ééncylinder dieselinjectie

Hallo,
Ik begrijp dat je zelf een besturing wilt gaan bouwen?
Belangrijkste parameters zijn bijna goed, de brandstof temp. luchtemp, en de raildruk moet je nog meten.

Je moet een redelijk snelle Up hebben ST10F275/276, MPC555, of de wat bejaardere 80196/197 of de heel moderne Tricore TC17xx serie.

Het moeilijkste is een aaansturing maken voor de injector.
Dit is een peak and hold schakeling waarbij in de piek 90v wordt gestuurd en daarna 12v. Op de bosch semiconductor site kan je hier wel wat over vinden.

Als je een bestaand systeem wilt grbruiken moet je alle parameters weten van zo'n systeem om hem om te zetten naar 1 cilinder.
Als je een systeem wilt kopen val je in de duurdere injectie systemen van Bosch zelf alsook DTA heeft nu een diesel CRD systeem dacht ik.

Oeps, ik dacht dat die raildruk constant werd gehouden door een aangestuurde regelklep.
Tweede keer oeps voor die 90 volt piek. Via een beeld op mijn ossiloscoop leek het op 7 volt. (misschien niet snel genoeg uit te lezen ? )
Verder moet ik even meegeven dat deze 1 cyl. sturing 3 keer gaat gebruikt worden op een 3 cyl dieselmotor, dit om volledig uitvallen van de motor bij een storing tegen te gaan. Aankoop van een systeem moet ik dus met 3 vermenigvuldigen.
Als het anders kan wil ik wel even die piste bewandelen.
De datasheets van de opgegeven µ-pro 's opzoeken - bestuderen zal dus mijn eerste werk zijn.

Alvast bedankt voor de info, tot later.

De Raildruk wordt idd gestuurd door de Up via een regelklep die wordt weer met een 12v PWM signaal gestuurd.

Je hebt dus 3 1 cilinder motoren?
Als je een 3 cilinder hebt kun je een ecu van een smart nemen dat is een 3 cilinder.

[Bericht gewijzigd door Paul Welther op woensdag 6 augustus 2008 23:35:24 (23%)]

Op 6 augustus 2008 23:23:55 schreef Lemans:
Oeps, ...
dit om volledig uitvallen van de motor bij een storing tegen te gaan..

bedenk dan eerst of je wel CR wilt, dit is lang niet zo betrouwbaar als een conventionele brandstof pomp.

HD pompen gaan eerder stuk, als ook de verstuivers die erg gevoelig zijn, onvergefelijk bij matige brandstof kwaliteit.

pak een oude Bosch lijn pomp, onverwoesbaar, daar kan je bwv spreken nog teer mee verpompen, maar das te ver off topic.

Op 6 augustus 2008 22:02:41 schreef Paul Welther:
Ik begrijp dat je zelf een besturing ...
Je moet een redelijk snelle Up hebben ST10F275/276, MPC555, of de wat bejaardere 80196/197 of de heel moderne Tricore TC17xx serie.

Is dat echt nodig?? KHeb zelf een jaar of 8 geleden een redelijk uitgebreid motormanagement systeem ontwikkeld rond een PIC processor, in ieder geval 8-bitter, en dat werkt heel redelijk. Zelfs een Motronic 60-2 trigger boven de 10000 rpm is geen probleem.

Maar goed, dat is dan wel voor benzine motoren. Wijkt diesel daar dan zoveel vanaf dan?? En dan heb ik het dus alleen over de complexiteit van de berekeningen/timing etc. die moeten worden uitgevoerd... (ja, benzine is een kwaliteitsregeling en diesel een kwantiteit...)

FullPower

@Paul.. Je zit er niet ver af hoor.. ik wil een Smart-motor gebruiken om mijn 503cdi (2-takt Rotax) te vervangen.
Ik zou wel aan een 60 pk moeten komen om bruikbaar te zijn dus daarom de CR. (origineel 45 pk)
Wordt de raildruk constant gehouden of is die toerental/belasting afhankelijk? Deze taak kan misschien door een "stand allone" processor worden overgenomen.

@chiptronic...ja, ik heb al een pak ervaring met die onbetrouwbaarheid van de CR en daarom dit idee om het management van de motor op te splitsen. Als ik dan via "streaming" info aangaande de toestand van pomp en injectoren dit gedeelte kan opvolgen moet ik vrij dicht in de buurt van een feilloos systeem komen ( hoop ik ).

@fullpower...ik zie ook niet direct waarom dieselinspuiting complexer zou zijn. Beide brandstoffen vragen een nauwkeurig ontsteking/inspuit moment en ook de injectie zelf is vergelijkbaar. De µ-pro's van Paul zijn wel supperkrachtig ..

Volgens mij moet dit goed kunnen met een redelijke 8-bitter op 16MHz. Bij 4000 toeren hebben we het over een omloopsnelheid van 24.000 graden / seconde, dat lijkt me goed te doen met een simpele microcontroller.

Je zult wel goed gebruik moeten maken van de hardware (hardware timers, interrupts e.d.), en strakke code moeten schrijven, vooral in de interrupt routines.

De berekeningen lijken me niet zo'n probleem, want dat is voor het grootste deel opzoeken in tabellen en de factoren optellen / vermenigvuldigen. Je zult waarschijnlijk wel het gebruik van floating point variabele helemaal willen vermijden, en dan moet je dus met fixed-point gaan werken, maar ook dat is goed te doen.

Die berekeningen kun je in een idle-loop doen, dus op het moment dat er geen interrupt routines draaien en de controller dus niets anders te doen heeft, want die zijn toch niet bijzonder tijd kritisch, en hoeven ook niet perse elke omwenteling van de krukas opnieuw uitgevoerd te worden.

Het grootste probleem wat ik zie is de beperkte flash en EEPROM capaciteit van de meeste controllers, waardoor je wellicht niet genoeg ruimte hebt voor alle tabellen.

De raildruk lijkt me wel belangrijk om te meten, maar de temperatuur van de lucht en de brandstof lijkt me vrij zinloos, aangezien je bij een diesel niet probeert een bepaalde lambda te halen zoals bij benzine. Je moet alleen niet te veel diesel inspuiten, en als je daar een kleine marge in houd, mis je wel iets aan koppel.

Je zou ook een luchtmassameter kunnen gebruiken, want dat is eigenlijk wat er interessant is, i.p.v. de lucht temperatuur en de turbodruk.

Voor benzine motoren zijn er wel systemen, zoals de Megasquirt en de Microsquirt, maar ik heb geen idee of je daar ook een diesel mee aan zou kunnen sturen.

60Pk moet wel kunnen lijkt me, je zou ook een lupo motor kunnen nemen, die heb ik eens aangepast voor een motor fiets is wel grappig ging als de brandweer. Daar kwam uiteindelijk 75pk uit met 2600mbar turbo druk. Dit is dan wel een pompverstuiver motor dat is wat eenvoudiger aan te sturen lijkt mij. De raildruk is idd afhankelijk van het toerental en de hoeveelheid diesel.(mGr./slag)
De Up die ik noemde zijn ook wel flinke "jongens".
De eerste CRD systemen van bosch gebruikte een 80196 en een Asic voor diverse rand gebeuren.

@Fullpower@SparkyGSX
Met een Pic kun je idd een behoorlijke benzine inspuiting maken. Maar zoals je zegt een diesel is meer kwantiteit.
Als je een CR systeem redelijk wilt laten werken zul je minstens 1x moeten voorinspuiten +/- 30a40grd. Die duurt zo'n 100Us. Daana de hoofdinspuiting bij vollast 4000rpm ongeveer 2000us. Dat is dus vele malen korter dan een benzine motor. Zul je zeggen tijd zat maar het gaat om de nauwkeurigheid kwa inspuittijd en duur. Bosch gebruikte in de 8bit tijd een hele trukendoos om maar een resolutie van 3grd. te halen. Zij meten bij een 60-2krans zowel de opgaande als de neergaande flank. En dan nog de interpolatie tussen diverse waarden. En een cr systeem is uiteraard sequentieël. In een fabrieks systeem wordt er voor elke cilinder nog wat bijgestuurd voor een mooie "rond" loop, maar dat is hier wat minder belangrijk.

Dan is de brandstof temp veel meer van invloed dan bij een benzine motor. Het SG van diesel verandert behoorlijk. De raildruk schommelt dan teveel. Zelfde voor de lucht. Een diesel draait in principe op lucht overschot als (een benzine op brandstof overschot) de dichtheid verandert moet ook de brandstof hoeveelheid aangepast worden.

De kleine 3 cylinder wil ik inbouwen in een ULM vliegtuigje (CMF Shadow) dit brengt mee dat het vermogen niet echt traploos aangesproken moet worden. Bijvoorbeeld: traagloop, taxi en 35-40-45-50-55-60 pk . Ook de respons op het gekozen vermogen mag zijn tijd krijgen (1sec/100 toeren)
Ik weet ook niet of een "pilootinjectie" voor de hoofdinjectie nodig is.
In hoeverre kan hierdoor de CPU eenvoudiger/trager worden gekozen? Sequentieel inspuiten is een term die komt te vervallen bij een ééncylinder .

@Paul - Ik ben wel nieuwschierig naar het gewicht van het blok van de Lupo in die motorfiets, moest je daarvan nog op de hoogte zijn...

@Sparky - zouden die 6 "vermogentrappen" een oplossing bieden voor het beperkte geheugen van zo'n 8-bitter?
Zijn die luchtmassameters verkrijgbaar voor zo'n 230cc 4-takt?
Mijn 3 cylinder motor = 3 x 1 cylindermotor

Verhaal over de timing voor een diesel vindt ik niet helemaal overtuigend!

Dat motormanagement van mij (een ontwikkeling 10 jaar geleden!) deed ook ontsteking voor 1 tot 10 cilinders (Direct Fire met maximaal 5 uitgangen). De MCU heeft genoeg tijd om de vonktiming binnen een tolerantie van 0.5 krukas graad te verzorgen @ 10000rpm. Hier worden de tijden ook erg kort, maar als je slim gebruik maakt van de interne Captures en Timers is het zeer wel mogelijk... zeker een één cilinder. Het hele timing verhaal draait op interrupts.

(Voor de injectie is bij mij de timing iets minder strikt: resolutie 16uSec.) Maar wel verstelbaar inspuit moment over 540 graden, sequentiele injectie tot 4 uitgangen, staged... bijna alles kan! Ook met een 8 bitter dus!

Dat dit allemaal niet in C kan lijkt me vanzelfsprekend. Het gaat hier om een zeer dichte en uitgedokterde assembly code... De (hobby) ontwikkeling duurde dan ook wel ettelijke jaren (zeker als je de tuning tool meerekend)

FullPower

De temperatuur van de brandstof is wel degelijk belangrijk bij een diesel. Er kan zo 20% verschil in zitten. Vervang de brandstof temperatuursensor van een diesel maar eens door een weerstand zodat de maximale temperatuur wordt aangegeven. Je auto gaat dan een stuk beter vooruit. Een luchtmassameter is niet echt nodig. Een luchttemperatuursensor is voldoende als je tevens de druk in het inlaatcircuit weet.

Ik weet alleen niet of een CR systeem verstandig is; het is nogal kwetsbaar. Bovendien heb ik mijn twijfels of de motor goed blijft lopen als er 1 of meerdere cylinders uit staan. Deze cylinder gaat dan als compressor werken (zelfde als remmen op de motor). Dit betekent verlies en hitte ontwikkeling in de cylinder kop.
Je zou dan een extra klep op de cylinder moeten hebben waarmee je de cylinder open zet als deze niet meedoet.

Ik denk dat de keuze voor de controller niet zo moeilijk is. ARM controllers zijn goedkoop (waarschijnlijk goedkoper dan een oudere 16 bitter) en zo snel dat de timing halen (eventueel met behulp van hardware timers) een eitje is. Dan hoef je niet in assembly te klooien (redelijk zinloos, want de huidige C compilers maken betere code dan je zelf bedenkt). Ik heb zelf PWM controllers op +/- 300kHz gemaakt waarbij de spanning en de stroom iedere cyclus door de software in de gaten worden gehouden. Allemaal in C en nog 50% van de CPU tijd over (60MHz ARM).

Maar als je betrouwbaarheid wilt, waarom geen ouderwetse simpele diesel zonder elektronische poespas? De elektronica op een dieselmotor is voor het grootste gedeelte bedoeld om de milieu-eisen te halen.
Je zou een turbo kunnen gebruiken en dan met een luchtdruk cylinder de maximale stand van het 'gas' kunnen beperken afhankelijk van de turbodruk. Wellicht is er wel iets te vinden over een dergelijke mechanische oplossing.

een turbo ineen vliegtuig lijkt mij soweiso een vereiste ivm ijlere lucht: zie de spitfires van vroeger al.....

die RR merlins kregen om EXACT diezelfde reden een turbo.... (zie kopje upgrades en daaronder)

Je zou dan een extra klep op de cylinder moeten hebben waarmee je de cylinder open zet als deze niet meedoet.

dat kost pas vermogen. dan moet de lucht verpompt worden.
beter zou het zijn alle kleppen dicht te laten.

toch typisch dat ze dat bij zwaardere garage compressoren ook altijd doen om ze aan te laten lopen

toerental nul, moment vliegwiel nul.
een tweetact remt ook niet op de motor.
comprimeren kost ongeveer hetzelfde als het expanderen oplevert.

dit is dan ook een diesel en die is volgens mij geen 2 takt aangezien hij het over common rail injectie heeft. een 2 takt diesel heeft volgens mij gewoon spoelpoorten volgens mij... (ik heb ooit heel lang geleden van mijn pa eens wat theorie erover gehad; 2-takt diesels dus)

tweetaktdiesel is weer een ander verhaal want die zijn er ook met uitlaatkleppen.
een tweetaktdiesel blijft ook spoelen (pompen) in tegenstelling tot tweetaktbenzine

ik zou ook kiezen voor een mechanische pomp.
een lichte moderne motor ombouwen naar een mechanische pomp is natuurlijk al een uitdaging opzicht.

Ik kon over de originele tweetakt zo snel niks terugvinden, maar er even vanuit gaande dat dat ook een Diesel is, dan is de kans groot dat hij gewoon kleppen heeft en een Roots compressor voor de spoeling, lijkt dus absoluut niet op een benzinetweetakt. Die dingen zijn over het algemeen behoorlijk betrouwbaar en goed te tunen, dus waarom voor 10pk extra zo moeilijk doen snap ik ook niet helemaal. Zeker als het wel wat mag roken kan je het onderste uit de kan halen (niet qua rendement maar wel qua absoluut vermogen; zie trucks met Detroit motor tijdens tractorpulling, dan zie je door de vette zwarte wolken de truck niet eens ) Ik acht de kans groot dat de nieuwe motor ongeacht of dankzij de verbouwingen minder goed zal zijn dan de originele.

die 503cdi rotax is benzine, speciaal gebouwd voor vliegtuigjes. als ik mij niet vergis.
als je dan op rode diesel vliegt scheelt dat een stuk in brandstof kosten denk ik.
in de kijk stond ook al eens iet over het ombouwen van diesels tot vliegtuigmotor.

Op 9 augustus 2008 09:00:38 schreef Nico.c:
... Dan hoef je niet in assembly te klooien ...

Helemaal mee eens hoor, maar het was meer om aan te geven dat je niet altijd een supersnel/krachtig ding hoeft te hebben om iets te bouwen. Tegenwoordig ga ik ook echt niet meer in Assembly rommelen als het ook in C kan.

Mijn motor management ontwikkeling speelde 10 Jaar geleden, en toen waren de dingen trouwens echt wel anders... Toen had ik een PIC17 en dat was het parade paardje van Microchip! Toen was C nog niet zo doorgedrongen tot de kleine uC's... en had je geen andere keuze dan in Assembly te programmeren... zonder In Circuit Emmulators... met EPROMs die telkens gewist moesten worden Wat dat aangaat is het ontwikkelen in 2008 er wel makkelijker op geworden!

Offtopic:

Op 9 augustus 2008 09:00:38 schreef Nico.c:
... want de huidige C compilers maken betere code dan je zelf bedenkt)...

Dat een compiler betere code kan maken dan ikzelf... Hmmm... de hele goeie misschien! Ik check altijd de Assembly code die de compiler uitspuugd en de gebruikte resources. Menigmaal heb ik code toch wel een factor 2 á 3 in elkaar kunnen drukken en dito sneller kunnen maken. Kost natuurlijk belachelijk veel tijd, ja dat wel, en de onderhoudheid van je code gaat dramatisch achteruit.

FullPower

Hallo iedereen ,
ik ben aangenaam verrast door de reacties.
Zowel op gebied van µ-controllers als autotechnieken zitten er hier meesters.. respect...echt!

@nico.c - ook ik heb gedacht aan een mechanische dieselpomp maar dit vereist de bouw van unieke onderdelen die voor elk type motor anders gaan zijn. Er komen vanuit het Subaru kamp 4 en 6 cyl boxer diesels en de stap verder zou zo'n motor kunnen zijn.Een boxer is gewoon geboren om in een vliegtuig in te bouwen! Ik zie niet zo direct waar er voor die types een mechanische pomp kan gevonden worden. Daarentegen kan deze ééncylindersturing makelijk worden toegepast op diverse cylinderaantallen,of het nu een boxer een V- of een lijnmotor is.

@iedereen - de rotax is een benzinnemotor. Verbruik 12 L/uur. Met de Smart denk ik aan 4 liter te zitten op cruise-speed.Tankinhoud en -heel belangrijk- gewicht van de mee te voeren brandstof /3. Met de huidige ULM reglementering - het totale vliegtuig mag geladen 450 kg wegen - is er niet veel ruimte om wat extra mee te nemen.

Als ik even mag samenvatten....
met een 8 bitter(PIK) moet het kunnen en met die ARM waar nico het over heeft heb ik veel reserve.
Programeren kan in C.
Correct me if I'm wrong .

Ik begrijp dat je wilt gaan vliegen met die motor. Ik zou in dit geval nog wel een paar nadenken of je de besturing zelf in elkaar wilt knutselen... zeker de software kon nog wel een probleem worden qua betrouwbaarheid en bug vrij-heid. Nu is het geen burgerluchtvaart, maar toch... Je zou maar tegen een lelijke bug 'aanvliegen'. Of een EMC probleem (boordradio, etc...)

Ik weet niet aan voor eisen de software voor dit soort vliegtuigjes moet voldoen, maar voor burgerluchtvaart praat je over een DO178B ontwikkeld traject, waarschijnlijk level A, en dat is geen kattenpis! Het zou kunnen dat er geen ontwikkelprocess vereist is... (Wie weet hier meer van??) in dat geval moet je wel heel erg zeker zijn van je brouwsel, wil je ermee gaan vliegen!

Ook de hardware moet aan strenge eisen voldoen, in de burgerluchtvaart heb je DO160E. Ook op dit vlak moet je zekerheid hebben dat je systeem onder zware condities blijft functioneren. Je motor zou maar stallen in de buurt van een zendmast!

Voor diesels zijn er helaas weinig aftermarket motormanagement systemen (waarom eigenlijk niet??); ik ken er tenminste geen. Dit is tegenstelling tot benzine. Maar... ik heb al bij diverse motormanagement systemen gelezen dat ze expliciet vermelden dat het systeem niet geschik is om er mee te vliegen. Natuurlijk kán het wel, maar daarmee dekken ze zichzelf in als het mis gaat

FullPower

Toevallig vanmiddag tijdens een verjaardag met iemand die ook iets van luchtvaart afweet zitten bomen over dit topic.

Wat ik er van begrepen heb is dat dit soort vliegtuigjes sinds een aantal jaren zijn vrijgegeven, d.w.z. luchtvaart gecertificeerde materialen zijn niet meer nodig.
Het totale vliegtuigje moet kwa constructie wel op luchtwaardigheid worden controleerd door de RLD. De motor zelf valt daar niet onder, wel hoe de motor in het frame hangt e.d.
M.a.w. als je van 1,5km hoogte naar beneden wilt donderen door bugs in jouw eigen geschreven software is het jouw probleem.

Op 9 augustus 2008 22:17:43 schreef FullPower:
Voor diesels zijn er helaas weinig aftermarket motormanagement systemen (waarom eigenlijk niet??); ik ken er tenminste geen.

Ik denk dat dat komt doordat een diesel met een luchtoverschot werkt. Als je teveel brandstof inspuit, dan kan dat, zeker met een turbo, desastreuze gevolgen hebben (tot gaten in de zuiger aan toe). Bij een benzinemotor wordt de hoeveelheid lucht geregeld (de gasklep is niet meer dan een klep in de luchtinlaat). Als je teveel brandstof inspuit, dan komt het er domweg via de uitlaat weer uit. Daar kan eigenlijk niet veel mee misgaan. Bij een benzinemotor regelt de elektronica de mengverhouding om tot een optimaal mengsel te komen.