slag blev de Först tar man Rev 0 Sida 1

Transkript

1 Uppmätning av spridare: Bosch Motorsportt 1600cc Det har varit mycket diskussioner, funderingar och problem kring eftermarknadssprut och stora spridare. Speciellt är det 1600cc spridarna som vållar en del problem när de körs på relativt små motorer. Jag har ett tag funderat över hur man ska kunna förbättra prestandan i systemen som finns idag (läs MS och VEMS). Bägge har ju sina för och nackdelar, framförallt flybacken skiljer emellan systemen. Det ska också tilläggas att spridaren här körs utan trycksättning av drivmedel, vilket förmodligen ändrar förhållandena en bit, men jag tror de avgörande faktorerna kan ses i denna undersökning ändå. Efter att ha läst och funderat ett sagt och gjort: Först tar vi lite info om spridaren: Bosch 3bar Artnr: DC resistans: 4.8ohm slag blev de ju ofrånkomligt att lite mätningar också skulle göras, Figur1: Spridare som användes under testet Efter att ha läst några böcker ifrån Bosch om Gasoline Engine Management så insåg jag att om man mäter strömmen som går igen om spridarspolen kan man avgöra när spridaren har öppnat fullt. Så för att först reda ut om det stämmer monterades en Piezo knack sensor på spridaren och jag gjorde en körning. Figur 1: Verifikation av öppningstid mellan strömmätning och Piezo element. Sida 1

2 Den övre är Piezo elementet och den undre visar strömmen igenom spridaren. Av vad vi kan se i figuren verkar detta antagande stämma väldigt bra. Öppningstider Vid mätning av öppningstider används två olika kretsscheman visad i figur1 och figur2 Figur 1: Kretsschema under testkörning för öppning av spridare Figur 2: Kretsschema under testkörning för öppning av spridare med resistor Vi börjarr först med att titta på några grafer som visar två inkopplingssystem och dess öppningstider Figur3: Öppningstid utan resistor, drivspänning 13V Figur4: Öppningstid med 6.8ohm resistor, drivspänning 13V Vi kan då se att det skiljer 0,22ms mellan att köra med motstånd i serie med spridaren. Inte helt oväntat att det skiljer en del emellan dessa två testfall. Nu körs ju inte spridaren alltid under den konstanta drivspänningen 13V, så vi tar och gör en tabelll över öppningstiderna vid olika drivspänningar. Sida 2

3 Utan Med Drivspänning resistor resistor Skillnad V ms ms ms 7 1,833 2,500 0, ,650 2,083 0, ,533 1,883 0, ,416 1,733 0, ,333 1,600 0, ,266 1,517 0, ,216 1,433 0, ,150 1,366 0, ,117 1,300 0, ,067 1,250 0, ,050 1,167 0, ,017 1,166 0,149 Tabell1: Tabell över öppningstider och drivspänning Vi lägger in dessa i ett diagram så det blir lite mera överskådligt. Figur 5: Visar öppningstiden som funktion av drivspänning Vi kan tydligt se att det inte är linjärt förhållande mellan drivspänning och öppningstiden, något som man helst bör kompensera för i insprutningens beräkning av spridarens öppningstid. Men man kan också se att mellan 10V och 14V kan den approximeras med en linjär funktion. Sida 3

4 Intressanta fenomen Jag har också hittat en del intressanta fenomen under mätning av öppningstiderna i Figur 6 har jag markerat det genom en cirkel. Figur 6: Fenomen visat inom den ringade markeringen Utan att ha fördjupat sig något mera i det gissar jag att det är nålen som studsar när den går i botten. Sen är frågan om detta fenomenn visar sig även när man har trycksattt spridaren. Men vissa har pratat om att spridaren först vid öppning ger bra med flöde för att en bit in i öppningsfasen tappa flöde innan det återigen ger fullt flöde. Om det nu beror på attt det blir ett lokalt tryckfall i fuelrailen eller om det beror på ovanstående fenomen blir ett framtida förslag för undersökning. Referens mot en annan vanlig spridare Det kan också vara intressant hur denna spridare skiljer sig jämte emot en mycket vanlig spridare som har funnits i många bilar. Refrensspridaren här är av typen Bosch; Artnr: Figur 7: Öppningstiden för en vanlig spridare vid 12V Figur 8: Öppningstiden för en 1600cc spridare vid 12V Vi kan då se att det inte skiljer så mycket mellan öppningstiden på dessa två. 1600cc spridaren kördes utan förkopplingsmotstånd. Intressan är också att jag inte kunde notera liknande fenomen med denna standard spridare som uppstod med 1600ccc spridaren efter att den har bottnat, dvs den lilla dippen i strömmen i graferna. Sida 4

5 Stängning av spridare Stängningsfasen är nog så viktig som öppningsfasen när det gäller dessa spridare och här har det diskuterats rätt friskt om vad som är den bästa lösningen. Jag har här undersökt några befintliga lösningar som finns idag. Alla mätningar här är körda med en drivspänning på 13V. Vi börjarr med att koppla upp enligt figur 9: Figur 9: Kretsschema vid testet D2 består utav en transientskyddsdiod med genombrottsspänning på 39V, D1 är en vanlig diod med ett framfall på 0,7volt. I Figur 10 kan vi se stängningstiden med följande kretsdesign. Denna lösning används numera som standard i VEMS systemen. Figur 10: Stängningstid med transientskyddsdiod. Övre grafen visar piezo elementet, undre visar spänningen över spridaren vid transkyddsdioden. Vi ser då att vi får en stängningstid på 2,96ms, vilket är avsevärt längre än öppningstiden för spridaren. Som jämförande tar vi också och tittar på en körning där spridaren drivs igenom ett förkopplingsmotstånd enligt Figur 11. Figur 12 visar då att vi får en stängningstid på 2,67ms. Vilket troligen kommer ifrån att vi inte mättar spolen i spridaren lika hårt. Figur11: Visar kretsschemat för mätning med förkopplingsmotstånd Sida 5

6 Figur 12: Stängningstid med transientskyddsdiod med för. Vi tar nu och testar med att köra med en zenerdiod på 36volt istället för transientskyddsdioden Figur 13 visar återigen hur kretsschemat ser ut. Figur 13: Kretsschema med zenerdiod 36V (D1) Vi får då att stängningstiden blir enligt figur 14. Figur 14: Stängningstiden med zenerdiod som flybackskydd. Samma tid som i fallet med transientskyddsdiod, intressant. Troligen lär det då bli samma stängningstid även här med förkopplingsmotstånd. Figur 15 visar kretsschemat och Figur 16 visar stängningstiden. Figur 15: Kretsschema med förkopplingsmotstånd och zenerdiod 36V (D1) Sida 6

7 Figur 16: Stängningstiden med förkopplingsmotstånd och zenerdiod som flybackskydd. Tiden här visar ungefär samma som i fallet med transientskyddsdioden, alltså som väntat. Vi tar nu och tittar på den lösning MegaSquirt har valt på sin flyback. Figur 17 visar hur den är uppkopplad Figur 17: MegaSquirt flybackdesign, där D1 är en zenerdiod på 36V. Vi tittar då på vad vi får för stängningstid med denna lösning i figur 18. Figur 18: Stängningstiden med MegaSquirt:s flyback konstruktion Stängningstiden får vi då till 3.0ms, något längre tid än fallet med transientskyddsdiod och zenerdiod. Även här tittar vi med förkopplingsmotstånd inkopplat enligt Figur 19 Sida 7

8 Figur 19: MegaSquirt flybackdesign med förkopplingsmotstånd, där D1 är en zenerdiod på 36V. Vi får då stängningstiden enligt Figur 20 Figur 20: Stängningstiden med förkopplingsmotstånd och MegaSquirt:s flyback konstruktion Tiden blir då 2,75ms, ungefär detsamma som med transientskyddsdiod och zenerdiod. Men här blir det nog mera intressant och se hur tiderna förändras om flera spridare drivs parallellt då MegaSquirts konstruktion bör kunna hanteraa kraftigare strömmar i teorin. Som referens tar vi även med stängningstiden när vi kör med en vanlig diod som flyback. Kretsschemat får vi i Figur 21. Figur 21: Kretsschemat över en flybackskonstruktion med en vanlig diod som flyback Stängningstiden får vi då i Figur 22. Sida 8

9 Figur 22: Stängningstiden med en vanlig diodd som flyback Stängningstiden blir då 8ms, en klar skillnad mot de ovanstående fallen. När vi ändå är i farten tar vi och tittar på samma fall fast med förkopplingsmotstånd. Figur 23 visar kretsschemat Figur 23: Kretsschema med förkopplingsmotstånd och vanlig diod som flyback Vi tittar på stängningstiden som då blir enligt figur 24. Figur 24: Stängningstiden med förkopplingsmotstånd och en vanlig diod som flyback Tiden kryper ner en hel del till 5, 67ms, klar förbättring men långt ifrån fallen med de övriga flybacklösningarna. Sida 9

10 Slutsats Vi kan tydligt se att valet av flyback konstruktion ger en förbättring av kontrollen på spridare genom kortare tid i stängningsfasen. Vilket som för övrigt i denna undersökning är betydligt längre än öppningstiden och med andra ord betydligt viktigare att kunna hantera rätt. Vi kan också tydligt se i denna undersökning att det inte är så konstigt att man får problem med öppningstider under 3ms då spridaren mest troligen befinner sig i flytande läge och aldrig når ändlägena under tomgångskörning. En öppning och stängning som förmodligen inte blir lika från öppning till öppning och därmed olika mängd drivmedel som kommer igenom spridaren och svårigheten att ställa in för en bra bränslefördelning blir svårt. Vidare undersökning i ämnet kan vara att testa driva spridaren med alternativa drivsätt, tex genom en H brygga. Kan det fallet ge bättre öppning och stängningstider. För det är ju helt klart att ju längre tid vi befinner oss i dessa faser desto svårare är att kontrollera spridaren. Det ska också poängteras att testet är utfört utan drivmedel igenom spridare, vilket troligen påverkar tiderna en del, men mest troligen förlängs öppningstiden medan stängningstiden blir kortare. En vidare undersökning av detta blir ett objekt för framtiden. Sida 10