Электронные системы управления автомбилем

Наиболее современным вариантом распределительных насосов фирмы R. Bosch является модель VP– 44. Она использована на последних моделях дизелей Opel–Ecotec и Audi V6­– TDI. При n=4200 мин–1 давление нагнетания в ТНВД достигает 100 МПа, а давление в форсунках — 130…150 МПа и даже 180 МПа. При n=1000 мин–1обе величины давления близки к 50 МПа. Схема ТС с этим ТНВД представлена на рис.6. Особ

енностью ТПА является схема её управления, включенная в СУ дизелем. Электронный блок состоит из двух блоков, в частности оконечные каскады питания электромагнитов располагаются на корпусе ТНВД. Форсунка в отличие от рис.6 в обоих дизелях располагается соосно цилиндру дизеля, а в первом цилиндре снабжена датчиком подъёма иглы.

Появление роторного распределительного ТНВД обусловлено тенденцией повышения давления впрыска и ограниченности нагрузок в приводе ТНВД VE.

Фирмой Lucas CAV выпускаются ТС EPIC-70 и EPIC-80 (Eltctronical Proqrammed Injection Control) с роторными ТНВД. Цифры 70 и 80 указывают диаметр кулачной шайбы в мм. ТНВД EPIC-80 обеспечивает давление впрыска до 95 МПа [9, 10].

На рис.7 представлены датчики и исполнительные устройства системы (положения клапана рециркуляции, встроенные в ТНВД датчики положения регулирующих элементов подачи и УОВ, температуры топлива, частоты вала ТНВД, датчик скорости автомобиля (коробки передач), может использоваться датчик хода иглы. Датчики температур — типа NTC, их сопротивление уменьшается примерно вдвое при повышении температуры на каждые 20º.

Насосы EPIC имеют запатентованный фирмой Lucas способ регулирования qц изменением холостого хода плунжеров. Здесь сам ротор является поршневым сервомотором, а давление рабочей жидкости в сервомоторе зависит от длитель-

ности импульсов ЭБУ на открытие клапана подачи и клапана стравливания рабочей жидкости (топлива). Сигналы на перемещение ротора ЭБУ подает только между впрысками.

ТС EPIC осуществляет корректирование величины qц в зависимости от температуры топлива по сигналам датчика, через ЭБУ.

Механизм регулирования величины φопер.впр. аналогичен установленному в насосе Bosch, но дополнительно имеется датчик Холла положения сервопоршня исполнительного устройства.

Достоинства системы EPIC: при выходе из строя датчика частоты вала его сигнал замещается сигналом хода иглы, обеспечивает уже при пусковой частоте коленвала 180 мин–1 давление подкачки 0,3 МПа, а при высоких частотах — 0,8…0,9 МПа, оригинальное решение механизма регулирования цикловой подачи (принципом изменения полного хода плунжеров). На холостом ходу система EPIC обеспечивает индивидуальную подачу по всем цилиндрам. В то же время переход от минимальной подачи к максимальной искусственно демпфируется не период до 0,1 с. Датчик положения коленвала позволяет оперативно диагностировать вырабатываемую каждым цилиндром мощность и корректировать цикловую подачу, добиваясь баланса мощности по цилиндрам.

Особенности: обслуживание ТПА EPIC без специальных приборов и информации невозможно; индивидуальные данные каждой системы регистрируются при изготовлении и заносятся в ЭБУ.

К числу наиболее частых неисправностей относят повышенные утечки в изношенных форсунках, эрозия нагнетательных клапанов, попадание воздуха на всасывание в ТНВД, не герметичность, засорение линии низкого давления.

Заметим, что быстродействие СУ рассмотренными роторными ТНВД позволяет индивидуально, по цилиндрам, изменять подачу топлива на холостом ходу, что обеспечивает низкое значение nдв без опасности его самопроизвольной остановки из­–за большой неравномерности подач по цилиндрам и низкий уровень шума холостого хода. Самодиагностика ТС с электронным управлением топливной аппаратурой выполняется центральным ЭБУ путем посылки импульса электропитания на компоненты электромагнитного типа и датчики индукционного типа приемом импульса-отклика (импульса ЭДС самоиндукции), либо по омическому сопротивлению электрических и электронных компонентов системы.

ТС с силовым электроприводом и аккумуляторные системы.

Системы с силовым пьезоприводом. Пьезопривод все шире внедряется в технических устройствах, а характеристики пьезоэлектриков резко повышены. Применительно к ТПА он обладает рядом несомненных достоинств: высокие КПД, усилия, малый нагрев, реверсивность, отсутствие тока удержания. Важнейший его недостаток — малые перемещения, устраняется применением современных материалов и механическими мультипликаторами перемещения.

Малость перемещений пьезопривода вынуждает увеличивать диаметр плунжера или мембраны. В связи с этим, а также по ряду других параметров подобная ТПА выглядит наиболее перспективной для впрыска бензина , чем для дизельных ДВС.

ТПА с электродинамическим двигателем ориентирована на впрыск с помощью плунжерной насосной секции с высокими давлениями. В электродинамическом двигателе при пропускании через катушку импульса тока отталкивающее усилие на немагнитном электропроводном якоре обязано возникающему магнитному полю от вихревых токов, противоположного полю катушки. ТПА наилучшим образом реализуется в виде насос-форсунки или с трубопроводом менее 150…250 мм.

Трудности в создании такой ТПА: кратковременность силового импульса, малый КПД двигателя, неуравновешенность. Первая решается оптимизацией параметров ТПА, вторая — электронными системами с рекуперацией энергии, третья — оппозитной схемой агрегата. Необходим жесткий неэлектропроводный корпус с заливкой диэлектрическими компаундами. Наиболее простой способ регулирования ТНВД — напряжением питания конденсаторов.

Аккумуляторная ТПА с мультипликатором давления (насос-форсунки с гидроприводом плунжера) до середины 90-х годов считались наиболее перспективной аккумуляторной системой с электронным управлением. В этом направлении работали МАДИ [6], ЦНИТА, Воронежский ЛТИ, зарубежные фирмы [1]. Родоначальником таких систем были системы с механическим распределителем.

Предложено много схем мультипликаторов давления с электроуправлением, однако, все они конструктивно сложны, относительно дороги, т.к. содержат дополнительные прецизионные детали, имеют значительные неуравновешенные массы, требующие демпфирования в конечных положениях и имеют определенные ограничения по быстродействию. Можно предположить, что именно из-за этих причин такие аккумуляторные системы не нашли широкого применения. Такие сложные системы оказались еще менее перспективными для автомобильной техники, особенно для дизелей с n >4000 мин – 1.

Тем не менее фирмы Caterpillar и Perkins разработали аккумуляторную систему с электроуправлением и мультипликацией давления для дизелей автотракторного класса, названную HEUI(Hydraulic Electronic Unit Injection) (рис. 8). С 1992 г. Фирмой Caterpillar она была успешно испытана на ряде дизелей.

Прямое управление иглой электромагнитом, по подобию бензиновых форсунок, для современных дизелей невозможно ввиду значительных давлений топлива и требуемых усилий, предела магнитного насыщения материалов и ограниченности допустимых токов. По этой причине долгое время разрабатывались так называемые электродинамические форсунки [5]. Они имели массивный магнитопровод, подмагничиваемый катушкой возбуждения и подвижную легкую катушку иглы форсунки. Однако имелись трудности обеспечения надежности подвижных электроконтактов, повышенная масса иглы при все же недостаточном силовом воздействии. В результате — невысокое быстродействие и ненадежное запирание иглы при отсутствии подачи. Тем не менее, для непосредственного впрыска бензина более простое прямое управление форсунки применяется.

 Скачать реферат