Разработать и реализовать соответствующую схему управления (например: релейно-контактную, дистанционную или оперативно-непосредственную и т.д.), испытать её в работе и довести до работоспособного уровня

26. Алгоритм управления процессом пуска

1) По сигналу «пуск» проводится предпусковая прокачка масла (ГОСТ 10032-80)

2) По импульсу от реле давления в системе смазки включается электростартер

3) Обеспечивается требуемое количество попыток пуска и пауз (По ГОСТ 10150-83 продолжительность попытки пуска карб. 10с, дизельного 15с, интервал между попытками – 60с. После 3-х попыток перерыв 3 мин.)

Схема – «пульс-пара»

РВС – реле времени стартера

РВП – реле времени паузы

РС – реле стартера

РВК – реле времени контрольное

Назначение – обеспечить нужное количество попыток пуска и пауз

РВК считает для дизеля 10с(15с), потом срабатывает реле паузы

Режимы работы системы «пульс-пара»

1. Работает стартер

2. Работает пауза

3. Переключение контактов

4. Работает стартер

5. Конец контроля времени

4. При удачном пуске двигатель выходит на обороты прогрева на Х.Х. При неудачном пуске обеспечивают поиск неисправностей.

5. Прогрев контролируется температурным реле.

По импульсу от этого реле, пружина выводится на затяг, соответствующий номинальным оборотам

4. По импульсу от положения рычага управления включается нагрузка

28. Автоматизация операций контроля и защиты двс.

Осн. контролируемые параметры; параметры, по значению которых может наступить аварийное состояние:

1) значение давления моторного масла

2) n

3) t-ра воды и масла

4) уровень масла в картере

По параметрам, определяющим аварийное состояние дв-ля контроль дополняется защитой.

Алгоритм функц-ия аварийной защиты (АЗ):

Если контролируемый параметр выходит за пределы установленной зоны значений, то дв-ль должен быть остановлен.

на Х.Х.

M_н J М_с=0

; ; ; ; ;

Кроме контролируемых параметров выделяют параметры предупредительного контроля (уровень топлива, подзарядка АКБ) и параметры исполнительного контроля (ручник, воздушная заслонка)

29. Контролепригодность двс

Контроль является одной из основных фун-ций управления. Цель контроля состоит в обнаружении отклонений управляемой(регулируемой)величины от заданных значений для локализаций выработки управляющих воздействий.

Контроль технического состояния техники(эксплуатационный контроль)-процесс обнаружения изменений в эксплуатируемом изделии для выявления нарушений работы изделия.Для успешного решения задач эсплуатационного контроля, необходимо обеспечить контролепригодность изделия. Контролепригодность - совокупность св-в, характеризующих приспособленность изделия к проведению контроля заданными средствами.

Различают 2 уровня контролепригодности:

1.Системный(обеспечивает эксплуатационный контроль бортовыми сред-ми контроля;

Агрегатный(к нему относится эксплуа-нный контроль демонтированных с изделием уст-в.

Для обеспечения контролепригодности изделия руководствуются принципами:

-контро-ть изделия должна обеспечиваться на этапе его проектирования;

- контро-ть предусматривают на системном и агрегатном уровне;

- контро-ть должна быть обеспечена применительно к каждой конкретной задаче, необходимой для данного изделия.

30.Аварийно-предупредительная сигнализация при эксплуатации двс (гост 11928-83)

ГОСТ 11928-83 предусматривает требования по аварийнопредупредительной системе защиты. Для изделий техники при разработке контролепригодности разработчик ука-ет параметры предупредительного и исполнительного контроля .

Для визуальной информации ГОСТ рекомендует цвета: красный-для оварийной и оварийно-предупредительной сигнализации;желтый или оранжевый-для предупредительной сигнализации;зеленый-для сигнализации о наличии питания;белый-для исполнительной сигна-ции. Возможно применение зву-й сигна-ции

Визуальная световая сигнализация должна осущ по следующему алгоритму:

-мигающее свечение-для предупредительного или оварийного значения контролируемого параметра

-постоянное значение после квитирования(воздействия оператора на режим работы сигнализации свидетельствует о восприятии или распозновании)

Исчезновение свечения после квитирования при восстановлении рабочего значения контролируемого параметра.Возврат систем сигнализации и защиты в исходное состо-е при возникновении рабочих значений исходных пара-ов осущ-ся посредством ручной разблокировки.

Аварийная защита ДВС

1.Составить алгоритм функци-я АЗ двс.

2.Определиться с алгоритмом управления по разносу и по падению давления масла в системе

Алгоритм управл. АЗ двс при падении давл. масла.

По импульсу падения давления от первичного реле подается сигнал на рабочие и аварийные стоп-устройства,при этом включается аварийн-предупредительная сигна-ция.Аварийное стоп-устройство срабатывает через временной интервал,если не сработало рабочее.Если сработало рабочее,аварийное блокируется по импульск от центробежного реле.У неработающего двигателя сис-ма защиты по давлению масла заблокирована.Случайные провалы давления в смазочной системе не должны включать АЗ.

3.Схема процедур организации АЗ двс.

a)выбор системы АЗ(электрогидравлическая, электромеханическая, программнологическая).Система АЗ двс должна включать устро-во планирования управ-я, управляющее ус-во, исполнительный мех-м, датчики.

б)выбор исполнительного механизма.

31. Функциональная схема системы аварийной защиты двигателя по падению давления масла.

Алгоритм управления операциями аварийной защиты при падении давления масла: по импульсу падения давления масла от первичного реле поаётся сигнал на рабочее и аварийное стоп-устройства. Аварийное срабатывает через определённое время, если не сработало рабочее. Если же сработало, - аварийное блокируется по импульсу от центробежного реле. Система защиты заблокирована, если двигатель не работает.

Функцональная схема:

РДМ – реле

давления

масла

РВ – времени

РТ – темпе-

ратуры

РПД – реле падения давления

РО – реле останова, РАЗ – аварийной защиты.

32. Релейно-контактная схема сазд (аварийные параметры: давление моторного масла, частотоа вращения кв)

Блокировка УУАЗ. Если 1РН под напряжением получается взвод АЗ на готовность

РПД запускает сигнал на останов двигателя

Останов двигателя

Контакт 1РВ2 имеет время срабатывания больше времени нагрева двигателя до tож=50°С

Когда есть давление и температура, то 1РИ под напряжением и контакт 1РИ отключается и РПД обеспечено, то 2РИ2 уже включён и обеспечивает готовность срабатывания САЗД

33. Регулирование температуры воды и масла.

Для ДВС оптимальный температурный режим лежит в пределах 80…95 ^оС. На современном уровне развития техники с учётом новых материалов, синтетических моторных масел этот температурный режим может меняться. Выполнение задачи оптимизации температуры обеспечивается системой терморегулирования.

Н – насос. РУ – регулирующее устройство. Р – радиатор.

Комбинированная с-ма

Термостат

Есть 2 схемы автоматического включения вентилятора: скоростная и термостатическая. Виды привода вентилятора: фракцион. Муфта механич., электромагнитная муфта, гидромуфта с переменным наполнением, гидростатический привод с гидромотором, привод с автоматическим изменением угла установки лопастей вентилятора.

34. Автоматизация операций обслуживания и горячей готовности двигателя.

Обслуживание двигателя складывается из операций непрерывного и периодического ухода за двигателем. Операции периодического ухода не подлежат автоматизации и выполняются ремонтниками. Автоматизированные операции непосредственного обслуживания являются частью комплекса работ по обслуживанию силовых агрегатов и включают: 1) Операции предпускового облуживания (предпусковая прокачка масла, топлива, автоматическое пополнение расходных ёмкостей, прокрутка КВ); 2) Операции обслуживания во время работы (регулирование частоты вращения, температуры воды и т.д.); 3) Операции обслуживания после остановки; 4) Операции поддержания оптимального рабочего процесса двигателя. Обеспечивается микропроцессорным управлением механизмов и систем ДВС.

Горячая готовность двигателя. Для обеспечения состояния готовности двигателя к быстрому приёму нагрузки необходимо поддерживать его в прогретом состоянии. Для поддержания двигателя в горячей готовности используются способы: 1) Самопрогрев; 2) Автономные предпусковые подогреватели; 3)Неавтономные предпусковые подогреватели; 4) тепловые аккумуляторы; 5)Специальные подогреватели для дизелей.

Принцип действия неавтономных подогревателей основан на подогревательных элементах, подключаемых к сети 220В. У дизеля обычно подогревается фильтр очистки топлива. Ne до 100 кВт – 10-15с, 100-500 кВт – 20-30с.

35. Электрическая релейно-контактная схема автоматизации двс

1ВК – рубильник

1С – сигнал лампочки

РКП – реле контроля питания

2ВК – кнопка пуска без самовозврата

КП – кнопка пуска

РП1, РАП1 – контакты (реле пуска и реле авт. п.)

РВС – реле времени стартера

РВП – реле времени паузы

РС – реле стартера

РВК – реле времени контрольности

РМН – реле масляного насоса

БР – блок реле

КО – кнопка останова

РО – реле останова

РАЗ – реле аварийной защиты

36. Недостатки механической системы управления.

Автоматическое управление дизелями в 20 в. традиционно производилось мех. с-ми управления. Возросшие требования к точности и многофункциональности управляющих устройств не возможно удовлетворить за счёт усложнения конструкции мех. регуляторов.

Недостатки механической системы управления:

1. Невозможность реализации сложных алгоритмов управления.

2. Отсутствуют возможности создания эффективных адаптивных систем управления с самообучением.

3. Нет приемлемых конструктивных возможностей для сопряжения систем управления двигателей с с-мой управления трансмиссией.

4. Из-за использования подвижных частей в мех. регуляторах возникают: люфты, биения, износы, что необратимо меняет хар-ки системы управления, вплоть до отказа. Это привело к идеи «статизации элементов системы управления». Без электроники проблему статизации трудно осуществить.

5. Разработка надёжной, эффективной системы аварийной защиты двигателя возможно только с применением электронных систем.

37. Проблемы управления и компьютеризация машинной техники

В процессе индустриализации различают:

1 фаза – электрификация промышленности, однако индустриализация не оканчивается, а продолжается их автоматизацией и компьютеризацией

2 фаза – характеризуется системой машин взаимно интегрированных микропроцессорными и цифровыми технологиями. Базисный продукт 2-го этапа микропроцессора.

Недостатки мех систем управления могут быть предлены микропроцессорной системой управления (МПСУ).

Главное преимущество – возможность неограниченного усложнения функций управления и оперативной обработки информации в режиме норм времени.

Информация – совокупность актуальных сведений о системе и ее окружении, которое может быть использовано для решения профессиональных задач. Информация предполагает наличие источника и потребителя информации.

Информационная технология – совокупность методов программных и технич средств интегрирования в систему получения, обработки и предоставлении пользователю документир информации о состоянии объекта, для дальнейшего профессионального использования.

Современный двигатель представляет объединение функциональных систем мех-ов функциональных эл-ов. Координирование действия обеспечивается связью.

Связь – составная часть структурной схемы отражающая путь и направление передачи воздействий между частями сис-мы.

Современные технические средства позваляют оперативно обрабатывать информацию, которая передается электрическими сигналами.

Микроконтроллер – управляющее устр-во на базе ЭВМ.

Информ технологии с использованием средств МПСУ легче реализовывается при переходе от мех систем управления к системам впрыска топлива типа Common Real.

Основные европейские производители заявили о о начале производства дизелей с МПСУ с середины 1998 г. Применение такой технологии дало уменьшение расхода топлива до 15% и снизила шум на 3 дБА.

Полное использование преимуществ МПСУ возможно только при комплексном и согласованном взаимодействии систем информации технологий при разработке, производстве и эксплуатации машинной технике.

38. Прогнозирование мехатронных устройств двс

Мехатронные системы – системы имеют как минимум 1 мех выполняемую ф-цию и поддерживается электронными.

На электронную часть возлагают задачи получения и обработки информации об объекте управления и реализации управляющих алгоритмов.

Прогнозирование мехатронных систем ДВС возможно с применением эвристопного анализа

1. Постановка задачи – найти в двс мех узлы, которые можно автоматизировать применяя ЭВМ

2. Выбор объекта – двигатель в сборе. Выделяем в нем системы и мех-мы. Выбираем механический САРЧ. Уточняем конструктивную схему ВРЧВ.

3. Алгоритм функционирования – САРЧ котор конкретизировано в ВРЧВ задание и поддержание ч.в.

4,6,7 представляем САРЧ в виде функциональной схемы, это дает понятие что делает элемент и указывает информ потоки. Представляем объект в виде алгоритмической схемы – она показ алгоритм преобразования информации.

Функциональная структура механического САРЧ

5. цель исследования – прогназирование возможности организации мехатронных устройств САРЧ

8. метод эвристопного анализа – на основании функциональных и алгоритмических схем выявить информ связи, возможность реализации преобразовании информации на ЭВМ.

9. выявление параметров САУ – на основе информ анализа выделяется информ модуль.

10. техническое решение – при реализации следует проработать принципиально и исполнить схему конструирования, составить программное обеспечение контроллера.

Примером реализации может быть топливная система с МПСУ для двигателей ММЗ EURO 3 с микропроцессорным управлением.

39. Управление двс при помощи мпсу.

По прогнозам экспертов в начале 90-х годов 20в. прогнозировалось (на примере северо-амереканских автомобилей) увеличение систем с электронным управлением двигателем.

Один из путей совершенствования силовых установок ТС проходит через реализацию микропроцессорного управления ДВС. В общей схеме управления есть: объект управления, окружающая среда, водитель-оператор и устройство управлений осуществл. целенаправленное воздействие на объект. Алгоритм управления можно представить как совокупность требований, осуществляющих процесс управления.

Наиболее эффективные воздействия назначаем через U, они представляют управляющие факторы. Задача управления сводится к поиску воздействия U, приводящее к заданному состоянию объекта. т.е. к решению этого управления.

Объекты информации и решение по поиску управляющего воздействия осуществляется микропроцессором.

Микропроцессор – электронный прибор, представляющий устройство обработки цифровой информации с программным управлением, выполненный на интегральной схеме.

Если микропроцессор выполняет функцию управления, то его называют контроллером (управляющее устройство).

Функциональная схема контроллера:

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь;

Генератор тактовой частоты – выдаёт сигналы на части через определённое время. ( обеспечив. синхронный поток данных по времени частей через блок управления)

Применение микропроцессора имеет следующие плюсы:

1. При наличии информации об изменениях в объекте управления и в ОС управление будет более эффективным, чем при механическом управлении.

2. При управлении двигателем МПСУ действует на основе информации, недоступной естественным чувствам человека.

3. МПСУ даёт возможность оптимального управления ДВС в динамических режимах.

4. Возможность создания самоадаптирующихся систем.

Эффект применения МПСУ:

а) Уменьшение расхода топлива (4-20%);

б) Уменьшение продолжительности пуска;

в) Уменьшение предельной температуры ( )

г) На х.ходу уменьшается уровень шума с 70 до 60 дБа;

д) Уменьшается выброс NOх в 2 раза;

е) Вибрация дизеля на х.ходу уменьшается на 50%;

41. Конструктивные особенности механических центробежных рчв (утн, рв-650, рнк-4)

УТН- это механический, центробежный всережимный регулятор прямого действия с переменным натяжением пружины (ЛАБА №1)

На хвостовике кулачкового вала установлена ступица с грузами 17 и свободно посажена муфта 16 регулятора с упорным подшип­ником. На оси, расположенной в нижней части корпуса регулятора, установлены основной 9 и промежуточный 8 рычаги регулятора. На промежуточном рычаге расположен ролик 15, корректор топливоподачи 10, 11, пружина обогатителя 3. Верхняя часть промежуточ­ного рычага соединена тягой 6 с рейкой 5 насоса. В заднюю стенку корпуса регулятора ввёрнут болт номинала 13, который головкой ограничивает перемещение основного рычага в сторону увеличения подачи топлива при оборотах двигателя ниже номинальных. Основной и промежуточный рычаги связаны между собой болтом 14, обеспечивающим необходимый угловой люфт между рычагами и регулирование максимальной подачи при пуске. Пружина регулятора 7 одним концом соединена с основным рычагом, другим - с рычагом управления 2. В специальный прилив корпуса регулятора снаружи ввёрнут болт максимальных оборотов 1. Специальный механизм выключения подачи отсутствует. Переме­щение основного рычага в сторону выключения подачи топлива ограничивается винтом 12.

В торцевой части стакана муфты имеется отверстие, предназначенное для демпфирования линейных колебаний муфты регулятора. При пуске двигателя рычаг управления поворачивают до упора в болт максимальных оборотов. Пружины регулятора и обогатителя натягиваются, рейка в положении максимальной цикловой подачи.

Усилие пружины обогатителя преодолевается при увеличении оборотов коленвала двигателя до 200-300 мин^-1 (оборо­ты вала насоса 100-150 мин^-1).

Регулятор обеспечивает максимальные холостые обороты при работе двигателя без нагрузки и положении рычага управления на упоре.

Пружина корректора при этом сжата, и рычаги регулятора рабо­тают как один (прижаты друг к другу).

При выходе двигателя на номинальную нагрузку число оборотов снижается. Рейка перемещается в сторону увеличения подачи топ­лива. На номинальных оборотах основной рычаг упирается в голов­ку болта номинала.

РНК-4-Прецизионный

Конструктивные особенности

1. Катаракт.

2. Более массивная муфта.

3. Механизм изменения степени неравномерности.

4.Наличие желобка для подачи масла в зону контакта муфты и переводного рычага.

5. Наклонные пазы в крестовине;

6. Дополнительная отсечная кромка на плунжере.

РВ-650-регулятор с постоянной предварительной затяжкой пружины.

Вал регулятора приводится во вращение от вала топливного насоса через пару шестерен с передаточным отношением 1/3,63. Грузы меньшей массы и размеров. В кольцевую выточку муфты входят штыри переводного рычага. Верхний конец рычага связан шарнирно с рейкой, а нижний-с осью рычага управления. При выключенном двигателе рейка ТНВД находится в положении максимальной подачи топлива. Стартовая подача топлива обеспечивается выводом специальной призмы в сторону, что еще дополнительно перемещает переводной рычаг. Установка необходимого скоростного режима обеспечивается перемещением в пространстве подвижной опоры переводного рычага.

42. Работа цепи блок-реле в схеме релейно-контактной автоматики ДВС.

РАЗ-реле аварийной защиты

БР- блок реле

43.Влияние уовт на рабочий процесс дизеля.

Q_уст Р_с Т_с _I V_ц P_{z max} ближе к ВМТ Р_е N_е g_е .

Q_уст Р_с Т_с V_ц-частично после ВМТ, сгорание частично на линии расширения _I P_z Р_е N_е g_е .

В каждом двигателе на заданном тягово-скоростном режиме необходимо подбирать оптимальный УОВТ.

В современных системах топливоподачи с применением микропроцессоров рекомендуют организовывать контур управления УОВТ. Он предназначен для стабилизации на установившихся режимах и изменения УОВТ по заданному алгоритму в переходных процессах.

45.Управление уовт при изменении нагрузки дизеля.

1)В дизелях без наддува с уменьшением нагрузки при постоянной частоте вращения подача воздуха практически не изменяется по этому мало изменяются Тс и Рс.

2)Дизель с турбонаддувом.

В форсированных дизелях с турбонаддувом с уменьшением нагрузки при n=const уменьшается давление и температура надувочного воздуха и как следствие уменьшается Тс и Рс.

Патент RU2108480

При изменении нагрузки дизеля (т.е.углового положения плунжера) момент перекрытия выпускного отверстия верхней кромки плунжера изменяется(т.е. изменяется угол опережения впрыскивания топлива)

Развертка головки плунжера

При впрыске топлива в камеру сгорания дизеля необходимо обеспечить распыливание и прогрев топлива

Характеристики распыливания

параметры топливоподачи и характеристики распыливания топлива должны быть оптимально согласованы. УОВТ выбирают в зависимости от режимов работы(n,Ne), цитанового числа топлива, теплового состояния воздуха и топлива, от предполагаемого качества ОГ и т.д. В современных дизелях установочный УОВТ может быть в пределах 4⁰-16⁰ и изменяется в процессе работы до 30⁰ пкв до ВМТ.