Meten aan directe injectie: servo-hydraulische injector

Download meting

Actuatorinformatie

Type: Directe injectie, servo-hydraulische injector
Voeding: -
Signaaltype: Frequentievariërend
Signaalniveau: 12 V to 80 V

Werking van een servo-hydraulische injector

Moderne dieselmotoren worden steeds krachtiger en stiller. Een deel van deze prestatie kan worden toegeschreven aan de exactheid waarmee de brandstof wordt geïnjecteerd. Lange tijd werd mechanische directe injectie gebruikt in dieselmotoren. Dit kan precies zijn, maar om lagere emissies te halen is deze vervangen door elektronisch aangestuurde directe injectie. Een elektronische injector kan precies aangestuurd worden door een ECU.

Servo-hydraulische injector

Figuur 1: Servo-hydraulische injector

De directe injector gemeten voor dit artikel is een servo-hydraulisch type, getoond in figuur 1. De volgende onderdelen kunnen worden onderscheiden:

  1. spoel
  2. stuurventiel
  3. injectornaald
  4. hogedrukbrandstofinlaat
  5. lagedrukbrandstofretour

Zoals in een klassieke mechanische injector, worden het stuurventiel en de injectornaald beide dichtgehouden door een veer. Het stuurventiel wordt bewogen door de spoel die bekrachtigd wordt door de ECU wanneer een injectie nodig is. De spoel en stuurventiel werken elektronisch gelijk als de indirecte injector. Het stuurventiel bestuurt een hydraulisch circuit dat de hogedrukbrandstof is, om de beweging aan te sturen van de injectornaald.

Wanneer een injectie nodig is, opent de ECU het stuurventiel door de spoel te bekrachtigen. Wanneer het stuurventiel opent, wordt er druk vrijgelaten bij de basis van de injectornaald. Het verschil tussen de lage druk bij de basis van de injectornaald en de hoge druk bij de punt zorgt er voor dat de naald van zijn zitting wordt opgelicht en de brandstof doorlaat.

Om de injectie te stoppen, wordt het stuurventiel gesloten, waardoor de brandstofdruk bij de basis van de injectornaald stijgt. Daardoor drukt de veer de naald weer terug op zijn zitting.

Aansluiten van labscoop

De werking van de servo-hydraulische injector kan worden gecontroleerd door de volgende signalen te meten, zie figuur 2:

Kanaal Probe Spanning Meetbereik
1 Red probe Injectorspanning positieve kant 80 V
Black probe Injectorspanning negatieve kant
2 Yellow probe Stroomtang positieve aansluiting 4 V
Black probe Stroomtang negatieve aansluiting
Meetschema
Figuur 2: Meetschema
Meten aan werkende servo-hydraulische injector
Figuur 3: Meten aan werkende servo-hydraulische injector

De labscoop is met een Meetsnoer TP-C1812B en Backprobe TP-BP85 aangesloten op de servo-hydraulische injector. Voor de stroommeting is de Stroomtang TP-CC80 gebruikt, deze is via een Meetsnoer TP-C1812B op de labscoop aangesloten. De Stroomtang TP-CC80 is ingesteld op 20 A gelijkstroom en in deze stand geeft de stroomtang 100 mV af per 1 A. Om een juiste waarde in de meting te krijgen, moet kanaal 2 ingesteld staan om het signaal van stroomtang 10x te versterken. Dit kan worden ingesteld door in het popup-menu van kanaal 2 naar probe-instellingen te gaan en te kiezen voor 10x. In hetzelfde popup-menu kan de eenheid van kanaal 2 op Ampère worden gezet met het menu-item "Stel eenheid in...". De labscoop wordt in normale scoopmodus gebruikt.

Meten

In figuur 3 is het spanning- en stroomsignaal zien van de servo-hydraulische injector tijdens stationair toerental op werktemperatuur. Dit signaal kan worden gedownload en gebruikt om de labscoop op de juiste manier in te stellen of als referentiesignaal.

Download directe servo-hydraulische injectiemeting

Labscoopmeting aan servo-hydraulische injector

Figuur 4: Labscoopmeting aan servo-hydraulische injector

Kanaal 1 (rood) in figuur 4 laat de injectorspanning zien en kanaal 2 (geel) de stroom door de servo-hydraulische injector. De signalen bestaan uit drie injecties, waarvan de eerste twee pre-injecties zijn en de laatste de hoofdinjectie.

Laten we ons concentreren op de hoofdinjectie in figuur 4. De rode lijn laat zien dat het stuurventiel wordt geopend met een relatief langdurige hoge spanning, gevolgd door twee kleinere pulsen. De hoge stroom van ongeveer 15 A tijdens 300 µs toont de hoeveelheid energie die nodig is om het stuurventiel te openen. Eenmaal geopend, houdt de ECU het stuurventiel open met een lage duty cycle-spanning. Wanneer de injectie gestopt moet worden, stopt de ECU met het bekrachtigen van de spoel. Een spike is te zien in de injectorspanning en daarna een kleine knik die aangeeft dat het stuurventiel sluit.

Gedurende de injectie is de stroom hoog, maar dit duurt slechts 550 µs. Dit betekent dat de totaal toegepaste energie laag is, ongeveer 16 mJ voor de hoofdinjectie.

Diagnose

Signalen kunnen afwijken bij andere typen motormanagementsystemen en servo-hydraulische injectors. Raadpleeg ATIS voor informatie over specifieke motormanagementsystemen en injectoren.

Onderstaande injectorspanningsafwijkingen (kanaal 1) kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: meetpennen geen verbinding (voer connectietest uit
  • Te lage signaalspanning:
    Oorzaken: weerstand in bedrading naar ECU
  • Signaal vertoont ruis:
    Oorzaken: bedrading van signaaldraad beschadigd, slecht contact in stekkeraansluitingen, injector defect
  • Signaal vertoont veel meer ruis dan voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: weerstand in bedrading naar ECU, scoop is niet in gelijkspanningskoppeling gezet: DC

Onderstaande injectorstroomafwijkingen (kanaal 2) kunnen wijzen op een probleem:

  • Geen signaal:
    Oorzaken: stroomtang niet goed aangesloten (voer connectietest uit, stroomtang niet aangezet of heeft lege batterijen, injector defect
  • Te hoge signaalspanning:
    Oorzaken: de stroomtang is niet goed op nul gesteld
  • Signaal vertoont ruis:
    Oorzaken: bedrading van signaaldraad beschadigd, slecht contact in stekkeraansluitingen, injector defect
  • Signaal vertoont veel meer ruis dan voorbeeldsignaal:
    Oorzaken: de stroomtang is niet goed op nul gesteld

GERELATEERDE ARTIKELEN

Indirecte injectiestroom meten
Met een labscoop wordt de elektrische stroom gemeten door een injector van een stationair draaiende warme motor. Het signaal wordt getoond en kan worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee kan worden vastgesteld of de injector goed werkt.
Indirecte injectiespanning meten
Met een labscoop wordt gemeten aan een injector tijdens stationair toerental van een warme motor. Het signaal wordt getoond en kan worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee kan worden vastgesteld of de injector goed werkt.
Brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep
Met een labscoop wordt gemeten aan een brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep van een motor onder diverse omstandigheden. Het signaal van de brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep worden getoond en kunnen worden gedownload. Verschillende mogelijke afwijkingen van het signaal worden genoemd, waarmee kan worden vastgesteld of de brandstofdruksensor en brandstofdoseerklep goed werken.
Disclaimer

Dit document is onderhevig aan veranderingen en kan zonder voorafgaande mededeling worden aangepast. Aan dit document kunnen geen rechten worden ontleend.

De informatie in deze applicatie-note is gecontroleerd en wordt als betrouwbaar beschouwd. TiePie engineering kan echter niet verantwoordelijk worden gesteld voor eventuele onjuistheden.

Veiligheidswaarschuwing:

  • Controleer voor het meten dat bronnen van gevaarlijk hoge spanning zijn uitgeschakeld of afgeschermd tegen aanraking. Spanningen boven 30 V AC RMS, 42 V AC piek of 60 V DC worden als gevaarlijk beschouwd.
  • Zorg tijdens het meten voor een schone en overzichtelijke werkplek.
  • Deze metingen en procedures dienen als voorbeeld / meetsuggestie en zijn geen voorgeschreven standaard.
  • TiePie engineering kan niet anticiperen op de benodigde veiligheidsmaatregelen voor de bescherming van personen en apparatuur. Ga alvorens te meten eerst na welke veiligheidsmaatregelen van toepassing zijn.