Electric current characteristics of the injector generating fuel doses

• Autorzy: Więcławski K. , Mączak J. , Szczurowski K.

Identyfikatory

DOI

10.29354/diag/97225

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka prądowa wtryskiwacza generującego dawki paliwowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article, the proposal for modelling the gas (fuel) injector based on observations of changes in the current during operation of the needle is presented. The aim of this work is indicating that the dosage characteristics can be mapped by means of the current characteristics. Moreover, observation of the current allows for determining the actual position of the needle. The time of the real fuel flow and the injector phase position can be determined with a microsecond resolution. The injector core inductance is a constant quantity but as a result of the needle movement and change in the permeability, inductance of the core varies depending on the needle position. These quantities, closely related to the current flowing through the coil, are described by means of differential equations resulting from the Kirchhoff’s law, due to which changes taking place can be substantiated. Control of the flux enables the precise controlling of the injector in the actual time, thanks to the employment of fast analogue-digital converters and phase are taken into consideration.

PL

W artykule zaprezentowano propozycję modelowania wtryskiwacza gazowego (paliwowego), na podstawie obserwacji zmian prądowych, w trakcie wykonywania pracy przez jego iglicę. Celem artykułu jest pokazanie, że można poprzez charakterystyki prądowe, odzwierciedlić charakterystyki dawkowania. Dodatkowo obserwacja prądu, pozwala określić aktualną pozycję iglicy. Możemy określić czas rzeczywistego przepływu paliwa i położenie fazowe wtrysku z precyzją mikrosekundową. Indukcyjność rdzenia wtryskiwacza jest wielkością stałą, ale w wyniku przesuwania iglicy i zmiany przenikalności, indukcyjność rdzenia zmienia się w zależności od położenia iglicy. Wielkości te, ściśle związane z przepływającym przez cewkę prądem, opisane są przez równania różniczkowe wynikające z prawa Kirchhoffa, dzięki czemu potrafimy uzasadnić zachodzące zmiany. Kontrola przepływu, pozwala na precyzyjne sterowanie wtryskiwaczem w czasie bieżącym, dzięki wykorzystaniu szybkich przetworników analogowo-cyfrowych i odpowiednich algorytmów. W sterowaniu uwzględniamy opóźnienia w działaniu impulsowego wtryskiwacza i przesunięcia fazy przepływu.

Słowa kluczowe

EN

inductance; magnetic flux; injector

PL

indukcyjność; strumień magnetyczny; wtryskiwacz

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 19, No. 4
• Strony: 59--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Więcławski K.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology, Poland

autor

Mączak J.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology, Poland

autor

Szczurowski K.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Perryman L, Baker NP, Martin SJ, Martin AP. Drive circuit for injector arrangement and diagnostic method. Delphi Technologies Holding. 23 June 2011. Espacenet.
• 2. Wierzbicki S, Śmieja M, Grzeszczyk R. Zintegrowane sterowanie stanowiskiem badawczym silników o ZS w środowisku fast prototyping. Combustion Engines. 2013; 3(154): 536-541.
• 3. Czarnigowski J. Theoretical and empirical study modeling pulse gas injector. Copyright by Lublin University of Technology. 2012.
• 4. Jukl M, Dostál P, Čupera J. Analysis of engine parameters at using diesel - LPG and diesel CNG mixture in compression - ignition engine. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 2014. 62(1):125-130.
• 5. Czarnigowski J. Effect of calibration method on gas flow through pulse gas injector: Simulation tests. Combustion Engines, 2013; 154(3): 383-392.
• 6. Czarnigowski J. The model of pulse injector opening lag time. Combustion Engines. 2013; 154(3): 393-398.
• 7. Jiang C, Xu H, Srivastava D, Ma X, Dearn K, Cracknell R, Krueger-Venus J. Effect of fuel injector deposit on spray characteristics, gaseous emissions and particulate matter in a gasoline direct injection engine. Applied Energy. 2017:203:390-402; http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy
• 8. Cammalleri M, Pipitone E, Beccari S, Genchi G. A mathematical model for the prediction of the injected mass diagram of a S.I. engine gas injector. Journal of Mechanical Science and Technology 2013;27(11): 253-365.http://dx.doi.org10.1007/s12206-013-0848-6
• 9. Borawski A. Simulation studies of LPG injector used in 4th generation Installations. Combustion Engines. 2015; 160(1): 49-55.
• 10. Krogerus TR, Huhtala KJ. Diagnostics and identification of injection duration of common rail diesel injectors. Open Engineering. 2018, 8(1):1-6. http://dx.doi.org/10.1515/eng-2018-0001
• 11. Farooqi QR, Snyder B, Anwar S. Real time monitoring of diesel engine injector waveforms for accurate fuel metering and control. Journal of Control Science and Engineering. 2013;2013:5. http://dx.doi.org/10.1155/2013/973141
• 12. Czimmek P, Wright D. A method of using inductance for determining the position of an armature in an electromagnetic solenoid. 1999-07-13. US6657847B1 patent USA, base ESPACENET.
• 13. Szpica D. Comparative analysis of the characteristics of a low-pressure gas-phase injector. Flow Measurement and Instrumentation. 2017; 58:74-86.
• 14. Armas O, Mata C, Martinez-Martinez S. Effect of diesel injection parameters on instantaneous fuel delivery using a solenoid-operated injector with different fuels. Revista Facultad De IngenieriaUniversidad De Antioquia. 2012; 64:9-21.
• 15. Warczek J. The application of PCA to develop a vibration pattern of the LPG injector. Conference materials - XVII International Technical Systems Degradation Conference. 2018.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).