Диссертация (781805), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Опытно-экспериментальный метод основывается на данныхспециальноорганизованныхэкспериментовсопытнымиобразцамиэнергопотребляющей продукции с проведением специальных измеренийхарактеристик для оценки показателей энергетической эффективности [138].Статистический метод основывается на подборе и обработке статистическихданных по показателям энергетической эффективности [141]. Приборныйметод основывается на проведении специальных испытаний промышленныхобразцов продукции и измерений фактических значений показателей.Смешанный метод представляет собой комбинацию двух или большего числавышеперечисленных методов.Среди поршневых двигателей внутреннего сгорания в настоящее времянаиболее распространен бензиновый двигатель.
В бензиновом двигателевоспламенение топливно-воздушной смеси происходит принудительно засчет электрической искры.Основныминаправлениямисовершенствованиябензиновыхдвигателей являются следующие:- снижение влияния систем электроснабжения и пуска на расходтоплива и токсичность отработавших газов;- снижение расхода топлива за счет других средств;- снижение токсичности отработавших газов за счет других способов;- повышение мощности двигателя.Для реализации этих требований на современных бензиновыхдвигателях применяются системы, приведенные в таблице 4-1.195Таблица 4-1Системы, обеспечивающие снижение расхода топливаНаименование системыДостигаемый эффектСистема оптимизации работы СЭССнижение расхода топливаСтартерно–генераторноеустройство (АТС гибридного типа)Система непосредственноговпрыскаТурбонаддувСнижение расхода топливаСистема изменения фазгазораспределенияСистема рециркуляцииотработавших газовСистема управления двигателемСистемаоптимизацииСнижение расхода топливаСнижение расхода топлива и повышениемощности двигателяСнижение расхода топлива, повышениемощности ДВССнижение расхода топливаСнижение расхода топлива и повышениемощности двигателяработысистемэлектроснабженияДВСобеспечивает максимальное использование энергетических возможностейосновных компонентов систем за счет применения оптимальных алгоритмових взаимодействия.Система непосредственного впрыска обеспечивает впрыск топливанепосредственно в камеру сгорания [115].
В зависимости от режима работыдвигателя регулируется количество впрыскиваемого топлива, моментвпрыска и образуются разные виды топливно-воздушной смеси (послойная,гомогенная, стехиометрическая гомогенная).Современная впускная система характеризуется дроссельной заслонкойс электрическим приводом и впускными заслонками на каждый цилиндр.Впускные заслонки разделяют поток воздуха на два канала – свободный иперекрываемый заслонкой. Закрытые впускные заслонки обеспечиваютпослойное смесеобразование за счет вихревого движения воздуха в камересгорания [114, 115].Турбонаддув используется для повышения мощности бензиновогодвигателя.
Турбонаддув основан на сжатии всасываемого воздуха с помощью196энергии отработанных газов. Вместе с тем применение турбонаддува набензиновых двигателях ограничено возможностью наступления детонации[118].Система изменения фаз газораспределения обеспечивает эффективнуюработу газораспределительного механизма в разных режимах работыдвигателя (холостой ход, низкие обороты, высокие обороты). В различныхконструкциях систем эффект достигается за счет изменения моментаоткрытия (закрытия) клапанов, продолжительности их открытия, а такжевысоты подъема.Наиболее совершенной системой воспламенения топливно-воздушнойсмеси бензинового двигателя является электронная система зажигания, вкоторой создание и распределение тока высокого напряжения по цилиндрамдвигателя осуществляется посредством электронных компонентов – датчикови блока управления [117].Выпускнаясистемапомимозначительной степени снижаетвыпускаотработанныхгазоввих токсичность.
Эту функцию в системевыполняет каталитический нейтрализатор, работающий под управлениемкислородного датчика.Системауправлениядвигателемобъединяетработувсехперечисленных систем, обеспечивая их эффективное функционирование навсех режимах работы двигателя.Донастоящеговремениразвитиеавтомобильныхсистемэлектроснабжения и пуска ДВС шло по пути повышения энергетическихпоказателей отдельных компонентов системы (генераторной установки,стартерного электродвигателя и аккумуляторной батареи).
При этомпринципы взаимодействия основных компонентов СЭС и СЭП двигателя иприемников электрической энергии практически не менялись.Ниже приводится описание алгоритма работы традиционной СЭС [22],[160, 161].197В режимах стоянки и пуска ДВС, когда двигатель автотранспортногосредства не работает, мощность генератора Рг равна нулю и питаниеприемников электрической энергии осуществляется от аккумуляторнойбатареи. При этомР аб = Р пс,(5.1)где Р аб – мощность, отдаваемая аккумуляторной батареей; Р пс - суммарнаямощность приемников электрической энергии, работающих в режимахстоянки и пуска автомобиля.В режимах остановки, когда двигатель автотранспортного средстваработает на оборотах холостого хода и движения, Рг > 0.Если Рг > Рп (Рп - мощность приемников электрической энергии,работающих в режиме остановки и движения автотранспортного средства),питание приемников электрической энергии осуществляется за счетгенератора, кроме того, происходит заряд аккумуляторной батареи.В этом случаеРг = Рп + АВS(Раб).(5.2)Причем, если Рп + Раб меньше, чем мощность, которую может отдатьгенераторвданныймоментвремени,работаяпотокоскоростнойхарактеристике, то регулятор напряжения уменьшает ток возбуждения до техпор, пока не выполнится условие (4.2).
Если Рг < Рп, питание нагрузкиосуществляется за счет генератора и аккумуляторной батареи, причемаккумуляторная батарея переходит на работу в режим вторичного источника,в результате чего изменяется направление ее тока.Рп = Рг + AВS (Раб)(5.3)198ОсобенностьюработытрадиционнойавтомобильнойСЭСвэксплуатации является то, что уровень регулируемого напряжения неявляется постоянным, а изменяется в зависимости от температурногофактора (термокомпенсация). Основным назначением термокомпенсацииявляется повышение эффективности заряда аккумуляторной батареи припониженных температурах в подкапотном пространстве автомобиля за счетувеличения напряжения настройки регулятора.Анализ алгоритма работы СЭС традиционной структуры и результатытеоретических исследований [22] и эксплуатационных испытаний [12-14, 22]показывает, что СЭС традиционной структуры является системой замкнутойна себя и не чувствительной к быстроизменяющимся условиям эксплуатации,режимам и фазам движения автомобиля.
Традиционные СЭС не всегдаадекватно реагирует на состояние собственных компонентов, энергетическойнагрузки и режимы работы двигателя.Попытки изменить алгоритм работы СЭС в данное время сводятся восновном, как было показано в первой главе, кнастройкирегуляторанапряжениявкорректировке уровнязависимостиотсостоянияаккумуляторной батареи по сигналам, поступающим с датчиков, что впринципе не изменяет алгоритм работы СЭС и не делает её адаптируемой.Впервые обратная связь, косвенно определяемая, уровнем напряжения вбортовой сети появилась на автомобиле SUSUKI-SWIFT 1.3GL в 1988 году,накоторомпривключениимощныхпотребителейэлектроэнергииавтоматически повышалась частота холостого хода двигателя.Объективные причинытакого состояния работ по изменениюалгоритмов работы СЭС заключаются в том, что применение датчиков иуправляющих устройств только для оптимизации работы СЭС крайненеэффективно с точки зрения увеличения стоимости СЭС. Однако впоследние годы ситуация резко изменилась, так как появление разработокавтомобилей и автобусов с многоканальными системами обмена информаци-199ей (МСОИ) [7], позволяет использовать для оптимизации работы СЭС всюсовокупность датчиков, имеющихся на автотранспортном средстве.Кроме того, по мере роста количества и мощности приемниковэлектрической энергииа, следовательно, источников питания в рядеспецифических режимов(разгон, работа на оборотах холостого хода)генераторная установка оказывает всё более заметное влияние на работудвигателя, в частности на топливную экономичность.Таким образом, задача создания алгоритма, обеспечивающего высокуюстепень использования энергетических возможностей компонентов СЭС иэнергиисиловойустановки,затрачиваемойнафункционированиеэлектроэнергетического комплекса автомобиля и системы, реализующейвыбранный алгоритм, является своевременной.5.2.
Общие положения по интеграции СЭС в мультиплексную системуобмена информацией автотранспортного средстваВ настоящее время [7], [22] на смену этапу интегральных систем снасыщением функций в каждой отдельно взятой системе приходит этапинформационной технологии с интеграцией различных "интеллектуальных"систем в информационной среде автотранспортного средства.Главное, что отличает любую "интеллектуальную" систему, этоинформационный обмен системы с окружающей средой [7]. Совместноеиспользование информации, получаемой от датчиков, создает предпосылки краспределению интеллекта [139, 140] в различных системах электрооборудования, то есть к способности систем принимать решения на соответствующем иерархическом уровне, воздействуя на исполнительныеустройства - активаторы путем передачи обработанной информации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
