SE508545C2 - Förfarande för kalibrering av insprutningstidpunkt - Google Patents

Description

5Û8 545 2 att dieselmotoms bränsleförbrukning uppmâts, att den insprumingstidpunkt, när bränsleförbrukningen övergår från att variera till att vara konstant och/eller omvänt registreras, att den registrerade insprutningstidpunkten jämförs med en förutbestämd insprutnings- tidpunkt, och att insprutningsomställaren kalibreras genom att trycket hos ställvätskari regleras, så att omställarkolven ställs i ett läge, vilket motsvarar en insprutningstidpunkt som över- ensstämmer med den förutbestämda insprutningsfidpunkten.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett förfarande för kalib- rering av insprutningsfidpunkten av ett andra bränsle i en dieselmotor som kalibrerats- genom att dieselmotoms egenskaper och karaktäristik registrerats under kalibreringen med ett första bränsle.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att ett första bränsle som använts vid kalibreringen av dieselmotom ersätts av det andra bränslet som har en viskositet som skiljer sig ifrån viskositeten hos det första bränslet, att det andra bränslet matas under tryck till en insprutningsomställare, som innefattar en omställarkolv, att dieselmotom bringas att arbeta vid ett konstant varvtal, att omställarkolven, som är kopplad till en rullhållan-ing för omställning av insprut- ningstidpunkten omställs med hjälp av trycket hos det andra bränslet, att dieselmotoms bränsleförbrukning uppmäts, att den insprutningstidpunkt, när bränsleförbrukningen övergår från att variera till att vara konstant och/eller omvänt registreras, att den registrerade insprumingstídpunkten jämförs med den insprutníngsfidpunkt som erhölls vid kalibreringen med det första bränslet vid ett varvtal som motsvarar det nänmda konstanta varvtalet, och att insprutningsomställaren kalibreras genom att trycket hos det andra bränslet regleras, så att omställarkolven ställs i ett läge, vilket motsvarar en insprutníngstidpunkt som 3. 508 545 överensstämmer med den insprutningstidpunkt som erhölls vid kalibreringen med det första bränslet.

Med dylika kalibreringsförfaranden elimineras behovet av en insprutare med en givare för nållyft, vilket innebär en mindre kostsam och en mer driftsâker motorkonstmlction jämfört med det återkopplade reglersystemet.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas närmare under hänvisning till på bifogade ritning visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en schematisk vy av ett insprutningssystem för en dieselmotor, fig. 2 visar en pulssignal med en första relativ pulslängd, fig. 3 visar en pulssignal med en andra relativ pulslängd, fig. 4 visar i diagramfonn hur bränsleförbrukningen varierar beroende på relativ pulslängd och insprutningstidpunkt vid ett första konstant varvtal och ett första bränsle hos en dieselmotor, och fig. 5 visar i diagramform hur bränsleförbrukningen varierar beroende på relativ pulslängd och insprutningstidpunkt vid ett första konstant varvtal och ett andra bränsle hos en dieselmotor.

I fig. 1 visas en schematisk vy av ett insprutningssystem 1 för en dieselmotor 2. In- sprutningssystemet 1 innefattar en insprutningsomställare 3, som i sin tur innefattar en omställarkolv 4, vilken i ett cylinderlopp 5 kan förskjutas mot en fiäderlcaft, genom att en tryckvätska 6 i fonn av dieselmotorns bränsle 6 under tryck tillförs ett cylindenum 7 på en första yta 8 av omställarkolven 4. Cylinder-rummet 7 begränsas av en hos cy- linderloppet 5 anordnad första ändvägg 9, omställarkolvens 4 första yta 8 och cylinder- loppets 5 cylindervägg 10. Mot en andra yta 11 av omställarkolven 4 är en skruvfjäder 508 545 4 12 anbringad, vilken är inspänd mellan omställarkolvens 4 andra yta 11 och en hos cylinderloppet 5 anordnad andra ändvägg 13.

Omställarkolven 4 är via en kopplingsbult 14 förbunden med en rullhållarring 15, från vilken bränsle 6 fördelas till respektive insprutare 16. Läget hos rullhållarringen 15 relativt en fördelararm 17 för dieselmotorns 2 bränsle 6 bestämmer insprutningstid- punkten ot av bränsle 6 i dieselmotorn 2. När omställarkolven 4 förflyttas i cylinder- loppet 5 kommer rullhållarringen 15 att vridas. Omställarkolven 4 och rullhållaningen kan ingå som integrerade delar i en fördelarpump 18, vilken schematiskt represente- ras av den streckade rektangeln 18 i fig. 1.

Omställarkolvens 4 läge och därmed rullhållaningens 15 läge bestämms av trycket hos bränslet 6 i cylinderrurnmet 7. En i fördelarpurnpen 18 integrerad matarpump 19 matar bränslet 6 under tryck till insprutningsomställarens 3 cylindemmi 7 såväl som till rull- hållaningen 15. En tryclcreglerventil i form av en magnetventil 20 är anordnad på ett rör 21 som leder bränslet 6 från matarpurnpen 19 till cylinderrurnrnet 7. Magnetventi- len 20 regleras med en pulsmodulerad pulssignal från en styrenhet 22.

En sensor 23 för att mäta dieselmotoms 2 bränsleförbrukning är anordnad på bränsle- röret 24 mellan matar-pumpen 19 och rullhållarringen 15. Sensom 23 ger signaler till styrenheten 22. En första temperaturgivare 25 är anordnad i cylinderummet 7 och mä- ter bränslets 6 temperatur. Den första temperaturgivaren 25 ger signaler till styrenheten 22. En andra temperaturgivare 26 är anordnad vid dieselrnotorn 2 för att mäta tempe- raturen hos kylvattnet (inte visat) i dieselmotorn 2. Den andra temperaturgivaren 26 ger signaler till styrenheten 22.

Fig. 2 visar en pulssignal 27 som styr magnetventilen 20. Magnetventilen 20 innefattar två element 28, som tillsammans öppnar och sluter en passage 29 for bränslet 6 i röret 21. Ju längre tid magnetventilen 20 befirmer sig i öppet läge, desto större blir trycket hos bränslet 6 i cylinderrurnmet 7. Vid en relativ pulslängd om 100% är pulstiden, det S 508 545 vill säga pulslängden för stängt läge (etta 1) lika lång som pulslängden för öppet läge (nolla O).

F ig 3 visar en pulssignal 27 och där den relativa pulslängden är mindre än 100%, det vill säga pulslängden för stängt läge (etta 1) är kortare än pulslängden för öppet läge (nolla O).

Vid dieselmotorer 2 inverkar insprutningstidptmlcten ot av bränsle 6 på verkningsgra- den och de vid förbränningen avgivna emissionerna Inställningen av insprutningstid- punkten ot är bland annat beroende av brânsleförbnilming, motorvarvtal och av mo- tortemperatur. Den optimala fidpukten för insprutningens början måste uppnås så nog- grant som möjligt. Om insprutningen sker för tidigt förångas det insprutade bränslet endast obetydligt, eftersom temperaturen i förbränningsrummet är för låg. Om bränslet insprutas för sent, sker antändningen av bränslet först under expansionstalcten, vilket medför att kolven endast obetydligt accelereras.

För att erhålla referensvärden vid kalibreringen av insprumingstidpunkten a av bränsle 6 i en dieselmotor 2 används en referensmotor (inte visad), som drivs med ett första bränsle 6' med given viskositet. Referensmotom är lätnpligtvis försedd med ett in- sprutningssystem 1 av den typ som visas schematiskt i fig 1. Med hjälp av laboratorie- och mätutrustning av känt slag kalibreras referensmotom så att en optimal insprut- ningstidpunkt ot erhålles. Kalibreringen utförs vid en given temperatur hos bränslet och hos motorn vilken benämns referenstemperatur tl. Utgående från den kalibrerade refe- rensmotorn kan en förutbestämd insprumingstidpunkt ot1 vid olika givna varvtal erhål- las. Vid den förutbestämda insprutningstidpunkten 0:1 befinner sig omställarkolven 4 i ett givet läge i cylinderloppet 5 beroende på ett givet tryck hos det första bränslet 6' i insprutningsomställarens 3 cylinderrum 7. Värden för insprutningstidpunkten a vid olika varvtal och driftförhållanden hos referensmotorn lagras i styrenheten 22.

\Jl IQ \l| 508 545 66 På grund av att egenskaperna hos de i ett insprutningssystem 1 ingående komponenter- na skiljer sig från varandra med avseende på fjäderkonstant, strömningsförhållanden i rör med mera, kommer insprutningstidpunkten ot vid ett och samma tryck hos bränslet 6 i insprutningsomställarens 3 cylinderrum 7 att skilja sig mellan insprutningssystern 1 av samma slag. För det fall insprumingssystemets 1 egenskaper skiljer sig fiån egen- skaperna hos det insprutningssystem 1 som användes vid kalibreringen av referensmo- tom måste styrenheten 22 således förses med värden som skiljer sig från de värden som inmatades i styrenheten 22 då referensmotom kalibrerades. Vid kalibreringsförfa- randet enligt föreliggande uppfinning erhåller styrenheten 22 de värden som medför att styrenheten 22 styr magnetvenfilen 20 så att ett tryck hos bränslet 6 i insprutningsom- ställarens 3 cylinderrum 7 bringar omställarkolven 4 och därmed rullhållaningen 15 i ett sådant läge att en optimal insprutningstidpunkt ot erhålls.

Förfarandet för kalibrering av insprutningstidpunlcten ot enligt uppfinníngen utföres enligt följande. Ett första bränsle 6” med en viskositet som överensstämmer med det bränsle 6' som användes vid kalíbreringen av referensmotom matas under tryck me- delst matarpumpen 19 till insprutningsomställaren 3, som innefattar omställarkolven 4.

Dieselmotorn 2 bringas, exempelvis genom styrenheten 22 att arbeta vid ett konstant varvtal r. Insprutningstidpunlcten ot omställs genom att den relativa pulslängden hos en pulssignal 27, som matas från styrenheten 22 till magnetventilen 20, förändras. Den relativa pulslângden hos pulssignalen 27 bestämmer, såsom beslaivs ovan trycket hos det första bränslet 6” som matas till insprutningsomställarens 3 cylinderrum 7. Samti- digt uppmäts díeselmotoms 2 bränsleförbrukning, vilken kommer att variera med varie- rande insprutningstidpunkt ot. Kalibreringen utförs när det första bränslet 6' eller die- selmotom 2 uppnått en temperatur t som överensstämmer med referenstemperattiren 11.

Händelseförloppet enligt förfarandet åskâdliggörs i fig 4, som i diagramform visar hur bränsleförbrukningen varierar beroende på relativ pulslängd och insprutningstidpunkt ot vid ett första konstant varvtal r hos díeselmotom 2. När omställarkolven 4 befinner sig i ett första ândläge, till vänster i fig. 1, vid vilket slam/fjädern 12 pressar omställar- 1' sus 545 kolven 4 mot den första ändväggen 9 kommer både insprutningstidpunkten a och bränsleförbrukningen till en början att vara konstanta vid en ökande relativ pulslängd, eftersom trycket måste övervinna fjäderkraften fiån skruvfjädern 12 innan omställar- kolven 4 böljar fórskjutas i cylinderloppet 5. Vid en relativ pulslängd av ca 10% i fig. 4 börjar insprutningstidpunkten a och därmed bränsleförbrukningen att variera Vid en relativ pulslängd av ca 75% i fig. 4 är det första bränslets 6' tryck så pass högt att om- ställarkolven 4 når ett andra ändläge, vid vilket skruvfjädern 12 är sammanpressad Insprutningstidpunkten a och därmed bränsleförbrukningen upphör då att variera.

Den insprumingstidpunkt a] när bränsleförbrukningen övergår fiån att variera till att vara konstant och/eller omvänt registreras i styrenheten 22 och den registrerade in- sprumingsfidpunlden a jämförs med den förutbestämda insprutningstidpunkten al som erhölls för referensmotorn vid ett varvtal som motsvarar det konstanta varvtalet r vid kalibreringen enligt förfarandet. Därefter kalibreras insprutningsomställaren 3 genom att trycket hos det första bränslet 6' regleras, så att omställarkolven 4 ställs i ett läge, vilket motsvarar en insprutningstidpunkt a, som överensstämmer med den förutbe- stämda insprutningstidpunkten al, som erhölls vid kalibreringen av referensmotom.

Värdet för den relativa pulslängden som skall föreligga vid det konstanta varvtalet r blir således känt för styrenheten 22 och lagras därföri denna Vid drift av dieselmotorn 2 kommer således insprutningstidpunlcten a att variera optimalt beroende på bland an- nat bränsleförbrukning, motorvarvtal och motortemperatur.

Kalibreringen av insprutningstidpunkten enligt förfarandet kan upprepas för ett flertal olika konstanta varvtal hos dieselmotom 2, vilket innebär att flera värden för den rela- tiva pulslängd som skall föreligga vid olika varvtal blir kända för styrenheten 22. En anledning till att upprepa kalibreringsförfarandet vid olika konstanta varvtal kan vara för att öka insprutningssystemets 1 noggrannhet. 508 545 i ßl Om ett andra bränsle 6' ' med en annan viskositet än det första bränslets 6' viskositet används för att driva díeselmotom 2 kommer insprutningstidpunkten a att avvika från de optimala värden som erhölls vid kalibreringen enligt förfarandet.

Genom att vid ett eller flera konstanta varvtal återigen utföra kalibreiingsförfarandet med det andra bränslet 6' ' och utnyttja värdena som erhölls vid kalibreringen med det första bränslet 6' för att kalibrera insprutningstidpunkten a] erhålls ett insprutzningssys- tem 1 där insprutningsfidpunkten cx kommer att variera optimalt.

Bränslen 6 med olika viskositet har olika energiinnehåll. Ovarmämnda kalibrering som är beroende på bränslets 6 viskositet är till fördel, eftersom för stora uyck kan upp- kommai díeselmotom 2 om insprutningstidpunkten ot är fel när ett bränsle 6 med högt energiinnehåll används. Vid kalibreringen med det andra bränslet 6"' erhålls även ett mått på hur stor skillnaden är mellan viskositeten hos det första och andra bränslet 6' resp 6”. Således kan mängden insprutat bränsle 6 i dieselmotorn 2 regleras för att er- hålla samma effekt hos dieselmotorn 2 oavsett vilken bränsletyp 6 som används.

Claims (12)

20 30 9 508 545 Patentkrav

1. Förfarande for kalibrering av insprutningstidpunktenwt) av ett törsta bränsle (6') i en diesehnotor (2), innefattande stegen: att ställvätska (6) matas under tryck till en insprutningsomställare (3), som innefattar en omställarkolv (4), att dieselmotom (2) biingas att arbeta vid ett konstant varvtal (r), att omställarkolven (4), som är kopplad till en rullhållarfing (15) för omställning av insprutningstidpunlcten (ot) omstålls med hjälp av trycket hos stäl1vätskan(6), att díeselmotoms (2) bränsleförbrukning uppmäts, kännetecknat av att den insprutningstidpunkt (oc), när bränsleförbrukningen övergår från att variera till att vara konstant och/eHer omvänt registreras, att den registrerade insprutningstidpunkten (ot) järnfors med en iörutbefimd insprut- ningstidpunkt (al), och att insprutningsomstâllaren (3) kalibreras genom att trycket hos ställvâtskan (6) regle- ras, så att omstâllarkolven (4) ställs i ett läge, vilket motsvarar en insprutningstidpunkt (a) som överensstämmer med den förutbestämda insprutningstidpunlcten (al).

2. Förfaraade enligt krav 1, Mnnetecknat av att trycket hos ställvâtskan (6) regleras med en tryckreglerventil (20).

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat av att tryckreglerventilen (20) utgörs av en magnetventil (20) som styrs av en pulssignal (27).

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att ställvätskans (6) tryck bestâmms ge- nom att pulssignalen (27) pulsviddrnoduleras.

5. Förfarande enligt något eller några av föregående krav, kännetecknat av att ställ- vätskans (6) temperatur (t) uppmäts, och att omstä1larkolven(4) och därmed insprut- 10 20 25 508 545 ro ningsfidpunkten (a) omställs när ställvätskan (6) har uppnått en temperatur som över- ensstämmer med en förutbestämd referenstemperatur (n).

6. Förfarande enligt något eller några av föregående lqav, kännetecknat av att ställ- vätskan (6) utgörs av dieselmotorns första bränsle (6').

7. 'förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att kalibreringen av insprumingstidpunk- ten (a) enligt förfarandet upprepas för ett flertal olika konstanta varvtal hos dieselrno- tom (2).

8. Förfarande för kalibrering av insprumingstidpunkten (a) av ett andra bränsle (6”) i en dieselmotor (2) som kalibrerats genom förfarandet enligt krav 6, att ett första bränsle (6') som använts vid kalibreringen av dieselmotom (2) ersätts av det andra bränslet (6”) som har en viskositet som slcilier sig ifrån viskositeten hos det första bränslet (6'), att det andra bränslet (6' ”) matas under tryck till en insprutningsomställare (3 ), som innefattar en omställarkolv (4), att dieselmotom (2) bringas att arbeta vid ett konstant varvtal (r), att omställarkolven (4), som är kopplad till en mllhållaning (15) för omställning av insprutningstidpunkten (a) omställs med hjälp av trycket hos det andra bränslet (6' '), att dieselrnotorns (2) bränsleförbrukning uppmäts, kännetecknat av att den insprutningstidpunkt (a), när bränsleförbrukningen övergår från att variera till att vara konstant och/eller omvänt registreras, att den regisnerade insprutningstidpunkten (a) jämförs med den insprutningstidpunkt (a) som erhölls vid kalibreringen med det första bränslet (6') vid ett varvtal som mot- svarar det nämnda konstanta varvtalet (r), och att insprutningsomställaren (3) kalibreras genom att trycket hos det andra bränslet (6° ') regleras, så att omställarkolven (4) ställs i ett läge, vilket motsvarar en insprutningstid- 10 H' sas 545 punkt (a) som överensstämmer med den insprutningstidpunkt (ot) som erhölls vid ka- libreringen med det första bränslet (6').

9. Förfarande enligt lcrav 8, kännetecknat av att trycket hos det andra bränslet (6' ') regleras med en tryclaeglervenfil (20).

10. Förfarande enligt krav 9, kännetecknat av att tryckreglerventilen (20) utgörs av en magnetventil (20) som styrs av en pulssigrlal (27).

11. ll. F örfarande enligt krav 10, kännetecknat av att det andra bränslets (6' ') tryck be- stânmts genom att pulssignalen (27) pulsvíddmoduleras.

12. Förfarande enligt något eller några av kraven 8 - 11, kännetecknat av att det andra bränslets (6”) temperatur uppmäts, och att omställarkolven (4) och därmed insprut- ningstidpunlcten (oc) omställs när det andra bränslet (6' ') har uppnått en temperatur (t) som överensstämmer med en förutbestämd referenstemperatur (tl).