W artykule przedstawiono model empiryczny przebiegu prądu w cewce impulsowego wtryskiwacza gazu w czasie jego pracy. Model ten pozwala na wyznaczenie wartości prądu w chwili wyłączania impulsu sterującego. Wartość ta wpływa na czas wyłączania wtryskiwacza co bezpośrednio przekłada się na jego charakterystykę masową. Model oparto o wyniki badań stanowiskowych 6 typów popularnych konstrukcji wtryskiwaczy gazu.
EN
The paper presents an empirical model of electrical current development in the coil of an operating pulse gas injector. The model can be used to determine the value of the current at the moment of end of the control signal. This value is related with the injector reaction time – and thus the injector’s mass characteristics. The model is based on the results of test-bed experiments with six most popular injector design types.
Wtryskiwacz gazu jest elektrozaworem dozującym paliwo do silnika. Działanie takiego elementu nie różni się znacząco od sposobu działania wtryskiwaczy benzyny, główne różnice konstrukcyjne wynikają z objętości dawkowanego paliwa w danym stanie skupienia. Dla tej samej masy paliwa w stanie ciekłym i gazowym występują znaczne różnice jego objętości. Z tego względu pola przekroju kanałów paliwowych wtryskiwaczy gazowych są znacznie większe. Zwiększone przekroje kanałów wymusiły zwiększenie wymiarów elementów zamykających przepływ gazu, co powoduje zwiększenie sił inercyjnych. Precyzja dawkowania przy jednoczesnym zachowaniu dużej dynamiki ruchu trzpienia wtryskiwacza jest osiągana za pomocą cewek elektromagnesów, wytwarzających odpowiednio duże siły elektromagnetyczne. Stosunkowo duże masy elementów ruchomych są przyczyną wymuszeń dynamicznych, wywołujących drgania w momencie otwierania i zamykania elektrozaworu. Głównym celem przeprowadzonych badań było określenie zależności pomiędzy sygnałami elektrycznymi wtryskiwacza LPG i drganiami mechanicznymi.
EN
The gas injector is a solenoid valve dispensing fuel to the engine. The principle of operation of such an element is not significantly different from the way the petrol injectors. The main structural differences arise dosed volume of fuel in the state of aggregation. For the same mass of fuel in the liquid and gas state there are significant differences in its volume. Therefore, the channel cross-sectional area of fuel gas injectors are much greater. Increased cross-sections increase in size forced closure elements gas flow and also increase the forces of inertia. Precision dosing while maintaining high dynamics that stem injector is achieved by means of magnetic coils, producing sufficiently large electromagnetic forces. The relative large mass of moving parts are the cause of extortion dynamic vibrating when opening and dosing the solenoid valve. The main objective of the study was to determine the relationship between the electrical signals of the injector LPG and mechanical vibrations.
W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych impulsowych wtryskiwaczy gazu przeznaczonych do samochodowych instalacji zasilania paliwem gazowym. Przebadano 6 różniących się konstrukcyjnie wtryskiwaczy dostępnych na rynku. Przeprowadzono badania zależności wydatku wtryskiwacza od napięcia zasilania. Badania przeprowadzono w stanie ustalonym dla 3 czasów impulsu sterującego (czasu wtrysku) gazu przy zmianie napięcia w zakresie od 9 do 14V co 1V. Napięcie zasilania może się zmieniać w wyniku zmian pracy alternatora: napięcie jest niskie przy rozruchu silnika a wysokie w czasie jego normalnej pracy. Wykazano znaczący wpływ wartości napięcia zasilania na wydatek poszczególnych konstrukcji. Wzrost napięcia zasilania zawsze prowadzi do wzrostu wydatku wtryskiwacza, a zmiana ta może być nawet dwukrotna przy zmianie napięcia z 9 V na 14 V. Przeprowadzono także analizę współczynnika poprawkowego wyznaczonego jako poprawka między wartością wydatku dla 12V a wartością przy danym napięciu zasilania. Wykazano także, że na wartość tego współczynnika silnie wpływa konstrukcja wtryskiwacza. Wykazano, że mniejszą zmianę wykazują konstrukcję płytkowe niż tłoczkowe. Przedstawiono także, że wzrost czasu trwania impulsu sterującego zmniejsza wpływ napięcia na wydajność wtryskiwacza.
EN
The paper presents results of testing pulse injectors used in automotive gas fuelling systems. Six injectors of various designs established in the automotive market were compared to define their gas flow rate to supply voltage characteristics. Tests were conducted under steady-state conditions, at three values of control signal duration (gas injection time), and at voltage changed from 9 to 14 V at 1 V intervals. The voltage fluctuates naturally within this range due to the alternator’s behavior: it is low as engine is started and higher as the engine works under high loads. The results indicate that supply voltage has a considerable impact on gas flow rates of all considered designs. Generally the higher voltage, the greater flow rates, and flow rate at 14 V can be even twice as big as at 9 V. To allow for the voltage fluctuations around the “standard” 12 V in the system, flow rate correction factors were calculated and compared. The findings demonstrated that scale of flow rate sensitivity to supply voltage e is strongly related with the injector design: plate injectors react weaker than piston injectors to voltage changes. Moreover, increased duration of control signal reduces the impact of voltage on flow rates.
W artykule opisano model wtryskiwacza gazu oparty na metodzie CFD. Do modelowania przyjęto seryjnie produkowany wtryskiwacz gazu stosowany w samochodowych układach wtryskowych. Badania oraz modelowanie wykonano w odniesieniu do zasilania sprężonym gazem ziemnym (CNG). Opisano kolejne etapy tworzenia modelu: opracowanie modelu geometrycznego w programie CAD, opracowanie modelu numerycznego w programie STAR-CD, opracowanie warunków brzegowych i początkowych oraz kalibrację modelu. Przedstawiono przykładowe przebiegi ciśnienia i prędkości przepływu gazu otrzymane z obliczeń numerycznych.
EN
The aim of this work is to present the process of designing a gas injector model for numerical calculations using the CFD method. During the modeling process a mass-produced injector was adopted. Moreover, the experiments and the modeling processes were done using compressed natural gas CNG supply system. The successive stages of designing the model were described: designing a geometrical model in CAD and numerical model in STAR-CD, determining initial and boundary conditions as well as model calibration. This paper also provides examples of time-course of pressure and velocity of gas flow values obtained from the numerical calculations.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.