Оптимальное управление двигателем в поле эксплуатационных режимов

Характерной особенностью использования двигателей на автомобильной технике является чрезвычайно широкий диапазон условий их работы. В зависимости от рельефа местности, качества дорожного покрытия и необходимой скорости движения значительно изменяются скоростные и нагрузочные режимы, а также тепловое состояние двигателей, причем преобладающими являются частичные режимы.

Большую часть времени автомобильные двигатели работают на неустановившихся резко переменных во времени частотах вращения коленчатого вала и нагрузках. Подвержены колебаниям и внешние атмосферные условия: давление, температура и влажность окружающей среды.

В связи с этим уровень эффективности энергопреобразования, достигнутый на каком-либо одном расчетном режиме работы, чрезвычайно сложно сохранить во всем поле эксплуатационных режимов. Двигатели, доведенные и настроенные по всем регулировкам на режиме номинальной мощности или максимального крутящего момента, в случае отклонения от этих расчетных условий существенно изменяют свои показатели. Поэтому, чтобы не допускать чрезмерного ухудшения мощностных и экономических характеристик силовых установок, при изменении режимов их работы необходима автоматическая перенастройка регулировочных параметров.

В той или иной степени перенастройка регулировок применялась на всех двигателях прошлых лет, причем от поколения к поколению число регулируемых параметров непрерывно повышалось, а допуск на разброс их значений ужесточался.

Для улучшения топливной экономичности на нерасчетных режимах осуществляется изменение состава смеси, регулирование угла опережения зажигания и стабилизация теплового режима. Такая перенастройка выполняется по программам, полученным на основе экспериментального исследования регулировочных характеристик двигателей. Реализация этих программ обычно осуществляется за счет подбора и оптимизации дозирующих характеристик карбюратора, а также характеристик центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания. Тепловой режим стабилизируется термостатами и автоматическими муфтами привода вентилятора.

Однако, как было показано в предыдущих разделах, эффективность энергопреобразования зависит от значительно большего числа факторов, чем это учитывается в обычных конструкциях. Кроме того, традиционными способами и средствами не всегда удается реализовать сложные программы управления при необходимом ужесточении допусков на разброс регулировок.

Чтобы обеспечить в любой точке поля эксплуатационных режимов работы двигателя получение необходимой мощности при минимальном расходе топлива, отсутствии детонационного сгорания и допустимом выбросе вредных веществ, необходимо более точно воздействовать на всю совокупность регулировочных параметров. Такое оптимальное управление двигателем может строиться с использованием одного из двух принципов:

• управление комплексом регулировочных параметров на основе заложенных в систему программ;

• самонастраивающееся или адаптивное управление.

Первый принцип продолжает тенденции традиционного управления бензиновыми двигателями, но реагирует на значительно большее число параметров, характеризующих условия и режимы их работы.

Обычно такие системы (рис. 1.2.1, а) включают в себя совокупность первичных преобразователей 7, измеряющих основные параметры, в зависимости от значений которых строится управление. Сигналы, поступающие от преобразователей, обрабатываются в электронном блоке управления 2 с использованием как аналоговых, так и цифровых принципов преобразования информации. Цифровые системы выполняются на основе микропроцессоров, собранных на базе больших интегральных схем.

Микропроцессор осуществляет сравнение полученной информации о режиме и условиях работы двигателя, по заданной программе определяет оптимальные для этих условий значения регулировочных параметров, сравнивает их с реальными и при необходимости вырабатывает команду на корректирование регулировок, которая направляется к исполнительным механизмам.

Программные системы обычно воздействуют на дозирование топлива (цикловую подачу топлива) и угол опережения зажигания. При этом система топливопитания может быть оборудована как карбюратором, так и аппаратурой впрыскивания топлива. Описанная система постоянно устанавливает исполнительные элементы в положение, соответствующее приготовлению более выгодного состава смеси.

Значительно больший эффект от оптимального управления возможен при применении вместо карбюратора более сложной аппаратуры для впрыскивания топлива.

Материалы о транспорте:

Расчет и построение графиков динамического паспорта для автомобилей УАЗ 3741 и Volkswagen Transporter T4
Тяговая характеристика недостаточно удобна для сравнительной оценки тяговых свойств автомобилей, обладающих различной массой, так как при одинаковых значениях тяговой силы Pт они будут иметь на одной ...

Условия доставки груза
DAF Поставка до границы (… название места доставки) Термин «Поставка до границы» означает, что продавец выполнил поставку, когда он предоставил неразгруженный товар, прошедший таможенную очистку для ...

Оборудование для технического обслуживания автомобилей
Работы по техническому обслуживанию автомобилей очень трудоёмки, поэтому современная технология обслуживания предусматривает механизацию этих работ с применением различного оборудования. В первую оче ...