بخشی از مقاله
چکیده
سامانه زمان بندی پیوسته متغیر باز و بست دریچهها به عنوان یک تکنولوژی سطح بالا برای اولین بار در موتورهای تولید داخل در موتور ملی EF7NA استفاده شد. این سامانه در فرآیند طراحی موتور و در هنگام آزمونهای نگاشت - کالیبراسیون - موتور و خودرو به همراه سایر قطعات و سامانههای مرتبط موتوری نظیر سامانههای روغنکاری، مدیریت موتور و زمان بندی دریچهها بکار گرفته میشود و فرآیند نگاشت موتور و خودرو با توجه به مشخصههای عملکردی این قطعه تکمیل و نرمافزار نهایی پس از گذراندن آزمونهای صحهگذاری مختلف، جاری میشود.
پس از پایان فرآیند طراحی موتور و هنگامیکه موتور در خط تولید قرار دارد گاه لازم است بنابر دلایلی برای برخی قطعات موتور جایگزین مناسب از منبع تامین دیگریبیابیم. چنانچه رفتار قطعه جایگزین دقیقاً مطابق با قطعه اصلی باشد، مشکلی وجود ندارد. اما در بعضی موارد رفتار قطعه منبع تامین جایگزین با قطعه اصلی کاملاً منطبق نیست و باعث تغییر در رفتار و مشخصههای موتور در شرایط مختلف کاری میگردد. در این مقاله رفتار یک مجموعه جدید CVVT برای جایگزینی با مجموعه اصلی طی آزمونهای متعدد موتوری و خودرویی مورد ارزیابی، بهسازی و در نهایت صحه گذاری میگردد.
مقدمه:
استفاده از سامانه زمانبندی پیوسته متغیر باز و بست دریچهها باعث بهبود توان و گشتاور موتور در دورهای مختلف، کاهش آلایندگی و بهینه شدن مصرف سوخت میگردد. با توجه به جدید بودن این قطعه در موتورهای تولید داخل و محدود بودن دانش بکارگیری آن در داخل کشور و در سطح شرکت و نیاز روزافزون به ارتقاء مشخصههای عملکردی موتورهای احتراق داخلی نیاز به بررسی عوامل موثر بر عملکرد و مشخصه های این سامانه بر کارکرد موتور و خودرو جهت بکارگیری برندهای مختلف سازنده این سامانه در موتور EF7NA با نیم نگاهی به استفاده از این سامانه در موتورهای جدید و داخلی سازی قطعه درآینده، وجود دارد.
تفاوت عملکرد مجموعه CVVT سازندگان مختلف در برخی شرایط کاری موتور و تاثیر بر روی پارامترهای عملکردی موتور و خودرو نظیر توان، گشتاور، مصرف سوخت، آلایندگی و کیفیت رانندگی1 مسالهای قابل توجه است. با توجه به تاثیر زیاد عملکرد مجموعه CVVT در فرآیند احتراق، در صورت تغییر منبع تامین هنگامیکه موتور در خط تولید و در فاز تولید انبوه است، نیاز است یا فرآیند نگاشت موتور2 جهت بهینهسازی مجدداً تکرار گردد و یا طراحی این مجموعه دقیقاً مطابق مجموعه اصلی اصلاح شود که هر دو مورد مستلزم صرف وقت و هزینه بسیار بالا است و در صورت انجام نگاشت جدید، در آن صورت در خط تولید دو یا چند نگارش نرم افزار موتور برای مجموعههای CVVT مختلف خواهیم داشت که این امر باعث بروز مشکلات فراوان در خط تولید و خدمات پس از فروش خواهد شد. با بررسی استانداردها و گزارشهای موجود و برخی مدارک بدست آمده از سازندگان قطعه و خودروسازان، بکارگیری چند مجموعه CVVT مختلف روی یک موتور بصورت همزمان در خط تولید و با یک نرم افزار ECU تا به حال انجام نشده است و این موضوع برای نخستین بار بررسی میگردد.
در اینجا این مسائل مهم پیش میآید:
- آیا لازم است طراحی قطعات ارایه شده توسط سازنده جدید - با توجه به هزینه بالای طراحی دوباره قطعات - مورد بازنگری قرار گیرد؟
- آیا لازم است طراحی قطعات مرتبط سخت افزاری و یا نرم افزاری در موتور - با توجه به هزینه بالای طراحی دوباره قطعات یا اصلاح نرم افزار و صحهگذاری تغییرات - جهت بکارگیری این قطعه مورد بازنگری قرار گیرد؟
- آیا میتوان با بهبود مشخصههای عملکردی قطعه از اثرات نامطلوب روی مشخصات موتور کاست؟
- تفاوت مشخصات این قطعه تا چه حد روی عملکرد نهایی موتور و خودرو موثر است؟
- مخاطرات3 استفاده از این قطعه چیست؟
مجموعه CVVT سازنده B
جهت بررسی صحت عملکرد مجموعه عملگر CVVT و شیر برقی کنترل ساخت شرکت B آزمونهای مرتبط با فعالیتهای نگاشت - کالیبراسیون - در دو گروه آزمونهای موتوری در اتاق آزمون و آزمونهای خودرویی تعریف گردید. جهت داشتن مبنایی جهت مقایسه و بررسی عملکرد صحیح مجموعه جدید، آزمونها برای مجموعه اصلی INA تکرار شد.
یکی از مجموعه قطعات ارایه شده جهت جایگزینی قطعات سازنده اصلی موتور EF7، مجموعه قطعات تولیدی شرکت B بود که به لحاظ ساختاری و ظاهری دارای تفاوت با قطعات اصلی شرکت INA است. شکل ظاهری قطعات در شکلهای زیر و اجزاء داخلی در شکل 5 نشان داده شده است. محل قرارگیری قطعات در سامانه باز و بست دریچهها در شکل 6 آمده است.
شکل :1 چرخ تسمه سازنده اصلی INA
شکل :2 چرخ تسمه سازنده B
شکل :3 شیر برقی سازنده اصلی INA
شکل :4 شیر برقی سازنده B
شکل :5 اجزاء داخلی چرخ تسمه سازنده B
شکل :6 شمای نحوه عملکرد چرخ تسمه و شیر برقی در مجموعه باز و بست سوپاپهای هوا
آزمونهای صحهگذاری انجام شده برای مجموعه قطعات سازنده B
آزمونهای نگاشت - کالیبراسیون - مورد نیاز جهت صحهگذاری عملگر و شیر برقی کنترل عملگر CVVT به دو دسته آزمونهای موتوری و آزمونهای خودرویی طبقه بندی میشوند.
آزمونهای موتوری
آزمون وظیفهای CVVT، صحهگذاری CVVT شرکت B بر روی موتور EF7، مهر 1392، آزمایشگاه مرکز تحقیقات موتور ایران خودرو
عملگر و شیر برقی کنترل ساخت شرکت B روی موتور EF7 نصب شد و موتور جهت انجام آزمونهای صحهگذاری در اتاق آزمون نصب گردید. آزمونها برای مجموعه قطعات اصلی INA تکرار و نتایج باهم مقایسه شدند.
-1 اثر کاهش و افزایش ولتاژ بر عملکرد شیر برقی کنترل در این آزمون اثر تغییر ولتاژ تغذیه شیر کنترل برقی عملگر بر کارکرد موتور و عملکرد مجموعه CVVT بررسی گردید. این آزمون در دمای آب و روغن 90 درجه سانتی گراد، در دورهای مختلف و موقعیتهای اولیه مختلف عملگر در دامنه 5 تا 16 ولت انجام پذیرفت. دور موتور 1000RPM و موقعیت عملگر در زاویه انتهایی آوانس یعنی -27 درجه تنظیم گردید. ولتاژ القایی شیر برقی کنترل عملگر بوسیله یک منبع تغذیه از 16 ولت تا 5 ولت با گام نیم ولت تغییر کردو نتایج در هر مرحله ثبت گردید.
این آزمون جهت مقایسه با مجموعه اصلی INA هم تکرار شد. دمای آب موتور 90 درجه سانتی گراد، دور موتور 1000 RPM و موقعیت اولیه عملگر در آوانسترین حالت یعنی -27 درجه میل لنگ - زاویه مطلوب - CVVT است. با کاهش ولتاژ شیر، مقدار درصد سیگنال PWM مورد نیاز جهت رساندن زاویه واقعی به زاویه مطلوب افزایش مییابد. در محدوده ولتاژ 12,5 تا 15 ولت، زاویه واقعی مطابق زاویه مطلوب است
