Диссертация (781805), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Если эта мера не приводит кснижению токсичности отработанных газов, то обороты холостого ходадвигателя повышаются.III группа - алгоритмы поддержания уровня напряжения в бортовойсетивдопустимыхпределахиобеспечениязаданногосостоянияаккумуляторной батареи.А)При напряжении в бортовой сети на оборотах холостого ходадвигателя ниже минимально допустимого система снижает мощностьпотребителей электроэнергии без ущерба комфортности (потребители,222имеющие несколько режимов работы, переводятся на режим меньшеймощности).Б)При напряжении в бортовой сети на оборотах холостого ходадвигателя ниже минимально допустимого обороты холостого хода двигателяповышаются до тех пор, пока напряжение в бортовой сети не превыситминимально допустимый уровень.В)При "провале" напряжения аккумуляторной батареи нижебазового уровня ее последующий заряд происходит при повышенном уровненапряжения.
Таким образом, путем выбора оптимального уровня зарядногонапряжениябатареиучитываютсярежимыиусловияэксплуатацииавтомобиля (более подробно данный алгоритм рассмотрен далее).Внутренняя структура СЭС, обеспечивающая минимальный расходтоплива двигателя на привод генератора, не усложняется и даже может бытьпроще, поскольку в ее работе участвуют внешние датчики и средствараспределенного интеллекта [19].6.2. Разработка системы электроснабжения с частично оптимизированным алгоритмом работыВ процессе работы над диссертацией был разработан, техническиреализован и запатентован алгоритм управления СЭС [9], обеспечивающиймаксимальное использование энергетических возможностей генератора,увеличение срока службы аккумуляторной батареи и снижение расходатоплива на привод генераторной установки.2236.3.
Результаты испытаний системы электроснабжения с частичнооптимизированным алгоритмомИспытания проводились с помощью программно-измерительногокомплекса,разработанногоавтором,подробноеописаниекоторогоприведено в шестой главе.Программно-измерительный комплекс с использованием переносногокомпьютера является удобным, мощным и эффективным средством дляисследованияианализарежимовработысистемикомпонентовэлектрооборудования автомобиля в условиях реальной эксплуатации.Программно-измерительный комплекс может также использоватьсяприизмерениях и исследованиях при проведении лабораторно-стендовыхиспытаний и в испытательных боксах.Для определения содержания вредных веществ в отработанных газахавтомобилейиспользовалсягазоанализаторнепрерывногодействия,работающий на принципе инфракрасной спектроскопии со следующимиметрологическими характеристиками:- основная приведенная погрешность газоанализатора должна быть неболее ±5% верхнего предела измерений для каждого диапазона;- постоянная времени газоанализатора должна быть не более 60 секунд.Для проведения испытаний использовался газоанализатор, которыйблагодаря своейконструкции и программному обеспечению, способен вреальном времени проводить анализ до 50 компонентов газовой смесиодновременно,приэтомзаписываявпамятькаждыйИК-спектр.Используемый газоанализатор, кроме надежности и удобства в работе, имеетмножество дополнительных функций:- измерение дифференциального давления газа;- определение расхода газа/дизтоплива;- память на 200 измерительных блоков;- IRDA интерфейс для передачи данных на ПК;224- USB интерфейс для передачи данных на ПК.Задачаизмеренияреальногорасходатопливанадвигателяхвнутреннего сгорания (ДВС) является непростой в силу ряда причин,связанных с условиями эксплуатации, требованиями к точности измерений инадежностиоборудования.Вибрация,широкийдиапазонрабочихтемператур, пульсация потока топлива, в том числе и знакопеременная,оставляют мало шансов на использование приборов с косвенными методамиизмерения расхода.Многиеконтроллерыуправлениявпрыском,имеютвнешнююцифровую шину, с которой можно считывать информацию о расходе, ноописания протоколов обмена поэтой шине не являются свободнодоступными и поэтому с ней работать нежелательно.Для исследования расхода топлива автором использовался прибор,получающий исходный сигнал непосредственно с клеммы электромагнитафорсунки.
Измерение расхода основано на измерении времени открытияфорсунок за единицу времени измерения, учитывая то, что давление топливав магистрали постоянно.Расход отображается в литрах в час с точностью 0,1 литра в час.Существуют два основных режима работы - измерение и калибровка.Калибровка необходима из-за того, что у разных моделей автотранспортныхсредств различный объём двигателей и разное давление в топливноймагистрали.
Для процесса калибровки необходимо знать точное количествотоплива, сгоревшего за определенное время. Начало и окончание этоговремени отмечается испытателем. При этом в режиме калибровки можнозапускать и глушить двигатель и ехать на любых скоростях и режимах.Важно лишь отметить контроллеру начало и окончание отсчёта времени, закоторое сгорело точно известное количество топлива.Для определения величины расхода топлива в мире используютсяследующие единицы измерения:225- объём топлива, израсходованного автомобилем при прохождениизаданной дистанции. Широко распространено в странах с метрическойсистемой мер, где расход измеряется в литрах на 100 км пробега автомобиля(литров / 100 км). Чем значение меньше, тем экономичней автомобиль.- дистанция, при прохождении которой автомобиль израсходуетзаданный объём топлива.
Широко используется в странах с английскойсистемой мер, где расход измеряется как количество миль, котороеавтомобильможетпроехатьнаодномгаллоне(британскомилиамериканском) топлива (миль / галлон). Чем значение показателя (миль /галлон) больше, тем экономичнее автомобиль.Нами при определении величины расхода топлива применяласьвеличина расхода топлива в литрах на 100 км пробега автомобиля (литр / 100км).Для определения вредных веществ в отработанных газах и величинырасхода топлива выделяют специальные циклы:- «городской» цикл.
Он характеризуется большей интенсивностьюизменения скорости автомобиля, в том числе работой двигателя во времястоянки в «пробке», а также разгонами и резкими сбросами скорости до нуля.Как следствие, повышенный расход топлива;- «загородный» цикл. Он характеризуется большей плавностью хода истабильно удерживаемой скорости, вследствие этого он имеет относительнонизкий расход топлива;- «смешанный» цикл,являющийсяусредненным показателем,использующем «городской» и «загородный» циклы.
Причём не обязательно,чтобы «загородная» часть цикла осуществлялась вне города. Главная цель это сохранение манеры езды как при «загородном» цикле.При испытаниях СЭС использовался смешанный цикл, отражающийнаиболее реально режим эксплуатации легкового автомобиля.226Результаты измерения токсичности отработанных газов и расходатоплива серийных системы электроснабжения и СЭС с оптимизированнымалгоритмом работы на автомобилях и автобусах:- ВАЗ 2119 с двигателем ВАЗ Калина 1.6i 80 Hp объемом 1,6 литра имощностью 80 л.с.;- КАМАЗ 5460 с двигателем КАМАЗ 740.64-20 объемом и 11,76 л. имощностью 360 л.с.;- ЛиАЗ 5292 с двигателем ЯМЗ 534 объемом 6,65 л. и мощностью 240л.с. приведены в таблице 6-1.Таблица 6-1.Результаты испытаний СЭС с оптимизированным алгоритмом работы.Наименование СЭСВАЗ 2119Серийная СЭССЭС соптимизированнымалгоритмом работыКАМАЗ 5460Серийная СЭССЭС соптимизированнымалгоритмом работыЛиАЗ 5292Серийная СЭССЭС соптимизированнымалгоритмом работыРасходВыбросытоплива, оксидовл/100км углерода,гр./кмВыбросыоксидовазота,гр./кмВыбросыуглеводородов,гр./км7,82,30,150,27,32,10,140,19360,640,50,29330,560,450,27290,40,30,2226,70,360,270,21Экономия топлива в денежном выражении на 100 километров пробегапри средней стоимости бензина АИ95 - 39,20 руб.
и дизельного топлива –37,59 составляет:- для легковых автомобилей 19 рублей;227- для грузовых автомобилей 112 рублей;- для автобусов 86 рублей.Из таблицы 6-1 видно, что применение СЭС с оптимизированнымалгоритмом на легковых и грузовых автомобилях, а также на автобусахобеспечивает:- снижение расхода топлива на 6,5% - 8%;- снижение выбросов оксидов углерода на 10% - 13%;- снижение выбросов оксидов азота на 7% - 9%;- снижение выбросов углеводородов на 4% - 5%.6.4.
Методика непрерывного определения степени заряженностиаккумуляторной батарей во время движения АТСПри разработке интеллектуальных СЭС в большинстве случаевтребуется точное значение степени заряженности АБ для оптимальноговыборауровнярегулируемогонапряжения.Однакоэтисистемыдорогостоящи и требуют высококвалифицированных специалистов по ихобслуживанию. Поэтому в ряде случаев для АТС специального назначенияэти системы необходимы. В процессе работы над диссертацией быларазработанатакаясистемадляавтомобилей,осуществляющихпожаротушение в труднодоступных районах [176, 177].Для уменьшения отрицательного влиянияпервичного двигателяавтотранспортного средства на окружающую среду с нашей точки зрения,наиболее простым решением является снижение мощности расходуемой ДВСна привод различных устройств, получающих энергию от коленчатого вала.Экспериментальные исследования показывают, что наибольшую энергиюдвигатель автомобиля расходует на привод генераторной установки [150].Для снижения влияния генераторной установки на ДВС необходимопроводить выбор уровня регулируемого напряжения генератора (напряжениенастройки регулятора напряжения) в зависимости от зарядного состояния228аккумуляторной батареи, а для этого необходимо знать ее степеньзаряженности в любой момент эксплуатации [122].
Для этого предложенаметодика определения степени заряженности АБ в эксплуатации, котораяможет быть использована не только для свинцово-кислотных АБ, но и длядругих, например литий-кадмиевые АБ, используемые в электромобилях игибридныхАТС,поэтомувдальнейшемАБбудемназыватьэлектрохимическими системами (ЭХС).Врезультатеанализасовременныхметодовразработкиэлектротехнических устройств, следует сделать вывод о том, что наиболееприемлемым является способ построения цифровой измерительной системына базе микроконтроллера.Это обусловлено преимуществами, которыеимеют микроконтроллеры по сравнению с устройствами, разработанными нааппаратной логике:- меньшее энергопотребление;- упрощенное схемотехническое решение;- возможность изменения функциональных возможностей путемредактирования кода программы без доработки аппаратной части.Структурная схема цифровых электротехническихкомплексовконтроля количества электричества с программным управлением изображенана рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
