  • TMMS13 – Elektrohydrauliska system
  • TMMS21 – Mekatronik
  • TMMI13 – Hydraulik och pneumatik
  • TMPM06 – Projektkurs avancerad - Mekatronik
 
Det finns även en risk att man stöter på några av mina sånger som relaterar till kursinnehållet.

Nyheter

Kollegor

Organisation