Free Valve Technology
? Utveckling av ett styrsystem för ett elektronisk styrt pneumatisk-hydraulisk ventilsystem på en förbränningsmotor
Detta examensarbete är utfört på uppdrag från AVL Södertälje Powertrain Engineering AB.Målet med arbetet har varit att utveckla ett styrsystem för ett elektroniskt styrt pneumatiskhydraulisktventilsystem på en encylindrig förbränningsmotor i en testcell. AVL är enoberoende firma som utvecklar drivlinor med förbränningsmotorer samt instrumenterings- ochtestsystem. Ventilsystemet, med ett fungerande styrsystem, ska användas i AVLs utvecklingsochforskningsarbete på förbränningsmotorer.Ventilsystemet,Free Valve Technology, är utvecklat av Cargine Engineering AB och består avelektroniskt styrda pneumatisk-hydrauliska aktivatorer som opererar en motorventil individuellt.Aktivatorernas styrsystem har utvecklats helt iSimulink och implementerats som en integreraddel i det av AVL utvecklade motorstyrsystemet Raptor. Hårdvaran och plattformen är ett rapidprototyping system från dSPACE GmbH. Systemet har visat sig fungera tillfredsställande i entestcellmiljö vid lyfthöjder större än 3 mm och varvtal lägre än 2500 rpm, även underförbränning. Under 2 mm lyft blir ventillyftet instabilt och över 2500 varv per minut kanventillyftet bli lägre ? beroende på duration ? på grund av att ventilöppningshastigheten ärkonstant i tid, inte vevaxelgrader, och ventilen därmed inte hinner öppnas fullt före stängning.Systemets cykel till cykel-variationer på öppnings- och stängningstider samt ventillyft är istorleksordning på ca 10 procent inom ventilernas stabila område, med påföljande påverkningpå gaväxlingsvariationerna. Systemets energiförbrukning tillsvarar ca 4 kW för en fyrcylindrig16-ventils motor vid 6000 varv/min.Systemet har ett grafiskt gränssnitt som tillåter att ventiltider och -lyft kan bestämmas fritt ochenkelt av användaren, men med en säkerhetsfunktion som begränsar ventiltider så att kollisionmed kolven undvikas. En funktion för att köra motorn i 8-takt finns, och nya funktioner, kanläggas till.Slutsatsen som kan dras är att ? även med de utmaningarna som kvarstår ? fungerarventilsystemet tillfredsställande och kan användas i sin nuvarande form i testcellsmiljö.Examensarbetet har också visat att kombinationen av Raptor, RapidPro-systemet och frihetenmed pneumatiska ventiler öppnar för nästan obegränsade testmöjligheter. Det är en starkindikation på att detta system kan vara värdefullt i AVLs framtidiga arbete med utveckling ochforskning inom förbränningsmotorteknologi.