Ingenia Hungarica I. I ng e n i a H u nga r i c a ELTE Eötvös József Collegium
Ingenia Hungarica Főszerkesztő: Horváth László ELTE Eötvös József Collegium 2015
Ingenia Hungarica I. Tanulmányok az I. Kárpát-medencei Szakkollégiumi Konferencia előadásaiból Szerkesztette: Ternovácz Bálint ELTE Eötvös József Collegium 2015
Madarász Róbert Rossi Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése és gyakorlati kivitelezése 1. Bevezető Kutatásom fő célja egy olyan eszköz tervezése és gyakorlati kivitelezése, amely alkalmas diesel befecskendezők próbapadon történő bevizsgálása. A helyes és gyors bevizsgálás érdekében elemzem a porlasztó belső felépítésében levő elemek szerepét és működését. Megépítem ezek matematikai modelljét és szimulációs eredményeket hasonlítok össze a gyakorlati mérési eredményekkel. A kutatás magába foglalja a tervezés fő lépéseit, a szimulációs eredményeket, a gyakorlati kivitelezés részleteit és a kivitelezett eszközhöz kapcsolódó méréseket. 1. 1. BOSCH típusú magasnyomású diesel befecskendező felépítése Tanulmányoztam egy Bosch gyártmányú magasnyomású porlasztót (0 445 116 030), amelynek meghajtó eleme egy piezokristály-csomag. Legfontosabb tulajdonsága, hogy képes viszonylag gyorsan végrehajtani a befecskendező dűzni nyitását és zárását. Ez teszi lehetővé a többszöri befecskendezést a motor egy munkaciklusa alatt. A porlasztó alkatrészeit az 1. ábra szemlélteti. A befecskendező belső szerkezete oly módon van kialakítva, hogy a vezérlő egység felhasználja a magas nyomást az alkatrészek elmozdítására. Nem vezérelt állapotban (2.a ábra) a tű (1) bele van préselve a dűznibe (2), ez által tömít. A tűt a gázolaj nyomása és a rugóerő (9) tartja zárt állapotban. A piezokristály-csomag (7) megnyúlása vezérelt állapotban (2.b ábra) azt eredményezi, hogy a (3) hidraulikus csatolóelemen keresztül a (8) szervószelep elmozdul, a (4) kamrában a nyomás lecsökken, míg az (5) kamrában továbbra is fennálló magas nyomás a tűt nyitó irányba elmozdítja. Ennek eredményeképpen létrejön az üzemanyag beporlasztása az égéstérbe. Ez az állapot mindaddig tart, amíg a nyomás a két kamra között a (6) fojtó-furaton keresztül ki nem egyenlítődik.
54 Madarász Róbert Rossi 1.a 1.a 1.a ábra. ábra. ábra. A A piezokristályos piezokristályos befecskendező befecskendező alkatrészei. alkatrészei. 1.a ábra. A piezokristályos befecskendező alkatrészei. 1.b 1.b ábra. 1.b ábra. A A dűzni-tű dűzni tű dűzni tű kombináció 1.b ábra. A dűzni tű kombináció kombináció 1.c 1.c ábra. ábra. A szendvics A szendvics 1.c ábra. A szendvics 1.c ábra. A szendvics 1.d ábra. A hidraulikus csatolóelem. 1.d ábra. A hidraulikus csatolóelem. 1.d ábra. A hidraulikus csatolóelem. 1. ábra. 1. A piezokristályos befecskendező befecskendező alkatrészei alkatrészei alegységei. és alegységei. 1.d ábra. A hidraulikus csatolóelem. 1. ábra. A piezokristályos befecskendező alkatrészei és alegységei. 1. ábra. A piezokristályos befecskendező alkatrészei és alegységei.
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 55 Visszafolyás csatlakozó Elektromos csatlakozó Magasnyomású csatlakozó Alacsony nyomás Magas nyomás 7. Piezokristály csomag 3. Hidraulikus csatolóelem 4. Alacsony nyomású kamra 8. Szervószelep és rugó 6. Fojtó furat 1. Tű 2. Dűzni 9. Tű rugó 2.a: Zárt állapot 5. Magasnyomású kamra 2.b: Nyitott állapot 2. ábra. A diesel befecskendező állapotai
56 Madarász Róbert Rossi 2. A vezérlő és mérőberendezés tervezése A bevizsgáló rendszerhez saját tervezésű vezérlőegységet készítettem. Ennek tömbvázlata a 3. ábrán látható. Legfontosabb alegységeit a következőkben részletesen tárgyalom. 3. ábra. A bevizsgáló rendszer tömbvázlata 2. 1. A központi vezérlőegység A központi vezérlőegység tulajdonképpen egy EasyPIC Fusion V7 típusú mikrovezérlős fejlesztő rendszer. 2. 1. 1. A fejlesztőrendszer hardver elemei A rendszer, amelynek központi eleme egy PIC 32 MX 795 F 512 L típusú mikrovezérlő, lehetőséget nyújt adatok megjelenítésére, USB kommunikáció létrehozására, hálózati kapcsolatok kezelésére. A mikrovezérlő órajele 80 MHz. A kód és a RAM memória mérete lényegesen meghaladja a jelen feladat igényeit. A fejlesztőrendszer többek között 85 digitális kimenettel, 16 analóg/ digitál átalakítóval, 4 SPI modullal, 5 Output/Compare modullal, 5 darab számlálóval rendelkezik. 2. 1. 2. A vezérlő szoftver főbb jellemzői A mikrovezérlő programmemóriájában tárolt program [4] főbb feladatai: a porlasztókat meghajtó teljesítményáramkör vezérlése, a porlasztók meghajtásához szükséges kapcsolóüzemű feszültségforrás [1] szabályozása [3], adatok begyűjtése és megjelenítése. A porlasztókat meghajtó teljesítményáramkör (8. ábra) vezérlése céljából a mikrovezérlő számláló, időzítő moduljait illetve a mikrovezérlő megszakítás rendszerét [6] használtam fel. A vezérlési algoritmus részletes leírására
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 57 az 3.3.3 fejezetben kerül sor. A vezérlő feszültségnek, a vezérlő feszültség előírt értékének, a porlasztón áthaladó áramnak, illetve a porlasztás időtartamát előíró feszültségnek a mérése a mikrovezérlő analóg-digitális konvertereinek felhasználásával történik. Az A/D konverzió (4.a ábra) eredményeit digitálisan megszűröm (csatornánként definiálható du/dt korlátozás és átlagolás). 4.a ábra. A digitális szűrő tömbvázlata A megszakítás rendszer [6] egyes elemeit a 4.b ábra szemlélteti. Az injection (függvény alapú megszakítás) hívódik meg az 1. számláló regiszter túlcsordulásának pillanatában. A fire() függvény vezérli a félhíd kapcsolásokat. A Safety_first() függvény ellenőrzi, hogy a visszacsatolt magas feszültség értéke nem haladta-e meg a biztonsági küszöbértéket. Túlfeszültség esetén (U boost >240 V) a rendszer 10 másodpercig letiltott állapotba kerül. A PID (függvény alapú megszakítás) hívódik meg a 2. számláló regiszter túlcsordulásának pillanatában. A pid_boost() függvény szabályozza a kapcsolóüzemű feszültségforrást. A függvény mindössze 20µs alatt kiértékeli a bementeket, elvégzi a számításokat és beállítja kimenteket. A mikrovezérlő futási idejének 20 %-t szabályozással tölti.
58 Madarász Róbert Rossi 4.b ábra. A megszakítás rendszer tömbvázlata Adatok megjelenítése céljából egy színes TFT kijelzőből, potenciométerekből és gombokból álló kezelőfelületet alakítottam ki. Ábrázolva vannak a rendszer állapotát jellemző értékek illetve a kapcsolóüzemű feszültségforrás előírt és mért értékeinek az idődiagramja (5. ábra). A rendszer válasza vizsgálható Heasviside egységugrás illetve szinusz típusú bemenetekre. 5. ábra. Az ábrázolt értékek és idődiagramok A kapcsolóüzemű feszültségforrás szabályozása céljából egy Proporcionális/ Integratív/Derivatív szabályozást alkalmaztam. A feszültségforrás impulzus szélesség modulációval van vezérelve, kapcsolási frekvenciája 100 khz. Az impulzus szélesség felbontása 12.5ns.
5. ábra. Az ábrázolt értékek és idődiagramok A kapcsolóüzemű feszültségforrás szabályozása céljából egy Proporcionális/Integratív/Derivatív szabályozást Diesel alkalmaztam. befecskendező A feszültségforrás rendszerek bevizsgáló impulzus eszközeinek szélesség tanulmányozása, modulációval van tervezése vezérelve, 59 kapcsolási frekvenciája 100 khz. Az impulzus szélesség felbontása 12.5ns. 2. 2. 2. Boost 2. Boost típusú típusú DC-DC DC-DC konverter konverter feszültségforrás feszültségforrás A célom egy olyan feszültségforrás tervezése, amely alkalmas magas egyenfeszültség előállítására és A célom egy olyan feszültségforrás tervezése, amely alkalmas magas egyenfeszültség előállítására és gyors felfutási sebességű áramok szolgáltatására. gyors felfutási sebességű áramok szolgáltatására. Az igényelt feszültség értékek 12V tól 250V ig terjednek. Az igényelt feszültség értékek 12V-tól 250V-ig terjednek. 2. 2. 1. A konverter pspice modellezése 2. 2. 1. A konverter pspice modellezése A konverter A konverter tervezése tervezése céljából céljából szimuláltam szimuláltam az áramkört az (6. áramkört ábra) Orcad (6. pspice ábra) környezetben. Orcad pspice Szimuláltam környezetben. a konverter Szimuláltam működését a rezisztiv konverter jellegű működését terheléssel. rezisztiv jellegű terheléssel. RL L1 D1 Ltrace 5.9m 15u MUR8100 200nH 12 V1 V1 = 0 V2 = 12 TD = 0 TR = 20n TF = 20n PW = 9u PER = 10u V1 RG 2.35 M1 IRFP260 ESRmax 200m Cboost 220u Rload 2.7k 0 200V 6.a ábra. A Boost típusú DC-DC konverter teljesítményáramköre 6.a ábra. A Boost típusú DC DC konverter teljesítményáramköre 100V 0V 0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms V(cboost:1) Time 6.b 6.b ábra. ábra. A A Boost Boost típusú típusú DC-DC DC DC konverter konverter kimeneti kimeneti feszültég feszültég idődiagramja idődiagramja 6. ábra. A konverter pspice szimulációja 6. ábra. konverter pspice szimulációja 2. 2. 2. 2. 2. 2. Áramkörtervezés alkatrészválasztás alkatrészválasztás Az EagleCAD Az EagleCAD szoftver szoftver segítségével segítségével tervezett [1] tervezett [7] nyomtatott áramkör [1] [7] nyomtatott-áramkör a 7. ábrán látható. A a 7. ábrán látható. kapcsoló A eszköz választott egy IRFP4332 kapcsoló teljesítmény eszköz MOSFET. egy IRFP4332 Az MCP1407 teljesítmény rácsvezérlő MOSFET. IC egy választott Microchip gyártmányú teljesítmény MOS meghajtó áramkör. Az IC vezérelhető 3.3V amplitúdójú négyszögjellel. A választott tekercs egy toroidális tekercs, melynek öninduktivitása, belső ellenállása pedig.
0V 0s 5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms V(cboost:1) Time 6.b ábra. A Boost típusú DC DC konverter kimeneti feszültég idődiagramja 6. ábra. A konverter pspice szimulációja 60 Madarász Róbert Rossi 2. 2. 2. Áramkörtervezés és alkatrészválasztás Az EagleCAD szoftver segítségével tervezett [1] [7] nyomtatott áramkör a 7. ábrán látható. A választott kapcsoló eszköz egy IRFP4332 teljesítmény MOSFET. Az MCP1407 rácsvezérlő IC egy Microchip gyártmányú teljesítmény MOS meghajtó áramkör. Az IC vezérelhető 3.3V amplitúdójú négyszögjellel. A választott tekercs egy toroidális tekercs, melynek öninduktivitása, belső ellenállása pedig. Az MCP1407 rácsvezérlő IC egy Microchip gyártmányú teljesítmény MOS meghajtó áramkör. Az IC vezérelhető 3.3V amplitúdójú négyszögjellel. A választott tekercs egy toroidális tekercs, melynek öninduktivitása L = 15 [μh], belső ellenállása pedig R L = 5.9 [mω]. 7.a ábra. A Boost típusú DC-DC konverter kapcsolási rajza 7.a ábra. A Boost típusú DC DC konverter kapcsolási rajza 7.b 7.b ábra. ábra. A Boost Boost típusú típusú DC DC DC-DC konverter konverter nyomtatott nyomtatott áramkör áramkör tervrajza tervrajza 7.b ábra. A Boost típusú DC DC konverter nyomtatott áramkör tervrajza A vezérlő által leadott teljesítményt a következő módon (1) lehet ki számí- 7. ábra. 7. A DC-DC DC DC konverter EagleCAD EagleCAD szoftver szoftver segítségével segítségével készített tervei készített tervei 7. ábra. A DC DC konverter EagleCAD szoftver segítségével készített tervei A vezérlő által leadott teljesítményt a következő módon (1) lehet ki számítani. A vezérlő által leadott teljesítményt a következő módon (1) lehet ki számítani. tani. 2 2 2 2 nf 12 V 2 10 (1) 2 2. 3. Hexa-Half-Bridge 2 2 2 2 nf 12 V 2 10 2 áramirányító kapcsolás 2. 3. Hexa-Half-Bridge A célom egy két síknegyedes áramirányító tervezése, kapcsolás amely alkalmas magasfeszültségek kapcsolására 2. 3. Hexa-Half-Bridge és magas pillanatnyi áramerősségek áramirányító szolgáltatására. kapcsolás A gyors és hatékony porlasztó A célom bevizsgálás egy két síknegyedes céljából szükséges áramirányító hat piezokristály csomaggal tervezése, amely vagy alkalmas szolenoiddal magasfeszültségek meghajtott porlasztó kapcsolására egyidejű és működtetése. magas pillanatnyi áramerősségek szolgáltatására. A gyors és hatékony porlasztó bevizsgálás céljából szükséges hat piezokristály csomaggal vagy szolenoiddal meghajtott porlasztó 2. 3. 1. Az áramirányító pspice modellezése egyidejű működtetése. Az áramirányító működését vizsgáltam két esetben: egy piezokristályos porlasztó vezérlésekor és egy 2. 3. 1. szolenoiddal Az áramirányító meghajtott pspice porlasztó modellezése vezérlésekor. A célom egy két-síknegyedes áramirányító tervezése, amely alkalmas magasfeszültségek kapcsolására és magas pillanatnyi áramerősségek szolgáltatására. A gyors és hatékony porlasztó bevizsgálás céljából szükséges hat piezokristály-csomaggal vagy szolenoiddal meghajtott porlasztó egyidejű működtetése. Az áramirányító Az áramirányító működését működése vizsgáltam induktív jellegű két esetben: terheléssel egy a 9. piezokristályos ábrán látható. Az porlasztó áramirányító vezérlésekor kimenetére és egy szolenoiddal a szolenoidos meghajtott porlasztó porlasztó koncentrált vezérlésekor. paraméterű modelljét (Rszolenoid és Lszolenoid) kapcsoltam. A feszültségimpulzus generátorokból és kapcsolókból kialakított vezérlő jel a porlasztó modelljében Az áramirányító létrehoz egy működése kezdeti magasabb induktív nyitó jellegű áramot terheléssel ezt követő a 9. alacsonyabb ábrán látható. tartó Az áramot. áramirányító kimenetére (1)
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 61 80 2. 3. 1. Az áramirányító pspice modellezése Az áramirányító működését vizsgáltam két esetben: egy piezokristályos porlasztó vezérlésekor és egy szolenoiddal meghajtott porlasztó vezérlésekor. Az áramirányító működése induktív jellegű terheléssel a 8. ábrán látható. Az áramirányító kimenetére a szolenoidos porlasztó koncentrált paraméterű modelljét (Rszolenoid és Lszolenoid) kapcsoltam. A feszültségimpulzus generátorokból és kapcsolókból kialakított vezérlő jel a porlasztó modelljében létrehoz egy kezdeti magasabb nyitó áramot és ezt követő alacsonyabb tartó R9 TOPEN = 1039u 1 2 U4 áramot. 4.7 80 V3 V3 V1 = 0 V5 V2 = 12 TD = 1000u TR = 200n TF = 200n PW = 1 PER = 1 V1 = 0 V2 = 12 TD = 1000u TR = 200n TF = 200n PW = 1 PER = 1 V5 V1 = 0 V2 = 12 TD = 1045u TR = 200n TF = 200n PW = 2.25u PER = 50u V1 = 0 V2 = 12 TD = 1045u TR = 200n TF = 200n PW = 2.25u PER = 50u V4 V4 TCLOSE = 1045u R5 1 2 U5 4.7 R9 R3 4.7 V1 = 0TCLOSE = V2 1045u 4.7 V2 = 12 R5 TD = 1000u 1 2 TR = 200n U5 4.7 TF = 200n PW = 3.5u R3 PER = 110u V1 = 0 V2 4.7 V2 = 12 TD = 1000u TR = 200n TF = 200n PW = 3.5u PER = 110u TOPEN = 1300u 1 2 U2 TOPEN = 1039u TCLOSE 1 2= 1700u 1U4 2 U3 TOPEN = 1300u 1 2 TOPEN U2 = 4000u 1 2 TCLOSE = 1700u 1 U1 2 U3 TOPEN = 4000u 1 2 U1 0 M1 IRFP460 M1 IRFP460 M2 IRFP460 M2 IRFP460 L1 1 R2 2 15uH 1k R2 1k L1 1 2 15uH R6 5.9m R6 5.9m D1 MUR880 D1 MUR880 R7 10k R8 R7 10k 60m R8 60m Lszolenoid 225u Rszolenoid 190m 2 Lszolenoid 225u Rszolenoid 190m 2 1 20A 9.a ábra. Az áramirányító pspice modellje 8.a ábra. Az áramirányító pspice modellje 9.a ábra. Az áramirányító pspice modellje 0 1 10A 20A 10A 0A 0A 0s 1.0ms 2.0ms 3.0ms 4.0ms 5.0ms 6.0ms 7.0ms -I(Lszolenoid) 0s 1.0ms 2.0ms 3.0ms Time 4.0ms 5.0ms 6.0ms 7.0ms -I(Lszolenoid) 8.b Time 9.b ábra. ábra. Az Az induktív induktív terhelés terhelés vezérlésének vezérlésének a szimulációs a szimulációs eredménye eredménye 9.b ábra. Az induktív terhelés vezérlésének a szimulációs eredménye 8. 9. ábra. Az induktív porlasztó porlasztó meghajtásának a pspice szimulációja a pspice szimulációja 9. ábra. Az induktív porlasztó meghajtásának a pspice szimulációja Az áramirányító Az áramirányító működése kapacitív működése jellegű terheléssel kapacitív a 10. jellegű ábrán látható. terheléssel Az áramirányító a 9. ábrán látható. kimenetére Az áramirányító a piezokristályos működése kapacitív porlasztó jellegű koncentrált terheléssel paraméterű a 10. ábrán modelljét látható. ( Az áramirányító ) kapcsoltam. A Az kimenetére áramirányító a piezokristályos kimenetére porlasztó koncentrált a piezokristályos paraméterű modelljét porlasztó ( ) kapcsoltam. koncentrált A paraméterű modelljét által képviselt (Ckondenzátor egy impulzussal van feltöltve és később egy impulzussal van porlasztó által képviselt egy impulzussal van feltöltve és később egy impulzussal van porlasztó kisütve. piezo ) kapcsoltam. A porlasztó által képviselt kondenzátor kisütve. egy impulzussal van feltöltve és később egy impulzussal van kisütve.
62 Madarász Róbert Rossi 140 140 V1 V1 V1 = 0 V2 = 12 TD V1 = 200u = 0 V2 = 12 TR = 100n TD = 200u TF TR = 100n = 100n PW TF = = 600u 100n PER PW = = 2m600u PER = 2m V1 = 0 V2 V1 = 12 = 0 TD V2 = 801u = 12 TR TD = 100n = 801u TF TR = 100n = 100n PW TF = = 600u 100n PER PW = = 2m600u PER = 2m V3 V3 V2 V2 R1 R1 4.7 4.7 R2 R2 4.7 4.7 M1 IRFP460 R5 M1 IRFP460 R5 1k R3 1k R3 5.9m 5.9m M2 M2 IRFP460 IRFP460 L1 L1 15u 15u R4 R410k 10k Lcable R6 Lcable R6 1.5 1.35u 1.5 1.35u D2 D2 MUR880 MUR880 Cpiezo Cpiezo 4.5u 4.5u 50A 50A 0 9.a ábra. Az áramirányító kapcsolás pspice modellje kapacitív jellegű terheléssel 10.a 10.a ábra. Az Az áramirányító kapcsolás pspice modellje kapacitív jellegű terheléssel 0A 0A -50A -50A -i(cpiezo) 200V -i(cpiezo) 200V 100V 100V SEL>> SEL>> -50V -50V 0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8ms 1.0ms 1.2ms 0s v(cpiezo:2) 0.2ms v(cpiezo:2) 0.4ms 0.6ms Time 0.8ms 1.0ms 1.2ms Time 10.b ábra. Az áramirányító pspice szimuláció eredménye 9.b 10.b ábra. Az áramirányító pspice pspice szimuláció szimuláció eredménye eredménye 10. ábra. A kapacitív porlasztó meghajtásának pspice szimulációja 10. ábra. porlasztó meghajtásának pspice szimulációja 2. 3. 2. Áramkörtervezés 9. ábra. A és kapacitív alkatrészválasztás porlasztó meghajtásának pspice szimulációja 2. Az 3. EagleCAD 2. Áramkörtervezés szoftver segítségével és alkatrészválasztás tervezett nyomtatott áramkör a 11. ábrán látható. 2. 3. 2. Áramkörtervezés és alkatrészválasztás Az EagleCAD szoftver segítségével tervezett nyomtatott-áramkör a 10. ábrán Az EagleCAD szoftver segítségével tervezett nyomtatott áramkör a 11. ábrán látható. A félhíd kapcsolás két IRFP460 teljesítmény MOSFET tranzisztorból van kialakítva. A választott IR2110 egy félhíd vezérlő áramkör. A vezérlőnek van három bemente:. A A félhíd kapcsolás két IRFP460 teljesítmény MOSFET tranzisztorból van kialakítva. A választott IR2110 bemeneteken lehet vezérelni a két kapcsoló eszköz rácsát, míg az bemenet vezérlésekor a két egy látható. félhíd vezérlő áramkör. A vezérlőnek van három bemente:. A tranzisztor kikapcsolt állapotba kerül. A választott MUR880 egy gyors teljesítmény dióda. A választott bemeneteken lehet vezérelni a két kapcsoló eszköz rácsát, míg az bemenet vezérlésekor a két tekercs egy toroidális tekercs, melynek induktivitása, belső ellenállása pedig tranzisztor kikapcsolt állapotba kerül. A választott MUR880 egy gyors teljesítmény dióda. A választott. Fojtó tekercsként van használva. tekercs egy toroidális tekercs, melynek induktivitása, belső ellenállása pedig. Fojtó tekercsként van használva. A félhíd kapcsolás két IRFP460 teljesítmény MOSFET tranzisztorból van kialakítva. A választott IR2110 egy félhíd vezérlő áramkör. A vezérlőnek van három bemente: Hin, Lin és SD. A Hin, Lin, bemeneteken lehet vezérelni a két kapcsoló eszköz rácsát, míg az SD bemenet vezérlésekor a két tranzisztor kikapcsolt állapotba kerül. A választott MUR880 egy gyors teljesítmény dióda.
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 63 A válasz tott tekercs egy toroidális tekercs, melynek induktivitása L = 15 [μh], belső ellenállása pedig R L = 5.9 [mω]. Fojtó tekercsként van használva. 11.a ábra. Az áramirányító kapcsolási rajza 10.a ábra. Az áramirányító kapcsolási rajza 11.a ábra. Az áramirányító kapcsolási rajza 10.b ábra. Az áramirányító nyomtatott áramkör tervrajza 11.b ábra. Az áramirányító nyomtatott áramkör tervrajza 10. ábra. Az áramirányító EagleCAD szoftver segítségével készített tervei 11. ábra. 11.b Az áramirányító ábra. Az áramirányító EagleCAD szoftver nyomtatott segítségével áramkör készített tervrajza tervei 2. 3. 3. A vezérlő 11. logika ábra. Az áramirányító EagleCAD szoftver segítségével készített tervei 2. 3. 3. A vezérlő logika A vezérlési eljárás a 12. ábrán látható. Zavar érzéketlenség céljából az SD bemenet porlasztások közötti 2. 3. 3. szünetben A vezérlő vezérelve logika van. Amikor a mikrovezérlős rendszer vezérli bármelyik tranzisztort az SD bementet A vezérlési kikapcsolja. eljárás a 12. ábrán látható. Zavar érzéketlenség céljából az SD bemenet porlasztások közötti rendszer szünetben vezérli vezérelve bármelyik van. Amikor tranzisztort a mikrovezérlős az rendszer SD bementet vezérli bármelyik kikapcsolja. tranzisztort az SD bementet kikapcsolja. A vezérlési eljárás a 11. ábrán látható. Zavar érzéketlenség céljából az SD bemenet porlasztások közötti szünetben vezérelve van. Amikor a mikrovezérlős
64 Madarász Róbert Rossi 11. ábra. A félhíd kapcsolás vezérlési eljárása 12. ábra. A félhíd kapcsolás vezérlési eljárása 2. 3. 4. Port-expander használat 2. 3. 4. Port-expander Hat porlasztó használat egyidejű vezérléséhez szükség van 18 bemeneti logikai jelre Hat porlasztó (3 egyidejű bemenet vezérléséhez a 6 félhíd szükség kapcsolásnak). van 18 bemeneti Az igényelt logikai jelre kimeneti (3 bemenet jelek a 6 számának félhíd kapcsolásnak). a csökkentése Az igényelt kimeneti céljából jelek egy számának kimenet a bővítő csökkentése MCP23S17 céljából egy áramkört kimenet használtam. bővítő MCP23S17 áramkört Az áramkör használtam. 16 digitális Az áramkör ki-/bemenettel 16 digitális ki /bemenettel rendelkezik rendelkezik és SPI kommunikációs és SPI kommunikációs protokollon keresztül van vezérelve a a mikrovezérlő által. által. Egy porlasztót 60ms-onként kell meghajtani. A nyomás veszteségek elkerülése céljából a porlasztók sorra 10ms-os késéssel vannak meghajtva. Egy porlasztót 60ms onként kell meghajtani. A nyomás veszteségek elkerülése céljából a porlasztók sorra 10ms os késéssel vannak meghajtva. 2. 4. Hall-effektus alapú árammérő 2. 4. Hall-effektus alapú árammérő A porlasztó A vezérlési porlasztó áramainak vezérlési a mérése áramainak és szabályozása a mérése céljából és szabályozása Hall effektus céljából alapú Hall-effektus árammérőt terveztem. Az alapú áramkör árammérőt magas frekvenciás terveztem. és nagyerősségű Az áramkör áramokat magas frekvenciás alakít feszültség és nagyerősségű szintekké. Adott áramerősségek áramokat meghaladását alakít feszültség komparátor szintekké. kimenetek Adott jelzik áramerősségek a mikrovezérlőnek. meghaladását komparátor kimenetek jelzik a mikrovezérlőnek. 2. 4. 1. Aluláteresztő szűrő tervezés A zajszűrés céljából 2. 4. 1. Aluláteresztő terveztem [5] egy szűrő harmadrendű tervezés aktív szűrőt, amely a 13. ábrán látható. Az árammérő kimenete A zajszűrés 2.5V ha céljából az áthaladó terveztem áram értéke [5] egy 0A. A harmadrendű szűrő vágási frekvenciájának aktív szűrőt, értéke amely 128 [khz], meredeksége a 12. ábrán pedig látható. 50 [db/dekád]. Az árammérő kimenete 2.5V ha az áthaladó áram értéke 0A. A szűrő vágási frekvenciájának értéke 128 [khz], meredeksége pedig 50 [db/dekád].
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 65 C4 C4 1n +5 1n +5 R5 R4 R3 U1 R5 R4 R3 U1 3 1 3 + 1 C1 20k 470 1k + C1 V8 20k 470 1k 6 VOFF = 0 V8 6 OUT 8 VOFF = 0 OUT 8 VAMPL = 0.1 2 C2 VAMPL = 0.1 2 C2 FREQ = 0.6meg C1 - FREQ = 0.6meg C1 - AC AC = 1= 1 44p 44p C2 LM318 C2 LM318 44p 44p V2 V2 R6 R6 2.5 2.5 1k C5 1k C5 100n 100n 7 4 V+ V- 5 C3 7 4 V+ V- 5 C3-0 E -0 r E o r s o i s t i-20 e t s -20 e s -40-40 0 0 0 0 0 12.a 13.a ábra. Az Az alul alul áteresztő áteresztő szűrő pspice szűrő modellje pspice modellje 13.a ábra. Az alul áteresztő szűrő pspice modellje -3 [db], 128 [khz] -3 [db], 128 [khz] 0 >> -60-500d 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz >> 1 DB(v(c5:2)) 2 P(v(c5:2)) -60-500d Frekvencia 1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz 1 DB(v(c5:2)) 12.b 2 P(v(c5:2)) 13.b ábra. ábra. Az Az aluláteresztő aluláteresztő szűrő Frekvencia frekvencia szűrő frekvencia menete menete 12. 13. ábra. Az Az aluláteresztő aluláteresztő szűrő pspice szűrő szimulációja pspice szimulációja 13.b ábra. Az aluláteresztő szűrő frekvencia menete 2. 4. 2. Áramkörtervezés és alkatrészválasztás 2. 4. 2. Áramkörtervezés és alkatrészválasztás 13. ábra. Az aluláteresztő szűrő pspice szimulációja Az Az árammérő Altium Designer Altium szoftver Designer segítéségével szoftver tervezett segítéségével nyomtatott áramkör tervezett tervei a 14. ábrán nyomtatott látható. 2. 4. 2. Az Áramkörtervezés áramkör fő alkotó eleme és alkatrészválasztás (ACS756) egy Hall effektus alapú áram traduktor. Az alkatrésszel áramkör tervei a 13. ábrán látható. Az áramkör fő alkotó eleme (ACS756) egy maximum 120kHz sávszélességben mérhető a 100A áramintervallum. A választott LTC1664 egy Az árammérő Altium Designer szoftver segítéségével tervezett nyomtatott áramkör tervei a 14. ábrán négy Hall-effektus kimenetes digital analóg alapú átalakító, áram traduktor. amely SPI kommunikációs Az alkatrésszel protokollon maximum kommunikál 120kHz sávszélességben A kimeneti mérhető feszültségek a ± 100A felbontása áramintervallum. 10 bit. Az áramkörben a A MAX9144 választott egy LTC1664 egy mikrovezérlővel. látható. Az áramkör fő alkotó eleme (ACS756) egy Hall effektus alapú áram traduktor. Az alkatrésszel négycsatornás maximum 120kHz gyors komparátor, sávszélességben amelynek mérhető jelterjedési a 100A ideje áramintervallum.. A digital analóg A választott LTC1664 egy négy kimenetes digital-analóg átalakító, amely SPI kommunikációs protokollon mikrovezérlővel. kommunikál átalakító négy kimenetes által előírt digital analóg feszültség értékeket átalakító, összehasonlítja amely SPI az kommunikációs áram traduktor protokollon kimenetével. kommunikál A korlátok meghaladásakor jelez A a kimeneti mikrovezérlőnek. mikrovezérlővel. feszültségek felbontása A kimeneti 10 bit. Az feszültségek áramkörben a MAX9144 felbontása egy 10 bit. négycsatornás gyors komparátor, amelynek jelterjedési ideje. A digital analóg 0 0 0d 0-250d Az áramkörben a MAX9144 egy négycsatornás gyors komparátor, amelynek jelterjedési átalakító által előírt ideje feszültség tprop = 40 értékeket [ns]. A összehasonlítja digital-analóg az áram átalakító traduktor által kimenetével. előírt A feszültség korlátok értékeket meghaladásakor összehasonlítja jelez a mikrovezérlőnek. az áram traduktor kimenetével. A korlátok meghaladásakor jelez a mikrovezérlőnek. F a z i s e l t o l a s 0d -250d F a z i s e l t o l a s
66 Madarász Róbert Rossi 14.a 14.a 13.a ábra. ábra. ábra. Az árammérő Az árammérő Az árammérő nyomtatott nyomtatott nyomtatott áramkör áramkör áramkör tervrajzának tervrajzának tervrajzának az eleje az eleje az eleje 14.b 14.b 13.b ábra. ábra. ábra. Az árammérő Az árammérő Az árammérő nyomtatott nyomtatott nyomtatott áramkör áramkör áramkör tervrajzának tervrajzának tervrajzának a háta a háta a háta 13.c ábra. Az árammérő kapcsolási rajza 14.c ábra. Az árammérő kapcsolási rajza 14.c ábra. Az árammérő kapcsolási rajza 13. ábra. Az árammérő Altium Designer szoftver segítségével készített tervei 14. ábra. Az árammérő Altium Designer szoftver segítségével készített tervei 14. ábra. Az árammérő Altium Designer szoftver segítségével készített tervei 3. A rendszer modellezése és működésének szimulációja 3. rendszer modellezése és működésének szimulációja Matlab Simulink környezetben modelleztem a teljes rendszert, amely a 15. ábrán látható. Matlab Simulink környezetben modelleztem a teljes rendszert, amely a 15. ábrán látható.
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 67 3. A rendszer modellezése és működésének szimulációja Matlab Simulink környezetben modelleztem a teljes rendszert, amely a 14. ábrán látható. 14.a 15.a ábra. Simulink környezetben kialakított kialakított rendszer modell rendszer modell A Piezo Crystal Injector 15.a tömb ábra. belső Simulink szerkezete környezetben a 15.b ábrán kialakított látható. A rendszer Simscape modell könyvtárban levő Piezo Stack modell kimenetére lengéscsillapítót, rugót illetve egy tehetetlen tömeget csatoltam. A A lengéscsillapító Piezo Crystal képviseli Injector a hidraulikus tömb belső csatolóelemet szerkezete a (2. 15.b ábra ábrán 3. pont), látható. a rugó A képviseli Simscape a szervószelep könyvtárban levő Piezo rugóját Stack (2. ábra modell 8. pont), kimenetére illetve a tehetetlen lengéscsillapítót, tömeg képviseli rugót a illetve szervószelep egy tehetetlen és a hidraulikus tömeget csatoltam. A lengéscsillapító csatolóelem együttes képviseli tömegét. a hidraulikus csatolóelemet (2. ábra 3. pont), a rugó képviseli a szervószelep rugóját (2. ábra 8. pont), illetve a tehetetlen tömeg képviseli a szervószelep és a hidraulikus csatolóelem együttes tömegét. A Piezo Crystal Injector tömb belső szerkezete a 14.b ábrán látható. A Simscape könyvtárban levő Piezo Stack modell kimenetére lengéscsillapítót, rugót illetve egy tehetetlen tömeget csatoltam. A lengéscsillapító képviseli a hidraulikus csatolóelemet (2. ábra 3. pont), a rugó képviseli a szervószelep rugóját (2. ábra 8. pont), illetve a tehetetlen tömeg képviseli a szervószelep és a hidraulikus csatolóelem együttes tömegét. 15.b ábra. A piezokristállyal ellátott porlasztó modellje Az Percentage to PWM tömb belső felépítése a 15.c ábrán látható. A 100kHz frekvenciájú négyszögjel kitöltési tényezőjét a bementről kapott % ban kifejezett értékre állítja. 15.b ábra. A piezokristállyal ellátott porlasztó modellje 14.b ábra. A piezokristállyal ellátott porlasztó modellje Az Percentage to PWM tömb belső felépítése a 14.c ábrán látható. A 100kHz Az Percentage to PWM tömb belső felépítése a 15.c ábrán látható. A 100kHz frekvenciájú frekvenciájú négyszögjel kitöltési négyszögjel tényezőjét a bementről kitöltési kapott tényezőjét % ban kifejezett a bementről értékre állítja. kapott % -ban kifejezett értékre állítja.
68 Madarász Róbert Rossi 14.c 15.c ábra. Az Impulzus Szélesség Szélesség Modulátor Modulátor modellje modellje A Half Bridge tömb belső 15.c szerkezete ábra. Az Impulzus a 15.d ábrán Szélesség látható. Modulátor modellje A Half-Bridge 15.c tömb ábra. belső Az Impulzus szerkezete Szélesség Modulátor a 14.d modellje ábrán látható. A Half Bridge tömb belső szerkezete a 15.d ábrán látható. A Half Bridge tömb belső szerkezete a 15.d ábrán látható. A Chopper tömb belső szerkezete a 14.e ábrán látható. A hiszterézises áram- 14.d ábra. A félhíd kapcsolás modellje 15.d ábra. A félhíd kapcsolás modellje 15.d ábra. A félhíd kapcsolás modellje A Chopper tömb belső szerkezete a 15.e ábrán látható. A hiszterézises áramszabályozást relék 15.d ábra. A félhíd kapcsolás modellje segítségével A szabályozást Chopper modellezem. tömb belső relék szerkezete segítségével a 15.e ábrán modellezem. látható. A hiszterézises áramszabályozást relék segítségével modellezem. A Chopper tömb belső szerkezete a 15.e ábrán látható. A hiszterézises áramszabályozást relék segítségével modellezem. 14.e ábra. A hiszterézises áramszabályozó modellje
15.e 15.e ábra. ábra. A hiszterézises A hiszterézises áramszabályozó modellje modellje Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése A Boost A Boost Converter Converter tömb tömb belső belső szerkezete szerkezete a 15.f a 15.f ábrán ábrán látható. látható. A Boost Converter tömb belső szerkezete a 14.f ábrán látható. 69 14.f ábra. A Boost típusú DC-DC konverter modellje 15.f 15.f ábra. ábra. A Boost A Boost típusú típusú DC DC DC DC konverter konverter modellje modellje 14. ábra. A teljes rendszer és alkotó elemeinek Simulink modellje 15. ábra. 15. ábra. A teljes A teljes rendszer rendszer és alkotó és alkotó elemeinek elemeinek Simulink Simulink modellje modellje A rendszer A rendszer szimulációs eredménye a 16. a ábrán 16. ábrán látható. látható. A rendszer szimulációs eredménye a 15. ábrán látható. 15.a ábra. A DC-DC konverter feszültségszabályozása rezisztiv terhelés esetén 16.a 16.a ábra. ábra. A DC DC A DC DC konverter konverter feszültségszabályozása rezisztiv rezisztiv terhelés terhelés esetén esetén
70 Madarász Róbert Rossi 16.b ábra. A DC DC konverter feszültségszabályozása porlasztóvezérlés közben 15.b ábra. A DC-DC konverter feszültségszabályozása porlasztóvezérlés közben 16.b ábra. A DC DC konverter feszültségszabályozása porlasztóvezérlés közben 15.c ábra. A porlasztó vezérlőáramának a szabályozása 16.c ábra. A porlasztó vezérlőáramának a szabályozása 16.c ábra. A porlasztó vezérlőáramának a szabályozása
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 71 15.d ábra. A piezokristály méretváltozása és a szervószelep sebessége porlasztóvezérlés közben 16.d ábra. A piezokristály méretváltozása és a szervószelep sebessége porlasztóvezérlés közben
72 Madarász Róbert Rossi 4. Mérési eredmények 15.e ábra. A piezokristály feszültség-tágulás hiszterézisgörbéje [2] 16.e ábra. A piezokristály 15. ábra. Szimulációs feszültség tágulás eredmények hiszterézisgörbéje [2] 4. Mérési eredmények 16. ábra. Szimulációs eredmények A méréseket egy AX-DS1100CFM digitális két csatornás oszcilloszkóppal végeztem. Az áramokat a 3.4 fejezetben említett árammérő segítségével mértem. A méréseket Az árammérő egy AX DS1100CFM transzformálási digitális aránya két csatornás 200[mV] oszcilloszkóppal 8[A]. végeztem. Az áramokat a 3.4 fejezetben említett árammérő segítségével mértem. Az árammérő transzformálási aránya 200 mv 4. 8 A. 1. Hexa-Half-Bridge áramirányító kapcsolás mérési eredményei 4. 1. Hexa-Half-Bridge A 17. ábrán egy szolenoid áramirányító meghajtású kapcsolás porlasztó mérési vezérlése eredményei látható. A porlasztón áthaladó áram idődiagramja a 2. csatornán illetve a porlasztón eső feszültség A 17. ábrán egy szolenoid meghajtású porlasztó vezérlése látható. A porlasztón áthaladó áram idődiagramja az 1. csatornán látható. A nyitó áram csúcsértéke 16[A], a tartóáram idődiagramja a átlagértéke 2. csatornán 8[A]. illetve A a porlasztó porlasztón tekercsének eső feszültség induktivitása idődiagramja L az = 1. 225[μH], csatornán látható. A nyitó áram ellenállása csúcsértéke R 16[A], a tartóáram átlagértéke 8[A]. A porlasztó tekercsének induktivitása L = 190[mΩ]. 22, ellenállása 0 m.
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 73 17. 16. ábra. ábra. Egy Egy szolenoidos porlasztó vezérlése áramszaggatással 17. ábra. Egy szolenoidos porlasztó vezérlése áramszaggatással A 17. ábrán egy piezokristállyal meghajtott porlasztó vezérlése látható. Az ilyen A 18. ábrán egy piezokristállyal meghajtott porlasztó vezérlése látható. Az ilyen típusú vezérlést 18. ábrán típusú egy piezokristállyal vezérlést UniJet meghajtott vezérlésnek porlasztó nevezik. vezérlése A vezérlő látható. feszültség Az ilyen idődiagramja típusú vezérlést UniJet vezérlésnek nevezik. A vezérlő feszültség idődiagramja az 1. csatornán illetve a vezérlő áram UniJet vezérlésnek az 1. csatornán nevezik. illetve a vezérlő feszültség áram idődiagramja a az 2. csatornán 1. látható. illetve A vezérlő 2. feszültség csatornán értéke látható. 130[V], vezérlő a vezérlő feszültség áram értéke csúcs 130[V], értéke 40[A]. vezérlő A porlasztó áram csúcs értéke vezérlő áram idődiagramja a 2. csatornán látható. A vezérlő feszültség értéke 130[V], a vezérlő áram csúcs értéke idődiagramja 40[A]. A porlasztó 40[A]. porlasztó kristálya kristálya kristálya által képviselt által képviselt által képviselt kapacitás kapacitás kapacitás értéke értéke értéke C = 3.85[μF]... 17. ábra. Egy piezokristályos porlasztó vezérlése egy fő impulzussal 18. ábra. Egy piezokristályos porlasztó vezérlése egy fő impulzussal A 18. ábrán 18. ábra. egy piezokristállyal Egy piezokristályos meghajtott porlasztó porlasztó vezérlése vezérlése egy fő impulzussal látható. Az ilyen A 19. ábrán típusú egy piezokristállyal vezérlést MultiJet meghajtott vezérlésnek porlasztó nevezik. vezérlése A látható. vezérlő feszültség Az ilyen típusú idődiagramja vezérlésnek az 1. csatornán nevezik. A illetve vezérlő a vezérlő feszültség áram idődiagramja az 1. a 2. csatornán illetve látható. a vezérlő vezérlést 19. ábrán egy piezokristállyal meghajtott porlasztó vezérlése látható. Az ilyen típusú vezérlést MultiJet MultiJet vezérlésnek nevezik. vezérlő feszültség idődiagramja az 1. csatornán illetve vezérlő áram idődiagramja A vezérlés a 2. 3 csatornán impulzusból látható. áll. Az A vezérlés első az 3 ún. impulzusból Elő-befecskendezés, áll. Az első az ún. elősegíti Előbefecskendezés, elősegíti a homogén keverékképzést. A második az ún. Fő befecskendezés. A áram idődiagramja 2. csatornán látható. vezérlés impulzusból áll. Az első az ún. Előbefecskendezés, elősegíti homogén keverékképzést. második az ún. Fő befecskendezés. harmadik az ún. Utó befecskendezés, szerepe a folytonos nyomaték biztosítása ez által a zajszint harmadik az ún. Utó befecskendezés, szerepe folytonos nyomaték biztosítása ez által zajszint csökkentése. csökkentése.
74 Madarász Róbert Rossi a homogén keverékképzést. A második az ún. Fő-befecskendezés. A harmadik az ún. Utó-befecskendezés, szerepe a folytonos nyomaték biztosítása ez által a zajszint csökkentése. Egy piezokristályos 19. 19. ábra. ábra. Egy Egy porlasztó piezokristályos 18. ábra. Egy piezokristályos vezérlése piezokristályos porlasztó porlasztó egy vezérlése fő porlasztó vezérlése impulzussal vezérlése egy fő egy impulzussal és fő egy egy impulzussal fő és elő egy egy illetve és egy egy elő illetve elő illetve és egy-egy elő- illetve utóimpulzussal utóimpulzussal utóimpulzussal usú 4. 2. 4. DC-DC 2. Boost 4. típusú konverter 2. Boost DC-DC típusú mérési DC-DC konverter eredményei konverter mérési mérési eredményei csvezérlő A 20. A 20. ábrán ábrán feszültség a A a rácsvezérlő 19. ábrán a rácsvezérlő feszültség felmenő Ués a lemenő élének az idődiagramja látható. A felmenő feszültség és a lemenő felmenő élének GS és felmenő a az lemenő idődiagramja és a élének lemenő az élének látható. idődiagramja az A idődiagramja áram maximuma látható. a A következő rácsvezérlő (2) módon áram maximuma lehet ki számítani. látható. A rácsvezérlő rácsvezérlő maximuma áram a következő maximuma (2) módon a következő lehet (2) ki számítani. módon lehet ki a számítani. következő (2) módon lehet ki számítani. 25 nf 6 V 25 ns (2) 25 nf 6 V 25 ns (2 25 nf 6 V 25 ns (2) 20. ábra. A rácsvezérlő feszültség felmenő és lemenő élének az idődiagramja
4. 2. Boost típusú DC-DC konverter mérési eredményei A 20. ábrán a rácsvezérlő feszültség felmenő és a lemenő élének az idődiagramja látható. A rácsvezérlő áram maximuma a következő (2) módon lehet ki számítani. Diesel befecskendező rendszerek 25 nf bevizsgáló 6 V eszközeinek tanulmányozása, tervezése 75 25 ns (2) 19. ábra. A rácsvezérlő feszültség felmenő és lemenő élének az idődiagramja 20. ábra. A rácsvezérlő feszültség felmenő és lemenő élének az idődiagramja A 20. ábrán az 1. csatornán a konverter kimentén megjelenő feszültséglüktetés A 21. ábrán idődiagramja az 1. csatornán látható. a konverter A kimeneti kimentén feszültség megjelenő egyenkomponensének feszültséglüktetés idődiagramja értéke látható. A kimeneti 130 feszültség [V]. A egyenkomponensének feszültséglüktetés amplitúdója értéke 13020 [V]. [mv]. A feszültséglüktetés amplitúdója 20 [mv]. 21. 20. ábra. ábra. A konverter A konverter kimenetén kimenetén megjelenő megjelenő lüktető lüktető feszültség feszültség idődiagramja idődiagramja A 21. ábrán az 1. csatornán a rácsvezérlő feszültség U GS illetve a 2. csatornán A 22. ábrán a az drain-source 1. csatornán feszültség a rácsvezérlő U feszültség illetve a 2. csatornán a drain source DS idődiagramja látható. A drain-source feszültség feszültség idődiagramján idődiagramja látható, látható. hogy A drain source a konverter feszültség szaggatott idődiagramján áramú üzemmódban látható, hogy működik. A lengéseket áramú üzemmódban parazita induktivitások működik. A lengéseket okozzák. A parazita fő parazita induktivitások okozzák. A a konverter szaggatott fő parazita a induktivitás D1 (lásd 6.a a D1 ábra) (lásd diódával 6.a ábra) sorba diódával kötve sorba jelenik kötve meg. jelenik meg.
A 22. ábrán az 1. csatornán a rácsvezérlő feszültség illetve a 2. csatornán a drain source feszültség idődiagramja látható. A drain source feszültség idődiagramján látható, hogy a konverter szaggatott áramú üzemmódban működik. A lengéseket parazita induktivitások okozzák. A fő parazita induktivitás a D1 (lásd 6.a ábra) diódával sorba kötve jelenik meg. 76 Madarász Róbert Rossi 22. ábra. 21. ábra. A kapcsoló A kapcsoló eszköz eszköz rácsvezérlő rácsvezérlő feszültségének feszültségének és és Drain Source Drain-Source feszültségének feszültségének az az idődiagramja idődiagramja 5. 5. Következtetések Kutatásom Kutatásom során tanulmányoztam során tanulmányoztam egy piezokristállyal egy piezokristállyal ellátott magasnyomású ellátott diesel magasnyomású illetve diesel alkotó befecskendező elemeinek szerepét felépítését, és működését. illetve alkotó Modellezetem elemeinek a porlasztóban szerepét és levő befecskendező felépítését, elektro mechanikai működését. rendszert Modellezetem Matlab Simulink a porlasztóban környezetben. levő elektro-mechanikai Ábrázoltam a porlasztóban rendszert levő Matlab Simulink környezetben. Ábrázoltam a porlasztóban levő piezokristály piezokristály feszültség tágulás diagramját. feszültség-tágulás diagramját. Egy olyan berendezést Egy olyan terveztem berendezést ültettem terveztem gyakorlatba, és ültettem amely gyakorlatba, alkalmas hat amely diesel alkalmas befecskendező egyidejű bevizsgálására hat diesel befecskendező köböző padon. egyidejű A támogatott bevizsgálására porlasztó köböző típusok padon. közé tartoznak A támogatott piezokristállyal porlasztó típusok közé tartoznak piezokristállyal és szolenoiddal meghajtott és szolenoiddal meghajtott diesel befecskendezők egyaránt. A rendszer a kevésbé elterjedt új diesel befecskendezők egyaránt. A rendszer a kevésbé elterjedt új generációs generációs porlasztók bevizsgálását is támogatja. porlasztók bevizsgálását is támogatja. Az eszköz jelenleg használatban van egy diesel szervízelő műhelyben. A megvalósított eszköz ára töredéke a piacon elterjedt eszközök árának.
Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása, tervezése 77 Szakirodalom ERICKSON, Robert W. MAKSIMOVIC, Dragan 2004. Fundamentals of Power Electronics. New York, Kluwer Academic Publishers. (2. edition) YU, S., ALICI, G., SHIRINZADEH, B., SMITH, J. 2005. Sliding Mode Control of a Piezoelectric Actuator with Neural Network Compensating Rate- Dependent Hysteresis. Wollongong, University of Wollongong DICKINSON, Michael 2011. Introduction to Control Engineering. London, Elektor International Media VERLE, Milan 2009. PIC Microcontrollers - Programming in C, mikroelektronika 2002. Op Amps for Everyone, Chapter 16 Active Filter Design Techniques, Texas Instruments www.electro-tech-online.com/custompdfs/2010/11/sloa088.pdf [megtekintés ideje: 2013. 12. 10.] 2008. PIC32MX Family Reference Manual, Microchip Technology Incorporated http://hades.mech.northwestern.edu/images/2/21/61132b_ PIC32ReferenceManual.pdf [megtekintés ideje: 2013. 09. 15.] 2006. Design of Switch Mode Power Supplies http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html [megtekintés ideje: 2013. 08. 25.]
A kiadvány az ELTE BTK HÖK és XI. Kerület Újbuda Önkormányzatának támogatásával készült. ELTE Eötvös József Collegium Budapest, 2015 Felelős kiadó: Dr. Horváth László, az ELTE Eötvös Collegium igazgatója Borítóterv: Egedi-Kovács Emese Copyright Eötvös Collegium 2015 A szerzők Minden jog fenntartva! A nyomdai munkákat a Pátria Nyomda Zrt. végezte 1117 Budapest, Hunyadi János út 7. Felelős vezető: Orgován Katalin vezérigazgató ISSN 2416-0911 ISBN 978-615-5371-39-4
Tartalomjegyzék Igazgatói köszöntő...9 Lectori salutem!... 11 Dögész ülésszak... 13 Előszó a természettudományos, dögész szekcióhoz... 15 Bartal Anita Funkcionális élelmiszerek hatása a betegségek megelőzésére... 17 Bozóki Tamás A Föld belsejében zajló áramlások vizsgálata... 33 Madarász Róbert Rossi Diesel befecskendező rendszerek bevizsgáló eszközeinek tanulmányozása,tervezése és gyakorlati kivitelezése... 53 Obbágy Gabriella Isztriai amforák és nyersanyagaik nehézásványai... 79 Potfay Regina Óvodások mozgásgyakoriságának mérése lépésszámláló segítségével... 119 Filosz ülésszak... 135 Előszó a bölcsészettudományi, filosz ülésszakhoz... 137 Kassai Gyöngyi Genealogiae deorum... 139 Konkoly Sándor Középkori vár vagy római erőd? Rejtélyes nyomok a Mohácsi-szigetről...177 Kovács István Pannóniai legionárius levele (P. Tebt. 2.583), annak filológiai és műfaji elemzése... 205
Megyesi Csaba A német nemzet történelmének zsákutcái Bibó István munkáiban... 229 Orbán Áron Az individuális asztrológia mint a karakterformálás eszköze Konrad Celtis költészetében... 253 Szlamka Zsófia Névtelen társalgások Az anonim kommunikáció következményei pszichés betegségekkel foglalkozó fórumokon...305 Ternovácz Dániel Vizuális kísérletek a vajdasági magyar irodalomban: Fenyvesi Ottó kollázstechnikája... 331 A szerzők... 341