Курсовая: Электронные системы управления автомбилем - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Электронные системы управления автомбилем

Банк рефератов / Транспорт

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 65 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

24 Приме няемые в тексте сокращения: АТС — автотранспортное средство; АС — аккумуляторная система ВВ — вредные вещества; ВМТ — верхняя мертвая точка; НМТ — нижняя мертвая точка; ДВС — двигатель внутреннего сгорания; КВ — коленчатый вал; ОГ — отработавшие газы; СУ — система управления; ТА – топливная аппаратура (ТПА — топливоподающая аппарат у ра); УОВ — угол опережения впрыска; ЭБ У — электронный блок управления , CR — common rail . Общие сведения Электронные устройства и компоненты находят широкое приме нение на современных колесных и гусеничных транспортных средствах в си стемах автоматического управления , контроля, сигнализации, блокировки, строе н ной и внешней диагностики, причем, по насыщенности эле к тронно-компьютерным обо рудованием современный автомобиль приближается к авиационным лайнера м. Достаточно назвать приборы систем ы навигации, автомати зации вожд ения и парковки, борт о вую ЭЦВМ (CarPC). Доля дизелей колесных и гусеничных транспортных средств, оснаще н ных электронным управлением, в настоящее вре мя достигает 30% от выпу с ка. В менее совершенных топливных системах электронное управление лишь за меняет механические регуляторы. Более многочисленную группу с о временных систем, созданных на базе традиционны х ТНВД, составляет а п паратура с независи мым электронным управлением подачей и опереж е нием впрыска. Наконец, были внедрены в массовое производство акк ум у ляторные системы Common - Rail ( CR ) , макси мально расширившие возможности упра в ле ния рабочими процессами дизеля, например за счет управления давлением и характер и стикой впрыска. Перечень функций электронного управления дизелей следующий: - регулирование цикловой подачи топлива q ц в соответствии с зада н ным режимом по частоте вращения n дв и эффективной мощности N e двиг ат е ля; - положительная коррекция (увеличение) q ц при пуске холодного диз е ля и при повыш ении температуры томлива в насосе; - отрицательная коррекция (уменьше ние) q ц при снижении давл ения окружающего воздуха p о или давления наддува р к , росте окружающе го t о или надд у вочног о t к воздуха; - оптимальное регулирование угла опережения впрыска топлива ц опер.впр. и характеристики подачи q ц вплоть до организации дв ухфазного (ст у пенчатого) впрыска; - оптимальное регулирование рециркуляции отработавших в д изеле г а зов с целью снижения эмиссии окис лов азота NO X ; - оптимальное регулирование турбокомпрессора наддува; - отключение цилиндров и циклов на частичных режимах нагружения дв и гателя; - выключение топливоподачи при торможении двигателем, на прин у дительном холостом ходу двигателя при движении н акатом или под у к лон, столкнов е нии или опрокидывании транспортного средства; - выполнение самодиагностики элементов дизеля и системы электро н ного управления с замещением отказавших элем ентов. С учетом того, что СУ подачей все чаще становит ся составляющей СУ всего дизеля или автомобиля, ее функции значительно р асширяются: упра в лению подлежат также св ечи накаливания, газораспределения, климатич е ская установка, АБС и многое другое. Це лесообразность объединения СУ усматривается, в частности, в оптимально сти сопряженных процессов в з а висимости от тех же пар а метров, что и ТП. Таким образом, современная ТПА использует электронное уп равл е ние. При этом обеспечивается повыше нные давления впрыска: с рото р ными ТНВД до 160…180 МПа, насос- форсунках и индивидуальных ТНВД до 200 МПа, в Common Rail первого поколения до 135, а второго поколения — до 160 МПа. Если долгое время последние не могли найти прим е нения, то ныне можно услышать мнение об их безаль тернативности. В действительности, CR имеет ряд неустранимых недостатков (постоянное высокое давление в расп ылителе и арматуре, низкий КПД). Каждая из упомянутых систем имеет достои нства и недостатки и пока нет оснований, чтобы считать какую-либо из них б езперспективной. Наряду с расширением возможностей электронн о го управления ставится вопрос о целесообразнос ти повышения давления впрыска до 1800 МПа. Для современных дизелей с электронным управлением характ ерно разв и тое управление ТА. ТА дизельных ДВС предназначена для отмеривания дозы топли ва q ц , величина которой зависит от развиваемой мощности (нагрузки), и подачи эт ой дозы в определенный момент, синхронно с вращением КВ, в мелкора с пыленном сост о янии через сопло форсунки в раб очий цилиндр двигателя. Корректирование q ц про изводится по измеренному термоанемоме т ром расходу воздуха двигателем. Мелкодисперсное распыливание топлива обеспечивается за счет выс о кой скорости его истечения под действием высо кого давления, величина к о торого для совр еменных перспективных ТС дизелей составляет 200 МПа (2000 кгс/см 2 , или 2000 бар) и выше. Различают два типа ТС дизелей: - ТС с раздельной ТА, когда ТНВД и форсунка присутствуют в ТС в виде двух от дельных узлов, соединенных топливопроводом ВД — форсуно ч ной тру б кой; - ТС с нераздельной ТА — насос форсунки и аккумуляторные ТС. В аккумуляторных ТС форсунка выполняет все названные выше фун к ции, кроме создания высокого давлени я. В зависимости от способа регулирования дозы топлива q ц различают: - ТНВД с переменной величиной хода плунжера: - ТНВД с постоянным ходом плунжера и переменным наполнением плунжерного пространства насоса дросселированием потока топлива НД м е жду раб о чими ходам и насоса; - ТНВД с постоянным ходом плунжера клапанные; - ТНВД с постоянным ходом плунжера золотниковые; - ТНВД с постоянным ходом плунжера клапанно-золотниковые. Привод плунжера может быть кулачковый и силовой, с использован и ем энергии газа или жидкости высокого давления, л ибо электроэнергии. По конструктивным особенностям кулачковые ТНВД можно класс и фиц и ровать следую щим образом: - ТНВД с индивидуальными насосными секциями; - ТНВД блочные с рядным или барабанным расположением секций ( в барабанных ТНВД плунжеры приводятся от кулачка с аксиальным в ы сту пом, н а зывае мым торцовой шай бой); - распредел ительные ТНВД с обслуживанием от одной насосной се к ции нескольких цилиндров ДВС. Распределительные ТНВД в свою очередь могут быть: - с радиальным возвратно-поступательным перемещением плунжера и с враще нием его вокруг оси для распределения топлива; - то же, но с аксиальным возвратно поступательным перемещением плунжера; - роторными. В роторных ТНВД распределительного типа топливо нагнетается при обкат ывании двух или трех плунжеров по кулачковым выступам на внутре н ней поверхности специальной втулки, а распред еление по цилиндрам осущ е ствляет р о тор-золотник. Классическая конструкция форсунки — механическая, с пружинным запира нием иглы и гидравлическим управлением ее подъемом от давления рабочег о топлива. Применяют также гидравлическое запирание иглы и электрическое или электрогидравлическое управление форсункой. Полный перечень регулировок ТНВД следующий: - угол опережения впрыска ц опер.впр. до ВМТ цилиндра дизеля; - ц опер.впр. по всем цилиндра м одновременно; _ q ц для данного цилинд ра дизеля; - q ц по всем цилиндрам о дновременно. Для насосных секций ТНВД распределительного типа с механич е ским управлением значения ц опер.впр. и q ц обеспечиваются точностью изг о товления д е талей. Рассмотрим некоторые виды наиболее распрос траненных СУ испол ь зующихся на современ ных автомобилях применительно к теме данного зад а ния. Топливные системы с кулачковым приводом впрыскиваю щих плу н жеров. Эти системы, в отличие от аккумуляторных, называемые по при нятой классификации также системами непосредственного впрыска, базир у ются на использовании апробированных т ехнических решениях и технологии прои з в одства ТПА. Использование электроники в дизелях V 12 военных машин Rolls Royce началось с 1978 г., а для гражданской продукции фирмы R . Bosch , Lucas CAV , Stanadyne , Detroit Diesel Allison , Zexel освои ли ТПА с электро н ным управлением с серед ины 80-х годов [2] . В простейшем случае от трад и ционной ТПА она может отличаться только заменой механического регул я тора на эле ктронный. В этом случае конструкция насосной секции может не иметь новых элементов. Такая ТПА на сегодня подготовлена к широкому и с пользованию, но ввиду множества ограничений име ет меньшие возможн о сти, чем, например, акк умуляторная. Среди подобных решений находим как наиболее простые (насос- форсунки дизелей ГАЗ-560, Volkswaqen ) , так и на и более сложные ( распределительные ТНВД VP -44, EPIC Lucas ). Наиболее простым и очевидным решением управления топливо под а чей явилась разработка системы, где м еханический регулятор рядного ТНВД з а ме нен электрическим, который управляет работой ТНВД с помощью эле к тромагнит ного или электрогидра влического привода, получа ю щего сигналы из ЭБУ. Пример такого ТНВД представлен на рис. 1 — это рядный ТНВД PR 39 фирмы R . Bosch с электронным регулиров анием п о дачи и УОВ [ 1 ] . Схема электронного управления дизелем с наддувом грузового автом о биля Mercedes - Benz OM 442 LA с рядным ТНВД представлена на рис. 2 . К а налы управления насосом — по цикловой пода че УОВ. Электронный блок управления осуществляет оптимальное в рамках в озможностей да н ной ТПА управление рабоч им процессом дизеля с использованием сигналов ТНВД , а в томобиля, дизеля коробки перемены передач (КП П) и механизма отбора мощности на внешние агрегаты. Датчик подъема иглы ф орсунки может о т сутствовать. С использов анием сигналов датчиков темпер а туры и да вления воздуха рассчитывается расход и коэф ф ициент избытка воздуха. Это позв о ляет пр едотвратить дымление на рабочих режимах д и зеля, включая работу на высоте до 4000 м над уровнем моря при минимальной потере мощности. О т ключение подачи на режиме принудительного обес печивает торможение а в томобиля двигате лем. Для особых условий движения, например, обг она, СУ допускает кратковременное нарушение ограничений по частоте и ци кловой подаче. Она снабжена функциями самодиагностики, сигналы о неиспр авн о стях подаются на приборный щиток и з апоминаются. Известны и другие технические решения, реализованные в опы тной ТПА. Так, управление рейкой цикловой подачи с помощью быстродейс т вующего электропривода АО «Рыбинские мо торы» для 4-секционного ТНВД АО «ЯЗТА», п о зв оляет подавать в каждый цилиндр свою цикловую подачу в соответствии с ос обенностями его работы. Единая рейка переставляется за цикл работы дизе ля 4 раза. Нидерландской фирмой Ship - und Industrial E n qineerinq разработано, а ан г лийской фирмой Bryce , входящей в группу Lucas Industries , выпуск ается ТПА с номинальными цикловыми подачами 3,3…17 г. Такие ТНВД для главных судовых дизелей сохранили рейку управление подачей, но снабжены электр оклапаном слива топлива из надигольной п о лости в начале и конце подачи для регулирования УОВ. Этот принцип ре г у лирования подробно рассмотрен ниже дл я насос-форсунок. Использовать традиционный Т НВД с электронным регулированием УОВ позв оляет ТПА по схеме проф . Н.Н. Патрахальцева. Доп олнительный гибкий клапан, открываемый электромагнитным приводом, уст ановлен у форсунки своим выходом в сторону нагнетательного трубопрово да. В н а чале подачи он открыт за счет питан ия электромагнита, а подаваемое топливо стравливается на слив. В задавае мый электронным блоком момент питание электромагнита прекращается и п од действием пружины и спу т ного потока т оплива клапан закрывается. Так может изменятся УОВ. Дополн ительное к а чество ТПА — гидроудар при «з ахлопывании» клапана, т.е. повышение да в ле ния впрыска в начале под а чи. Еще одна российская разработка — ТПА АОА «Ногинский завод то п ливной аппаратуры» с ТНВД с электроуправляемым д росселированием на всасывании в надплунжерную полость в период ее напо лнения. Изменяя время открытого состояния низконапорного электроклапа на, дросселиру ю щего впускное окно втулки плунжера, изменяется наполнение полости. Р е альное повышение давления и начало подачи будет определяться м о ментом окончания сжатия газопар о вой фазы, т.е. количеством попавшего в полость топл ива. Как и в предыдущем случае, цикловая подача обеспечивается соо т ветствующей подстройкой рейкой подачи. Также обеспечивается возмо ж ность повышения да вления впрыска, но требуется увелич е ние з апаса ТНВД по производительности. Дальнейшее развитие ТНВД с Электронным управлением подачей и УОВ, видим о, идет по другому пути — использованию ТНВД с одним эле к троупра в ляемым ст равливающим клапаном. Основными недостатками данных систем являются невозможн ость обеспечить нагнетание топлива только с использованием «полочки» на ве р шине диаграммы скорос ти. Тогда при изменении УОВ изменяется средняя скорость плунжера в перио д нагнетания и закон ее изменения по времени. Как следствие — изменение давления и характеристики впрыска в весьма широком поле допуска при изм енении УОВ. Обеспечить оптимальное изм е н ение опережения давления и характеристики впрыска по режимам работы ди зеля при их жесткой взаимосвязи принципиально не возможно, но во з можно нахождение некоторых компр о миссов. ТПА с распределительными насосами . Одноплунжерн ые ТНВД с приводом от торцевой кулачковой шайбы типа VE начали производиться фирмой R . Bosch с 1976 г. ТНВД VE служат для обслуживания дизелей с числом цилиндров 2,4,6 цилиндровой мощностью до 25 кВт, частотой до 5000 мин – 1 , цикловой под а чей до 100 мм 3 , давлен ием нагнетания до 100 МПа. Возможная комплект а ция: диаметр плунжера 8…12 мм, ход — 1,5…4 мм . В отличие от механич е ского у правления такими ТНВД электронное управление в ТНВД VE осущ е ствляет ся более просто ввиду наличия встроенного авт о мата УОВ и меньших перестановочных усилий ( р ис. 3 ). Электронная СУ ТПА с насосом VE изображена на рис. 4 . Педаль а к селератора водит еля является лишь одним из датчиков СУ. Она, по сущ е ству является уже СУ двигателя, регулируя давление наддува, ре циркул я цию ОГ (заслонкой перепуска), уско ритель пуска и прогрев а, также уменьшающего ш ум на малых нагрузках (заслонкой на впуске). В более современных сист е мах появились датчики температуры и давлен ия атмосферного и наддувочн о го воздуха, скорости автомобиля, органов управления сцеплением и торм о зами. Некоторые датчики перемещены в ТНВД. Электр онное управление используется в ТНВД VE фирмы Isuzu , Zexel , Nippon Denso . К недостаткам данного ТНВД можно отнести ограниченность е го пр и менения ввиду их ограниченности по напряжениям в сложном кулачковом приводе в условиях постоянно растущи х давлений впрыска. С огла с но схеме рис. 4 , форсунка пер вого цилиндра имеет датчик подъема иглы для образ о вания обратной связи по УОВ. Такой контроль УОВ более точен, чем с п о мощью датчика положения сервопоршня системы регулир о вания УОВ. Для дизелей ко нца 90-х годов с о т крытой камерой сгорания и частотой вращения 4000…4500 мин – 1 ф ирма R . Boschm выпускает двухпружинные форсунки. Они призваны обеспечить ступенчатость п е реднего фронта характеристики впрыска. Однако попытки обеспеч ить ступенч а тость характеристики впрыс ка в целях снижения выбросов NO x , как показы вают результаты расчетов под а чи , не удаётся: ступенчатость исчезает при больших на грузках и при n >3000 ми н – 1 , т.е. тогда, когда существен ны выбросы NO x , см., например рис.5 . При значительном повышении давления усиливаются негативные каче ства фо р сунки, а эффект ступенчатости вс ё равно неустойчив, поэтому такие задачи сейчас не ставят. К негативным с войствам форсунки относятся потери нап о ра в запорном конусе и усиление зависимости р ежимов работы дизеля от давления впрыска. Реальным достоинством работы форсунки является значительное сн и жение шумности работы дизеля на холостом ход у и малых нагрузках. Наиболее современным вариантом распределительных насосов фи р мы R . Bosch является модель VP – 44 . Она использована на последних м о делях дизелей Opel – Ecotec и Audi V 6 – TDI . При n =4200 мин – 1 давлени е нагнетания в ТНВД достигает 100 МПа, а давление в форсунках — 130…150 МПа и даж е 180 МПа. При n =1000 мин – 1 обе величины давления близки к 50 МПа. Схема ТС с этим ТНВД пре дставлена на рис.6 . Особе н ностью ТПА является схема её управления , включенная в СУ дизелем. Электронный блок состоит из двух блоков, в ч астности оконечные каскады питания электромагнитов распол а гаются на корпусе ТНВД. Форсунка в отличие от рис.6 в обоих дизелях ра с полагается соосно цилиндру д и зеля, а в первом цилиндре снабжена датчиком подъёма иглы. Появление роторного распределительного ТНВД обусловлен о тенде н цией повышения давления впрыска и ограниченности нагрузок в приводе ТНВД VE . Фирмой Lucas CAV выпускают ся ТС EPIC -70 и EPIC -80 ( Eltctronical Proqrammed Injection Control ) с роторными ТНВД. Цифры 70 и 80 указ ы вают диаметр кулачной шайбы в мм. ТНВД EPIC -80 об еспечивает давление впр ы ска до 95 МПа [ 9 , 10 ] . На рис. 7 представле ны датчики и исполнительные уст ройства сист е мы ( положения клапана рециркуляции , встроенные в ТНВД датчики пол о жения регулирующих элементов подачи и УОВ, температуры топлива, час тоты вала ТНВД, датчик скорости автомобиля (коробки передач), может испол ьзоват ь ся датчик хода иглы. Датчики темпе ратур — типа NTC , их сопротивление умен ьшается примерно вдвое при повышении темпер а туры на каждые 20 є. Насосы EPIC имеют запатент ованный фирмой Lucas способ регулир о вания q ц изменением холостого хода плунжеров . Здесь сам ротор является поршневым сервомотором, а давление рабочей жидкости в сервомоторе зав и сит от длител ь - ности импульсов ЭБУ на открытие клапана подачи и клапана с травл и вания рабочей жидкости (топлива). Си гналы на перемещение ротора ЭБУ подает только между впрысками. ТС EPIC осуществляет корректирование величины q ц в зависим о сти от тем пературы топлива по сигналам датчика, через ЭБУ. Механизм регулирования величины ц опер.вп р. аналогичен установленн о м у в насосе Bosch , но дополнительно имеетс я датчик Холла положения се р вопоршня исп олнительного устройства. Достоинства системы EPIC : при выходе из строя датчика частоты в а ла его сигнал замещается сигналом хода иглы, о беспечивает уже при пу с ковой частоте кол енвала 180 мин – 1 давление подкачки 0,3 МПа, а при высоких ча с тотах — 0,8…0,9 МПа , оригинальное решение механизма регулирования цикловой подачи (принцип ом изменения полного хода плунжеров). На хол о стом ходу система EPIC обеспечива ет индивидуальную подачу по всем ц и линдр ам. В то же время переход от минимальной подачи к максимальной и с кусственно демпфируется не период до 0,1 с. Датчик п о ложения коленвала позволяет оперативн о диагностировать вырабатыва е мую кажды м цилиндром мощность и корректировать цикловую подачу, добиваясь балан са мощности по цилиндрам. Особенности: обслуживание ТПА EPIC без специальных приборов и информации нево зможно; индивидуальные данные каждой системы регис т рирую т ся при изготовлении и заносятся в ЭБУ. К числу наиболее частых неисправностей относят повышенные уте ч ки в изношенных форсунках, эрозия нагнетательных клапанов, попадание во з духа на всасывани е в ТНВД, не герметичность, засорение линии низкого давления. Заметим, что быстродействие СУ рассмотренными роторными ТНВД позволяе т индивидуально, по цилиндрам, изменять подачу топлива на х ол о стом ходу, что обеспечивает низкое зна чение n дв без опасност и его самопр о извольной остановки из – за большой неравномерности подач по цили н драм и низкий у ровень шума холостого хода. Само диагностика ТС с эле к тронным упра влением т о пливной аппаратурой выполняет ся центральным ЭБУ путем посылки импульса электропитания на компоненты электрома г нитного типа и д атчики индукционного типа приемом импульса-отклика (импульса ЭДС с а моиндукции), либо по омическому сопротивлению электрических и эле к тронных компонентов сист е мы. ТС с силовым электроприводом и аккуму ляторные системы. Системы с силовым пьезоприводом . Пьезопривод все шире внедряе т ся в технических устройствах, а характеристики пьезоэлектри ков резко пов ы шены. Применительно к ТПА он обладает рядом несомненных дост о инств: в ысокие КПД, усилия, малый нагрев, реверсивность, отсутствие тока уде р жания. Важнейший его недостаток — малые пере мещения, устраняется пр и менением соврем енных материалов и механическими мультипликаторами перемещения. Малость перемещений пьезопривода вынуждает увеличивать диаметр плунж ера или мембраны. В связи с этим, а также по ряду других п а раметров подобная ТПА выглядит наиболее пе рспективной для впрыска бензина , чем для дизельных ДВС. ТПА с электродинамическим двигателем о риентирована на впрыск с помощью плунжерной насосной секции с высокими давлениями. В электр о динами ческом двигателе при пропускании через катушку импульса тока о т талкивающее усилие на немагнитном электропрово дном якоре обязано во з никающему магнитн ому полю от вихревых токов, противоположн о го полю катушки. ТПА на и лучшим образо м реализуется в виде насос-форсунки или с трубопроводом менее 150…250 мм. Трудности в создании такой ТПА: кратковременность силового и м пульса, малый КПД двигателя, неуравновешенность. Первая решаетс я опт и мизацией параметров ТПА, вторая — э лектронными системами с рекупер а цией эн ергии, третья — оппозитной схемой агрегата. Необходим жес ткий н е электропроводный ко рпус с заливкой диэлектрическими компаундами. На и более простой способ регулирования ТНВД — напряжением питан ия ко н денсаторов. Аккумуляторная ТПА с мультипликато ром давления (насос-форсунки с гидроприводом плунжера) до с ередины 90-х годов считались наиболее пе р с пективной аккумуляторной системой с электронным упра в лением. В этом направлении работали МАДИ [6] , ЦНИТА, Воронежский ЛТИ, зарубежные фирмы [1] . Родоначальником таких систем были системы с механическим распределителем. Предложено много схем мультипликаторов давления с электр оупра в лением, однако, все они конструктив но сложны, относительно дороги, т.к. содержат дополнительные прецизионны е детали, имеют значительные н е уравновеш енные массы, требующие демпфирования в конечных п о ложениях и имеют определенные ограничения по быстродействию. Можно предпол о жить, что именно из-за этих причин такие аккумуляторные системы не н а шли широкого применения. Такие сложные системы оказались еще менее перспективными для автомобильной техники, особенно для дизелей с n > 4000 мин – 1 . Тем не менее фирмы Caterpillar и Perkins разработали аккумулято р ную си стему с электроуправлением и мультипликацией давления для дизелей а в тотракторного класса, названную HEUI ( Hydraulic Electronic Unit Injection ) ( рис. 8 ). С 1992 г. Фирмой Caterpillar она была успешно испытана на ряде д и зелей. Прямое управление иглой электромагнитом , по подобию бензиновых форсунок, для современных дизелей невозможн о ввиду значительных давл е ний топлива и требуемых усилий, предела магнитного насыщения матери а лов и ограниченности допустимых токов. По этой пр ичине долгое время ра з рабатывались так н азываемые электродинамические форсунки [5] . Они им е ли массивный магнитопровод, подмагничиваемый катушкой во з буждения и подвижную легкую катушку иглы форсунки. Однако имелись трудности обес печения надежности подвижных электроконтактов, пов ы шенная масса иглы при все же недостаточном си ловом воздействии. В результате — нев ы с окое быстродействие и ненадежное зап и ра ние иглы при отсутствии подачи. Тем не менее, для непосредственного впры ска бе н зина более простое прямое управл ение форсунки применяется. Аккумуляторные топливные системы с электроуправле нием т и па CR . Распространенным типом аккумуляторной ТС с электронным у правл е нием является ТС Бош типа C ommon R ail ( дословный перевод — общий рельс). Место системы управления в CR иллюстр ируется рис. 9 и рис. 10 . На рис. 11 представлены бло к-схема систем управления CR фирмы R . Bosch [4] . Соста в, структура и функционирование системы управления опред е ляются в соответствии с полученным для данного д вигателя законом оптимального управления и другими требованиями. Опти мальный закон управления для каждого режима работы дизеля формулирует ся в процессе тщательного мн о гофакторно го исследования рабочего процесса дизеля . Далее обсуждают ся задачи создания системы управления, способы упра в ления характеристиками подачи и разработанные технически е р е шения. Ранее высказывались мнения, что аккумуляторные системы по зв о ляют п о л учать на всех режимах короткий, почти П-образный закон подачи. Такой впры ск ни по форме закона, ни по уровню давлений не отвечает оптимал ь ным условиям организации рабочего процесса: напр имер, с уменьшением частоты и нагрузки давление впрыска должно существе нно снижаться. Ме ж ду тем, сегодня в дизелях на номинальном режиме, как правило, еще не до с тигнут оптимальный уровень давлени я впрыска, при прев ы шении которого показа тели рабочего процесса уху д шаются. Поскольку дозирование топлива осуществляется временем о ткрытия форсунки и изменением Р акк , для оцен ки устойчивости и пригодности в ы бранных п а раметров ТПА представляет интерес уст ановление зависимости g ц = f ( ф откр. , Р акк ). Сопоставл ение таковых для различных систем убеждает в их неуниверсальности. Даже , если в CR отсутствует влияние на зако н подачи волновых процессов в нагнетательном трубопроводе и зависимос ть g ц = f ( ф откр ) при средних и больших подачах приближается к линейной, то в обла с ти малых подач она существенно нели нейная, даже с кривизной разных зн а ков. На рис. 12 представлена завис имость g ц = f (ф откр , Р акк ) CR для дизеля ЗМЗ-514, полученная с помощью программ ного комплекса «Впрыск» для форсу н ки с ша риковым клапаном с параметрами, предпол а гающими интенсивные волновые процессы в нагнетательном трубопров о де. В любом случае сигнал управления форсункой, как показывает практ и ка конструирования CR [3] , должен иметь определенну ю форму. Н а чальный ток страгивания в CR Bosch обеспечивается разрядом конденс а тора с токами до 20 А, [3] затем поддерживается нормальный ток удержания. Опыт КФ ВЗПИ показы вает, что повышению закрытия клапана способствует небол ь шой размагничивающий о т рицательный импульс. Регулирование впрыском с помощью насос-форсунок рассмотр ено н и же. Помимо описанных выше способов регулирования топливоподачи с у ществуют методы регулирования работы ДВС путем изменения фаз газора с пределительного м еханизма (применяются на двигателях автомоб и лей BMW и Fiat ) и управления работой турбокомпре с соров. Насос форсунки и безреечные ТНВД с эле к тромагнитным управлением Повышение интереса к насос-форсункам в последние годы был о об у словлено наиболее полным соответст вием при максимальной простоте ко н струк ции двум важнейшим тенденциям совершенствования ТПА: интенс и фикации впрыска и введению электронного управл ения. Давно известны до с тоин ства насос-форсунок: повышение давления впрыска за счет минимиз а ции объемов сжигаемого топлива, отсутствие по двпрыска, уменьшение н о менклатуры детал ей, резкая отсечка подачи, меньшее закоксовывание и большой ресурс распы лителя, меньшие затраты мощности, отсутствие нео б ходимости в нагнетательном клапане, снижение запаздывания впры ска отн о сительно нагнетания плунжера, чт о уменьшает УОВ по частотам вращения и уменьшает потребный диапазон его регулирования. Насос-форсунки обесп е чив ают относительно более пологий передний фронт подачи, что соответс т вует экологическим требованиям. Отмеченные особенности иллюстрируются рис. 1 3 : насо с-форсунка обеспечивает более пологий передний фронт и более резкий зад ний. Это сп о собствует снижению жесткости сгорания, шумности, выбросов NO х , получ е нию крупных капель в конце впрыска, снижению сажеобразования. Налицо интенсификация подачи. Сегодня насос-форсунки используются в дизелях с диаметром цилин д ра 67…300 мм. В дизелях FOCS Lombardini о ни представляют Г-образную конструкцию с перпендикулярными осями насо сной секции и распылителя. Электроуправляемыми насос-форсунками снабж ены дизели DSC 12 Scania ( i =6, Ne =309 кВт), шестицилиндровые дизели 3176 Caterpi l lar , дизели серии 60 D е troit Diesel , дизели Volkswagen , MAN и другие. Ограничивали применение насос-форсунок недостатки: усложне н ные условия компоновки головки, увеличенный диа метр форсуночной части, большее снижение давления впрыска на частичных режимах работы, усло ж ненные и менее точн ые условия регулировки равномерности подачи по ц и линдрам, усложнение привода реек и специального привода автом а тического регулятора. В связи с использо ванием электронного управления число дост о инств выросло, а недостатков уменьшилось. Так, плунжерная пара макс и мально упростилась, исчез механизм пово рота плунжера, реечные тяги и и н дивидуальный автоматический регулятор, отпала необх одимость выравнив а ния подачи по цилиндр ам при регулировке, возникла возможность обеспеч е ния двухфазной подачи, регулирования УОВ, а поэтому, повыси лись экон о мичность, надежность п уска, снизилась эмиссия ВВ. Снижение давления впрыска компенсируется об щей интенсификацией п о дачи. Насос - форсунки фирмы Detroit Diesel Allison ( отделения General Motors ) ( рис . 1 4 ). В начале и конце движения плунжера 3 клапан 2 открыт, обеспечивая слив топл ива из плунжерной полости 4. Закрытие его на короткое время об у словливает активный ход плунжера, т.е. цикловую по дачу. Момент его включения позв о ляет в шир оких пределах изменять УОВ, снижая эмиссию ВВ, улучшая пуск, улучшая хара ктеристики дизеля, в частности обеспечив снижение эксплуатационного р асхода топлива на 5…8%. Наполнение плу н жерно й полости осуществляется также через клапан. Отсутствие ра з режений при наполнении и короткие нагнетательны е каналы позволяют обойтись без нагнетательного клапана. Управляющий к лапан выполнен по схеме рис. 19, т.е. является частично гидравлически разгр уженным. Его собственная част о та 10 к Гц. Этого оказывается достаточно для организации двухфазного в пр ы ска. Он позволяет снизить шумность ра боты и сд е лать надежнее пуск. Одна или нес колько насос-форсунок с управляющими клапанами могут быть в ы ключены из работы. Метод электрического о т ключения насос-форсунок при диагностике диз еля быстро выявляет неиспра в ную. СУ получает информацию от датчиков температур масла, топл ива, о х лаждающей жидкости, воздуха на впу ске; давлений наддува, масла; пол о жения ко ленчатого вала; положения дросселя. В зависимости от типа энерг о установки применяются датчики. При нормальной р аботе СУ на датчики п о сылается модулиров анный сигнал 5 В. Нормальный отклик к а ждого датчика 0,5…4,5 В. В противном случае, в отличие от случая неразр ешенного знач е ния измеряемого параметра , диагностируется неиспра в ность датчика. Для исключения влияния внешних электромагнитных помех си гнал, управляющий электромагнитом по команде микропроцессора, являетс я ча с тотно-модулированным. Электронный б лок использует однокристальный микропр о цессор Motorola , работоспособный при 125 є С. На каждом рабочем режиме СУ функционирует по заложенным алг о ритмам и логическим условиям. Например, если опер атор включает стартер, то СУ препятствует впрыску, если частота вращения вала недо с таточна. Это предотвращает бел ый дым и переохлаждение цилиндров топливом. СУ изм е няет УОВ относительно нормального уровня. После запуска часто та вращ е ния холостого хода увеличиваетс я для ускорения прогрева, постепенно пр и б лижаясь к нормальной, Более быстрый прогрев осуществляется за счет р а боты только половины цилиндров, в дальне йшем включаются не работавшие цилиндры. Насос - форсунки фирмы Lucas – EUI ( Electronic unit injectors ) - предн а значены для малотоксичных дизелей с отк рытой камерой сгорания ле г ковых автомоб илей, автобусов, внедорожников и грузовиков. Первоначально тип о размерный ряд насос-форсунок обеспечивал максим альные подачи 50, 100, 150 и 200 мм 3 . Сейч ас возможности такой ТПА выше ( табл. 1). Она примен я ется, в частности, на дизелях Volvo , John Deer , D e troit Diesel [9, 10] . Таблица 1. Параметры насос-форсунок Lucas Varity Размерность 50/100 150 200 250 Частота вращения вала дизеля, мин– 1 5000 3000 2400 2000 Рабочий объём одного цилиндра, л 0,5/1,0 1,0/1,5 1,5/2,0 2,0/2,5 Диаметр плунжера, мм 8 9 10 11 Ход плунжера, мм 9 11/13 15 18 Цикловая подача, мм і 120 160 240 300 Максимальное давление подачи, МПа 200 200 200 200 Такая ТПА может приводиться от верхнего или нижнего распре дел и тельных валов, может устанавливатьс я в головке с 2 или 4 клапанами. Конструкция насос-форсунки Lucas нескол ько сложнее, чем предыд у щая: топливо посту пает и сливается через фильтра 7 ( рис. 1 5 ) и опоясыва ю щие корпус полости. Каналы высокого давления В и С сообщают кл а пан 14, распылитель 10 с плунжерн ой полостью, канал А используется для слива ч е рез клапан. Наполнение плунжерной полости осуществляется ч е рез клапан и впускное окно 6. Система обеспечивает с помощью быстродействующе го клапа на (его схема на рис.18 ) гибкое управление подачей и УОВ, в том ч исле на перехо д ных режимах. Обеспечивает ся совершенное смесеобразование на хол о стом ходу и низких нагрузках дизеля. СУ снабжена датчиками частоты и пол ож е ния вала, температуры и давления возду ха, температуры охлаждающей жи д кости, свя зана с др у гими системами автомобиля, обес печивает возможность всесторонней диагн о стики. Дизели с такими насос-форсунками отличают ся низкой эмиссией ВВ и шумностью р а боты. Насос-форсунки Lucas - Bryce в состоянии обсл уживать дизели с чи с лом цилиндров 6…16, час тотой 100 мин - 1 , мощностью 1250…3300 кВт. Для ТП в фо р сированных среднеоборотных дизелях это отделение фирмы предлагает типоразмерный ряд индивидуальных ТНВД с эл ектр оупра в ляемым клапаном (табл.2). Они не имеют реек, управляющих кромок на плунжере, ме ханизмов его п о ворота. Таблица 2. Параметры ТНВД с электронным управлением Lucas - Bryce Марка ТНВД CVAB FEEAB Диаметр плунж е ра, мм 22 36 Ход плунжера, мм 22 35 Цикловая под а ч а, мм і 3345 17000 Фирма R . Bosch выпускает насос-форсунки с электроуправле нием двух типов: для грузовиков и легковых автомобилей. Последние на диз елях Volkswagen 4ЧН79,5/95,5 с n =4000 мин -1 , мощностью 85 кВт обеспеч и вают мак симальное давление подачи до 205 МПа [7] . При э том отмечается, что з а пальная порция дву хфазного впрыска может достигать 1,5 мм 3 , прич ем с большей точностью, чем это удается сделать в ТПА типа CR . На рис. 16 , 1 7 представлены насос-фор сунка, индивидуальный ТНВД для д и зелей г рузовых автомобилей и схема топливной системы фирмы R . Bosch [8] . ТНВД с клапаном управления сливом, как и рассмотренные насос-форсунки, о беспечивает все упомянутые возможности электронного упра в ления цикловой подачей и УОВ. Такая ТПА комплекту ется обычной форсу н кой, остаются привычн ые компоновочные решения и приемы о б служ ивания и регулировки ТПА. ТПА с подобными ТНВД выгодно отличается от дву х реечных насосов, ра с смотренных выше, обеспечивают более быстрое, точное управл ение в более широких пределах изменения параметров, включая и х а рактеристику впрыска, а также более просты и деш е вы. В отличие от ранее используемых ТНВД с дросселированием топлива на линии нагнетания, здесь нет потерь топлив а во время впрыска, таким образом, впрыск начин а ется энергично, имеется, четка отсечка, а способ регулирования н е снижает давления впрыска. Единственным сложным и нетрадиционным элементом таких ТН ВД является клапан управления. К его быстродействию предъявляются пов ы шенные требования: он должен срабатыват ь в обе стороны в высокооборо т ном дизеле за время не более 0,1…0,2 мс. Это оказывается возможным не только при малых ма ссах т усилиях электромагнита более 250 Р, но и при гидравлической разгруже нности клапана. На рис.1 8 п редставлены различные виды используемых кл а панов. Все они в значительной степени используют принцип разгрузки клапана от сил высокого давления в це н тр альной камере, сообщенной с плунжерной полостью. Напрямую этот з о лотниковый эффект использован по рис.18 . Несмотря на кажущуюся непригодность такого затв о ра, он не так плох: в отличие от ТПА CR , где некоторое время ис пользов а лись золотники, в данной ТПА прогрессиру ю щий износ золотника и п отеря им гидроплотности не приводит к на рушению работоспоосбности ТПА и н е допус тим потерям топлива. Действительно, утечки через золотник могут стать ощ утимыми лишь при мин и мальных цикловых по дачах. При этом их влияние ограничивается лишь некоторым снижением давл ения впрыска. С а ми по себе потери топлива на слив в отличие от CR значения не имею т. То н кость, однако, заключается в том, что д аж е классический з о лотник по рис. 18 г , не вполне гидравлически разгружен ввиду сложного распр е деления на его торце. Клапан по рис. 18 а предполагает исп ользование толкающего электр о магнита ил и пьезопривода. Клапаны по рис. 18 а-в обеспечивают гермети ч ное запирание и отсутствие утечек при впрыске , но проблема обеспечения гидравлической разгруженности стоит очень до рого. С одной стороны при конструировании клапанов принципиален подбор разницы углов клапана и седла и соответствие между диаметром верхней (зо лотниковой) части клап а на и диаметра лини и контакта. В этой связи также чрезвычайно важен пр о гноз смятия области контакта и изменения ввиду этого средн его диаметра пояска контакта. С другой стороны равенство диаметров не га рантирует ги д равлическую разгруженност ь. Для прогнозирования распределения статич е ских давлений в донной (торцевой) области за клапанной щелью требуют ся уточненные методы двумерного течения с отрывом пограничного слоя. О т рабатываться такие клапаны также могут э кспериментально, в том числе м е тодом стат ической проливки, с использованием ф и зич еского моделирования (например, на увеличенных моделях). Наиболее критич ный момент срабат ы вания клапана — отрыв от седла при высоком давлении в полости. В связи с вышесказанным, с достаточной долей уверенности, м ожно сказать, что СУ с насос-форсунками весьма успешно может применяться на отечестве н ных ДВС для транспортных ср едств общего пользования. Применительно к оснащению уже выпускаемых или переоборудов а нию эксплуатируемых дизельных ДВС, в частности Я МЗ-236 , рассмотре н ной сист е мой возникают трудности, связанные с размещ ением насос-форсунок, их привода и т.п. Кроме того, при увеличении давления впрыска может во з никнуть необходимость в модернизации системы охлаждения, а для качес т венной работы электроники необходима модернизация системы эл ектрооб о рудования. Все же, наиболее перспективным развитием отечественных двигат е лей класса ЯМЗ-236, особенно для установки на магист ральные тягачи и межд у городные автобусы является установка ТПА с насос-форсунками и турб о компрессорами. Тем более уже существует достаточная производ с т венная и научная база с современным вы сокоточным оборудованием, эле к троникой и высококачес т венными материалами. На рис.19 дана принципиальная схема электронного управлени я 6– ти цилиндрового дизельного двигателя, у к оторого впрыск топлива происх о дит с п о мощью насос-форсунок. Список литературы 1. Системы впрыска дизельных двигателей . — М.: «Легион Автодата», 1997.– 670 с. 2. Сига Х., Мидзутани С. Введение в автомобильную электронику: пер. с японск.– М.: Мир, 1989.– 232 с. 3. Пинский Ф.И. Электронное управление впрыскиванием топлива в дизелях . Учебное пособие / Коломенский филиал ВЗПИ.– 1989. – 146 с. 4. Аккумуляторная система впрыскивания топлива Common Rail // А нализ технич е ского уровня и тенденций ра звития двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Р.И. Давтяна.– М.: Информ центр НИИД, 1998.– вып.25.– С.46– 68. 5. Барсуков С.И., Муравьёв В.П., Бухвалов В.В. Топливоподающие системы дизелей с электронным управлением. Ч.1.– Омск: Зап.– Сиб. кн. изд– во, 1976.– 142 с. 6. Аккумуляторные топливные системы с электроуправляемыми ги д ропр и в одными насос-форсунками / Хачиян А.С., Бойко С.В., Голубков Л.Н. и др. // Повышение эффективности автомобильных и тракторных двигателей: Тр./ МАДИ.– 1995.– С.39– 49. 7. Двигатели внутреннего сгорания: Системы поршневых и комб инир о ванных двигателей / Под общ. ред. Орли на А.С., Круглова М.Г.– М.: Маш и ностроение, 1985. – 456 с. 8. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное оборудование иностранных а в том о билей: Систем ы управления двигателем. — М.: Транспорт, 1998.– 76 с. 9. Система впрыска EPIC фирмы Lucas для дизельных автомобилей // Автомобил ь ная промышленность США.– 1997.– N 7 .– С.18– 23. 10. Лакин П. Фирма Lucas . Элект ронные системы впрыска топлива // Автомобил ь ная промышленность.– 1994.– N 9 .– С.37– 39. 11. Электронно-компьютерное оборудование дизелей. Учебное пос о бие: ПГАСА, Инст и тут не прерывного специального образования .– Днепропетровск, 2002. – 59 с. Лампа резк ого нажатия на Сигнальные лампы педаль акселератора неисправностей Сигнал част оты обор о тов ТПН Ка дрирующий переключатель си г нал нагрузки для КПП Датчики
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Чем отличается женский смартфон от мужского? В женском предустановлено приложение с календарём месячных, а в мужском аналогичное приложение поддерживает до десяти календарей.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по транспорту "Электронные системы управления автомбилем", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru