Meten is weten: onderzoek naar bruikbaarheid van krachtopnemers t.b.v. cilinderdrukmeting en storingsdiagnose Verslag + Bijlagen

Technische Universiteit Delft

Jcif

mcf

otta

METEN IS WETEN

Onderzoek mar de bruikbaarheid

van

kracht-opnemers ten behoeve van cilinderdrukmeting en

I _{storingsdiagnose.}

Verslag

J.W. Hartman _{OEMO 95/26}

ifrf

VOORWOORD

Dit verslag gaat over de uitvoering

_{van mijn afstudeeropdracht an de Technische}

Universiteit Delft biji de faculteit der Werktuigbouw1amde _{en Maritieme Techniek sektie} OEMO.

Het behandelt het onderzoek naar het gebruik_{-van krachtopnemers als vervanging van de} conventioneel gebruikte cilinderdrukopnemers. Daarbil wordt bepaald met wellce opnemer

en op welke plaats het meest nauwkeurig is te meten

_{om dit type opnemer succesvol} dienst te kunnen laten doen in een conditiebewakingssysteem..

Mijn dank gaat, in willekeurige volgorde, uit

_{naar it. J.L. Van Herwerdeni ing. M. de}

Bloois en, ing. H. Boer voor hun ondersteuning en begeleiding.

.J.W. Hartman junl 1996

01.202.01.02

TU Delft

Technische Universiteit Delft

De beer J.W. Hartman, Groen van Prinstererstraat 70, 3131 GH VLAARDINGEN.

Faculteit der Werktuigbouwkunde en Maritieme Tech niek

Vakgroep Maritieme Techniek.

Mekelweg 2

2628 CD Delft

Telefoon: +31 (0)15 -78 IS 56 Telefax: +31 (0)15 - 78 42 64

E-mail: J.KieiWoud@WbMT.TUDelft.n1

Uw kenmerk Ons kenmerk Doorkiesnummer _Datum

KW/Ik1798 _{23 november 1995.}

Betreft: Afstudeeropdracht.

Geachte beer Hartman,

Voor het bewaken en het diagnotiseren van eventuele storingen in een dieselmotor, is het meten van de cilinderdruk een krachtig middel. In labaratoria en op proefstanden wordt

hiervan veelvuldig gebruik gemaalct, doch _{aan boord van schepen slechts sporadisch, omdat}

de betreffende sensoren onvoldoende levensduur_{(zouden) hebben.}

Afhankelijk van de kwaliteit van de metingen en de analysetechnieken is men in staat_om storingen te detecteren met betrekkingtot:

- verbranding, brandstofkwaliteit, defecten in inspuitsysteem

leklcages

- ongelijke belasting van cilinders onderling - timing van kleppen en brandstofinspuiting

Door J. van Sonsbeek is d.m.v. _{een literatuuronderzoek, marktverkenning en interviews}

onderzocht welke sensoren/meetprincipes geschikt zijn voor het meten van de cilinderdruk in praktijksituaties aan boord van schepen. Daarbij is de keus gevallen op twee typen indirecte meetprincipes. nt lcrachtmeting onder de cilinderkopmoer d.m.v. een meetring voorzienvan

rekstrookjes (fabrikant Bienfait) en krachtmeting d.m.v. een meetring met daarin_een piezoelektrisch kristal (fabrikant Kistler).

Tot deze keuze was hij gekomen op grond van de volgende eisen:

voldoende meetnauwkeurigheid, reproduceerbaarheid/stabiliteit _{(ook op langere termijn)} - grote rebuustheid, lange levensduur

geschiktheid voor continue metingen

geschikt voor gebruik in een on-line conditiebewakingssysteem

Vervolgens zijn de genoemde sensoren aangekocht en getest op een van de cilinders van_een Bolnes 6 cilinder 2-takt dieselmotor in het labaratorium voor Energievoorzieningen van de

TU-Delft. De gemeten Icrachtsignalen vertoonden _{over vrijwel het gehele krukhoekbereik}

-hinderlijke fluctuaties dit in tegenstelling tot de direct in de cilinder gemeten drukverlopen.

Tevens werden de Icrachtopnemers beInvloed door plaatsafhankelijke effecten zoals de

verbranding van de aangrenzende cilinder en het openen/sluiten van de uitlaaddep. Om de krachtopnemers te kurmen gebruiken in een conditiebewakingssysteem, zullen de

krachtverlopen het werkelijke drukverloop in de cilinder in voldoende mate moeten kunneru

benaderen.

De werkzaamheden hiertoe zullen bevatten:

-uitvoeren van een literatuuronderzoek om na te gun welke methoden op het gebied van

signaalbewerking geschilct zijn om de gemeten Icrachtverlopen zodanig te bewerken dat dele,

het werkelijke in de cilinder gemeten dtpkverloop zo goed mogelijk lumen benaderen

implementeren van de door U voorgestelde signaalbewerlcingsmethoden

uitvoeren van meting(en) om te bepalen hoe tang na een belastingvariatie gewacht dient te worden alvorens een representatief krachtverloop kan worden opgenomen, m.a.w. pas nadat

het lcrachtverloop niet meer varieert a.g.v. temparatuureffecten

-opstellen van een meetplan, waarbij gemeten dient te warden over eep belastinggebiedvan stationair tot 100% motorbelasting

analyseren van de metingen m.b.v. het genoemde programma door de bewerkte signalen van de lcrachtopnemers tevergelijken met de direlct in de cilinder gemeten drukverlopen

Uw opdracht wordt uitgevoerd in samenwerking met het labaratorium voor Energietechniek. Uw gesprelcspartners daar zijn: ing. M. De Bloois en ing. H. Boer. Namens de sectie

Maritieme Werlcruigkunde treedt als begeleider op ir. J.L. van Herwerden.

U gelieve het rapport betreffende uw studie ingebonden in TUD-band onder nummer OEM()

95/26 in vijf-voud in te leveren bij uw begeleiders.. Tevens client U een losbladig kopie in ite

leveren bij de beer ing. 0. van Lent.

U veel succes toeWensend bij de uitvoering,

met vriendelijke groet,

vo,. _chic

Prof. ir. J. KleinWoud,

afstudeerhoogleraar

cc: Ing. M. de Bloois

Ing H Boer

Jr. J.L. van Herwerden

Examenadministratie

SAMEN VATTING

Het verloop van de cilinderdrulc van een diese1motor en de daarmee te berekenen mot-heden en diagrammen verschaffen belangrijke infonnatie over de conditie van verstuivers, kleppen, zuigers, zuigerveren en de verbranding op zich. Een verslechterende conditie van een van deze heeft tot gevolg dat het totale rendement van de motor daalL

Indien nu de cilinderdruk continu _{gemeten bewaakt wordt, dan is de gebrulker in staat} zijn onderhoud tijdig en/of alleen indien noodzakelijk uit te voeren. Dat dit tevens een kostenbesparing oplevert moge duidelijk zijn.

Conventionele cilinderdrukopnemers, die in contact staan met de verbrandingsgacsen, kunnen uit oogpunt van kostenefflcientie

_{door hun geringe levensduur niet}

_toegepast worden in een conditiebewakingssysteem, dat de cilinderdruk continu meet.,

Deze afstudeeropdracht, uitgevoerd in het laboratorium _{voor Energietechniek aan de} Teclubsche Universiteit Delft (l'UD), is een voortzetting van het werk van [Van

Sons-beck, 1995]. Hij heeft in zijn afstudeerwerk

_{onderzoek gedaan naar een tweetal typen}

krachtopnemers voor het meten

_{van het cilinderdrukverloop met ten hoge levensduur}

(minimaal drie bedrijfsjaren).

De opnemers waren geplaatst onder elk van de moeren van de vier tapeinden _{waarmee tie} cilinderkop op het Wok gemonteerd is.

De verkregen meetsignalen bleken onderhevig te zijn aan fluctuaties en temperatuureffec-ten, waardoor geen betrouwbare diagnose kon. worden gestelif.

Doe van dew opdracht

_{was it onderzoeken hoe lang na het starten van de motor en na}

een belastingvariatie gewacht client te worden, alvorens een representatief (en reprodu-ceerbaar) krachtverloop kan worden opgenomen en het vinden van een methode om het meetsignaal it verbeteren ten einde het_{geschikt te maken voor diagnose.}

Uitgaande van de verbeterde signalen diende aan de hand van een aantal aan te brengen storingen onderzocht te worden of de krachtopnemers due storingen konden detecteren. Het temperatuureffect is onderzocht door de grootte en het verloop van de schaalfactor, de factor die nodig is om de meetsignalen op it schalen naar een juist drulmiveau om ze it kunnen vergelijken met een referentie drukopnemer, te bekijken.

Hieruit bleek dat de schaalfactor verande.rt _{met het warm worden en dus uitzetten van de} motorcomponenten. Bij _{kleine belastingvariaties kan er direct betrouwbaar gem eten}

worden. Bij een koude motor dient de

_{motor na het starten, bij een lage 'belasting,}

tenthinste een _{uur warm gedraaid te worden, alvorens met een ingestelde schaalfactor kan} worden gewerkt., -

-Verder kwam naar voren dat de schaalfactor instelbaar is als finictie van de gerniddeld

effectieve druk over het gehele

_{belastingsgebied. De schaalfactor is slechts weinig}

afhankelijk van het toerentaL

De fluctuaties op het cilinderdruksignaal werden veroorzaakt door het ontbranden van de gelegen cilinder, het_{openen van de uitlaatklep en het trillen de cilinderkop.}

iGezocht is naar de meek Optimale locatie om een opnemer te plaatsen en ten geschikte filtermethode.

Door het ontwerpen van ten anti-causaal filter niiddels het spectrum van de meetsignalen in combinatie met ten Hanning-window, is het mogefijk gebleken de signalen _te

verbete-ren.

Na filtering van de signalen is aan de hand van _{een aantal aangebrachte storingen,} geveri-fieerd of de resultaten van beide opnemers overeenkwamen met die van een conventionele

referentie opnemer. Dit alles om de mogelijkheid tot het

_{toepassen in een} conditiebe-wakingssysteem te onderzoeken.

De conclusie van dit onderzoe.k luidt dat het mogelijk is met dit type

,opnemers de conditie van ten cilinder te bewaken en storingen te detecteren.

Het client tot aanbeveling de opnemers op een andere plants dan onder genoemde moeren. te monteren war minder of geen last is van verstorende krachten _{op de opnemers.}

Voorstel voor vervolgonderzoek is het plaatsen

en beproeven van een krachtopnemer

ionder de montageflens die de verstuiver in de icilinderkop drukt.

INHOUD

r' INLEMING 1. _{MEETOPSTELLING} 19951 1 3 3 5 5 7 9 9 11 13 15 15 17 21 21 21 23 23 23 25 27 27 29 29 31 31 33 33 33 33 39' 39' 41 1.1. Opnemers

1.1.1. De 'directe' °prier=

1.1.2. De 'indirecte' opnemer 1.2. Krukaspositie 1.3. _{Hardware configuratie,} 1.4. Software 2. _{DE SCHAALFACTOR}

2.1. Omzetting signalen - de schaalfactor 2.2. _{Onderzoek naar invloecien op schaalfactor}

2.2.1. Verband schaalfactor en opwarming van de motor 2.2.2. Tijdsinterval tussen instelling belastingen eerste

betrouwbare meting

2.2.3. Reproduceerbaarheid van de resultaten van [Van Sonsbeek, 2.2.4. Verband schaalfactor-toerental

2.2.5. Bellaling verband schaalfactor-gemiddeld effectieve druk

3. _{SIGNAALANALYSE}

3.1. _Meetfouten 3.2. Ruis

3.3. De wijze van meten

3.3.1. Trillingen van de cilinderkop 3.3.2. Ontbranding cilinder 5 3.3.3. Tuimelaarkracht 3.4. ICeuze opnemers 3.5. _{Signaalverbetering/frequentie analyst} 3.6. Filtermethoden 3.6.1. Standaardfilters 3.6.2. Anti-causaal filteren 3.6.3. Windows

3.7.

Ontwerp filters 3.7.1. Directe opnemer P 3.7.2. Indirecte opnemer 1C2 3.7.2. Indirecte opnemer B2 4., _{STORINGSDIAGNOSE} 4.1. Diagrammen en parameters

4.2. _{Storingen en optredende verschijnsels}

3 3

4.3. Slechte verstuiving ₄₃

4.3.1. Theorie ₄₃

4.3.2. Keuze diagnoseparameters 47

4.3.3. Verlaging inspuitdruk tot 200 bar 47

4.3.4. Verlaging inspuitdruk tot 30 bar 51

4.3.5. Conclusie 53 4.4. Brandstofiekkage ₅₇ 4.4.1. Theorie ₅₇ 4.4.2. Keuze diagnoseparameters 57 4.4.3. Venninderde brandstoftoevoer 57 4.4.4. Afsluidng brandstoftoevoer 61 4.4.5. Conclusie 61 4.5. Vervuild inlaatfilter 63 4.5.1. Theorie ₆₃ 4.5.2. Keuze diagnoseparameters 63

4.5.3. Vergroting drukverschil over inlaatfilter 63

4.5.4. Conclusie ₆₅

4.6. Gaslekkage ₆₇

4.6.1. Theorie 67

4.6.2. Keuze diagnoseparameters 67

4.6.3. Lekkage door indicateurkraan 67

4.6.4. Conclusie ₆₉

4.7. Effect storingen op schaalfactor 71

4.7.1. Grootte bij optreden storingen 71

4.7.2. Grootte 'na reparatie' storingen 71

4.7.3. Conclusie ₇₃

5. ALTERNATIEVE MEETMETHODES 75

5.1. Correctie tuimelaareffect en ontwerp filter 75

5.1.1. Irxdirecte opnemer K1 75

5.1.2. Indirecte opnemer B1 75

5.1.3. Conclusie 77

5.2. Correcde door middeling van signalen 77

CONCLUSTF-S EN AANBEVELINGEN 79

SYMBOLENLUST 85

LITERATUURLLTST 87

etot

ant,- °eat et-zet-e-, arsed-es_ 40-fuset Jen-e-... act z-,-;

1.1C2-4-1" 004- Lin te-&cata° ^ /

2 (t;a-c-t-oe-eZaz

ste7

?

-INLEIDING

Het meten van de druk in een cilinder vormt veelal de basis van onderzoek en ontwikke-ling van motoren. Over het algemeen worden hiervoor _{quartz prezo-elektrische opnemers} gebniikt die in contact staan met de gassen in de verbrandingskamer. Een voordeel van deze opnemers is hun nauwkeurigheid _{en hoge frequentieresponsie, een belangrijk nadeel} is de geringe levensduur.

Nu is dit laatste voor onderzoek en ontwikkeling van ondergeschikt belang. Kijkt men echter naar de hedendaagse bedrijfsvoering bijvoorbeeld _{aan boord schepen, waar men en}

meer gebruik worth gemaakt van conditiebewalcingssystemen, dan is de _{levensduur van} een opnemer van wezenlijk belang: De kosten voor het

_{meten en bewaken moeten w}

klein mogelijk zijn ten opzichte van de kosten voor onderhoud.

[Van Sonsbeek, 1995] heeft in zijn afstudeerwerk onderzoek gedaan rtaar een betrouwbare opnemer met een grote levensduur (minimaal drie bedrijfsjaren)

_{voor het meten van de}

cilinderdruk van een dieselmotor. Hij heeft hiervoor twee typen krachtopnemers getest die de krachten van de cilinderkop op de tapeinden als gevolg van de gasdruk in de cilimder

meten.

Door de signalen van deze typen te vergelij ken _{met een opnemer the in contact staat met} de verbrandingsgassen, is hij tot de conclusie gekomen dat zij ender normale bedrijfs-condities een goede maat zijn voor de cilinderdruk en daarrnee voldoende nauwkeurig en

berrouwbaar om dienst te ,doen in ten conditiebewalcingssysteem.

bit verslag handelt _{over het vervOlgonderzoek aan ideze ,opnemers. Achtereenvolgens zal} ,aan de orde komen:

Een beschrijving van de meetopstelling

De behandeling van de temperatuur-, belasting- en ktoerental afhankelijkheid van de krachtopnemers

Analyse en -bewerking van de meetsignalen

originele vulring

S6Z

061

052

Fig. 1.1. Montage van het tapeind; uitgangssituatie

v/A111111111MW

PA A /11P,MY,44,WhWAWA.59!A vulring quartzkristal

Fig. 1.2 Schets van de lcrachtopnemers Kistler 9149 Q

Fig. 1.3 Schets van de relcstrookkrachtopnemers Bienfait KA-S 200 IN

piezotron

1. MEETOPSTELLING

In dit hoofdstuk wordt een beschrijving gegeven van de meetopstelling en de daarbij gebruilcte software.

De meetopstelling is opgebouwd op en rond de Bolnes 6VDNL 200/600 dieselmotor die opgesteld staat in het laboratorium voor Energietechniek aan de Technische Universiteit Delft (TUD), dezelfde motor als welke [Van Sonsbeek, 1995] heeft gebruikt.

Zie bijlage 1 voor een beschrijving van de motoropstelling.

1.1. OPNEMERS

De 'directe' opnemer

De term 'directe' opnemer houdt in dat de opnemer de druk meet in de

verbrandingskamer en daarbij in contact staat met de verbrandingsgassen.

Voor dit onderzoek is gebruik gemaalct _{van een opnemer die geplaatst is in het} indicateurIcanaal van cilinder 6 en via dit lcanaal in verbinding staat met de ver-brandingskamer.

De opnemer doet dienst als referentie waarmee de overige vergeleken worden.

In de praktijk zal deze opnemer bij

_{een conditiebewaldngssysteem komen te} vervallen of worden gebruikt bij referentiemetingen.

Toegepast is een piezo-elektrische opnemer van het fabrilcaat Kistler, type 7613 en is in dit verslag gecodeerd met de letter P. De gevoeligheid bedraagt _25.63 mV/bar.

1.1.2.

De 'indirecte' opnemers

De 'indirecte' opnemers zijn de

_{opnemers die gemonteerd zijn onder de vier}

moeren van de cilindertapeinden. Zij meten de lcrachten die de

_cilinderkop

uitoefent op de tapeinden als gevolg van de optredende gaskrachten in de

cilinder.

Gebruik is gemaakt van een tweetal typen opnemers, waarvan er per type twee zijn gemonteerd op cilinder 6.

Piezotron krachtopnemers Kistler 9149 0

Deze opnemers malcen gebruik van een quartz piezo-elektrisch kristal, waarbij het kristal zodanig gesneden is dat het slechts in verticale richting kracht meet. Het lcristal is verwerkt in een ring die tezamen met een vulring onder de moer van het tapeinde worth gemonteerd, zie figuur 1.1. en 1.2.

De opnemers zijn in dit verslag gecodeerd K1 en K2 en hebben beiden een

gevoeligheid van 25.33 mV/1cN

Ki K2

CILINDER 5

KISTLER versterker

Fig. 1.5 Schematische weergave meetopstelling

motorhartlijn

nokkenas

Fig. 1.4. Plaats van de indirecte opnemers onder de moeren van de tapeinden

connection box PC encoder & interface B1

ot

BIENFAlT

B23

vers-terker

Zie figuur 1.3. Deze opnemers bestaan tut een binnen- en een buitenring die verbonden zijn middels een aantal spaken. In de nissenliggende ruimten zijn een viertal rekstroken geplakt aan de spaken.

De rekstroken vervormen als gevolg van het laachtsverschil tussen binnen- en buitenring, veroorzaakt door de gaskracht the indirect op de binnenring werkt. Bike opnemer is vervverkt in een brug van Wheatstone, waar een constante brugvoedingsspanning over staat.

De opnemers zijn in dit verslag gecodeerd Bl en B2 en hebben een gevoelig-heid van 2.55 respectievelijk 2.65 mV/V. Deze eengevoelig-heid duidt op de verstem-ming (onbalans) in millivolt van de brug bij nominale belasting van de re-k-stook per Volt brugvoedingsspanning. De grootte _{van de verstemming dient als} ingangssignaal voor de versterker.

Andfr;"ct-o

A.,.5 .2 De opnemers worden op de zelfde wijze gemonteerd als de

_{opnemers K1 Si}

K2.

Figuur 1.4. hat nen in wellce configuratie de

_{opnemers gedurende het}

ender-zoek gemonteerd zijn geweest. In bijlage 2 zijn de fabrikantgegevens van de indirecte opnemers van Kistler opgenomen.

1.2. 1CRUKASPOS111E

De druk en de krachten worden gemeten als functie van de krukhoek. De positie van de krukhoek wordt bepaald via ten optische encoder the twee pulstreinen genereen, een die in het onderste dode punt (ODP) van cilinder 1 een puls geeft als triggersignaal (ITRG;

Internal TRiQger) en den die 1024 (1 K) pulsen

_{met gelijk tijdsinterval genereert per} omwenteling (1CLK; Internal CLocK)

De ITRG dient als startpunt voor een meting. De ICLK bepaalt het tijdsinterval tussen twee meetpunten.

1.3. HARDWARE CONFIGURATIE

Figuur 1.5. laat blokschematisch de samenstelling en opbouw van de hardware zien. De lijnen ste.11en de respectievelijke signalen _voor.

De signalen van de opnemers P, K1 en K2 worden versterkt door een versterkex van het fabrikaat Kistler, type 5149Q, de

_{opnemers K1 en K2 met een factor 0.5 en P met een}

factor 1. Due versterker heeft verder als eigenschap dat het de signalen van 0-1 Volt

filtert. Voor dit onderzoek is bij de indirecte opnemers K1 en 1C2 hiervan geen gebniik gemaakt en zijn de signalen velar het filter afgetakt. _{Reden hiervoor is het onderzoeknaar} signaalverbetexing dat plaatsvindt in het kader

_{van deze opdracht en het berasprobleem}

van de versterker dat later aan bod komt.

Fig. 1.6 Verwerking van meetsignalen 256 52 pulsen verschoven meetwaarden 768 12 10 8 2 2 0 1024 meetwaarden 256 512 pulsen 768

Fig. 1.7 Veschuiving van de signalen van de indirecte opnemers naar een zelfde referentie-niveau, gelijk aan het absolute spanningsniveau van referentie opnemer P

1024

SIGNAAL DATA

pa-diagram awl16 cycli QUICKBASIC 1 cyclus EXCEL 5.0 p,V-diagram binair "Bolteam.bas" I ASCII spreadsheets heatrelease

De meetsignalen van Bl en B2 worden versterkt door

_{een versterker van het fabrikaat}

Hottinger Baldwin Mei5techniek (HBM),

_{type KWS 3020. Deze versterker filtert het}

signal met.

De pulstreinen worden gegenereerd door het op. de TUD ontwikkelde interface met.

encoder.

De pulstreinen en continue signalen van alle opnemers komen sarnen in de connection box: die aangesloten is met een personal 'computer (PC)

Deze PC is voorzien van een speciale kaart (fabrikaat Bakker_{Electronics, TEAM490 type}

93) die middels het programma TEAM490 (zie 41.4.)

_{en de interface in staat is de}

continue signalen om te zette-n in 1024 discrete signalen per omwente-ling per opnemer en deze digitaal op te slaan en af te beelden.

1.4. SOFTWARE

Figuur 1.6. bat de bewerkingsstadia_{van alle signalen zien.}

De signalen worden gemeten met behulp van het programma TEAM490 van de firma Bakker Electronics. Dit programma is in _{staat maxirnaal 128 K meetpunten per keer op te} slaan. Aangezien er bij deze meetopstelling vijf_{kanalen zijn aangesloten en het maximaal} op it nemen aantal punten per kanaal een macht van twee is, kurmen er per kanaal per

meting maximal 16 K (= 16 cycli)

_{worden opgemeten. Dew metingen worden in een} binaire file opgeslagen.

Het Quick Basic programma "Bolteam.bas"

_{zet de binaire file om in ASCII-code}

_en middelt per kanaal de zestien cycli tot een cyclus. Omdat de spanningsniveaus van de inciirecte opnemers re1atief zijn, worden zij gelijkgesteld am het (absolute) niveau van van de referentie opnemer P. Dit gebeurt door eerst van opnemers het gemiddelde van honderd meetwaarden rond het onderste <lode _{punt (ODP) van de zuiger te bepalen en ter} plaatse van het ODP het verschil tussen de gemiddelde waarde van P en de gerniddelde

waarde van de betreffende indirecte

_{opnemer te bepalen. Dit verschil wordt bij de}

indirecte signalen opgeteld zodat het nulniveau (= niveau ixeceiverdruk) gelijk komt liggen. Zie figuur 1.7.

Due ASCII-file wordt vervolgens ingelezen in diverse spreadsheets van het programma MS EXCEL 5.0, waarmee de signalen worden _{omgezet in druk-krukhoek-, indicateur- en} heatreleasediagrammen. De parameters the nit en met dew diagrammen worden bepaald, komen in latere hoofdstukkea aan both

In een later stadium van het onderzoek is gebruik_{gemaakt van het programma MATLAB} ten einde de spectrale dichtheid van de signalen

_{it onderzoeken en hier filters voor te}

xnaken.

alle

Ci = gecombinerde stijfheid tapeind en opnemer

C2 = gecombinerde cilinderwand en -kop

Fgas gaskracht

Frest = restkracht

Fy = voorspanIcracht

AF isrimpelkracht

Fig. 2.2. Wijze van schalen van spanningssignaal willekeurige indirecte opnemer naar het referentiesignaal directe opnemer P.

co c ._ c

i

C co .12-1 140 400 120 P (bar) -willekeurig (V) 100 so ao opschalen 0 so 100 , , 150 200 250 300 350 kn.khoek (CA)

vervorming van opnemer en tapeind t.g.v. F_v vervorming van cilinderwand en -kop t.g.v. F_v

2. DE

_SCHAALFACTOR

In dit hoofdstuk wordt behandeld hoe de indirecte signalen vergeleken worden met het directe middels de zogenaamde schaalfactor. Verder komt het verloop van deze schaalfac-tor als fiuictie van een aantal variabelen _{aan bod..}

Niet behandeld wordt hoe de schaalfactor verloopt bij het onderjoek naar storingsdiagno-se, lc:lit komt in een later hoofdstuk an bod.

2.1. OMZEITING SIGNALEN -

DE SCHAALFACTOR

In hoofdstuk 1 werd gesteld dat de indirecte opnerpers krachten meten die het gevolg zijn van de druk in de cilinder.

De gaskracht wordt verdee1d _{over het tapeind, de opnemer en de cilinderwand en -kop.} Ads C1 de gecombineerde stijfheid is van opnemer en tapeind en C2 de gecombineerde stijfheid is van cilinderwand en -kop,, kan een kracht-rekdiagram worden gemaakt, zie figuur 2.1.

De voorspankracht F, zorgt dat als gevolg van de tegengesteld gerichte gaskracht Fr,

,geen gaslekkage kan optreden tussen cilinderkop en cilinderblok.

De gaskracht werkt door in zowel tapeind _{en opnemer (C1) als cilinderwand en -kop (C2).} Een en ander is richtbaar gemaakt in figuur 2.1.

De resticracht F _{positief blijven, ter voorkoming van gaslekkage.,}

De opnemer voelt de rimpelkracht F

_{Crimper omdat deze varieert met de gaskracht in} de tijd) die dus een dee1 is van de gaskracht.

Om deze reden en de verschillende

_{gevoeligheden van de respectievelijke opnemen,} verschillen de meetsignalen in absolute _{grootte (in Volts). Om nu de indirecte signalen te} kunnen vergelijken met de directe referentie-opnemer, worden de signalen vanuit het refe-rentieniveau opgeschaald _{naar een gelijke topdruk (in bar). Zie figuur 2.2. De} schaalfac-tor is hierbij gedefinieerd als::

SF-mn4frect"PI *Gaierect (-1/-

414VA/O

Pcmjndirea G

g 17/44

ifOrt_gl vt, PIindirect *SF "'indirect 7-v

trow1/4,j kil

Hieruit volgt dat het indirect gemeten signaal met de eenheid Volt als volgt is om le

rekenen in de eenheid bar:

met: Gdircri Gindirect Pindirect

If

indirect P'mai,ditect P'max , indirect SF

= gevoeligheid directe opnemer = gevoeligheid indirecte opnemer = indirect berekende druk

= indirect gemeten druk

maximale direct gemeten druk = maximale indirect gemeten druk = schaalfactor

2.2. ONDERZOEK NAAR INVLOEDEN OP SCHAALFACTOR

Uit het onderzoek van [Van Sonsbeek, 1995] blijkt dat de grootte van de schaalfactor afhankelijk is van:

de opwarming van de motor;

de gemiddelde effectieve druk (pme);

het toerental van de motor (n); piekdruk

Naar aanleiding van deze bevindingen zijn metingen uitgevoerd die tot doel hadden deze invloeden te verifieren en te kwantificeren. De invloed van de piekdruk is met bekeken daar deze een gevolg is van de motorbelasting en dus b. en c.

Verder is gekeken naar de invloed

_{van de tijd na een belastingsverandering}

_{en de}

reproduceerbaarheid van de resultaten van [Van Sonsbeek, 1994].

att.

Het kwantificeren is van belang om in praktijksituaties per belasting aan te kunnen geven na welke tijd met welke schaalfactor een betrouwbaar druksignaal wordt bepaald.

De grootte van de schaalfactor moet daarbij bepaald kunnen wordeir

_{aan de hand van}

gemeten grootheden buiten de cilinder (tijd, gemiddeld effectiev,e druk van de gehele motor en toerental), een verband met de piekdruk is this niet bruikbaar.

Tijd en motortoerental zijn eenvoudig te meten. De gemiddeld effectieve druk

_moet

afgeleid worden uit het effectief_{vermogen, dat op zijn beurt weer afgeleid kan worden tilt} bijvoorbeeld stuwkracht of geleverd elektrisch vermogen.

Bij de meetopstelling gebeurt dit door de kracht te meten die op de waterrem werkt, _met het toerental is dan vervolgens het effectief vermogen van de motor te berekenen.

Tijdens meetsessie 1 is gemeten bij

_{een p,, van respectievelijk 3, 5, 7, 9, 11 en 14 bar}

waarbij per pr,, _{steeds het toerental (n) van 300 tot en met 600 omw/min met stappen van}

50 is verhoogd. Een beduidend groter belastingsgebied dan [Van Sonsbeek, 1995] _heeft beproefd.

De motor is met tot honderd procent belast. Men is bij het ontwerp

van de opnemer namelijk uitgegaan van

_{een maximaal optredende piekdruk van 140 bar,}

_{terwijl bij}

proefmetingen deze bij vollast nabij 170 bar lag. Hierdoor is de dimensionerkg

van opnemer en versterker met juist. De leverancier (Geveke Werktuigbouwkunde) heeft in

(mV/bar) (mV/kN) resp.(mV/V) (bar)

(vp t/r-Y

(v))

(v))

(bar/kN) resp. (bar/V)

ZO-LA

oa4

At-a7:

.. 4

.

---

II

-4e -pme yr- 9 - p_mac 11.

- - lpme = 9 - p_max. cil 6. - pone = 11 - 1.

44- - pone =11 - piffle. di 6.

IN--erne =14 - pinto. cil

1-pme =14 - p_rnex. a 6.

Fig- 2.3. Verloop direct gemeten maximale cilinderdrukken van cilinders 1 en 6

- opnemer cilinder 1 is geplaatst grenzend an de cilindenvand - opnemer cilinder 6 is geplaatst in het indicateurkanaal

- - cil

p_max cil

300 350 403 450 500 550 600

n

samenwerking met de fabrikant (Kistler) de opnemers en versterker gecontroleerd en kwamen tot de conclusie dat de opnemers betrouwbaar zijn tot 150-160 bar.

Na eigen beproevingen bleek dit

_{voor wat de opnemers betrof juist te zijn, echter het}

meetsignaal van de opnemers bleek daarbij _{zo groat dat de versterker en het filter dit met} kunnen verwerken, waardoor het uitgangssignaal _{wegvalt. Door het signaal voor het filter} af te takken, om eerder genoemde reden _{ten bate van signaalanalyse en -bewerking, is het} toch mogelijk gebleken om een betrouwbaar signaal op te nemen.

Ter verificatie of het directe signaal, dat door dezelfde versterker verwerkt wordt, geen bereiksproblemen had, is de cilinderdruk _{van cilinder 1 gemeten om te kijken of de} signa-len een gelijke trend vertonen, zie figuur 2.3. Op grond van due resultaten is het referen-tiesignaal als betrouwbaar verondersteld.

De opnemers B1 en B2 en de bijbehorende versterker hebben geen bereiksproblemen. De resulaten naar aanleiding van de navolgende onderwerpen staan vermeld in bijlage 3.

2.2.1. Verband schaalfactor

_{en opwarming van de motor}

De wannte die vrijkomt bij de verbranding, _{warmt de motorcomponenten op. Als} gevolg hiervan zetten de componenten uit, elk afhankelijk van hun uitzettings-coefficient. Hierdoor wijzigt de voorspanIcracht.

Uit figuur 2.1. is af te leiden dat

_{de rimpelkracht onafhankelijk is van de}

voor-spankracht:

AF= F

*

Ci+C2 (3)

Een wijziging van de voorspankracht als _{gevolg van opwarming van de motor zou} dus geen effect moeten hebben _{op de rimpelkracht, aangenomen dat de gecombi-__} neerde stijfheden met temperatuurafhankelijk zijn.

Mt de resulta.ten van [Van Sonsbeek, 1995] bleek echter dat dit wel het geval te

zijn, daar de schaalfactor, die afhankelijk is van de rimpelkracht, veranderde

tijdens het warmdraaien van de motor.

Om deze reden is steeds _{na een aantal dagen van stilstand van de motor (om zeker} te zijn dat het blok redelijk afgekoeld was) de motor een uur wanngedraaid bij een

p=3 bar en n=300 omw/tnin

_{om het effect van opwarming van de motor op de}

schaalfactor te bepalen.

Ms vergelijkingsgrootheid zijn de voeringtemperatuur

_{van de nabij}

_gelegen cilinder 3 en temperatuur van het koelwater dat er langs stroomt, _gemeten. Cilin-der 6 is niet voorzien _{van thermokoppels op deze plaatsen.}

' crt,c6 (14-( typteAmt, , en. y:

-13-coj Sf

a.,c ,

met: CI _{= gecombineerde stijfheid van opnemer en tapeind}

(N/m) ou--Cl _{= gecombineerde stijfheid van cilinderwamd- en blok (N/m)}

_{P ?}

Fp, = gaskracht

= rimpelkracht (N)

(N)

(Nate"

2.5 2 1.5 115 -0.5 2561 512 pulsen 768 1024 P begin P-elnde B1 begin 131 -elnde

Fig. 2.4. Verschil in meetwaarden van een opnemer bij het begin en het einde van een belastingstoestand

fru) or tor

_Aviv

vxr

dill

12t

ilk

Zie figuur B3.1. tot en metB3.3. Uit dere figuren kan geconcTudeerd worden;

De schaalfactoren wij ken ten opzichte _{van de 'warmgedraaide' motor maximaai} 10% af als plusminus vijf minuten na het starten gemeten wordt.

De schaalfactoren van K1 en 1(2 lijken iomgekeerd evenredig met het verloop Nan de voering- en koelwatertemperatuur.

Een duidelijke ooriaak

_{voor de tijdsafhankelijkheid/afhankelijkheid}

_{van de}

motortemperatuur van de schaalfactoren is met te geven.

ten mogelijkheid is dat bij

_{een koude motor de optredende drukstoot in de}

cilinder, als gevolg minder goede verbranding, afgevlakt wordt door de invloed Nan het indicateurkanaal. De oorzaak van de afwijkende schaalfactor ligt dan

de meting van P.

De oplossing hiervoor is de opnemer P_{grenzen aan de cilinderruimte te plaatsen.}

Een andere mogelijkheid is dat de stijfheden

_{van de verschillende materialen}

temperatuurafhankefijk rijn, waardoor het _{krachtensamenstel de opne men} wijzigt. _ej-/

_{"coe..-etc..ei Le zel-cyc}

OWO7fltC.t..tcQ

-2.2.2, TUdsinterval tussen instelling belasting en eerste betrouwbare meting.

Naast het effect van opwanning van ten koude motor speelt ook de tijd een ml na een belastingsvariatie. De componenten vesanderen dan ook van temperatuur en hebben mogelijk hun effect op de schaalfactor.

Efie.rvoor zijn gedurende meetsessie 1 in eerste instantie om de tien minuten en

ilater

om het kwartier metingen uitgevoerd. Zie figuren B3.4.

tot en met

B3.11.

A

Hier en daar wijken de schaalfactoren van het begin en einde van de belastingstoe-.

stand af, zoals bijvoorbeeld bij

_{opnemer B1 bij een p.=}

₃

_{bar en n=}

550

.omw/min. Dit wordt veroorzaakt door de verschillen in piekdruk die B1

meet,., zie,

figuur 2.4. _{Een duidefijke oorzaak van deze meetfout is met aan te geven.}

&

_{De avenge onderlinge afwijkingen kunnen verkbard worden door de}

_{op het}

signaal aaawezige hoogfrequente trillingen _{(rie hoofdstuk} 3) die ten

onnauwkeu-righeid introduceren op de grootte van de piekdruk van enkele procenten en zo ook op de schaalfactor, conform _(1).

Buiten deze afwijkingen blijkt dat bit

_{een goed opgewarmde motor biji kleine}

belastingsveranderingen de schaalfactor direct

_{betrouwbaar is. Er wordt wel}

_op gewezen dat slechts kleine belastingstappen rijn _{genomen en de belasting steeds is} verhoogd.

2.2.3. Reproduceerbaarheid

_{van de resultaten van [Van Sonsbeek, 1995].}

Omdat het signal van de _{opnemers 1C1 en 1(2 voor de versterker worden afgetakt,,} rijn, rekening houdend met de versterkingsfactor van de versterker, de schaalfac-toren van [Van Sonsbeek, 1995] _{gedeeld door een factor twee.}

lie figuur

B3.12.

tot en met

B3.19. _{De resuhaten van [Van Sonsbeek, 1995]}

komen Met qua grootte maar qua trend wel overeen met de eigen resultaten.

Geverifieerd is of de topdrukken _{van beide metingen bij overeenkomsfige} belastin-gen en toerentallen ver uit elkaar labelastin-gen, waardoor mogelijk_{de schaalfactoren}

15

-bij

zouden worden beinvloed. Dit is niet het geval.

Daarom kan het verschil met anders verklaard worden dan dat de

_instellingen

veranderd zijn van beide versterkers. Gezien het grote aantal metingen dat uitge-voerd is en de geringere spreiding is uitgeggaan

_{van de juistheid van de eigen}

metingen.

2.2.4. Verband schaalfactor-toerental

Als uitgangspunt voor het zoeken _{van een verband tussen het motortoerental en de} schaalfactor zijn de resultaten genomen _{van de metingen die genomen zijn vijftien} en hvintig minuten na instating van de belasting.

Ell

Zie figuur B3.5. Tot en met een p-= 9 bar vertoont de schaalfactor bij

bena-dering een lineair verband met het toerental:

0.05

SF=C1-- *(n-300)(4)

_{300 t-ebt}

met:

Cl = constante

= beginwaarde, afhankelijk van p.. _(bar/kN)

n = toerental _(omw/min)

SF = schaalfactor _(bar/kN)

Bij een p >9 bar benadert de schaalfactor de

_{constante waarde 0.34.}

Odz-f

zr,

K2; e

Zie figuur B3.7. Tot en met

_{een p. van ca. 7 bar is een zelfde verband af te}

leiden als (4):

* (n - 3 0 0) 300

hierna benadert de schaalfactor de constante waarde 0.33.

Bl;

Zie figuur B3.9. De schaalfactor is hier voor the lijnen op te vatten SF=C3--0.02* (n - 3 00)

300

met: C3 = constante

= beginwaarde, afhankelijk van pme.

_(barN)

SF = schaalfactor _(bar/V)

t/e2

f-te/ Y-P-A

Ath

Akaz"

gatA

ee

Ar

n

ELJotad

L4'

°gel;

0-tk. -tee.

atiet%i

ozoi-

wd-Ptat-f-t-eri

/,/,

Sr

/

r'

An

f1"/

4i-ct4,.

Atoll

'4/

/"P-ulttoa-6- -

2

/69ril

a,,dota/

eket

IF

B2:

Zie figuur B3.11. De schaalfactor vertoont tot een pmc van 7 bar een verloop als (6):

SF=C4-0.02 (n - 3 00)

300

hierna benadert hij de constante waarde 0.06

Conclusie:

Er is geen eenduidig verband te leggen tussen het toerental en de schaalfactor over het gehele belastingsgebied.

Voor lage belastingen bestaat er een lineair verband, waarbij de waarde van de

pine bepalend is voor de beginwaarde. Voor hoge belastingen benadert de

schaalfactor in drie van de vier gevallen een constante waarde.

2.2.5.

_{Bepaling verband schaalfactor-gemiddeld effectieve druk}

Zie figuur B3.20. tot en met B3.24. Duidelijk is te zien dat _{de schaalfactor als} functie van de pm, een asymptotisch verloop heeft naarmate de Ririe stijgt en dat in verhouding de schaalfactor nauwelijks afhankelijk is van het toerental.

Voor the opnemer is met behulp van het programma MS EXCEL 5.0 middels de kleinste kwadratenmethode een vijfdegraads polynoom bepaald, die afgerond er als volgt uitzien:

K1; SF =0.7968 -0.0566p.-0.0034p 2 +0.00 1p -6.7 *10 -5p 4 +1.6 *10 -6p,e5 (8) K2: SF=0.8162 -0.0405p., -0.0186p 2 +0.0034p -0.0002p 4 +4.5*10-6pne5 (9) SF-0.2238 -0.0252p.. +0.0001p2 +1.39 *10p _{*10-6/2.4 -1.304,10-'7pm%} (10) SF=0.0706+0.0416p.-0.0160pL +0.0022p3 -0.0001p4

+3.16 *10p

Conclusie:

Er is een verband tussen de pg, en de schaalfactor, waarbij de schaalfactor per opnemer, bij benadering onafhankelijk van het toerental, berekend kan _worden met een polynoom.

In dit verslag zal overigens geen gebruik worden gemaakt van dew polynoom. Alle signalen worden opgeschaald naar de continu aanwezige directe opnemer.

(7)'

140 120 1013

1

8°

2

60 40 20 0 -20

inszert*

1111.

JAM,

K1 K2 0 idecleoho

Figuur11. IMeetresultaten, directe opnemer P ervindirecte 1(1 en K2

ilodp 160 140 1201 loo

2

ca. 601 40 zo 20

Figuur 3.2. MeetresultatenAirecte opnemer P endindirecta 1311 en 132 bdp

90 180 270

a (CA)

systeemruis _meetruis

Fig. 13.

Effect Nan mit op de te meten groothefd y(t)

odp 360 iniaatpoort skit ec uitaatIdep skit ea ukaatldep slue lo inlaatwort opent , , \ 1 , , I i

it

...1

W..-

Jai

a A

rm...

I odp 160 bdp odp 360 so 180 270 a (*CA), 80 81 82 icieciee/io =

3. SIGNAALANALYSE

Dit Ihoofdstuk handelt over de afwijkingen _{van de indirecte signalen ten opzichte van het} referentiesignaal P en de methoden om ze er beter_{mee in overeenstemming te brengen.} Ten behoeve van dit onderzoek is een meetsesSie uitgevoerd waarbij het toerental constant 400 omw/rnin bedroeg en de belasting respectievelijk pme=-3, 7, 11 en 14 bar.

3.1. NIEETFOUTEN

Zie figuur 3.1. en 3.2. Deze figuren zijn representatief voor alle verwerkte metingen die op de in hoofdstuk 2 besproken wijze worden opgeschaald.

Wat aan deze figuren opvalt is dat de indirect gemeten signalen Kl, 1(2, Bl en B2 met name in het lagedrukgebied afwij ken ten opzichte van het referentiesignaal P

_{en dat er}

over het hele signaal 'rimpels' 'open.

Deze optredende afwijkingen hebben den tweetal oorzaken:. niis;

wijze van meten.,

3.2. RULS

Onder 'ruis" wordt verstoring van het signaal verstaan die niet exact voorspelbaar is. Er wordt onderscheid gemaalct hisser':

meetruis; systeemruis.

Meetruis is een verstoring die dontstaat in de meetopstelling, systeemruis een verstoring die ontstaat in het systeem (de motoropstelling) _{zelf. Bloicschematisch is een en ander} weergegeven in figuur 3.3.

Ruis heeft veelal een

stochastisch

_{karakter. Het 'wegfilteren' ervan kan daardoor}

eenvoudig plaatsvinden door uitmiddelen. Uitmiddelen

_{gebeurt door een groot aantal}

metingen van dezelfde grootheden onder gelijkblijvende condities te doen en het gernid-tide te bepalen door te delen door het aantal metingen. litformulevorm:,

1

fl

Mew 1. = metingnummer

= aantal metingen

y(t) _{= willekeurige functie van de tijd}

(12) y (t) = 1_1 y i(t)

(-)

n _(-)

Fig. 3.4. _{Meetresultaten directe opnemer P en indirecte K1 en K2} na middeling van 16 cycli

140 120 100 odp 160 40 20

fr

AIM

a _ --....441111111L441113. 4:v5-e.c. 90 bdp 180 a (*CA) 270 odp 360 81 82 ic./ecieofio

Fig. 3.5. Meetresultaten directe opnemer P en indirecte B1 en B2 na middeling van 16 cycii

F

2 EL odp _{bdp odp} 160 140 120 100 80 so K1 40 0 K2 lc/a-Geo/10 20 -20 44t., so 180 270 360 a (*CA) 0 0 2 0.

Om het effect van rids op de indirecte signalen te ondenoeken zijn _{van alle} belastingstoe-standen respectievelijk 1, 16 en 80 cycli opgenomen en gemiddeld tot 1 cyclus.

Zie bijlage 4. Duidefijk is te zien dat er ruis op met name de signalen van B1 en B2

aanwezig is en dat met uitmiddelen de signalen aanzienlijk verbeteren.

De verbetering tussen de middeling van 16 cycli en de enkele opgenomen cyclus is het grootst. Het verschil tussen de middeling van 16 en 80 is dusdanig klein, dat bij verdere metingen volstaan wordt met het opnemen van 16 cycli; het maximum aantal dat met het meetprogramma per meting per opnemer kart worden opgenomen, indien alle opnemers gelijktijdig worden toegepast.

3.3. DE WIJZE VAN METEN

De figuren 3.4. en 3.5. zijn tot stand gekomen _{na het uitmiddelen. Ondanks het} uitmidde-len blijken de indirecte signauitmidde-len

nog steeds af te wijken van het referentiesignaal. De

oorzaak hiervan moet daarom gezocht worden in de wijze van meten.

De pints van de opnemers mania het aannemefijk dat deze elke op de kop werkende

kracht meten en dat ciaarmee het cilinderdruk isignaal' wordt verstoord.

De oorzaken van dew storingen/krachten komen in de navolgende paragrafen aan hod.

3.3.1.

TriBingen van de cilinderkop

lie bijlage 5. In dew figuren zijn de afwijkingen _{aangegeven van elke opnemer} ten opzichte van de referentie. Hieruit blijkt_{voor alle belastingstoestanden idat} de aanwezige hoogfrequente trillingen (-200-300 Hz) in de verschilsignalen IC1 en B1 aan de nokkenaszijde _{van de cilinderkop in fase zijn, evenals de} ver-schilsignalen 1C2 en B2 aan de motorhartlijnzijde. Daarnaast blijken de hoogfre-quente trillingen steeds in tegenfase te zijn met die van de twee opnemers aan de ioverzijde van de cilinderkop.

Het lijkt er op dat een van de oorzaken van de verstoring van de signalen het trillen van de cilinderkop in dwarsrichting

_{van de motor is, waarbij het ene}

moment de opnemers worden belast (hogere spanning) en het andere moment ontlast (lagere spanning).

3.3.2.

Ontbranding cffinder 5

Cilinder 5 is links van cilinder 6 gelegen, zie figuur 1.4..

_{Het effect van de}

ontbranding van cilinder 5 op de meetsignalen is reeds aangetoond door Wan ,Sonsbeek, 1995].

De cilinder krijgt 120° eerder brandstof ingespoten dan cilinder 6, de

ontbran-ding en de piekdruk zullen dan ook 120° eerder

_{plaatsvinden cq. worden}

bereikt. Uitgaande van cilinder 6 is dit, afhanke1ijk _{van de be1asting, merkbaar} vanaf de krukhoek 60°. Dit valt vrijwel sarnen met het sluiten van de uitlaat-klep (62 °CA na ODP)

In de figuren van bijlage 5 is te zien dat nabij het punt wan de pielcdruk van cilinder 5 optreedt, de verschilsignalen opeens veranderen. Het verschilsignaal van P-K1 en P-B2 (aan de linkerzijde van de cilinderkop) wordt groter negatief en dat van P-K2 en P-B1 aan de rechterzijde groter positief. Dit duidt op de in-vloed van cilinder 5: de cilinderkop _{van rcilinder 6 ondervindt van de} noldcenas-zijde bekeken rechtsdraaiend kantelend moment, die de opnemers K1 en 112 indrukt en de opnemers 1C2 en B1 ontlast. Dit moment kan niet _veroorzaakt worden door de tuimelaar, daar deze zich loodrecht _{op de motorhartlijn gezien,.} in het midden tussen de opnemers bevindt, zie figuur 1.4.

De tweede oorzaak van de verstoringen

van het signal is dus inderdaad zoala

[Van Sonsbeek, 1995] stelde, de invloed van cilinder 5.

Een en ander blijkt ook duidelijk uit figuur 3.4. 1(1 heeft

_{duidelijk last van}

deze storing, 1C2 omdat hij verder van cilinder 5 ligt, veel minder.

.De opnemers B1 en B2 vertonen nog een andere storing(en) waardoor het

effect minder duidelijk zichtbaar is.

-333.

Tuimelaarkracht

78° voor ODP begint de uitlaatidep met openen en blijft open staan tot 62° na ODP. In bijlage 6 is berekend wat de krachten zijn _{die optreden als gevolg van}

de tuimelaarbeweging bij _{een geheel open staande uitlaatklep. Het effect van de}

_oca/

gaskrachten op het netto klepoppervlak is buiten beschouwing gelaten.

_{6 a}

Uit de berekening blijkt dat de opnemers die zich het dichtst bij het schar-

zezec

nierpunt bevinden, 1(1 en Bl, de grootste krachten

_{ondervinden; een factor}

negen hoger dan de opnemers 1(2 en 112.

Deze krachten zullen invloed hebben op het signaal.

Het ituimelaareffectr op het signal is zichtbaar gemaakt door het doen van een .serie metingen waarbij achtereenvolgens bij dezelfde belastingstoestanden:

de brandstof van cilinder 6 is afgesloten;

de tuimelaar en stoterstang van cilinder 6 verwijderd zijn en de brandstof afgesloten is..

Zie de figuren B6.4. tot en met B6.8. Hieruit blijkt _{het effect van de tuimelaar.} Zoals verwacht is het effect het duidelijkst _{op de indirecte opnemers K1 en Bl.} Op grond van de berekeningen uit bijlage 6 zouechter een verhoging van het

sparmingssignaal verwacht worden bij Kl,

net als El, doordat zij

beiden

dezelfde druldcracht ondervinden. Omdat het enige

_{verschil tussen a. en b. het}

7

ontbreken van de tuimelaar en stoterstang is, Ian

_{een verklarimg hiervoor niet ?ay/}

worden gegeven./

re/ ..4.4 . Het effect Op KZ en B2 is te verwarlozen.

)2,-,_ Doordat op het moment dat cilind'er 5 zijn maximale_{icilinderdruk bereilct, de uitlaatklep}

van cilinder 6 sluit (62°), ondervinden de

_{opnemers op dat moment twee storende} in-vloeden: die van de tuimelaarlcracht die wegvalt_{en de hoge drukken in cilinder S.}

-25-Het onderscheid tussen deze

_{twee storingen is te mak= door het optreden van, het}

rechtsdraaiend kantelend moment als gevolg van de ontbranding van icilinder 5..

Resumerend lijri er drie oorzaken aagetoond, die den storende inVloed hebben _{cop de} sigmalen:

a. _{Trillingen van de cilinderkop}

iOntbranding cilinder 5

c. Tuimelaarkracht

EXAME OPNEMERS

Kijkend naar bovengenoemde oorzaken, is de meest optimale plaats_{voor een opnemer, de} plaats war 1C2 gemonteerd is, het _{verst weg van cilinder 5 en de tuimelaar..}

Praktisch, als men andere/meerdere cilinders

_{wil bewaken, is het St mogelijk}

_{de invloed} van nabij gelegen cilinder tilt te schakelen. Daarom is gekozen het ionderzoek

voort te

zetten met B2 en 1C2, waarbij in elk geval het tuimelaareffect minimaal is.

3.5. SIGNAALVERBETEWNWFREQUENTIE

_ANALYSE

Ono:Links dat de plaats

_{van de beide opnemers 1(2 en 82}

_{nagenoeg vrij}

is van het

tuimelaareffect, zullen de signalen toch verder verbeterd moeten worden om ze geschikt te maken ads hulpiniddel bij storingsdiagnose. Daartoe ral worden _{gebruiic gemaakt van} frequenfie analyse.

Bij frequentie analyse wordt de_{vorm van elk si naal beschouwd als een reeks} sinusvormi-ge signalen met verschillende frequenties. Dit sinusvormi-geldt dus zowel voor het 'schone' signaal

van de directe opnemer als voor die

_{van de opgeschaalde indirecte opnemers. Ads nu} blijkt dat de frequenties van de storingen op het signaal een andere grootte hebben dan die

van het 'schone' signal, dan is het mogelijk

_{met een filter ,deze frequentiecomponenten}

.weg te filteren zodat het 'schone' signal _{over blijft.}

Om achter de verschillende frequentiecomponenten van het signal te komen zijn, met behulp van het programma MATLAB, de directe en indirecte signalen _{vantiit het} tijddo-mein y(t) omgezet in het frequentiedotijddo-mein Y(c0) met behulp van een FastFourierTransfor-matie (FFT):

Y(co)=-TH1,7 _y(t)e-j'adt

Hieruit volgt per frequentie

_{ten punt in dc vorm van a+bj met}

_{ear reed deel a en een}

imaginair deel b.

3.4.

De dichtheid van het spectrum wordt bepaald door de amplitude in

het kwadraat als functie van de frequentie:

[A(wi)]2= Y(wi)*geconjugeerde Y(w1)= (14)

= (a+bj)*(a-bj)= a2+b2

In bijlage 7 zijn de spectra van de signalen P, 1(2 en B2 opgenomen van een van de

metingen die representatief is voor alle anderen. De eerste harmonische is daarbij:

n 400

-6.67 Hz '1=60 60=

met: f1 = eerste harmonische frequentie _(Hz)

= motortoerental _(omw/min)

Kijkend naar de spectra van de directe opnemer blijkt:

de eerste tot en met de vijftiende harmonische (6.67-100 Hz) overheersen het spectrum;

nabij

1300 Hz zijn een aantal

trillingen,

onafhankelijk van het toerental

aanwezif.

_,t7

Uit de spectra van de indirecteopnemers blijkt:

de eerste tot en met ca. de vijftiende harmonische (6.67-100 Hz) overheersen het spectrum,

er zijn een aantal trillingen aanwezig, onafhankelijk van het toerental: nabij 250 Hz

nabij 500 Hz - nabij 1300 Hz

vanaf 2000 Hz (de Nyquistfrequentie bedraagt 3413 Hz).

3.6. FILTERMETHODEN

De bedoeling van het filteren is zoals eerder gesteld, die _{frequentiecomponenten weg te} filteren uit de indirecte signalen die niet voorkomen in het directe. Hiervoor zijn

verschil-lende methoden. MATLAB biedt een aantal mogelijkheden die hieronder behandeld

worden.

3.6.1.

Standaardfilters

Onder de beet 'standaardfilters' worden bier de

_{filters verstaan die het}

pro-gramma in zijn 'tool-box' heeft, gereed voor gebruik. Deze zijn afgeleid _van

veel gebruikte filters uit de signaaltheorie, zoals

_{het Butterworth-filter. Al} deze filters lcunnen uitgevoerd worden in een laag-, hoog- en banddoorlaatfilter en een bandsperfilter, afhankelijk van de opgegeven parameters. De opgegeven

(15)

-29-a.,

gemeten

signaal

/col

co2 (.03

\

Fig. 3.6. Principewerking AC-filter.

/1\/

wi

o

i

o'°2

=

gefilterd

signaal

orde van het filter bepaalt daarbiji hoe steil de amplitudekarakteristiek afvalt..

1 Deze filters voldoen echter niet omdat ze een faseverschuiving van het gignaal 1

Iin

het tijddomein geven, wat niet acceptabel is gezien de diagnoseparameters die bepaald moeten worden met behulp van de tijdas. Hoe hoger de orde van het filter, hoe hoger de faseverschuiving.

3.6.2., Anti-causaal illteren

Anti-causaal filteren is een methode waarbij de frequentiecomponenten die er nit moeten simpelweg met nul worden vermenigvuldigd middels een vectorbe-werking. Zie figuur 3.6. Door vervolgens deze nieuwe vector terug te transfor-meren naar het tijddomein, ontstaat een signaal waaruit de

frequentiecompo-nenten zijn verdwenen.

Deze methode is goed bruikbaar aangezien er geen faseverschuivingen ,optreclen in het teruggetransformeerde signaal.

De bovenstaande filtermethoden bieden een oplossing als de storingen buiten het frequen-tiegebied van het 'schone' signaal liggen. Echter het optreden van het effect ten gevolge van de ontbranding van cilinder 5 en de tuimelaarbeweging introduceert een storing met frequentiecomponenten overeenkomstig met een aantal die voorkomen in het 'schone? signaal. Om deze weg te werken volstaan deze methoden niet.

3.6.3.

Windows

Om een signaal te bekijken wordt het gewoonlijk bekeken binnen

_{en bepaald}

gebied: en tijdsinterval of, zoals in ons geval, en cyclus. In de signaaltheorie wordt de term "venster" of "window" gebruilct om dit aan te geven,.

Nu blijkt dat het belcijken van een signal door en venster

frequentiecompo-nenten toevoegt an dat signaal, zie figuur 3.7. Hierin is te zien dat door het

venster het spectrum verandert.,

Dit gebeurt dus ook bij de spectra van de signalen die tot

op heclen bekeken

zijn; als het spectrum over een groter aantal cycli bepaald wordt, zal het

er anders uitzien. Omdat de spectra van de verschillende signalen door hetzelfde venster bekeken worden, levert dit op nch geen problemen.

Om het effect van toegevoegde frequentiecomponenten te thinimaliseren zijn er en aantal 'vensters' ontworpen in MATLAB die dit effect (het toevoegen van frequentiecomponenten) verkleinen. Een daarvan is het Hanningvenster..

Het Hanningv.enster heeft tevens als eigenschap dat het in het gebied aan de

randen van het venster (het lagedrukdeel van de cyclus) werkt als

_en

laag-doorlaatfilter. Zie figuur 3.8. en 3.9.

Dit effect is van belang gebleken voor de signalen zoals die bekelcen worden door ens. In het lagedrukdeel worden hierdoor de storingen weggefuterd _als gevolg van de ontbranding van cilinder 5 en het tuimelaareffect: laag harmoni-sche verstoringen.

fi = cos 12 w foil Icl Idi 1210 " sin 12 w '011 _f -1 -< t 2 0 otherwise ft 111 fp) 13(0 f3(11 2 eNuency Fl lb5 iii tor,111111 Real Filfl * P3(f) Real P2111 *Pp) Power Spectrum Amp1.2 Amp1.2 8 Amp1.2 Amp1.2 8 Amp1.2 781591/1 wc:11 -f. to

ONTWERP FILTERS

Met de 'tools' aangereikt in de vorige paragraaf zijn nu filterS te maken. Om een zo goed mogelijk filter te kunnen ontwerpen is gekeken naar de kwaliteit van alle te gebruiken diagrammen ten behoeve van de storingsdiganose

en niet alleen van het tot op heden

gebruikte druk-krukhoek meetsignaal. Deze diagrammen zijn: - clruk-krukhoek diagram (p,a)

- indicateurdiagram (p,V) - heatreleasediagram

Allereerst is claartoe het direct gemeten signaal omgerekend in degewenste diagram' men..

3.7.1-

Directe opnemer P

Kijkend naar het pi,a en p,V diagram is er weinig aan het direct gemeten

signaal te zien, als echter de heatrelease berekend wordt blijkt het signaal onder

hevig te zijn aan een aantal hoogfrequente trillingen. tie figuur 3.10.

_Wat

vermoedelijk een rol speelt is het lcanaaleffect in het kanaal dat naar de opne-mer voert. Het lcanaaleffect treedt op als gevolg van de hogednikgolven die zich door het kanaal voortplanten van en naar de opnemer

terst is geprobeerd met

_{een andere manier van monteren van de opnemer en}

een andere opnemer of het resultaat verbeterde, echter zonder resultaat.

_De

plaats van de opnemer is dus niet optimaal en zou grenzend aan de cilinder

moeten zijn.

i0mdat dit echter zonder modificatie van de cilinderkop niet mogelijk was, is igezocht naar een filtermethode waarmee het signaal opgeknapt kin worden, zodat de heatrelease ook een rol kan spelen als referentiediagram.

Uit het spectrum bleek dat het signaal buiten _{een aantal grondharmonischen een} aantal hoogfrequente pieken bezat. Door

nu met een anti-causaalfilter

(AC-filter) de honderdvijftigste tot en met de vierhonderdste harmonische (1-2.67 kHz) weg te filteren, treedt een verbeterin o die de _{elease betrouwbaar} maakt als referentie voor alle belastingen. Zie figuur 3.1

_{. voor een van die}

metingen; het gefilterde resultaat van figuur 10.

ktkat.

kwe xciatvc

17.2.,

Indirecte opnemer 1(2

Als filter voldoet hier een AC-filter die de twintigste tot en met de vierhonderd-ste harmonische (133.33-2666.67 Hz) wegfiltert:

in het lagedrukdeel blijft een afwijlcing bestaan in

_{zowel p,a en p,V}

dia-gram, die niet met het Hanning-venster is te verbeteren;

de hoogfrequente pieken nabij de topdruk verdwijnen;

de heatrelease krijgt nabij het verbrandingsdeel een aanzienlijk betere vorm..

Het resultaat van het filteren van het signaal uit figuur

_{3.4. is afgebeeld' in}

figuur 3.12.

3.73-

Indirecte opnemer B2

Hier voldoet een AC-filter die de twintigste tot en met de Vierhonderdste

harmonische (13333-2666.67 Hz) wegfiltert in_{combinatie met een}

Fig.. 3.8.. Effect van het gebruik van een Hanning-window op een continu signaal zo 3Q 40 50 Igo Frequency 0.V 0.2 0.4 0.6 08 210 4.0 6,0 8.0 770260

Fig. 3.9. Doorlaatkarakteristiek van het Eanning-window en .een rechthoekig venster

Amplitude-time function of the English word "this"

iti,kAntasanso,N0.-.-AnsventNsointsA.1.---Nanning function USed as time window

.

r \ilY"

/ / \ t

-

- / / "

le NY 11 -n 1r I I i tog I li i A no il 11 I i 300 400 lime ms

Windowed time 'function,

1771.431V

-

gi

lillin

I trek

fib

a Flea I-- --I

I i I \,1 / Nanning

ft.

, 1 , , le. ,/ _I% f I 11 ' II I, 0 I I

FT

Hanning-venster die het lagedrukdeel (het effect van met name leilinder 5)

verder verbetert::

- _{in het lagedrukdeel blijft een afwijking bestaan in zoweli}

_{p,a en p;V}

dia-gram.

de hoogfrequente pieken nabij de topdruk verdwijnen

- _{de heatrelease krijgt nabij het verbrandingsdeel een aanzienlijk betere vorm}

Het resultaat van het filteren van het signaal uit figuur 3.5. is afgebeeld in

.figuur 113.

De reden dat de aaagharmonischen -Ideiner dan de twintigste- niet weggefilterd zijn, komt doordat deze de grondvorm, van zowel het directe als de indirecte signalen bepalen.

De reden dat geen hogere frequentiecomponenten dan de vierhonderdste harmonische worden weggefilterd, ligt in het feit dat dan informatie vervormd wordt eq. verloren gaat. In figuur 3.14. is dit duidelijk binnen de omkaderde gebieden

te zien. Het signaal dat

overmatig gefilterd wordt, dat wil zeggen ook hogere frequenties dan de vierhonderdste harmonische wegfilterd, vervormd dusdanig dat het punt van ontbranding niet te bepalen is en de plaats van de piekdruk verschuift.

In bijlage 8. zijn de gefilterde

_{en ongefilterde signalen opgenomen van de indirecte}

opnemers, uitgezet tegen het gefilterde referentiesignaal, van alle metingen van de meet-isessie. De daarin genoemde parameters komen in het volgende hoofdstuk aan bod.

/ 66/27

1

A

I

a-/

35-Pi

friA

cb

I

I

eif

(

41

ped

(AA

61

0.04 0.035 0.03 0.025 0.015 0.0.0 0.005 0 -0.005 .-0.011 1 150 170 190 210 a (*CA),

Fig. 3_1 a_ Heatrelease van het ,directgemeten signaal P voor filteren

Fig. 3.1t. Heatrelease van lhet direct gemeten signaal P Ina filteren

230 250 270 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 -0.005 -0.01 230 250 270 150 170 190 210 a(CA)

Fig. 3.12. Signalen na filtering van P en. K2 80 2 60 odp 160 140 100 40 -20 .bdp. a (*CA)

Fig. 3.13. Signalen na filtering van P en 62

odp

82

A), Wm/soft

5 6 ea IC ',00- 4 2 0 2 E meetwaarde normal gefilterd overmag gefilterd

Fig. 3.14., Effect overmatig filteren.

300 400 500' pulseni 600 700 12 10 8

4.

_{STORINGSDIAGNOSE}

In dit hoofdstuk wordt bekeken of bij het _{optre-den van storingen in de cilinderruimte de}

gefilterde signalen van K2 en B2 dezelfde wijzigingen laten zien in diagrammen

en

parameters als referentie opnemer P

4.1. DIAGRAMIVIEN EN PARAMETERS

In bijlage 8 zijn de resultaten

_{weergegeven van de metingen die als referentie}

_{van de}

'gezonde' toestand van de motor dienen.

Uit de daar weergegeven diagrammen zijn op voorhand een aantal parameters en groot-heden bepaald, deels overeenkomstig _{[Van Sonsbeek, 1995], zonder dat er een selectie is} gemaakt welke parameters van belang zijn voor de diagnose van een storing.

De parameters lift':

lcrukhoek _(°CA)

krukhoek op moment van brandstofinspuiting _(°CA)

lcrukhoek op moment van ontbranding _(°CA)

krukhoek waar de cilinderdruk maximaal _{is (°CA)}

drukgradient na ontbranding _(bar/''CA)

drukgradient voor inspuiting _(bar/c'CA)

absolute respectievelijk procentuele nauwkeurigheidsfout (bar), (%) gelndiceerd vermogen (kW) (bar) cilinderdruk op moment van brandstofinspuiting (bar) (bar)

gemiddeld geindiceerde druk

(bar)

cilinderdruk op moment van ontbranding _(bar)

energie (J) schaalfactor (-) volume

(10

Alle parameters zijn bepaald uit _{het meetsignaal en bewerkt in een spreadsheet. De wijze} waarop hierin de bepalingen en berekeningen zijn uitgevoerd, staat vermeld in bijlage 9.

-39-a

₌

a_insp

=

a_ontb

=

a max

₌

(dp/da)no

=

(dp/da)vi

=

NF

₌

Pi

₌

p

=

p_insp --= p_max

=

p_mi

=

p_ontb

=

Q

=

SF

=

V ₌ cilinderdruk maximale

4.2. STORINGEN EN OPTREDENDE VERSCIEJNSELEN

Met de in hoofdstuk 3.

_{geselecteerde opnemers en filters zijn een aantal metingen}

uitgevoerd, waarbij 'non-destructief storingen zijn _{geintroduceerd.}

Doel van deze metingen is zoals gezegd te onderzoeken of de effecten die uit de resulta-ten van de directe referentie-opnemer P blij ken, qua grootte en trend ook waarneembaar zijn bij de indirecte opnemers. De navolgende storingen zijn aangebracht:

1. Slech te verstuiving

Ten einde een slechte verstuiving

te simuleren,

zijn de navolgende metingen

uitgevoerd:

Verlaging van de verstuiverdruk _{van beide verstuivers van 300 bar tot 200 bar;} Verlaging van de inspuitdruk van een verstuiver tot 30 bar.

2. Bra

Ten einde een brandstoflekkage buiten de cilinder te simuleren, zijn de navolgende metingen uitgevoerd:

Verminderde brandstoftoevoer bij gelijkblijvende belasting; Afsluiting brandstoftoevoer bij gelijkblijvende belasting

3. Vervuild inlaatfilter

Om een sterk vervuild inlaatfilter te simuleren zijn metingen uitgevoerd waarbij het filter afgedekt is totdat het drukverschil over het filter 100 mmH20 bedroeg.

4. Gaslekkages

Om gaslekkage uit de cilinderruimte

_{te simuleren (blow-by), is bij een aantal}

metingen de indicateurkraan geopend

a.

I_

pre-,

[mixed

aanvang ver brand i ng

I

aanvang inspuiting

I4- 'HI

Fig. 4.1. Fleatelease van een diesel cilinder

dif f usieve verbra

lir

'11

4.3. SLECHTE VERSTUIVING

4.3.1. Theorie

Functie verstuivers

De verstuivers hebben als functie het inspuiten van de brandstof bij een druk dusdanig dat de brandstof zo fijn mogelijk verneveld wordt. Deze fijne

verne-veling is nodig om het totale verdampingsoppervlak zo groot mogelijk

te

maken, zodat de lucht en brandstof goed kunnen mengen ten einde een optimale verbranding te krijgen.

Ontstekingsuitstel

De tijd die verstrijkt tussen het moment van inspuiting en de daadwerkelijke ontstelcing van het brandstof-luchtmengsel beet het ontstelcingsuitstel. De lengte van het ontstekingsuitstel is afhankelijk van:

de kwaliteit van de ingespoten brandstof; de temperatuur in de cilinder;

de vernevelingsgraad van de brandstof; de druk in de cilinder.

Wolfer heeft empirisch voor het ontsteldngsuitstel gevonden: 4650

0.44

T -

* e

1.99

met: p = cilinderdruk _(atm)

T = cilindertemperatuur

(K)

ontstekingsuitstel _(ms)

en bij constante brandstofkwaliteit en inspuitdruk. Zie ook [Zeelenberg, Fijn van Draat en Barker, 1983]

Hoe groter het ontsteldngsuitstel, des te meer brandstofmoleculen er verdam-pen. Op het moment van ontbranding zal dan meer brandstof verbranden, wat

is te zien aan de heatrelease; de 'premixed-piek'

_{van de heatrelease is groot}

doordat er in korte tijd veel warmte vrijkomt. Zie figuur _4.1.

Gezien (16) verldaart dit de hogere premixed-piek bij lagere _{motorbelastingen,} waar de cilinderdruk en -temperatuur lager zijn. Uit de heatrelease-diagrammen van bijlage 8 blijkt een en ander ook.

Inspuitdruk

Een lagere inspuitdruk heeft tot gevolg dat de

_{verstuiver eerder begint met} inspuiten omdat de benodigde opening sdruk eerder _{bereilct wordt.}

Een lagere inspuitdruk heeft verder als resultaat dat _{de brandstofdeeltjes minder} fijn verdeeld worden, waardoor de ontsteldng langer op zich laat wachten, het mengsel groter wordt en de premixed-piek ook.

Gebleken is [Visser, 1989] dat in beginsel het geindiceerde vermogen, ondanks

(16)

rataff ittartialviniut V mat larktimschroor Ligon. ansluitag Moven1111. 0061. al 7,I la .11 1.1r ma

Fig. 4.2. Dwarsdoorsnede verstuiver.

ntelachroce korganer ----,,.;schroof at uk drokstecifjo broulatorkanal .aartalecar.,. vertruwer -adicbtimgclop erhrnwfvmmr

een lagere inspuitdruk, gelijk blijft aan de 'gezonde' referentiesituatie: alleen de manier waarop het vermogen wordt ontwikkeld, verandert. Ergens zal echter de inspuitdruk zo laag worden (en de brandstofdruppels zo groot blijven), dat in de

ter beschikldng staande cyclustijd niet meer the ingespoten brandstof kan

verbranden en het geindiceerde vermogen afneemt.

Koolafzetting op verstuiver

Op het eerste gezicht lijkt het dat een lagere inspuitdruk geen negatief effect heeft: het geindiceerde vermogen blijft gelijk zolang de inspuitdruk niet te ver

daalt. Het gevaar dat echter bestaat bij een lager ingestelde druk, is dat de

cilinderdruk de verstuivernaald open blijft druldcen tijdens de verbranding.

Hierdoor ontstaat sterke koolafzetting op de naald en zitting. Gevolg hiervan is dat de brandstof steeds minder goed wordt verneveld en het uiteindelijk tech tot vermogensverliezen gaat leiden.

Proefnemingen met de 1Q2-dieselmotor die opgesteld stall in het laboratorium voor Energietechniek aan de Technische Universiteit Delft hebben dit effect in het verleden uitgewezen (zie motorlogboek 1Q2 aldaar).

Een en ander is uitgerekend voor de verstuivers van cilinder 6. Zie figuur 4.2., de maten zijn opgenomen na demontage van de verstuiver.

F brst= (A2 -Ai) *p brst= * (c4 -4) *p bro ₍₁₇₎

4 met: A1 A2 d, d2 'brat Fail Nat Pcil j2

Fcil = A2* p== _{*ci2 *Pa}

= frontal oppervlak verstuivernaald = oppervlalc raalcvlak zitting-naaldpunt = diameter verstuivernaald

= diameter raakvlak zitting-naaldpunt = drulckracht van de brandstof

op de naald

= drukkracht van gassen op de naald = brandstof(inspuit)druk

= cilinderdruk

tilt (17) en (18) volgt dat bij een inspuitdnik van 200 bar de naald open wordt gehouden bij een cilinderdruk van:

(c1:22 -dt)

P 2 *P brsr131*105 N/m2

d2

Dit komt ongeveer overeen met de maximale cilinderdruk van de motor bit een pa. van 11 bar bij 400 omw/min.

(18) (N) (N) asTim2) (sym2) (19)