Оптимальное управление двигателем в поле эксплуатационных режимов

Так, например, в двигателе Peugeot при полной подаче топлива давление впрыскивания увеличивается до 10 МПа, а на режиме холостого хода снижается до 7 МПа. На переходных режимах это давление падает до 3 МПа.

При послойном смесеобразовании на частичных нагрузках, когда в зоне свечи сосредоточена обогащенная часть заряда, а на периферии камеры сгорания отношение «воздух-топливо» увеличивается до 30:1, энергия искрового разряда возрастает до 100 мДж.

При полной нагрузке, когда за счет более раннего впрыскивания топлива образуется достаточно равномерная горючая смесь, близкая по своему составу к стехиометрической, энергия искрообразования снижается до 50 мДж. Используется также увеличение количества остаточных газов на режимах, наиболее опасных с точки зрения образования оксидов азота.

Регулирование общего избытка воздуха осуществляется за счет автономного управления дроссельной заслонкой. При полной подаче топлива (педаль управления подачей нажата полностью) дроссельная заслонка открыта, что обеспечивает образование стехиометрической смеси. На режиме холостого хода дроссельная заслонка открывается на 20 градусов относительно ее закрытого состояния, что значительно превышает степень открытия заслонки в традиционных схемах на этом режиме. Правда, как было уже указано выше, качественное регулирование усложняет работу трехкомпонентных нейтрализаторов, которые переводятся на режим накопления и периодической разовой нейтрализации оксидов азота.

В связи с этим появились конструкции (например, двигатели SAAB), которые позволяют применить своеобразное качественное регулирование. В этих двигателях осуществляется управляемое горение SAAB Combustion Control (SCC) при непосредственном впрыскивании бензина, регулируемых фазах газораспределения и двух различных искровых зазорах между электродами [ ].

Впрыскивание топлива осуществляется с помощью сжатого воздуха форсункой в конце выпуска в период перекрытия клапанов. Вследствие повышенного давления в цилиндре часть топлива, смешанного с отработавшими газами, выбрасывается через открытые клапаны как в выпускную, так и во впускную систему. Начавшееся после верхней мертвой точки (ВМТ) «всасывающее» движение поршня возвращает эти «выбросы» в цилиндр, а после закрытия выпускного клапана в рабочую полость поступает тройная смесь из топлива, воздуха и отработавших газов, причем количество воздуха в ней увеличивается в зависимости от изменяемой продолжительности открытия впускного клапана. В средней части процесса сжатия в цилиндр подается дополнительный воздух, обеспечивающий турбулизацию заряда с целью создания благоприятных условий для воспламенения и сгорания топлива.

Сложная система управления обеспечивает на всех режимах поддержание отношения «воздух-топливо» в пределах 14,6 . 14,7, а остальная часть заряда дополняется отработавшими газами. На малых нагрузках их относительное количество в рабочем теле может достигать 70%. Постоянство состава обогащенной смеси и ее повышенная за счет отработавших газов температура позволяет использовать стандартные трехкомпонентные нейтрализаторы.

Зажигание смеси обеспечивается искровыми разрядами между электродами. Один из них, к которому подводится высоковольтный импульс, выполнен заодно с форсункой. «Массовым» является боковой Г-образный электрод, образующий с центральным зазор в 3 .5 мм, а также выступ в поршне (искровой зазор 1 мм). Первый работает при частичных нагрузках и за счет высокой энергии (80 мДж) и размера искры обеспечивает раннее и надежное воспламенение смеси с большим содержанием отработавших газов. При полной нагрузке искра образуется во втором искровом зазоре, равном 1 мм. Двигатель с процессом SCC укладывается в самые жесткие нормы по выбросам вредных веществ.

Кроме качественного регулирования, улучшающего показатели двигателей на режимах малых нагрузок, может использоваться альтернативный прием - сужение необходимого диапазона нагрузочных режимов в области наиболее благоприятных условий эффективного энергопреобразования.

В систему оптимального управления входит также установка на каждом режиме оптимального угла опережения зажигания.

Серийные центробежные и вакуумные регуляторы не обеспечивают необходимой точности выполнения этой программы, а главное, не реагируют на многие дополнительные факторы.

Наиболее полно эти сложные оптимизационные программы (рис. 1.2.2) можно реализовать в электронных системах зажигания с помощью микропроцессоров.

Материалы о транспорте:

Расчет числа путей в районном парке и количества парков
Расчет количества вагонов ведется для каждого рода грузов отдельно, исходя из характеристик выбранных типов специализированных вагонов для перевозки того или иного типа грузов. Среднесуточное количес ...

Функциональная схема управления привода, расчет динамических характеристик и математическая модель привода
Блок-схема управления и привода приведена на рис.13, где используются следующие обозначения: – сигнал управления на входе привода; – сигнал позиционной обратной связи по выходному звену гидродвигател ...

Составление рациональных транспортных схем и возможных вариантов закрепления флота
Движение судов при перевозках должно быть организовано так, чтобы производительность работы флота судоходного предприятия была наибольшей, а себестоимость перевозок – наименьшей, что достигается мини ...