elektro-mechanische diesel injectie t.b.v. common-rail...

Stel hier je overige vragen over elektronica als ze niet in bovenstaande passen.
Plaats reactie
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

elektro-mechanische diesel injectie t.b.v. common-rail...

Bericht door japie »

Hallo,

Voor gebruik op onze tracktor-puller http://www.minimumrisk.nl zoeken wij een schakeling om een eenvoudige weg onderdelen uit een moderne common-rail diesel motor te kunnen gebruiken.
Een compleet systeem met ICU valt af aangezien er geen microprocessor is toegestaan voor het motormanagement dus zoeken wij naar een alternatief.

Het plan is de injectors aan te sturen via een op de motor gemonteerde schijf met gaatjes met daarachter lichtgevoelige sensoren die de injectors aansturen.
Voor elke cylinder een eigen timer in combinatie met 1 verstelbare voor de tijdsduur eventueel aangevult met een timerfunctie.
Het "gasgeven" kan gebeuren door een potmeter op de gashandle die de stroomsterkte naar de pomp en dus de injectie capaciteit regeld.
De spanningen voor de piezo injectors kunnen oplopen tot 50v. met een hoog amperage. (excacte waardes onder voorbehoud)

Zelf hebben wij nauwelijks elektro ervaring en hopen erop hier iemand (of meerdere personen) te vinden om ons hiermee te helpen.
Mat Janssen
Moderator
Moderator
Berichten: 11594
Lid geworden op: wo 10 dec 2003, 18:36
Locatie: nederweert. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Bericht door Mat Janssen »

Jammer dat er geen micro is toegestaan, want je zou iets heel leuks daarmee kunnen maken wat precies en goed instelbaar zou zijn.
Nu is er ook iets te maken met wat NE555 timers die getriggerd worden door jullie fotocellen. Dit dan voor elke cylinder. Om gas te geven is PWM een leuke optie. Dan kost het stroom geven geen extra warmte en vermogen.
Om iets te kunnen bedenken moet ik meer gegevens hebben over de stromen, spanningen van de diverse belastingen die jullie eraan hangen. Ook moet ik dan weten wat jullie zelf al bedacht hadden over welke fotocellen jullie willen gebruiken voor de timing.
signature ruimte te huur ;-)
Verhuurd :!:
Gebruikersavatar
Flupke
Berichten: 818
Lid geworden op: za 22 okt 2005, 12:06
Locatie: Wemmel België. .. .. .

Bericht door Flupke »

Zwaardere injectie pomp en grotere verstuivers.
Maar ben het zelfde project aan het doen maar dam met een wagen dat nog moet rijden als oldtimer.
Hoeveel CC heeft jullie blok?
Wat voor turbo nemen jullie(op hoeveel cc stond het vroeger)?
Van waar hebben jullie de injectoren en hogedruk pomp want aan mij vragen ze veel te veel.
Hebben jullie al het tijdstip gevonden wanneer er pas geïnjecteerd moet worden?

Zoals mat. zij zou ik ook werken met een 555 maar ge moet ook zien wat voor soort injectoren het zijn.
Voor de detectie mss 4 sensoren gebruiken.

Laat me anders iets weten of jullie project lukt.
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

Bericht door japie »

Allereerst zal ik wat informatie geven over de motor:
Het is een 2,5l. 4cyl. met 2 kleppen per cylinder.
De turbo is een Holset HX40 normaliter gebruikt op motoren tot 10l. inhoud en is dus vrij fors. Vanwege de grootte zal die vrij laat ingrijpen en levert hopenlijk een 5 bar drukvulling op wat resulteerd in een 500% vulling.
Verder is de motor uitgerust met een ijswater intercooler en een waterinjectie. De hoeveelheid water die geinjecteerd gaat worden zal 30 tot 50% van de hoeveelheid diesel bedragen. (hoe fijner de waternevel is hoe beter, het mooiste zou zijn hiervoor een zelfde opzet te nemen als voor de brandstof)
Een dergelijke opstelling kan 300 tot 400 pk :shock: uit deze motor persen maar is absoluut onbruikbaar voor andere doeleinden.
Om een indruk te geven van wat een pull inhoud heb ik een voorbeeld op mij site gezet: http://www.japie.deserver.nl/ftp/Hans_Boxler.wmv

Wat R&D heeft uitgewezen dat de allerlaatste systeemonderdelen vrij kostbaar zijn, wel is er op de sloop onderdelen te vonden van iets oudere types common-rail werkend met een magneetventiel.
Verder is er bij deze opzet geen sprake van een regeling op de pomp (dus geen gasgeven), de hoeveelheid ingespoten brandstof wordt volledig bepaald door de tijdsduur van inspuiten.
Het magneetventiel wordt geopend met een stroom van ongeveer 20A. en een spanning van 80V. gedurende 0,3ms. daarna een stroom van 12A. met een spanning van 12V. voor de inspuit-tijdsduur. (deze zal dus geregeld moeten worden door de "gashandle", probleempje hiervan is dat geen enkele fabrikant specs. vrij wil geven over de hoeveelheid ingespoten brandstof per ms. dus dit wordt een wilde gok. Ik heb uitgerekend dat ik 0,444 gram diesel per inspuiting op vol vermogen nodig heb, maar hoelang dat het ventiel dan open moet staan...)

We hebben geen idee welke fotocellen (of welk ander elktronica onderdeel dan ook) we gebruiken, sterker nog zelf de verstuivers is onduidelijk, het is maar net wat we tegenkomen op "ons pad".
Wel wordt de elektronica (lijkt mij) iets simpeler aangezien de fotocel de startspanning en een (regelbare) timer triggert.
Problemen zijn dat de timertijd onbekent is en dat de excacte spanning/stromen per fabrikant verschillen.

p.s. een schatting van de inspuittijd:
5000rpm/2=2500 arbeidslagen per minuut = 42 per sec. dus 1 arbeidslag duurt 23,8ms. uitgaande van max. 45 graden inspuittijd maakt 23/360*45=2,8ms. max. aan injectietijd bij vol vermogen.
Mat Janssen
Moderator
Moderator
Berichten: 11594
Lid geworden op: wo 10 dec 2003, 18:36
Locatie: nederweert. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Bericht door Mat Janssen »

Met deze gegevens zal ik eens is een vrij uurtje wat opzetten en ik laat wel wat weten als ik wat heb wat misschien ergens op lijkt.
signature ruimte te huur ;-)
Verhuurd :!:
Mat Janssen
Moderator
Moderator
Berichten: 11594
Lid geworden op: wo 10 dec 2003, 18:36
Locatie: nederweert. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Bericht door Mat Janssen »

Ik heb wat bedacht. Er zijn nog geen waardes ingevuld, er is alleen maar een schema getekend. Kijk eens of je hierwat mee kunt. Wanneer zo, dan kan ik verder gaan rekenen wat de onderdelen voor een waarde moeten hebben.
Bijlagen
diesel-inspuiting.GIF
diesel-inspuiting.GIF (17.07 KiB) 18195 keer bekeken
signature ruimte te huur ;-)
Verhuurd :!:
Gebruikersavatar
Flupke
Berichten: 818
Lid geworden op: za 22 okt 2005, 12:06
Locatie: Wemmel België. .. .. .

Bericht door Flupke »

Offtopic
Waarom water inspuiten? Hogere compressie of koeling,…?
Geeft dit geen roest of laten jullie de motor nadraaien.
Is deze motor met distributie ketting of distributieriem?
Waar spuit je het water in (voor de inlaatpoort?)
5 bar euh een atmosferische diesel heeft bij het inlaatspruitstuk een vacuüm dus 500% kan meer zijn ze :)
Kan je geen compressor gebruiken?
Ik wil zoveel mogelijk ervan weten :P
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

Bericht door japie »

Het schema ziet er (voor zover mijn kennis gaat) strak uit maar hoe werkt het?
Ik zie een lichtsensor die een NE555 aanstuurd die op zijn beurt weer een andere 555 aanstuurd, is dit om de 2 verschillende stroom/spanningen te creeren? (met elk een eigen pot voor de tijd)
Klopt het dat er een 2e lichtsensor rechts van de 2e 555 zit (tussen 2 weerstanden) of is dat een transistor?
Wat is in het schema de injector? (het rare tekentje rechtsonderin?)
Verder zie ik een spanning van 80V. hoe maak ik die vanaf de accu?

Roept gelijk een vraag bij mezelf op, werken de injectors op wissel of gelijkspanning, ga ik nazoeken...

Off-Topic
Flupke schreef: Waarom water inspuiten? Hogere compressie of koeling,…?
Geeft dit geen roest of laten jullie de motor nadraaien.
Is deze motor met distributie ketting of distributieriem?
Waar spuit je het water in (voor de inlaatpoort?)
5 bar euh een atmosferische diesel heeft bij het inlaatspruitstuk een vacuüm dus 500% kan meer zijn ze :)
Kan je geen compressor gebruiken?
Ik wil zoveel mogelijk ervan weten
Water is alleen voor koeling, door het meeverbranden wordt het omgezet in stoom en expandeerd dus, door het expansie proces wordt er warmte aan de omgeving ontrokken. (basisprinciepe van een koelkast)
Roestvorming? wie weet, in ieder geval eindogt elke verbranding (diesel, benzine, methanol) altijd in water als restproduct, so who cares...

Deze motor heeft een distributie riem maar das niet relevant...

Het water wordt in het instroomkanaal geinjecteerd, voor de volgende motor willen we zelf een kop ontwikkelen met dubbele injector zodat het water direct in de kop geinjecteerd kan worden, want daar willen we het tenslotte hebben.
Verder beinvloed water de verbranding nadelig dus is het beter dit na de verbrandings-start bij te voegen dan van te voren (via de lucht).

Geen enkele vrij-aanzuigende-verbrandings-motor creeerd een vacuum, het enige wat gebeurt is dat de zuiger naar beneden gaat waardoor er ruimte boven onstaat die gevult kan worden door de op dat moment aanwezige atmosferische druk van +-1bar, verliesfactoren eraf rest een natuurlijke vulling van 90%.
Een standaard turbo motor levert ongeveer 1.1bar tot 1.3bar druk en in uitzonderlijke gevallen (rally) tot 1.7bar.
Bij tracktorpulling en dragracerij worden vuldrukken gehanteerd van 5 tot 11bar. (maar die hoeven het ook maar een paar seconden vol te houden)

Een compressor zou kunnen (maar mag niet in onze klasse) en heeft als nadeel dat deze vermogen gebruikt.
Een blower van een V8 chevy gebruikt ongeveer 300pk. om zijn werk te doen.

Zo veel mogenlijk weten?
Elke brandstof bestaat uit een koolwaterstof keten, die verantwoordelijk is voor de verbranding.
Hoe langer de keten, des te meer energie zit er in de brandstof.
De verbranding is een chemisch proces waarbij de koolwaterstof (CH) aan zuurstof gebonden wordt, alle aanwezige C worden aan O gebonden wat resulteerd in CO2 en alle aanwezige H worden aan O gebonden wat resulteerd in H2O.
Diesel is een lange keten met veel C's en produceert dus veel CO, in de powersports wordt veel met methanol gereden wat een hele korte keten heeft met veel H's (korter betekend minder enrgie, een alky-burner (methanol machine) gebruikt dan ook 6x meer brandstof als een diesel.
Doordat er meer H's gebonden worden t.o.v. diesel onstaat er minder warmte en is waterinjectie dus overbodig, en hoe meer methanol, hoe meer water als restproduct vandaar dat alkyburners een behoorlijke waternevel uit de uitlaat hebben.

Genoeg? ;-)
Mat Janssen
Moderator
Moderator
Berichten: 11594
Lid geworden op: wo 10 dec 2003, 18:36
Locatie: nederweert. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Bericht door Mat Janssen »

Hier dan een kleine uitleg:
De letters in de tekening hebben de volgende betekenis:
A = fotodiode, deze geeft licht die dan door een gaatjesschijf licht doorlaat naar B.
B = fototransistor, deze onvangt af en toe licht om de start in te leiden voor de dieselpuls
C = schmittrigger deze maakt er een mooi signaal van.
D = vertraging om de timing op het juiste tijdstip te leggen.
E = oneshot deze geeft de juiste hoeveelheid diesel brandstof
F = transistor om tijdens geen inspuiting de elco J op te laden om de 80 Volt energie klaar te hebben.
G = Fet die de inspuitklep stuurt.
H = transistor en hoort bij F.
I = inspuitklep. Als deze inkomt stopt het 80 Volt gebeuren. Nu wordt de 80 volt energie uit de elco J gehaalt en als deze op is neemt automatisch de 12 volt het via een diode over tot de G fet weer dicht gaat.
De 80 volt maken we met een dc-dc converter uit de 12 volt.
Het gasgeven zit er nog niet in omdat ik nog moet weten hoe dat in zijn werk gaat.
Bijlagen
diesel-inspuiting1.GIF
diesel-inspuiting1.GIF (5.12 KiB) 18163 keer bekeken
signature ruimte te huur ;-)
Verhuurd :!:
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

Bericht door japie »

Dat verduidelijkt de zaak, maar de vertraging D is niet nodig aangezien de timing volledig afhankelijk moet zijn van de fotocel.
Bij het inspuitmoment moet er niet gedacht worden aan een timing in ms maar aan een aantal graden t.o.v. het bovenste dode punt. (i.v.m. wisselende toerentallen)

Het gasgeven gebeurt door het langer/korter open laten staan van de 12V. , een potgestuurde timer die fet G sluit. (0 tot 5ms. boven en ondergrens instelbaar met trimpotjes?)

In ieder geval ziet het schema er goed uit (niet dat ik daar zicht op heb, maar het lijkt me eenvoudig van opzet en dat betekend minder kans op storingen...)

p.s. Momenteel zijn wij er van uit gegaan te werken met 4 fotocellen, 1 per cylinder, het lijkt me verstandiger er 1 aan toe te voegen voor de excacte timing, de 4 bepalen welke cylinder er aan gestuurd wordt en de extra voor het tijdstip.
De reden is dat de gaatjes-schijf niet nauwkeurig genoeg te maken is en er tussen de cylinders onderling dus timing verschillen op kunnen treden.
Een bijkomend voordeel is dat de timing fotocel de enige is die dan afgeregeld hoeft te worden.
Gebruikersavatar
Flupke
Berichten: 818
Lid geworden op: za 22 okt 2005, 12:06
Locatie: Wemmel België. .. .. .

Bericht door Flupke »

offtopic

Ok, van je verbrandings energie heb ik even opgezocht in mijn boeken en ik kan het enkel bevestigen. Hoe je het berekent van hoeveel diesel je per slag inspuit is me echter een raadsel.
Maar heb ook niet de tijd gehad om het uit te zoeken.

Gebruiken jullie indirecte of directe injectie?
Moeten de zuigers niet van onder gekoeld worden met olie? Of doen jullie enkel met water koelen.

Mss weet jij hier een antwoord op:
Een motor is veel aangedreven door een distributie riem wat veel breekt.
Nu zou ik dit willen vervangen door een ketting.
Het grote probleem is dat een ketting een hogere centrifugaal kracht heeft waardoor de as zwaarder belast wordt. Ook zou de hogedruk pomp geen belang hebben van timing en dus kunnen aangedreven worden door V riemen ofzo. Klopt de stelling of moet ik met meerdere factoren rekening houden?

Wat is het nut van de interkoeler buiten de luchttemperatuur afkoelen zodat er meer lucht in de zuigers kunnen. Ik heb horen zeggen dat het beter is voor de turbo.


Ik heb een peugeot 1.8D op het oog met 200000km en voor 100€.
Nu zou ik willen de zuigers met olie koelen en eerst een turbo opbouwen.
Als dit goed werkt zou ik volgend jaar pas beginnen met het opdrijven tot een vermogen dat het dubbele is.

Voor de turbo zou ik echter een probleem hebben met de keuze:
*Je hebt er grote waaier deze traag opstarten.
*Kleinere die hoge toeren maakt en bij hoge toeren van de motor worden de uitlaatgassen gedeeltelijk afgevoert
*...
Ik zou het 2 de kiezen dam


Voor de rest heeft deze man een tuning bedrijf en die kan je mss helpen met het bepalen van de juiste injectoren maar ikzelf heb met hem geen ervaring.

http://www.circuitsonline.net/forum/user/514
Mat Janssen
Moderator
Moderator
Berichten: 11594
Lid geworden op: wo 10 dec 2003, 18:36
Locatie: nederweert. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Bericht door Mat Janssen »

Ik ga met jouw nieuwe informatie aan de slag.
Als ik het goed begrijp gaat het volgende gebeuren:
4 fotocellen voor welke cylinder er gebruikt gaat worden.
1 fotocel die elke keer als er een cylinder gekozen is de zaak start.
1 potmeter die de inspuittiming vertegenwoordigd (gas)
vraag: geen gas = zeer kleine tijd, volgas = 5 msec puls?
Klopt dit ?
signature ruimte te huur ;-)
Verhuurd :!:
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

Bericht door japie »

Mat Janssen schreef: 4 fotocellen voor welke cylinder er gebruikt gaat worden.
1 fotocel die elke keer als er een cylinder gekozen is de zaak start.
1 potmeter die de inspuittiming vertegenwoordigd (gas)
vraag: geen gas = zeer kleine tijd, volgas = 5 msec puls?
Klopt als een bus Mat, als je zelf nog iets te binnen schiet over wat wij over het hoofd zien...

Off Topic:

De ideale mengverhouding voor lucht:diesel (stoichiometric AFR) is 14,5:1
Onze motor 2,5 liter keer 5000 rpm. gedeeld door 2 (er worden 2 arbeidsslagen per omwenteling gemaakt)
vermenigvuldigd met 4 (de turbo levert 4 bar is 400% vulling) levert een luchtverplaatsing op van:
25000 liter lucht per minuut (25 kuub).
Vermenigvuldigd met het soortelijk gewicht (25000 x 1,29) is 32,25 kg/min.
32,25 gedeeld door de 14,5 (ideale mengverhouding) hebben we dus 2,22kg. diesel per minuut nodig,
oftewel 1,11kg. per verstuiver per minuut.
2,22 gedeeld door het soortelijk gewicht is 2,7 liter diesel per minuut pomp-capaciteit,
en 1,35 liter per minuut verstuiver capaciteit.
1110g gedeeld door 2500 is 0,444 gram per inspuiting, oftewel 0,54cc.

De huidige motor heeft indirecte injectie, het volgende met zelf te maken koppen zal directe inspuiting krijgen.

Als je een distributie riem tijdig vervangt breekt die niet, een ketting monteren is geen probleem, je hoeft echt niet te tobben over krachten maar het is onzin.
Gebruik een goede riem en vervang hem volgens voorschriften, geen probleem...

Er zijn verschillende theorien over de intercooler voor of na de turbo te plaatsen, geen daarvan is bewezen, in de praktijk wordt meestal dat gedaan wat technisch het eenvoudigst is. (kwa ruimte)

Voor de turbo keuze op een personenauto moet je zeker niet te groot kiezen, hoe groter hoe later hij "intrapt", een kleintje (pak in jouw geval b.v. een turbo van een saab 2l. of zo) zal bij een dikke 2K.rpm. intrappen en een grote zoals die van ons bij 4K.rpm.
Gebruikersavatar
Flupke
Berichten: 818
Lid geworden op: za 22 okt 2005, 12:06
Locatie: Wemmel België. .. .. .

Bericht door Flupke »

Hoi,
Sorry voor weeral offtopic te gaan

Ik denk dat het best is eerst een turbo en dam interkoeler want turbo geven warmte af.
Turbo dacht ik van 2 liter te nemen maar dit is wat experimenteren om te zien wat lekker rijdt en niet te hevig is.

Of mss toch eerst de interkoeler want dam koelt de lucht af waardoor hij zwaarder wordt en de centrifugaal kracht vergroot en zo ook de druk.
Ik weet het niet maar ze :-)

Tja na 1 gesprongen distributie riem wil ik het nooit meer hebben en deze was door olie lekje.

Kop zelf maken is wel te doen maar ik moet eerst nog wat wachten tot mijn vader een frees en draaibank wilt kopen want ja tijd hebben we thuis binnen 2 jaar veel. ( en al die materialen toleranties is wel een grote klus om op te zoeken).

Heb je soms goede site’s met info over het vervaardigen van koppen en al deze berekeningen/bewerkingen.
Heb namelijk nog niet veel info kunnen doorzoeken want binnen 2 weken staan de examens weeral voor de deur.

Die drukken waar je over spreekt is dit absoluut of t.o.v. de atmosferische druk?
Ik denk 2 de. Dam is er ook nog het grote verschil tss dynamische en statische druk.

Voor mij is het meer een uitdaging om het om te bouwen dam er daadwerkelijk te gebruiken
Toen ik 13 was kreeg ik een wagen en nu wil ik mijn hobby naar diesel in combinatie met elektronica zetten.

Bedankt voor de zeer goede uitleg want nu weet ik dat het te doen is om motoren om te toveren tot krachtmonsters.

M.v.g.
Flupke
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

Bericht door japie »

Alle drukken zijn absoluut, en sites met info zijn er niet.
Ervaring en kennis zul je in de praktijk op moeten doen.
Mocht je nog meer vragen hebben mail me... (houd het forum wat schoner...)
Mat Janssen
Moderator
Moderator
Berichten: 11594
Lid geworden op: wo 10 dec 2003, 18:36
Locatie: nederweert. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Bericht door Mat Janssen »

Hier dan weer iets. Kijk eens of dit iets is.
Bijlagen
diesel-inspuiting2.GIF
diesel-inspuiting2.GIF (16.44 KiB) 18090 keer bekeken
signature ruimte te huur ;-)
Verhuurd :!:
japie
Berichten: 14
Lid geworden op: vr 5 mei 2006, 0:42
Contacteer:

Bericht door japie »

Mat Janssen schreef: Hier dan weer iets. Kijk eens of dit iets is.
Dit ziet er strak uit Mat, mooie modulaire opbouw.

Brengt me op een praktijkvraag, die fet's schakelen de volledige stroom/spanning, ik neem aan dat die graag een flink koellichaam hebben?
Verder i.v.m. de warmte ontwikkeling van de motor is het niet onverstandig de elektronica weg van de motor te plaatsen, dit houd echter wel in dat de bekabeling tussen de 1 en 2m. lang wordt, voor de injector suring lijkt me dit geen probleem, kan dit ook met de fotocelen?
Verder plopt de vraag in mijn hoofd; Hoeveel stroom dit gaat verbruiken, dit i.v.m. de accu keuze. (een dynamo ontbreekt i.v.m. het gewicht.) Ik neem aan dat de elektronica op zich niet veel consumeerd, maar de 80V. 20A. en 12V. 12A. per inspuiting loopt denk ik in totaal aardig op bij 5000rpm. (2500 inspuitingen per minuut)
(((80/12*20)/0.0003)+(12/0.003))*2500=$amps_per_minuut?

Verder een vraagje m.b.t. de printplaat, ik heb nog een lichtbakje staan uit mijn jeugd, maar voor dergelijk hoge spanningen/voltages worden er dan nog eisen gesteld aan de printplaat/baan kwaliteid/grootte?
Bij ons in het dorp zit een printplaten-boer (TBP), misschien krijg ik hem wel zo gek de boel te produceren/assambleren in het kader van sponsoring.

Verder een wat serieuzere vraag betreffende "legal issues", hoe ga jij daar mee om? Aangezien je het schema zonder meer post, neem ik aan dat je er niet mee zit wie het gebruikt maar om toch de "eer" aan jouw zijde te houden is er niet iets voor elektronica net als de Gnu Public License?
Dit schema is in principe door een ieder te gebruiken en ik denk dat als het bij ons goed werkt dat er wel meer geintereseerden zullen zijn, ook bij grotere machines.
Toch wel leuk als je naam de welverdiende credits krijgt dan.

Brengt me gelijk op het laatste; zijn die 4044 en 4081 eventueel te vervangen door grotere om meer cylinders aan te sturen? (voor 6,8 of 12 cylinder motoren)
Plaats reactie