Vi har utgått från en S6 styrenhet, den variant som monteras på motorer i produktion. För att anpassa styrenheten till riggen har vi tagit hjälp av en programmerare på avdelningen NESE,
30
Engine Performance Software. Han har försett oss med en styrenhet och modifierat dess programvara efter våra önskemål.
Eftersom testbänken levererar tempererad bänkolja med konstant flöde till riggen bedöms tryck- och temperaturskiftningarna vara försumbara. Detta skiljer sig från motorn då flödet från bränslepumpen varierar med varvtal och även temperaturen varierar. Tryck- och temperaturgivaren har därför utelämnats initialt. Bränslemängderna styrs genom att ställa in önskade värden på alfa och delta från PC som en form av simulerat gaspådrag.
Varvtalsgivarna är som sagt monterade vid tandhjulet som roterar med kamaxeln. Eftersom det är mindre och roterar långsammare än svänghjulet blir periferihastigheten en knapp tredjedel jämfört med montering på motor. Det gör att de spänningar som givarna ger är lägre än vid normalt bruk i motorapplikation, de är så pass låga att ECUn inte upptäcker dem. Detta problem löstes med att sänka de två parametrar som styr lägsta detekteringsnivån på dessa spänningar i styrenhetens mjukvara.
Signalmönstret för kamaxelns position och rörelse är detsamma som på en motor. Det gör att problemet med fasförskjutning av insprutningen finns även på riggen. Ingen acceleration kommer heller att noteras av ECUn eftersom det inte sker någon förbränning. Därför måste fasningen ske med hjälp av andra signaler än motorn normalt använder. Från tidigare erfarenheter på Scania finns vetskapen om att trycket i bränslelisten varierar mycket mer när motorn är i fel fas och aktuatorernas öppettider inte sammanfaller med injektorernas. Pga detta monteras en tryckgivare i bränslelistens kanal för railbränsle och den kopplas till ett oscilloskop för att visualisera trycket. För att byta fas installeras en mjukvara för styrning av styrenheten med funktion för fasbyte på PCn som tillhör riggen. När installationen är klar körs riggen vid olika varvtal med olika bränslemängder för att avgöra med vilka inställningar skillnaden mellan de två faserna är tydligast. I figur 7.1 nedan visas skillnaden i tryckvariation vid rätt och fel fas vid 600 rpm, alfa = -6,82 och delta = 217,60 (inställt värde). Det syns hur trycket varierar mer (på den höga nivån) när riggen är i fel fas.
Figur 7.1. Tryck i railkanal i bränslelist, t.v. vid rätt fas, t.h. vid fel fas.
31
8 Riggstyrsystem
Under denna rubrik motiveras utveckling och implementering av ett automatiserat datorstött riggstyrsystem. Det lämnas också en lista med krav som bör ställas på systemet.
Som nämnts tidigare så kommer provningen att ske automatiskt med hjälp av ett datorprogram. Syftet är förutom att frigöra arbetstid för operatören att öka precisionen och repeterbarheten i mätningarna. Genom att samla in mätdata automatiskt minskar de felkällor som finns då en människa manuellt läser av vikten på vågen vid en given tidpunkt. Både tidtagningen och viktavläsningen blir mer exakt. Dessutom kommer varje mätförlopp att vara identiskt över tid. En operatör kan bli avbruten av sina kollegor, telefonsamtal m.m. vilket leder till att mätförloppen kommer att ta olika lång tid. Detta kommer framför allt att leda till variationer i temperaturen mellan olika mätförlopp. Med ett automatiserat mätförlopp minimeras temperaturvariationer mellan mätförlopp och följdfenomen som eventuella avvikelser i mätvärden.
Inom ramen för detta examensarbete har en kravlista för styrsystemet tagits fram.
Förverkligandet av riggstyrsystemet har pga. yttre faktorer skjutits framåt i tiden till efter examensarbetets slut. Nedan följer en beskrivning av de krav som bör ställas på styrsystemet.
Varvtalskontroll
Mätning sker vid ett antal olika varvtal under ett mätförlopp. Styrsystemet ska därför kunna styra testbänkens varvtal.
Alfa och delta
Värdena för alfa och delta varierar med varvtal, alltså måste dessa ändras automatiskt efter ett körschema.
Val av injektor för mätning
Mätning sker normalt på tre injektorer, en i taget, under ett mätförlopp. Pneumatiska ventiler, i sin tur styrda av elektroniska ventiler riktar flödet från respektive injektor antingen ner i vågkärlet eller åter till tanken. Även denna funktion ska styras automatiskt av styrsystemet.
Tömning av vågkärl
Vågkärlet fylls successivt och kommer antagligen att behöva tömmas under ett mätförlopp.
Det ska ske genom att mätningen avbryts då vågkärlet fyllts till angiven nivå och tömningspumpen startas. Tömningsnivån ska sättas så att inte vågkärlet svämmar över och inte heller nivån i testbänkens tank för bänkolja blir så låg att dess drivning slår av. Tömning bör också ske vid avslutad mätning så att startnivån alltid är densamma.
Översvämningsskydd
I bränslevågen finns en optisk nivåvakt monterad. Denna är tänkt som en extra säkerhetsåtgärd för att förhindra översvämning. Den bör anslutas till riggstyrsystemet så att tömning sker då den kommer i kontakt med vätskan i vågkärlet.
32 Programmering av mätförlopp
Önskvärt är att det finns en funktion för att ändra eller lägga till mätförlopp allteftersom provningsbehovet ändras eller fler provartiklar tillkommer. Operatören ska själv kunna programmera vid vilket/vilka varvtal och på vilken/vilka cylindrar som mätning ska ske samt alfa, delta och tiden för inkörning och mätning för respektive varvtal.
Insamling av mätdata
Styrsystemet ska automatiskt samla in mätdata och beräkna bränsleförbrukning per slag.
Informationen ska lagras i ett Exceldokument där den visualiseras med diagram så att mätresultatet tydligt framgår.
33
9 Funktionskontroll av HPI-rigg och bränslevåg
När riggen och vågen var färdigbyggda gjordes ett antal inledande test för att kunna ge en fingervisning om riggens och vågens funktion och mätnoggrannhet. De testerna beskrivs i detta avsnitt.
Riggen och bränslevågen är två separata system, vart och ett med sin påverkan på mätresultatet. Bränslevågen kan användas till att mäta insprutningen i PDE-riggen såväl som HPI-riggen. För att undersöka vågens beteende och verifiera dess funktion testas den först med PDE-riggen. Först när vågen är testad installeras HPI-riggen och provkörs.