Sverige ligger i internationell framkant när det gäller att utveckla förbränningsmotorer med hög verkningsgrad. Genom avancerad forskning på Lunds Tekniska Högskola (LTH), Chalmers och KTH har nya motorkoncept visat upp till 57 % verkningsgrad, vilket är ett genombrott inom ottomotorteknik. Det handlar bland annat om partiellt förblandad förbränning (PPC), en teknik som kombinerar dieselmotorns kompressionsantändning med bensinmotorns bränsleblandning – och som testas i tunga fordon.
Så fungerar ottomotorns verkningsgrad i praktiken
Verkningsgraden är andelen av den tillförda bränslets energi som omvandlas till mekaniskt arbete. För vanliga ottomotorer (fyrtakts bensinmotorer) ligger denna siffra normalt på 25–30 % i vardaglig körning och kan nå 35–45 % under optimal belastning. De huvudsakliga förlusterna sker i form av värme via avgaser, kylsystem och friktion i motorn.
Forskningens mål: minska värmeförluster, optimera tändtid, ventilöppningar och uppnå perfekt blandning av luft och bränsle.
Volymetrisk och mekanisk verkningsgrad – två kritiska nycklar
Två begrepp som påverkar ottomotorns totala effektivitet är:
- Volymetrisk verkningsgrad: Hur väl cylindern fylls med luft vid insug. En bra siffra är 80–90 %, men tryckladdning (turbo) kan överstiga 100 %.
- Mekanisk verkningsgrad: Hur mycket av kraften från kolvarna som verkligen når utgående axel. Här ligger effektiviteten på 75–90 %, beroende på motorns friktion och oljetemperatur.
Hybridcykler och värmeåtervinning – Sveriges strategi framåt
Svensk forskning testar flera strategier för att maximera verkningsgraden:
- Atkinsoncykeln (förlängd expansion) – redan i bruk i Toyotas hybridbilar.
- Miller-cykeln – sänker kompressionstemperaturen och minskar NOx-utsläpp.
- EGR (Exhaust Gas Recirculation) – minskar förbränningstemperaturen.
- Värmeåtervinningssystem (WHR) – tar tillvara spillvärme från avgaser.
Motorlabbet i Lund – epicentrum för motoreffektivitet
På LTH:s Motorlabb har svenska forskare utvecklat en diesel-liknande PPC-motor som testats i lastbilar och når över 56–57 % verkningsgrad. Denna teknik optimerar blandningen och tändningen så att bränslet antänds jämnt, vilket minskar både utsläpp och värmeförluster.
Volvo, Scania och andra svenska industrijättar deltar i testerna, och målet är att introducera tekniken i kommersiella fordon.
Internationella jämförelser – hur står sig Sverige?
| Motor | Typ | Verkningsgrad |
|---|---|---|
| Traditionell ottomotor | Bensin | ~25–30 % |
| Modern turbo-ottomotor | Bensin | ~35–40 % |
| Nissan e-POWER | Seriehybrid | ~50 % |
| Mercedes F1 | Hybrid | ~49–50 % |
| PPC-motor (LTH) | Dieselliknande bensin | ~57 % |
| Elmotor (ABB Västerås) | Industri | 98–99,13 % |
ABB:s supermotor – svensk teknik når 99 % verkningsgrad
På industrisidan har ABB i Västerås tagit elmotorer till extrema nivåer: en 76 400 hästkrafters motor med 99,13 % verkningsgrad, vilket sparar över 45 000 ton CO₂ årligen jämfört med äldre teknik. Det sätter press på förbränningsmotorteknologin – men även mått för inspiration.
Förbränningsmotorns framtid – hybridisering, AI och nya bränslen
För att fortsatt vara relevant måste förbränningsmotorn integreras i hybridlösningar och styras med adaptiva system. Pågående svensk forskning fokuserar på:
- AI-optimerad tändning och ventilstyrning
- Hydrogen och syntetiska bränslen som fungerar i ottomotorer
- Kombinationer av lågtemperaturförbränning och tryckladdning
Den svenska industrin investerar stort i att göra förbränningsmotorer till ett hållbart alternativ även i framtidens transportlandskap.