Диссертация (1026344), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Питание контроллера обеспечивается отдельным блоком питанияна 24В.138Рисунок 4.1. Безмоторный стендДля измерения и фиксирования электрических параметров использовалсяцифровой осциллограф Tektronix TDS-2024 [108]. Основные характеристикиосциллографа приведены в Таблице 11.Таблица 11.Характеристики осциллографа.Количество аналоговых каналовПолоса пропускания, МГцЧастота дискретизации на канал, ГГцОбъем памяти на канал, точек420022500139Для измерения давления на безмоторном стенде используетсяпьезопреобразовательAVLpiezoamplifierA03Основные[109].характеристики преобразователя приведены в Таблице 12.Таблица 12.Характеристики пьезопреобразователя давления.Число независимых каналов2Напряжение питания, В24Калибровочное отношение, бар/В195,4Данные о давлении в полостях форсунки фиксировались в видеосциллограммнаэкранекомпьютераавтоматизированнойсистемыизмерений безмоторного стенда.Ниже приведены примеры полученных при испытаниях осциллограмм.На Рисунке 4.2 в качестве примера приведены осциллограммыизменения давлений топлива в полостях форсунки: красным цветом –давление топлива перед распылителем форсунки, зелѐным цветом – давлениетоплива за распылителем форсунки.
Приведѐнный результат получен причастоте вращения двигателя 700 об/мин.В результате экспериментов достигнуто давление впрыска 1700 бар(Рисунок 4.3). Данное значение давления соответствует характеристикамиспользуемой топливной аппаратуры.Поскольку результаты испытаний СКАУД на безмоторном стендеподтвердили работоспособность канала воздействия системы управления натопливоподачудизеля,дальнейшиеодноцилиндровом отсеке двигателя Д500.испытанияпроводилисьна140Рисунок 4.2. График изменения давленияРисунок 4.3.
Достижение давления 1700 барВ Таблице 13 приведены результаты проведѐнных безмоторных испытаний, позволивших подтвердить работоспособность системы на различных режимах.141Таблица 13.Результаты испытаний на безмоторном стенде.ЧастотаПродолжитель-Продолжитель-Угол опереже-Макси-вращенияность управля-ность впрыска,ния впрыскамальноеколенча-ющего сигнала,°п.к.в.топлива отно-давление,того вала,мкссительно ВМТбароб/минс диаграммы,°ПКВ35040004.2152803501600016.8154503503000031.51554070020004.212.5350700700014.7157507001200025.217155088025006.612650880500013.217900880820021.648121750100024007.21350010005000151113501000820024.61117004.2.
Испытания на одноцилиндровом двигателе ОД500Испытательный стенд на базе одноцилиндрового отсека ОД500 представляет собой комплекс измерительной аппаратуры, подключѐнной к двигателю1ЧН26,5/31. Подача воздуха в цилиндр двигателя осуществляется от проточнойѐмкости, в которой поддерживается требуемое давление. Автоматизированыизмерения расхода топлива, давления в цилиндре, уровня токсичных выбросови др.142На стенде в качестве штатного варианта используется система управления производства ведущей зарубежной фирмы, в которой реализован каналвоздействия на топливоподачу.
Система СКАУД, разработанная в МГТУ им.Н.Э. Баумана, оснащена комплектом жгутов, позволяющим заменить блокуправления с использованием штатного набора датчиков.Внешний вид испытательного стенда на базе одноцилиндрового отсекадизеля Д500 представлен на Рисунке 4.4.Рисунок 4.4. Одноцилиндровый отсек ОД500В экспериментальном исследовании на одноцилиндровом отсеке былопроведено сравнение характеристик штатной системы, используемой на заводеи системы СКАУД, созданной в МГТУ им. Н.Э. Баумана.На Рисунках 4.5 и 4.6 представлены осциллограммы управляющих сигналов при работе со штатной системой управления и СКАУД соответственно.143Рисунок 4.5.
Результаты штатной системыРисунок 4.6. Результаты СКАУДВ рамках предварительных испытаний на одноцилиндровом отсеке былапроведена проверка функционирования системы управления. При работе наразных режимах система должна обеспечивать задание требуемой продолжительности управляющего импульса. Осциллограммы управляющего сигнала наразных режимах показаны на Рисунках 4.7 и 4.8144Рисунок 4.7. Продолжительность управляющего сигнала 8500 мксРисунок 4.8.
Продолжительность управляющего сигнала 3000 мксСогласно программе испытаний, утверждѐнной на ОАО «Коломенскийзавод», были произведены измерения ряда параметров. Полученные значенияпредставлены в Таблице 14. Следует отметить, что по всем измеряемым параметрам испытываемые системы показали близкие результаты. Система управ-145ления СКАУД показала полно соответствие предъявляемым требованиям поточности впрыска.При проведении испытаний проводилось индицирование рабочего процесса. На Рисунках 4.9 – 4.12 показаны сравнительные графики давлениявпрыска и индикаторного давления на различных режимах работы двигателя.На Рисунке 4.9 показано сравнение индикаторных диаграмм на режимехолостого хода: частота вращения 300 об/мин, мощность 0 кВт.На Рисунке 4.10 показано сравнение процессов на режиме 755 об/мин,при этом мощность, вырабатываемая отсеком, составила 122,8 кВт.На Рисунке 4.11 показано сравнение процессов на режиме 875 об/мин,при этом мощность, вырабатываемая отсеком, составила 212,4 кВт.На Рисунке 4.12 показано сравнение процессов на режиме 1000 об/мин,при этом мощность, вырабатываемая отсеком, составила 355,6 кВт, что соответствует номинальному режиму работы двигателя.На Рисунке 4.13 представлен результат записи сигнала датчика частотывращения.
Запись результатов осуществлялась на тех же четырѐх режимах. Настабильность частоты вращения влияет настройка коэффициентов закона регулирования. Размах колебаний частоты вращения для обоих блоков одинаков.При оценке величины отклонений частоты вращения следует учитывать специфику работы одноцилиндрового отсека, в котором подвод энергии к валу производится гораздо реже, чем в многоцилиндровом двигателе, а система управления имеет возможность влиять на процесс топливоподачи только во времясравнительно редких впрысков в одном цилиндре. Численные значения нестабильности частоты вращения приведены в Таблице 15.1504.29426153.5841642.70.645.1510.971807.2880.001202 0.001382 0.034072383.960219.77334.109НмбарбарбарбарбарССССбарм3/чкг/чкг/м3м3/чмм3/сДавление наддуваПротиводавлениеМаксимальное давлениеpzpiТемпература за коллекторомТемпература в цилиндреТемпература воздуха в ресивереТемпература топливаДавление топливаРасход воздухаЧасовой расход топливаПлотность топливаОбъѐмный расход топливаОбъѐмный расход топливаЦикловая подача топлива (объѐм) мм3/цик 133.643лЭлектронный УОВТград164452136210000811.7161.122-5.1538501061881.0248214.4100009464.517811.71627.657-5.3385553857913.49123940.060.420.71555122.8755Крутящий момент0300СКАУДкВт300ШтатнаяМощностьЧастота вращенияСКАУДЕд.изм.об/минНаименование параметра261485.3479345.3100.033643810.2427.2594275.2405553557413.82122940.420.420.71554122.8755Штатная282098.40715300.880.055083807.28844.4684905.4446056060319.71581262.91.21.752325212.4875СКАУДРезультаты испытаний на одноцилиндровом отсеке.0.090996808.76473.5955835.3427060662328.472011667.123.23406355.61000СКАУД0.093276810.2475.5765405.4407060763128.742001677.523.23397.5355.61000Штатная282114.972263033.229263109.20215421.677 25276.919 25910.0180.055518808.02644.864825.4436055760019.671571286.41.21.752319212.4875ШтатнаяТаблица 14.146147Рисунок 4.9.
Характеристика впрыска и индикаторная диаграмма при 300об/мин: а – давление топлива; б – индикаторная диаграмма148Рисунок 4.10. Характеристика впрыска и индикаторная диаграмма при 755об/мин: а – давление топлива; б – индикаторная диаграмма149Рисунок 4.11. Характеристика впрыска и индикаторная диаграмма при 875об/мин: а – давление топлива; б – индикаторная диаграмма150Рисунок 4.12.
Характеристика впрыска и индикаторная диаграмма при 1000об/мин: а – давление топлива; б – индикаторная диаграмма151Рисунок 4.13. Сравнение сигнала датчика частоты вращения высокой точности152Таблица 15.Нестабильность удержания частоты вращения., об/мин, об/минОтношение, %300144.7755151.98875171.941000181.8Для подтверждения правильности функционирования разработанной системы управления были проведены динамические испытания.
В процессе испытаний фиксируется большое количество параметров, но наиболее показательным в динамике является результат: изменение частоты вращения. На Рисунке4.14 показан переходный процесс при изменении настройки частоты вращенияс 300 об/мин до 400 об/мин. Красной линией на верхнем графике (Рисунок 4.14)показана настройка частоты вращения, синей линией показан график частотывращения двигателя. Можно наблюдать заметные колебания частоты вращенияот отдельных впрысков топлива, что характерно для испытаний на одноцилиндровом отсеке.
При анализе полученного процесса следует отметить точноевыполнение поставленной задачи: соблюдается темп набора частоты вращения,частота вращения приходит к заданному значению менее, чем за 15 секунд,превышение требуемой частоты вращения порядка 25 об/мин.В нижней части рисунка представлен график изменения продолжительности управляющего сигнала (зелѐная линия) и его составляющих, определяемыев соответствии с законом регулирования. Пропорциональная составляющая закона регулирования показана фиолетовым цветом, интегральная – голубым.Суммарное воздействие позволяет достичь высоких показателей качества переходного процесса.Важным процессом является запуск двигателя. График изменения частоты вращения при пуске представлен на Рисунке 4.15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
