Измерение давления в сложных условиях.
220 сотрудников компании работают над созданием новых продуктов FPT для грузовых автомобилей, строительной и сельскохозяйственной техники, а также для использования в промышленных и морских условиях. Двигатели проходят испытания на 30 стендах.
Для измерения эффективности работы FPT Motorenforschung использует такие приборы, как датчики давления серии M5 швейцарской компании KELLER AG, специализирующейся на производстве датчиков давления.
"Двигатели, которые мы разрабатываем и испытываем на нашем заводе, отвечают самым строгим требованиям к качеству материалов, выбросам и эффективности. Исследуя двигатели на наших стендах, мы учитываем все переменные, влияющие на эффективность их работы. Поэтому необходимо точное измерительное оборудование, обеспечивающее точные и надежные показания даже в специфических условиях работы двигателя, которые могут отличаться и быть жесткими".
Райнер Линзенмайер, руководитель отдела тестовой техники / электронных измерений компании FPT Motorenforschung AG
Разработки FPT Motorenforschung направлены в первую очередь на снижение токсичности отработавших газов, достижение высокой удельной мощности, низкого расхода топлива, длительного срока службы и максимальной надежности. Эффективность работы двигателя во многом зависит от того, насколько беспрепятственно проходит поток воздуха в камеру сгорания и отработавших газов обратно. Давление здесь не превышает 10 бар.
Основной задачей является получение предельно точных и высокодинамичных измерений с помощью абсолютных датчиков. Компания KELLER AG разработала серию датчиков M5, отвечающую этим специфическим требованиям к испытаниям двигателей, и несколько таких приборов используются в различных местах двигателя во время испытаний.
Для получения достоверного анализа состояния и потерь давления важно проводить измерения как можно ближе к отдельным цилиндрам со стороны впуска. Изменяющаяся геометрия впускного коллектора представляет собой дополнительную проблему, поскольку в каждый цилиндр подается разное количество воздуха, чего необходимо максимально избегать. Со стороны выпускного коллектора продукты сгорания в отдельных цилиндрах также могут вызывать нежелательное взаимодействие между скачками или импульсами давления. Датчики давления измеряют эти процессы на впуске и выпуске локально и с высокой точностью до фазы.
При испытаниях двигателей важно, чтобы датчики не были чувствительны к шуму, нельзя допускать, чтобы звуки и вибрации двигателя мешали измерениям. Измерительное гнездо должно быть закрыто заглушкой после проведения измерений и должно быть максимально устойчивым к воздействию воздушных потоков. В данном случае возможно возникновение компенсационных токов до 40 А от аккумуляторной батареи двигателя - они не должны влиять на работу датчика. Эти требования были полностью удовлетворены при разработке датчика М5. Другие характеристики датчика давления также дают ему преимущество в этой специфической области применения:
Отсутствие соединительных проводов в непосредственной близости от измеряемой среды, отсутствие разъемов между датчиком и электронной системой. Это исключает дополнительные контактные сопротивления и источники неисправностей. Кабельный ввод герметичен (IP67), что минимизирует внешнее воздействие на кабель. Большая часть электронной системы вынесена наружу, что позволяет размещать ее в зоне, свободной от шума.
Серия M5 - сверхбыстрые миниатюрные датчики давления
Датчики давления серии M5 HB обеспечивают быстрые и точные измерения с точностью до 0,1 %FS при температуре до 180 °C. Соединение с тонкой резьбой M5 предназначено как для статических, так и для динамических измерений, например, для импульсов давления. Миниатюрные размеры идеальны для локальных измерений.
Основными достоинствами датчика являются очень малый объем и хорошая способность к вентиляции. В датчике используется технология обратной связи без использования передающей среды, что также позволяет минимизировать затухание измерительного сигнала. Герметики, клеи и капилляры также не требуются. Для предотвращения излишнего влияния на условия потока технологическое соединение должно быть как можно более коротким, а с точки зрения перемещения - легко устанавливаемым даже в узких трубах. При этом датчик имеет очень малый вес и способен выдерживать резкие ускорения.
Датчики серии M5 поставляются как с электронной системой, так и без нее. При разработке электронной системы команда KELLER AG уделяла первостепенное внимание точности передачи сигнала вплоть до граничной частоты 50 кГц. Преобразователи давления M5 HB (т.е. с электронной системой) были оптимизированы в соответствии с техническими требованиями компании FPT Motorenforschung AG и эксплуатируются уже более двух лет.
Широкий спектр потенциальных применений в исследованиях двигателей
Компания FPT Motorenforschung использует датчики M5 с электронными системами на всех своих стендах для испытания двигателей. Компания проводит измерения внутри таких компонентов, как масляные, топливные и водяные насосы, трубопроводы инжекторов, интеркулеры, теплообменники, впускные и выпускные каналы. Регистрация параметров давления позволяет выявить любые колебания, пики и другие необычные явления, связанные с давлением. На основе этих значений инженеры могут доработать конструкцию, оптимизировать компоненты и параметры ЭБУ (блока управления).
Полученные данные облегчают экстраполяцию динамических условий внутри двигателей. Например, потеря давления в 1 Па при объемном расходе 1 м3/с - типичные значения для объемов всасываемого воздуха в двигателях крупных грузовых автомобилей - означает потерю мощности в 1 Вт. На практике это означает, что падение давления на 50 мбар приводит к потере расхода до 5 кВт. Следовательно, для повышения эффективности работы двигателя это значение должно быть как можно меньше.
Датчики М5 могут также использоваться в обратных трубопроводах инжекторов. В силу своей конструкции инжекторы генерируют обратный поток за счет утечки и охлаждения. Условия давления в этих трубах также измеряются и оптимизируются, причем диапазон давления может составлять от 1 до 5 бар. Давление масла - еще один важнейший фактор, влияющий на эффективность работы двигателя. Если в двигателях, работающих на низких оборотах, оно обычно слишком низкое, то на высоких оборотах слишком высокое.
https://izmerkon.ru/catalog/davlenie/sensoryi-davleniya/seriya-m5.html
https://izmerkon.ru/catalog/davlenie/preobrazovateli-davleniya/m5-hb.html
