Electric current as a source of information about control parameters of indirect injection fuel injector

• Autorzy: Więcławski Krzysztof , Mączak Jędrzej , Szczurowski Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2020.3.7

Warianty tytułu

PL

Przebieg prądowy jako źródło informacji o parametrach sterowania wtryskiwaczem paliwowym wtrysku pośredniego

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The article discusses results of the laboratory experiments in which fuel injectors used in indirect injection internal combustion engines were tested. During the experiments, numerous dosing cycles of the injectors were performed while changing the control parameters, due to which, the dosing characteristics were developed and influence of applied parameters on the resultant fuel flow determined. Simultaneously, the voltage and electric current waveforms in the injector coil were recorded, due to which finding links between the electric current characteristics and the determinants of the injector work was possible. The investigation has shown that parameters of electric current constitute a precise criterion for assessing the operation of the solenoid valve, because fuel flow is created due to the work ofelectric current. Thus, by observing the changes in the current flowing through the valve coil,it is possible to monitor precisely the correctness of the process of opening the flow and the electric current intensity, at which the flow began and to determine the mechanical quantities such as fuel dose and pressure. As a result, a characteristic is developed, that provides the links between the fuel pressure and the electric current at the point of lifting the needle, which is quite a novel approach. Such a characteristic can be used in diagnostics and control of fuel injectors as well as all kinds of electromagnetic valves.

PL

Artykuł przedstawia wyniki eksperymentów laboratoryjnych polegających na testowaniu wtryskiwaczy paliwowych stosowanych w silnikach spalinowych z wtryskiem pośrednim. Podczas eksperymentów wykonano wiele cykli dawkowania wtryskiwaczy zmieniając parametry sterowania, dzięki czemu opracowano charakterystyki dawkowania i określono wpływ stosowanych parametrów sterowania na wynikowy przepływ paliwa. Jednocześnie rejestrowano przebiegi napięcia i natężenia prądu elektrycznego w cewce wtryskiwacza, dzięki czemu możliwe było powiązanie charakterystyk prądowych z determinantami pracy wtryskiwacza. Wykazano, iż parametry prądowe są precyzyjnym kryterium oceny pracy zaworu elektromagnetycznego, ponieważ dzięki wykonanej przez prąd pracy powstaje przepływ paliwa. Zatem poprzez obserwację zmian prądu płynącego przez cewkę zaworu, można precyzyjnie monitorować prawidłowość procesu otwierania przepływu oraz natężenie prądu, przy którym przepływ się rozpoczął oraz określać wielkości mechaniczne jak dawka i ciśnienie paliwa. Wynikiem badań jest opracowanie charakterystyki wiążącej ciśnienie paliwa z natężeniem prądu w punkcie podnoszenia iglicy, co jest podejściem nowatorskim. Taka charakterystyka może być wykorzystana w diagnostyce i sterowaniu wtryskiwaczy paliwowych oraz wszelkiego rodzaju zaworów elektromagnetycznych.

Słowa kluczowe

EN

injector; injector diagnostic; indirect injection; current waveform

PL

wtryskiwacz; diagnostyka wtryskiwaczy; wtrysk pośredni; przebiegi prądowe

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2020
• Tom: Vol. 22, no. 3
• Strony: 449--454
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Więcławski Krzysztof

• Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering Warsaw University of Technology ul. Narbutta 84, 02-524Warszawa, Poland

autor

Mączak Jędrzej

• Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering Warsaw University of Technology ul. Narbutta 84, 02-524Warszawa, Poland

autor

Szczurowski Krzysztof

• Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering Warsaw University of Technology ul. Narbutta 84, 02-524Warszawa, Poland

Bibliografia

• 1. Ashok B, Ashok D, Ramesh S, Kumar C. A review on control system architecture of a SI engine management system. Elsevier Science. Annual Reviews in Control 2016; 41: 94–118, https://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2016.04.005.
• 2. Harantová V, Otáhalová Z, Kasanický M. Estimation of fuel consumption based on data from opening fuel injector valve. Transportation Research Procedia 2019; 40: 236–243, https://doi.org//10.1016/j.trpro.2019.07.036
• 3. Kay P J, Bowen P, Bowen P, Gold M R. Sapsford S M. Studies of gasoline direct-injection sprays at elevated ambient gas temperatures and pressures. Atomization and Sprays 2012; 4 (22): 305–331, https://doi.org/10.1615 / AtomizSpr.2012005411.
• 4. Leach F, Davy M H, Manus P H, Tombs M, Zhou F. A new method for measuring fuel flow in an individual injection in real time. SAE International Journal of Engines 2018; 11 (6): 687–696, https://doi.org//10.2307/26649124.
• 5. Lee G S, Sung H J, Kim H C. Multiphysics analysis of a linear control solenoid valve. Journal of Fluids Engineering 2013; 135(1): 011104–0111041, https://doi.org//10.1115/1.4023079.
• 6. Li S, Nehl T, Gopalakrishnan S, Omekanda A, Namuduri C, Prasad R. A Dynamic solenoid model for fuel injectors. IEEE Energy Conversion Congress and Exposition. Portland, USA 2018; 3206–3213, https://doi.org//10.1109/ECCE.2018.8558394.
• 7. Merola S S, Tornatore C, Sementa P. Optical investigation of the fuel injector influence in a PFI spark ignition engine for two-wheel vehicles. Journal of Mechanical Science and Technology 2012; 26(1): 223–233, https://doi.org//10.1007/s12206-011-0801-5.
• 8. Nikolić B, Jovanović M, Milošević M, Milanović S. Function K as a link between fuel flow velocity and fuel pressure, depending on the type of fuel. Facta Universitatis, Series: Mechanical Engineering 2019; 15(1): 119–132, https://doi.org//10.22190/FUME160628003
• 9. Peng M, Deng X, Liang X. Control strategy calibration of fuel injection impulse width on EFI motorcycle engine. 2011 International Conference on Electric Information and Control Engineering. Wuhan, China 2011; 2047–2053, https://doi.org//10.1109/ICEICE.2011.5776821.
• 10. Pielecha I, Skowron M, Mazanek A. Evaluation of the injectors operational wear process based on optical fuel spray analysis. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2018; 20(1): 83–89, https://doi.org//10.17531/ein.2018.1.11.
• 11. Qiu T, Songa X, Lei Y, Dai H, Cao C, Xu H, Feng X . Effect of back pressure on nozzle inner flow in fuel injector. Fuel 2016; 173: 79–89, https://doi.org//10.1016/j.fuel.2016.01.044.
• 12. Sebok M, Jurcik J, Gutten M, Kornciak D, Roj J, Zukowski P. Diagnostics and measurement of the gasoline engines injection system. Przeglad Elektrotechniczny 2015; 1(8): 77–80, https://doi.org//10.15199/48.2015.08.20.
• 13. Stępień Z. A study of factors influencing the formation of harmful deposits in the diesel engine injectors. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2017; 9(3): 331–337, https://doi.org//10.17531/ein.2017.3.3.
• 14. Tan T, Park J S, Leteinturier P. (2016). Enhanced Injector Dead Time Compensation by Current Feedback. SAE 2016 World Congress and Exhibition. Detroit, United States 2016; 2016-01–0088: p.8, https://doi.org//10.4271/2016-01-0088.