Nedan följer förslag på hur arbetet med HPI-riggen kan fortgå för att i första hand säkerställa pålitliga och användbara provresultat och i andra hand utveckla riggens funktionalitet.
• Riggstyrsystemet är naturligtvis det första som ska färdigställas. När det tas i bruk försvinner felkällor i manuell tidtagning och avläsning av bränslevågen. Med automatisk mätning blir det möjligt att samla in data oftare och på så sätt observera insprutad bränslemängd över ett tidsintervall. Det går då att avgöra hur lång tid det tar för bränsleflödet ner till vågen att stabiliseras efter ändring av alfa, delta och varvtal.
Med denna information kan relevanta tidsintervall för mätning och inkörning efter modifiering av inställningar definieras.
• Referensmätning av aktuatorerna bör ske så snart som möjligt för att senare kunna konstatera eller dementera att deras prestanda förändrats.
• Referensmätning på en referenssats injektorer bör genomföras så snart automatiseringen av provningen är klar och relevanta mätintervall definierats. Fler injektorer bör mätas och resultatet sammanställas för att så småningom kunna avgöra hur stora avvikelser som kan detekteras. Ett beslutsunderlag för att avgöra om en injektor ger erforderliga bränslemängder eller ej bör framarbetas. Beslutsunderlaget
42
bör eventuellt ta hänsyn till den variation som råder mellan ett parti injektorer och ett annat.
• Riggen som den är konstruerad idag ger ingen information om hur mängden insprutat bränsle varierar från insprutning till insprutning. En möjlighet att få ut mer information om injektorernas prestanda är att med hjälp av instrumenterade vipparmar övervaka kompressionskraften i dem för varje insprutning.
43
Referenser
Litteratur
Scania årsredovisning 2007.
Liten historiebok om Scania – en stor fordonstillverkare, Scania CV AB, Södertälje, 2007.
Hartridge automatisk AVM 20-8 för Scania, Bruksanvisning och servicemanual, Lucas assembly and test systems, 1996.
Scania (m26_341)
Elektroniska
Mettler Toledo: www.mt.com
Verbala
Andersson Andreas, NMCI, Scania CV AB
Budai Tomas, DED, Scania CV AB
Ericsson Hans, NMCX, Scania CV AB
Markström Bo, NMCX, Scania CV AB
44
Bilagor
Titel: Antal sidor:
1. FUNKTIONSPROV BRÄNSLEVÅG ... 7 2. FUNKTIONSPROV HPI-RIGG ... 6 3. DATABLAD AXELKOPPLING ... 1
I
Funktionsprov bränslevåg
För att kontrollera bränslevågens funktion gjordes två mätningar. I den ena jämfördes utslag från bränslevågen med utslag från den på testbänken monterade AVM-mätenheten. I den andra undersöktes förändringen av bränsleförbrukningen över ett temperaturintervall från 30 till 52 ˚C, d v s i ett större spann kring de temperaturer då provning normalt utförs. Båda mätningarna utfördes med PDE-riggen med kamaxel och referensinjektorer för Euro 3.
Följande resultat erhölls vid jämförelsen mellan de två mätsystemen. Före mätning på varje cylinder varmkördes riggen till 40 ˚C och efter inställning av varvtal och bränslemängder kördes riggen en minut för att uppnå stabilitet och kontinuerliga flöden i systemet. För vågen mättes insprutning under 5 minuter för att eliminera felkällor kopplade till manuell tidtagning och avläsning. Efter mätning dividerades total insprutad bränslemängd per varvtalsintervall med antalet injektioner enligt ekvation 1.
t F N N där
M1 = Mt , = k ×
M1 = Mängd insprutat bränsle per injektion.
Mt = Mängd insprutat bränsle per mätintervall.
N = Antal injektioner under ett mätintervall.
Fk = Kamaxelvarvtal.
t = Tid för ett mätintervall.
Ekvation 1.
För AVM-mätenheten mättes ett antal injektioner per cylinder och injektor vid varje varvtal, se tabell 1. Samma mätning utfördes på tre injektorer.
Tabell 2. Antal mätpunkter vid olika varvtal för AVM.
Varvtal: Antal
II
Funktionsmätning våg, cyl 4 inj 1.
0 200 400 600 800 1000 1200
0 50 100 150 200 250 300 350
Tid (s)
Bränslemängd (g)
950 rpm 900 rpm 700 rpm 600 rpm 250 rpm
Figur 7. Mätning av insprutad bränslemängd på cylinder 4, injektor 1 med bränslevåg.
Diagrammet ovan är signifikant för mätningen på samtliga injektorer, värdena skiljer något men bränslemängdens proportionalitet med tiden är densamma. Trotts temperaturskillnader på upp till 5 ˚C under ett och samma mätintervall syns ingen avvikande eller tilltagande trend.
Nedan visas insamlade mätdata i tabellform.
III
Tabell 3. Mätning av injektor 1 med bränslevåg.
Funktionsmätning för våg, cylinder 4 injektor 1 950 -8,79 251 199 40 45 Ackumulerat 66 132 197 262 326 391 454 521 584 650 714 779 842 907 970 247,228
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 66 66 65 65 64 65 63 67 63 66 64 65 63 65 63 970 64,67 204,210526
Massa (g) 4600 4666 4732 4797 4862 4926 4991 5054 5121 5184 5250 5314 5379 5442 5507 5570
900 -6,82 258 216 45,1 48,6 Ackumulerat 66 130 193 257 321 385 449 512 577 640 705 768 833 897 961 258,542
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 66 64 63 64 64 64 64 63 65 63 65 63 65 64 64 961 64,1 213,555556
Massa (g) 6000 6066 6130 6193 6257 6321 6385 6449 6512 6577 6640 6705 6768 6833 6897 6961
700 -6,82 271 219 49,5 51,1 Ackumulerat 49 98 147 196 244 294 343 392 441 490 539 588 637 686 735 254,237
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 49 49 49 49 48 50 49 49 49 49 49 49 49 49 49 735 49,0 210
Massa (g) 7360 7409 7458 7507 7556 7604 7654 7703 7752 7801 7850 7899 7948 7997 8046 8095
600 -6,82 271 217,6 51,5 51,6 Ackumulerat 42 84 125 167 209 251 292 334 375 416 458 500 541 583 624 251,816
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 42 42 41 42 42 42 41 42 41 41 42 42 41 42 41 624 41,6 208
Massa (g) 5400 5442 5484 5525 5567 5609 5651 5692 5734 5775 5816 5858 5900 5941 5983 6024
250 -14,66 35 37,5 51,5 50,4 Ackumulerat 2,2 4,4 6,5 8,7 10,9 13,1 15,3 17,6 19,7 22 24,2 26,6 28,8 31 33,3 32,252
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 2,2 2,2 2,1 2,2 2,2 2,2 2,2 2,3 2,1 2,3 2,2 2,4 2,2 2,2 2,3 33,3 2,2 26,64 Mängd per slag (mm^3/slag)
Massa (g) 6117 6119,2 6121,4 6123,5 6125,7 6127,9 6130,1 6132,3 6134,6 6136,7 6139 6141,2 6143,6 6145,8 6148 6150,3 Mängd per slag (mg)
Varvtal (rpm) Alfa (˚) Deltamängd (mg) Inställd delta Tid (s) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Summa Medel
IV
Tabell 4. Mätning av injektor 2 med bränslevåg.
Funktionsmätning för våg, cylinder 6 injektor 2 950 -8,79 251 199 Ackumulerat 67 132 197 261 327 392 457 522 587 652 716 780 846 911 976 248,757
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 67 65 65 64 66 65 65 65 65 65 64 64 66 65 65 976 65,07 205,474
Massa (g) 5800 5867 5932 5997 6061 6127 6192 6257 6322 6387 6452 6516 6580 6646 6711 6776
900 -6,82 258 216 47,1 49,9 Ackumulerat 65 130 195 258 323 386 450 513 578 641 705 769 833 896 960 258,273
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 65 65 65 63 65 63 64 63 65 63 64 64 64 63 64 960 64,0 213,333
Massa (g) 6030 6095 6160 6225 6288 6353 6416 6480 6543 6608 6671 6735 6799 6863 6926 6990
700 -6,82 271 219 50,8 52,1 Ackumulerat 49 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 259,426
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 49 51 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 750 50,0 214,286
Massa (g) 7400 7449 7500 7550 7600 7650 7700 7750 7800 7850 7900 7950 8000 8050 8100 8150
600 -6,82 271 217,6 52,4 52,4 Ackumulerat 42 84 126 168 210 252 294 336 378 419 462 504 546 588 630 254,237
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 42 42 42 42 42 42 42 42 42 41 43 42 42 42 42 630 42,0 210,000
Massa (g) 4440 4482 4524 4566 4608 4650 4692 4734 4776 4818 4859 4902 4944 4986 5028 5070
250 -14,66 35 37,5 52,2 21 Ackumulerat 1,6 3,3 4,8 6,6 8,2 9,9 11,5 13,1 14,9 16,7 18,3 20,1 21,7 23,4 25 24,213
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 1,6 1,7 1,5 1,8 1,6 1,7 1,6 1,6 1,8 1,8 1,6 1,8 1,6 1,7 1,6 25 1,67 20,000 Mängd per slag (mm^3/slag)
Massa (g) 5167 5168,6 5170,3 5171,8 5173,6 5175,2 5176,9 5178,5 5180,1 5181,9 5183,7 5185,3 5187,1 5188,7 5190,4 5192 Mängd per slag (mg)
Varvtal (rpm) Alfa (˚) Deltamängd (mg) Inställd delta Tid (s) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Summa Medel
V
Tabell 5. Mätning av injektor 3 med bränslevåg.
Funktionsmätning för våg, cylinder 5 injektor 3 950 -8,79 251 199 40 44,1 Ackumulerat 68 138 203 269 335 403 469 536 602 669 736 803 869 937 1002 255,384
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 68 70 65 66 66 68 66 67 66 67 67 67 66 68 65 1002 66,80 210,947
Massa (g) 4550 4618 4688 4753 4819 4885 4953 5019 5086 5152 5219 5286 5353 5419 5487 5552
900 -6,82 258 216 45,5 49,1 Ackumulerat 65 129 192 256 319 382 446 509 572 635 698 761 826 889 951 255,851
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 65 64 63 64 63 63 64 63 63 63 63 63 65 63 62 951 63,4 211,333
Massa (g) 6099 6164 6228 6291 6355 6418 6481 6545 6608 6671 6734 6797 6860 6925 6988 7050
700 -6,82 271 219 50 51,5 Ackumulerat 50 100 149 199 248 298 348 397 448 498 547 598 647 696 746 258,042
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 50 50 49 50 49 50 50 49 51 50 49 51 49 49 50 746 49,7 213,143
Massa (g) 7490 7540 7590 7639 7689 7738 7788 7838 7887 7938 7988 8037 8088 8137 8186 8236
600 -6,82 271 217,6 52 52 Ackumulerat 43 85 127 169 211 253 295 337 379 422 463 506 548 590 632 255,044
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 43 42 42 42 42 42 42 42 42 43 41 43 42 42 42 632 42,1 210,667
Massa (g) 4650 4693 4735 4777 4819 4861 4903 4945 4987 5029 5072 5113 5156 5198 5240 5282 5282
250 -14,66 35 37,5 Ackumulerat 2,5 5 7,6 10,2 12,7 15,2 17,9 20,4 22,9 25,5 28,2 30,6 33,2 35,8 38,4 37,191
Starttemp: Sluttemp: Förändring (g) 2,5 2,5 2,6 2,6 2,5 2,5 2,7 2,5 2,5 2,6 2,7 2,4 2,6 2,6 2,6 38,4 2,6 30,720 Mängd per slag (mm^3/slag)
Massa (g) 5385 5387,5 5390 5392,6 5395,2 5397,7 5400,2 5402,9 5405,4 5407,9 5410,5 5413,2 5415,6 5418,2 5420,8 5423,4 Mängd per slag (mg)
Varvtal (rpm) Alfa (˚) Deltamängd (mg) Inställd delta Tid (s) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 Summa Medel
VI
För att undersöka bränslemängdens beroende av temperaturen ställdes testbänken på 700 rpm med motsvarande provinställning av alfa och delta, -6,82 ˚ resp. 219 mg (inställt värde).
Denna mätning utfördes med PDE-injektorer för att undersöka temperaturberoende som felkälla till tidigare mätning. Inställd mängd skiljer sig från insprutad mängd, effekter av detta undersöks inte, det är dock viktigt att inse att inställt delta inte direkt ska jämföras med
insprutad bränslemängd. Mätning påbörjades för cylinder fyra då riggen uppnått en temperatur på 30 ˚C, mätt mellan motorblock och cylinderhuvud. För varje två minuter noterades vågens utslag samt aktuell temperatur, följande resultat erhölls.
Tabell 6. Mätdata för mätning av bränslemängdens temperaturberoende.
Tid (min): Temp (˚C): Vikt (g): Förändr (g):
* Efter 36 minuter var vågkärlet fullt och tömdes. Under denna tid stannades rigg och tidtagarur. Den lägre vikten är vågens utslag efter tömning.
VII
För att visuellt åskådliggöra resultatet plottades temperaturen som funktion av tiden, se figur 2, och bränslemängd som funktion av temperatur, se figur 3.
Temperaturökning över tid
Figur 8. Temperaturens tidsberoende vid 700 rpm.
Mängden insprutat bränsle som funktion av temperatur
288
Figur 9. Bränslemängdens temperaturberoende vid 700 rpm.
I
Funktionsprov HPI-rigg
För att kontrollera HPI-riggens funktion gjordes ett antal mätningar. En mätning gjordes för att kunna se hur ur och i monteringar av injektorerna skulle påverka mängden avgivet bränsle.
En mätning gjordes för att kontrollera hur mängden avgivet bränsle varierar för en viss injektor beroende på i vilken cylinder den monterats. En mätning gjordes för att få en bild av hur riggens temperatur påverkar mängden avgivet bränsle.
Kontroll i och ur montering
Kontroll efter lösmontering
376 377 378 379 380 381 382 383
1 2 3
Mätning
Avgiven bränslemängd (g)
Test 1
Test 2 (efter lösmontering)
Figur 10. Kontroll efter ur- och inmontering
Figur 1 visar hur värdena skiljer sig före och efter ur- och inmontering. Diagrammet är baserat på mätdata i tabell 1 nedan.
II
Koll repeterbarhet för en injektor
Test 1 Cyl 4 inj1
3 min 43 till 48 grader Varvtal: 600 rpm Delta (inst): 217,6 Alfa: -6,82
Cyl 4, Inj 1 Cyl 4, Inj 1 Cyl 4, Inj 1
Från 5100 5500 5900
Till 5480 5878 6279
Summa 380 378 379 Snitt: 379
Test 2 Cyl 4 inj 1 efter ur och inmontering av injektor
3 min 43 till 47 grader Varvtal: 600 rpm Delta (inst): 217,6 Alfa: -6,82
Cyl 4, Inj 1 Cyl 4, Inj 1 Cyl 4, Inj 1
Från 5210 5610 6030
Till 5588 5990 6412
Summa 378 380 382 Snitt: 380
Tabell 7.
III Kontroll spridning i avgivet bränsle
Jämförelse samma injektor monterad i olika cylindrar
365 370 375 380 385 390 395
1 2 3
Mätning
Avgiven bränslmängd (g)
Cyl 4, Inj 1 Cyl 5, Inj 1 Cyl 6, Inj 1
Figur 11. Avgiven mängd i de olika cylindrarna
Figur 2 visar hur värdena skiljer sig mellan de olika cylindrarna. Diagrammet är baserat på mätdata i tabell 2 nedan.
IV
V Kontroll påverkan av temperatur
Bränsleinsprutningens temperaturberoende
268 270 272 274 276 278 280 282 284 286
20 30 40 50 60
Temp (˚C)
Bränslemängd (mg/slag)
Bränslemängd (g)
Linear (Bränslemängd (g))
Figur 12. Riggens temperaturs påverkan på avgivet bränsle
Ovan kan man se hur avgiven mängd bränsle ändras när temperaturen på riggen stiger.
Diagrammet är baserat på mätdata i tabell 3 nedan.
VI
I