varvtalsregulator till dieselmotor
varvtalsregulator till dieselmotor
Jag har tänkt mej bygga en varvtalsregulator till en liten skogsmaskin med en Kubotamotor. Meningen är att läsa av varvtalet på motorn med en pulsgivare t.ex. en induktiv givare, jämföra det värdet med ett inställt värde från en vridpot som genererar pulser för att bestämma vilket varvtal motorn ska hålla. Utgången från regulatorn ska sedan ge ett värde till ett modellflygservo som kan öka eller minska gaspådraget beroende på belastningen på motorn. Grundtanken är att det ska vara en enkel konstruktion, billig och ska eftermonteras på befintliga motorer. Är det någon som känner att ni har kunskap om vilka kretsar som behövs och hur man ska bygga samman en sådan här regulator?
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Kan du något om microcontrollers (PIC etc), skogsolle?
Enkelt och billigt kan det bli, men lång startsträcka om du inte har några förkunskaper.
Enkelt och billigt kan det bli, men lång startsträcka om du inte har några förkunskaper.
-
Anders Olsson
- Inlägg: 1109
- Blev medlem: 3 september 2010, 15:17:20
- Ort: Lysekil
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Hej!
Kolla först upp om du verkligen behöver läsa av varvtalet.
De flesta dieselmotorer har inbyggd mekanisk varvtalsregulator. Har din motor en sådan så bestämmer positionen på RC-servot varvtalet (inte effekten, som den skulle gjort på motsvarande bensinmotor).
Att läsa av och reglera varvtalet elektroniskt samtidigt som du har en mekanisk varvtalsregulator kan vara direkt olämpligt då två regulatorer i serie på detta sätt med lite otur kan hamna i självsvängning.
Om kraften som krävs för att trycka på gasreglaget på motorn ökar någorlunda med varvtalet kanske du kan utnyttja det.
Alternativt ordna med en extra fjäder så att kraften som krävs ökar med ökat varvtal.
Kan ovanstående ordnas så borde en enkel PWM-krets med potten som enda insignal samt två trimpottar för att ställa min/max-varvtal räcka.
Nästan exakt på det sättet fungerar varvtalsregleringen på tidiga Valmet 901 (skördare), fast RC-servot är ersatt med en hydraulkolv.
I ditt fall beror lösningen lite på vad för RC-servo du tänkt köra med.
Kolla först upp om du verkligen behöver läsa av varvtalet.
De flesta dieselmotorer har inbyggd mekanisk varvtalsregulator. Har din motor en sådan så bestämmer positionen på RC-servot varvtalet (inte effekten, som den skulle gjort på motsvarande bensinmotor).
Att läsa av och reglera varvtalet elektroniskt samtidigt som du har en mekanisk varvtalsregulator kan vara direkt olämpligt då två regulatorer i serie på detta sätt med lite otur kan hamna i självsvängning.
Om kraften som krävs för att trycka på gasreglaget på motorn ökar någorlunda med varvtalet kanske du kan utnyttja det.
Alternativt ordna med en extra fjäder så att kraften som krävs ökar med ökat varvtal.
Kan ovanstående ordnas så borde en enkel PWM-krets med potten som enda insignal samt två trimpottar för att ställa min/max-varvtal räcka.
Nästan exakt på det sättet fungerar varvtalsregleringen på tidiga Valmet 901 (skördare), fast RC-servot är ersatt med en hydraulkolv.
I ditt fall beror lösningen lite på vad för RC-servo du tänkt köra med.
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Jag har nog tyvärr bara en grundläggande aning om microkretsar 
men vet via de kontakter jag hitintills tagit att typ PIC är mycket användbara. Finns det något sätt att lära sig mer? Har hittat alla möjliga olika labbsatser, men är tveksam om det är rätt. Finns det några böcker eller annan beskrivning att läsa på? Förutom regulatorn så har jag en annat bygge på gång där just en PIC är föreslagen av kunniga personer.
men vet via de kontakter jag hitintills tagit att typ PIC är mycket användbara. Finns det något sätt att lära sig mer? Har hittat alla möjliga olika labbsatser, men är tveksam om det är rätt. Finns det några böcker eller annan beskrivning att läsa på? Förutom regulatorn så har jag en annat bygge på gång där just en PIC är föreslagen av kunniga personer. skogsolle skrev:Jag har tänkt mej bygga en varvtalsregulator till en liten skogsmaskin med en Kubotamotor. Meningen är att läsa av varvtalet på motorn med en pulsgivare t.ex. en induktiv givare, jämföra det värdet med ett inställt värde från en vridpot som genererar pulser för att bestämma vilket varvtal motorn ska hålla. Utgången från regulatorn ska sedan ge ett värde till ett modellflygservo som kan öka eller minska gaspådraget beroende på belastningen på motorn. Grundtanken är att det ska vara en enkel konstruktion, billig och ska eftermonteras på befintliga motorer. Är det någon som känner att ni har kunskap om vilka kretsar som behövs och hur man ska bygga samman en sådan här regulator?
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Hej!
Tack för värdefulla tankar. Regulatorn i Kubotamotorn är relativt onoggrann dvs. varvtalet sjunker en hel del vid belastning, vilket jag idag justerar med fotgasen. Det är först vid ganska högt varvtal som regulatorn gör själ för namnet. Jag har ofta ganska lågt varvtal när jag kör kranen och det är lätta rörelser, men ska jag till att lyfta något så när tungt så behövs det gasa extra, tänkte slippa detta. Mest när andra kör maskinen (familjen) så blir koordinationen med gasa eller inte ett krux. Man kan förvisso handgasa, men det gör istället att kranen lätt rusar iväg vid låg belastning och missar man minska gasen när det ska läggas i växel så blir det problem då driften går via variomatic och hög varvtal gör att kopplingen drar.
Min tanke är att den elektroniska regulatorn ska ersätta behovet att fotgasa. Min förhoppning är att bygga något som liknar de mer moderna och större motorerna, typ den du nämnde.
Tack för värdefulla tankar. Regulatorn i Kubotamotorn är relativt onoggrann dvs. varvtalet sjunker en hel del vid belastning, vilket jag idag justerar med fotgasen. Det är först vid ganska högt varvtal som regulatorn gör själ för namnet. Jag har ofta ganska lågt varvtal när jag kör kranen och det är lätta rörelser, men ska jag till att lyfta något så när tungt så behövs det gasa extra, tänkte slippa detta. Mest när andra kör maskinen (familjen) så blir koordinationen med gasa eller inte ett krux. Man kan förvisso handgasa, men det gör istället att kranen lätt rusar iväg vid låg belastning och missar man minska gasen när det ska läggas i växel så blir det problem då driften går via variomatic och hög varvtal gör att kopplingen drar.
Min tanke är att den elektroniska regulatorn ska ersätta behovet att fotgasa. Min förhoppning är att bygga något som liknar de mer moderna och större motorerna, typ den du nämnde.
Anders Olsson skrev:Hej!
Kolla först upp om du verkligen behöver läsa av varvtalet.
De flesta dieselmotorer har inbyggd mekanisk varvtalsregulator. Har din motor en sådan så bestämmer positionen på RC-servot varvtalet (inte effekten, som den skulle gjort på motsvarande bensinmotor).
Att läsa av och reglera varvtalet elektroniskt samtidigt som du har en mekanisk varvtalsregulator kan vara direkt olämpligt då två regulatorer i serie på detta sätt med lite otur kan hamna i självsvängning.
Om kraften som krävs för att trycka på gasreglaget på motorn ökar någorlunda med varvtalet kanske du kan utnyttja det.
Alternativt ordna med en extra fjäder så att kraften som krävs ökar med ökat varvtal.
Kan ovanstående ordnas så borde en enkel PWM-krets med potten som enda insignal samt två trimpottar för att ställa min/max-varvtal räcka.
Nästan exakt på det sättet fungerar varvtalsregleringen på tidiga Valmet 901 (skördare), fast RC-servot är ersatt med en hydraulkolv.
I ditt fall beror lösningen lite på vad för RC-servo du tänkt köra med.
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Om du vill börja med PIC och är beredd att lägga lite lärotid så är ett PIC-kit 3 att rekommendera 73-344-20.
Det innehåller allt man behöver, även ett utvecklingskort som du kan bygga en prototyp på.
I detta fallet är det ju bara en digital ingång för varvgivaren, en analog ingång för poten och en digital utgång till RC-servot (+ lite anpassnig av signalerna).
Programmet för detta är lätt att skriva, det är lätt att få hjälp här om du kör fast, om du behöver hjälp kan jag skriva ett enkelt "skal" som du kan jobba vidare på. Du kommer att vilja lägga till saker när du upptäcker möjligheterna
Det innehåller allt man behöver, även ett utvecklingskort som du kan bygga en prototyp på.
I detta fallet är det ju bara en digital ingång för varvgivaren, en analog ingång för poten och en digital utgång till RC-servot (+ lite anpassnig av signalerna).
Programmet för detta är lätt att skriva, det är lätt att få hjälp här om du kör fast, om du behöver hjälp kan jag skriva ett enkelt "skal" som du kan jobba vidare på. Du kommer att vilja lägga till saker när du upptäcker möjligheterna
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
skogsolle:
1: Sluta citera i onödan! Folket här kan redan läsa och tänka.
2: Funktionen du vill ha kan såklart byggas! Men som Anders Olsson skriver kan du ganska säkert räkna med problem/dålig funktion med två regleringar efter varandra, alltså bör du ta bort den mekaniska regleringen innan du monterar RC-servon.
Detta betyder att du måste ha en bra funktion på din reglering innan du kan montera den på allvar men då kan du å andra sidan få det väldigt bra också.
Men OM du ska kunde få bra funktion måste du ha specificerat helt klart för dig vad du vill uppnå - i detalj. Och nej, jag bryr mig inte då jag ju inte ska bygga enheten men du måste veta exakt vad som ska hända i alla lägen, hur det ska hända osv.
1: Sluta citera i onödan! Folket här kan redan läsa och tänka.
2: Funktionen du vill ha kan såklart byggas! Men som Anders Olsson skriver kan du ganska säkert räkna med problem/dålig funktion med två regleringar efter varandra, alltså bör du ta bort den mekaniska regleringen innan du monterar RC-servon.
Detta betyder att du måste ha en bra funktion på din reglering innan du kan montera den på allvar men då kan du å andra sidan få det väldigt bra också.
Men OM du ska kunde få bra funktion måste du ha specificerat helt klart för dig vad du vill uppnå - i detalj. Och nej, jag bryr mig inte då jag ju inte ska bygga enheten men du måste veta exakt vad som ska hända i alla lägen, hur det ska hända osv.
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Rent spontant så känns ett RC servo lite klent (vad vet jag, kanske finns jättekraftiga), för några år sedan så tog jag fram en liknande lösning till en brandsläckare modell större med automatiskt tryckreglering, då använde jag mig av en linakmotor, trycket reglerades med två knappar (+/-) när man släppte någon av knapparna så sparade den det aktuella trycket från tryckgivaren, och beroende på hur mycket vattenflödet var så reglerade den varvtalet därefter.
Problematiken som jag stötte på var självsvängningar i systemet, vilket faktiskt åtgärdades med att sätta dit en 24V linakmotor (på ett 12V system). kubota dieseln (typ 3-4 cyl med turbo) har ganska
dålig gasrespons. Jag hade en PLC med endast digitala utgångar tillgodo så jag delade in spannet i 6 stycken steg, tre över och tre under med en hysteres på mitten.
Enkelt förklarat, var trycket mycket under inställt tryck så aktiverades linakmotorn konstant, när den kom närmare trycket så började den pulsa snabbt, ju närmare det aktuella trycket kom det inställda så började den att sänka dessa pulser för att stanna av helt när den närmade sig inställt tryck.
Programmässigt så var denna funktion väldigt långsam, dels för att matcha gasresponsen, och sedan för att det inte krävdes exakt tryck på millisekunder heller. Jag anar dock ett annan funktionalitet i ditt system, tips? Kanske försöka få reda på dieselpumpens arbetsgrad VS varvtal för att sedan ställa gasregleringen efter en inprogrammerad mapp, Nu har jag ingen koll på hur man får reda på belastningsgraden på en dieselmotor från dieselpumpen, men den skall väl vara relativt linjär förmodar jag?
Problematiken som jag stötte på var självsvängningar i systemet, vilket faktiskt åtgärdades med att sätta dit en 24V linakmotor (på ett 12V system). kubota dieseln (typ 3-4 cyl med turbo) har ganska
dålig gasrespons. Jag hade en PLC med endast digitala utgångar tillgodo så jag delade in spannet i 6 stycken steg, tre över och tre under med en hysteres på mitten.
Enkelt förklarat, var trycket mycket under inställt tryck så aktiverades linakmotorn konstant, när den kom närmare trycket så började den pulsa snabbt, ju närmare det aktuella trycket kom det inställda så började den att sänka dessa pulser för att stanna av helt när den närmade sig inställt tryck.
Programmässigt så var denna funktion väldigt långsam, dels för att matcha gasresponsen, och sedan för att det inte krävdes exakt tryck på millisekunder heller. Jag anar dock ett annan funktionalitet i ditt system, tips? Kanske försöka få reda på dieselpumpens arbetsgrad VS varvtal för att sedan ställa gasregleringen efter en inprogrammerad mapp, Nu har jag ingen koll på hur man får reda på belastningsgraden på en dieselmotor från dieselpumpen, men den skall väl vara relativt linjär förmodar jag?
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Hej rawsezx!
Ja responsen från den mekaniska regulatorn är ganska dålig vid låga varvtal, det behövs pareras med fotgasen mesta tiden. Det är det som är avsikten med denna servolösning. Det finns idag RC-servon som faktiskt är mycket starka, upp till 25 kg/cm vilket är rejält mycket. Risken för strul under utprovningen är jag medveten om, men hoppas att strulet blir hanterbart. Fick lite andra tips på kontrollerkretsar som kan användas i mängder av olika applikationer. har flera andra liknande projekt på gång, så det blir att lära sig lite nytt om elektronik och prova sig fram.
Att försöka forska i motorns regulator blir nog knepigt, tillverkaren/agenten har inte mycket uppgifter/eller vill inte släppa sådan info. Den mekaniska regulatorn är intrimmad för att reglera vid ett visst varvtal, oftast ganska högt då dessa typer av motorer används stationärt till generatorer etc. då funkar reg. hyfsat. Vi får se hur det går. /skogsolle
Ja responsen från den mekaniska regulatorn är ganska dålig vid låga varvtal, det behövs pareras med fotgasen mesta tiden. Det är det som är avsikten med denna servolösning. Det finns idag RC-servon som faktiskt är mycket starka, upp till 25 kg/cm vilket är rejält mycket. Risken för strul under utprovningen är jag medveten om, men hoppas att strulet blir hanterbart. Fick lite andra tips på kontrollerkretsar som kan användas i mängder av olika applikationer. har flera andra liknande projekt på gång, så det blir att lära sig lite nytt om elektronik och prova sig fram.
Att försöka forska i motorns regulator blir nog knepigt, tillverkaren/agenten har inte mycket uppgifter/eller vill inte släppa sådan info. Den mekaniska regulatorn är intrimmad för att reglera vid ett visst varvtal, oftast ganska högt då dessa typer av motorer används stationärt till generatorer etc. då funkar reg. hyfsat. Vi får se hur det går. /skogsolle
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Skogsolle, när du kör kranen själv, kan det vara så att du gasar för att öka varvet på motorn så den inte riskerar att "korka" innan du drar i spakarna och belastar motorn?
Om det är när du skall lyfta just tungt skulle det kanske gå att få extra gas/ högre varv genom att känna av trycket som går ut till kranens ventilblock (mellan pumpen och ventilblocket) genom att koppla in en liten hydraulkolv med fjäderretur och låta den kolven styra den arm (eller liknande) som ställer motorns varvtal, eller kanske lägga den hydraulkolven med fjäderretur i serie med den manuella justeringen av motorns varvtal.
Säkert skulle det behövas någon slags dämpning av en sådan extra gasande hydraulkolv, kanske på ett sätt så kolven snabbt kan ge extra gas men med en dämpad retur, så varvtalet/ kolven går tillbaks sakta när trycket i hydraulledningen minskar och returfjädern för kolven trycker tillbaks oljan.
Det är klart, det är väl inte säkert att en sån enkel reglering hinner få upp varvet på motorn nog mycket nog snabbt?
Gissar det är en pump med fast deplacement (?) till kranen.
Om det är när du skall lyfta just tungt skulle det kanske gå att få extra gas/ högre varv genom att känna av trycket som går ut till kranens ventilblock (mellan pumpen och ventilblocket) genom att koppla in en liten hydraulkolv med fjäderretur och låta den kolven styra den arm (eller liknande) som ställer motorns varvtal, eller kanske lägga den hydraulkolven med fjäderretur i serie med den manuella justeringen av motorns varvtal.
Säkert skulle det behövas någon slags dämpning av en sådan extra gasande hydraulkolv, kanske på ett sätt så kolven snabbt kan ge extra gas men med en dämpad retur, så varvtalet/ kolven går tillbaks sakta när trycket i hydraulledningen minskar och returfjädern för kolven trycker tillbaks oljan.
Det är klart, det är väl inte säkert att en sån enkel reglering hinner få upp varvet på motorn nog mycket nog snabbt?
Gissar det är en pump med fast deplacement (?) till kranen.
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Hej YngLi!
Intressanta tankegångar
det kan kanske vara ett alternativ om inte elektronik fungerar.
Hoppas elektroniken fungerar, för jag har flera liknande projekt på gång, men jag ska ha ditt förslag i åtanke. /skogsolle
Intressanta tankegångar
det kan kanske vara ett alternativ om inte elektronik fungerar. Hoppas elektroniken fungerar, för jag har flera liknande projekt på gång, men jag ska ha ditt förslag i åtanke. /skogsolle
-
Båtdoktorn
- Inlägg: 492
- Blev medlem: 6 november 2008, 21:25:58
- Ort: Övik
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Skulle det inte fungera med en liten PLC typ http://www.xlogic.se/produkter.html eller Siemens Logo?
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Hej Båtdoktorn!
Mycket möjligt, ska kolla ditt förslag och se vilka möjligheter det finns. Tack för tipset /skogsolle
Mycket möjligt, ska kolla ditt förslag och se vilka möjligheter det finns. Tack för tipset /skogsolle
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Båtdoktorn: anpassningen till RC-servo lär behöva ung. bara en aning mindre elektronik än en ren PIC/AVR. Sedan orkar jag inte läsa igenom manualen för att se om PLC'n kan mäta tider med tillräcklig upplösning, något nästan alla 20:- mikroprocessor klarar galant.
Det kan ju anta att kranen har 24V system så att en PLC kan användas men det återstår ju att se.
Själva funktionen är otrolig enkel:
* Mät tiden mellan pulser som på något vis anger motorns rotation. Ett exempel är SeniorLemurens varvräknare till båtmotorerna.
* Skapa en styrpuls till RC-servot. Detta är mycket enkelt också.
* Skapa en sammankoppling mellan dessa två funktioner. Enkelt i praktiken men svårt att hitta helt rätt parameter för att undvika självsväng men det kan vissa beräkna sig fram till medan andra testar.
* Sedan kommer det ytterligare någon ingång: önskat varvtal. En analog ingång, ett potentiometer på gaspedalen och saken är biff. Då kan man växla önskat hastighet som man vill, rent faktisk kan man ha en potentiometer för varje funktion man aktiverar och styra hastigheten med den men det är nog ganska mycket överkurs.
Och med enkelt menar jag: enkel - om man kan lite programmering.
Det kan ju anta att kranen har 24V system så att en PLC kan användas men det återstår ju att se.
Själva funktionen är otrolig enkel:
* Mät tiden mellan pulser som på något vis anger motorns rotation. Ett exempel är SeniorLemurens varvräknare till båtmotorerna.
* Skapa en styrpuls till RC-servot. Detta är mycket enkelt också.
* Skapa en sammankoppling mellan dessa två funktioner. Enkelt i praktiken men svårt att hitta helt rätt parameter för att undvika självsväng men det kan vissa beräkna sig fram till medan andra testar.
* Sedan kommer det ytterligare någon ingång: önskat varvtal. En analog ingång, ett potentiometer på gaspedalen och saken är biff. Då kan man växla önskat hastighet som man vill, rent faktisk kan man ha en potentiometer för varje funktion man aktiverar och styra hastigheten med den men det är nog ganska mycket överkurs.
Och med enkelt menar jag: enkel - om man kan lite programmering.
Re: varvtalsregulator till dieselmotor
Denna funktionalitet finns ofta på grävmaskiner.
Åkerman hade i slutet av 80-talet ett system, Fuel-miser.
Denna fanns inbyggd i deras Emac system samt som stand-alone.
Återkopplingen, dvs motorvarvet, plockades från generatorns W-uttag.
Servot, en Bosch-historia, bestod av en potentiometer kopplad till utgående axel, motor, samt en säkerhets-solenoid. Den senare var tvungen att vara dragen för att motorn mekaniskt skulle kunna driva utgående axel. Försvann strömmen på solenoiden så flyttades ett kugghjul (eller kuggkrans, minns inte) och en fjäder inne i enheten gjorde så att utgående axel gick till ena ändläget.
Denna säkerhetsfunktion är bra att ha om regleringen får ett tuppjuck!
Regleringen i sig var PID om jag inte minns helt galet.
När den var implementerad i Emac-systemet så gick motorn ner på tomgång om ingen spak rördes på en stund. Så fort en spak rördes så var det upp till inställt varvtal. Om grinden vid förarstolen öppnades gick motorn ner till tomgång. Med en knapptryckning i högerspaken kunde arbetsvarvtalet ställas in, har för mig att det var fyra lägen, 700, 1000, 1400 samt ett valfritt, justerbart med en potentiometer.
Att den går ner på tomgång när ingen funktion används sparar mycket soppa!
Åkerman hade i slutet av 80-talet ett system, Fuel-miser.
Denna fanns inbyggd i deras Emac system samt som stand-alone.
Återkopplingen, dvs motorvarvet, plockades från generatorns W-uttag.
Servot, en Bosch-historia, bestod av en potentiometer kopplad till utgående axel, motor, samt en säkerhets-solenoid. Den senare var tvungen att vara dragen för att motorn mekaniskt skulle kunna driva utgående axel. Försvann strömmen på solenoiden så flyttades ett kugghjul (eller kuggkrans, minns inte) och en fjäder inne i enheten gjorde så att utgående axel gick till ena ändläget.
Denna säkerhetsfunktion är bra att ha om regleringen får ett tuppjuck!
Regleringen i sig var PID om jag inte minns helt galet.
När den var implementerad i Emac-systemet så gick motorn ner på tomgång om ingen spak rördes på en stund. Så fort en spak rördes så var det upp till inställt varvtal. Om grinden vid förarstolen öppnades gick motorn ner till tomgång. Med en knapptryckning i högerspaken kunde arbetsvarvtalet ställas in, har för mig att det var fyra lägen, 700, 1000, 1400 samt ett valfritt, justerbart med en potentiometer.
Att den går ner på tomgång när ingen funktion används sparar mycket soppa!
