فرآیندهای کنترلی
تشخیص فاز موتور و پالـس گمشده
از آنجایی که موتورهایی که توسط سیستم WECS 8000 کنترل می‌شوند، چهارزمانه (4-stroke) هستند، میل‌لنگ و در نتیجه فلای‌ویل در هر چرخه کامل موتور دو دور کامل می‌زنند. برای اینکه سیستم بتواند تشخیص دهد کدام پالس گمشده (Missing Pulse) مربوط به فاز کاری سیلندر A(1) است، تشخیص فاز موتور ضروری است.
برای این منظور، دو حسگر فاز به‌منظور افزونگی در نظر گرفته شده‌اند. این حسگرها از نوع سوئیچ‌های مجاورتی PNP هستند و در انتهای محرک میل‌بادامک موتور نصب می‌شوند.
این حسگرها موقعیت فاز موتور را از طریق تشخیص موقعیت یک دیسک نیم‌دایره‌ای (Halfmoon Disc) که به انتهای محرک میل‌بادامک متصل شده، تعیین می‌کنند. این دیسک به‌گونه‌ای نصب شده است که لبه مثبت سیگنال (افزایش ولتاژ یا Positive Edge) در زاویه 180 درجه پیش از نقطه مرگ بالا (BTDC) برای سیلندر A(1) ظاهر می‌شود و این وضعیت تا 180 درجه پس از نقطه مرگ بالا (ATDC) باقی می‌ماند.
بر اساس اینکه هنگام دریافت پالس گمشده، سیگنال فاز بالا باشد (۲۴ ولت DC) یا پایین (۰ ولت DC)، سیستم WECS می‌تواند پالس گمشده‌ی نادرست را کنار بگذارد. تنها پالسی که در زمانی رخ دهد که سیگنال فاز در وضعیت بالا (High) باشد، به‌عنوان پالس صحیح توسط سیستم شناسایی می‌شود.
فرآیندهای کنترلی موتور در حین عملکرد (Engine control processes during operation)
عمومی (GENERAL)
زمانی که موتور در حالت اجرا (Run Mode) قرار دارد، سیستم WECS 8000 مجموعه‌ای از فرآیندهای کنترلی را به‌طور مداوم اجرا می‌کند.
دسته‌بندی فرآیندها (PROCESSES CAN BE DIVIDED INTO CATEGORIES):
- کنترل سرعت و بار موتور (Engine speed- and load control)
- کنترل فشار گاز (Gas pressure control)
- کنترل ورود گاز (Gas admission)
- کنترل عملگر دیزل (Diesel actuator)
- کنترل سیستم پایلوت (Pilot system)
- تزریق سوخت پایلوت (Pilot injection)
- کنترل فشار پایلوت (Pilot pressure control)
- کنترل نسبت هوا به سوخت (Air/fuel ratio)
- تعادل بین سیلندرها (Cylinder balancing)
ورود گاز به موتور
گاز ورودی به موتور ابتدا از طریق یک واحد شیر گاز (GVU – Gas Valve Unit) عبور می‌کند. این واحد شامل اجزای زیر است:
- فیلتر
- حسگرهای دما و فشار
- شیر تنظیم فشار
- شیرهای ایمنی (قطع‌کننده)
- شیرهای تهویه (Ventilation)
مرجع فشار گاز ورودی به موتور در ماژول کنترل اصلی سیستم WECS 8000 محاسبه می‌شود و این مقدار مرجع به بار موتور وابسته است. سپس یک سیگنال الکتریکی مرجع فشار به شیر تنظیم فشار ارسال می‌گردد.
فشار واقعی گاز در موتور اندازه‌گیری شده و با مقدار مرجع مقایسه می‌شود. میزان گاز اصلی واردشده به هر سیلندر توسط شیرهای گاز مجزای هر سیلندر کنترل می‌شود که این شیرها توسط ماژول‌های کنترل سیلندر فعال می‌گردند.
مقدار گاز تزریق‌شده بستگی به فشار گاز ورودی و مدت‌زمان باز بودن شیر سلونوئیدی گاز اصلی دارد. برای رسیدن به یک مخلوط بهینه هوا/گاز، لحظه باز شدن شیر سلونوئیدی گاز (Timing) به‌گونه‌ای تنظیم می‌شود که گاز نزدیک‌تر یا دورتر از نقطه مرگ بالا (TDC) وارد سیلندر شود.
سیستم WECS 8000 برای بهینه‌سازی این مخلوط در حین عملکرد موتور از مقادیر از پیش تعیین‌شده (نقشه یا map) استفاده می‌کند. مقادیر مرجع مربوط به مدت‌زمان باز بودن شیر (Duration) و زمان‌بندی (Timing) از طریق گذرگاه CAN از ماژول کنترل اصلی به ماژول‌های کنترل سیلندر ارسال می‌شود.
کنترل تعادل سیلندرها
تنظیم یکسان مدت‌زمان ورود گاز برای تمام شیرهای گاز به این معنا نیست که مقدار گاز واردشده به تمام سیلندرها دقیقاً برابر خواهد بود. این عدم یکنواختی جزئی به‌دلیل هندسه موتور و همچنین تفاوت‌های عملکردی جزئی میان شیرهای گاز به وجود می‌آید.
برای جبران این اختلافات، از کنترل تعادل سیلندرها (Cylinder Balancing Control) استفاده می‌شود. این سیستم به‌صورت خودکار اختلاف میان سیلندرها را شناسایی کرده و مدت‌زمان باز بودن شیرهای گاز هر سیلندر را به‌صورت جداگانه تنظیم می‌کند تا توزیع گاز یکنواخت‌تری حاصل شود.
اجزای سیستم (SYSTEM COMPONENTS):
- ۰۱. شیر اصلی ورود گاز (Main gas admission valve)
- ۰۲. انژکتور دیزل با شیر پایلوت (Diesel injector with pilot valve)
- ۰۳. پمپ سوخت پایلوت (Pilot fuel pump)
- ۰۴. سنسور ضربه سیلندر (ناک سنسور) (Knock sensor)
- ۰۵. سنسور دمای گازهای خروجی (Exhaust gas temperature sensor)
- ۰۶. سنسور دمای جداره سیلندر (Cylinder liner temperature sensor)
کنترل ضربه و تنظیم گاز بر اساس دمای اگزوز
ماژول کنترل اصلی دمای گازهای خروجی هر سیلندر را با میانگین دمای گازهای خروجی کل موتور مقایسه می‌کند و برای کاهش اختلاف‌ها، مدت‌زمان باز بودن شیر گاز هر سیلندر را با اعمال یک افست (Offset) تنظیم می‌نماید. با این حال، محدودیت‌هایی برای این تنظیمات وجود دارد تا از تشکیل مخلوط بیش از حد غنی یا فقیر (زیاد یا کم بودن گاز نسبت به هوا) به‌دلیل خرابی احتمالی اجزا جلوگیری شود.
الگوریتم کنترل ضربه (Knock Control) در سیستم WECS 8000 نیز بر مدت‌زمان ورود گاز به سیلندرها تأثیر می‌گذارد.
در صورتی که موتور در حالت گازی باشد و بار موتور از حدود ۱۵٪ بیشتر شود (این مقدار قابل تنظیم است)، کنترل مبتنی بر ضربه سیلندر فعال خواهد شد. در صورت بروز ضربه خفیف در هر سیلندر، مقدار گاز تزریق‌شده به آن سیلندر کاهش می‌یابد.
برای حفظ سطح بار کلی موتور، کنترل‌کننده سرعت/بار به‌طور خودکار مقدار گاز ورودی به سیلندرهای دیگر را افزایش می‌دهد. زمانی که وضعیت در سیلندر دچار ضربه به حالت عادی بازگردد، مقدار گاز ورودی به آن سیلندر به‌تدریج به حالت اولیه بازمی‌گردد.
