Лекция 13 – Электронное управление дроссельной заслонкой. Система снижения выбросов паров топлива.

 

Электронное управление дроссельной заслонкой (EGas) (рис. 17) отличается от обычных механических систем тем, что гибкий тросик или рычажный механизм приво­да дросселя заменены на управляемый блоком ECU электродвигатель, который поворачивает заслонку.

ECU осуществляет непрерывный кон­троль за всеми компонентами системы, что гарантирует точность ее работы. Так как ECU и все датчики имеют дуб­лирующие блоки, то система может осу­ществлять сравнение пар сигналов для подтверждения правильности выполне­ния процесса контроля.

 

1 – педаль акселератора; 2 – датчик по­ложения педали; 3 – ECU (3а – микропро­цессор;

3b – шина данных); 4 – исполни­тельное устройство привода дросселя

Рисунок 17 – Электронное управление дроссельной заслонкой (EGas)

 

В то время как в одних системах при­меняются только электрические соеди­нения между педалью акселератора и исполнительным устройством, в других используются еще и механические со­единительные элементы (например, тро­сики Боудена). Это позволяет отключать исполнительное устройство при наруше­ниях в работе системы. Так как система EGas регулирует положение дросселя электронным способом, она может вы­полнять и другие функции, связанные с повышением безопасности движения, удобством управления автомобилем и улучшением характеристик двигателя. К мерам безопасности можно отнести систему противоскольжения колес ASR и антиблокировочную систему тормозов ABS. В последней используется принцип программируемого открытия дроссель­ной заслонки для уменьшения тормозно­го момента (при торможении двигателем) до некритических значений.

Система управления подачей рабочей смеси в цилиндры на холостом ходу со­держит отдельное исполнительное уст­ройство в конструкциях, не имеющих систем EGas. Проводятся исследования, приспосабливающие систему EGas для улучшения других характеристик работы двигателя (например, для уменьшения содержания вредных веществ в отрабо­тавших газах и расхода топлива).

Система снижения выбросов паров топлива. При испарении топлива в баке углеводо­роды выходят в атмосферу. Эффект усиливается при увеличении температу­ры топлива. Соблюдение норм по выбро­сам паров топлива достигается исполь­зованием специального сосуда, запол­ненного активированным углем. Топливный бак при этом вентилируется исключительно через та­кой сосуд. Из-за ограниченного объема сосуда необходима постоянная регене­рация активированного угля. При работе двигателя (рис. 18) воздух всасывается через со­суд с активированным углем и попадает в двигатель. Наличие концентрации топ­ливных паров в 1 %, поступающих из со­суда с активированным углем во впуск­ной коллектор двигателя, приводит к из­менению соотношения воздуха и топлива в рабочей смеси приблизительно на 20%. Это означает, что поступление то­пливных паров в двигатель должно по­стоянно контролироваться. В системе управления работой двигателя применя­ется клапан регенерации (клапан про­дувки сосуда с углем). Программируемая адаптационная кривая, построенная на основе данных о нагрузке и частотах вращения коленчатого вала, позволяет получить оптимальное управление про­хождением паров топлива через сосуд с активированным углем во всем диапазо­не работы продувочного клапана.

 

1 – всасываемый воздух; 2 – дроссельная заслонка; 3 – впускной коллектор двигателя; 4 – клапан продувки сосуда с активированным углем; 5 – сигнал от ECU; 6 – сосуд с акти­вированным углем; 7 – окружающий воздух; 8 – топливные пары в топливном баке

Рисунок 18 – Система снижения выбросов паров топлива:

 

При определенных условиях проду­вочный клапан или выключается (ре­жим холостого хода), или не может сра­ботать (при полном открытии дросселя во впускном трубопроводе создается недостаточное разрежение). Кроме то­го, трехкомпонентный блок с лямбда-зондом продолжает контролировать состав рабочей смеси для обеспечения соответствия установленным нормам токсичности. Если под воздействием этого клапана смесеобразование ока­зывается неоптимальным, подача воз­духа изменяется для поддержания ра­бочих характеристик двигателя и обес­печения требуемых норм токсичности.

 

 

Лекция 14 – Контроль за токсичностью отработавших газов

С помощью лямбда-зонда

 

В США, Европе и Японии только ката­литическая очистка отработавших газов с использованием трехкомпонентных нейтрализаторов и системой с обратной связью обеспечивает удовлетворение существующим нормам по предельным концентрациям СО, NO_Х и СН в отрабо­тавших газах.

Коэффициент избытка воздуха l ис­пользуется для определения пропорций воздуха и топлива в рабочей смеси и от­ношений между действительным и стехеометрическим составами смеси (рис 19).

В основном для двигателя с искровым зажиганием для оптимизации состава отработавших газов используются две разновидности обратной связи.

 

 

Рисунок 19 – Упрощенный алгоритм работы системы l-коррекции

 

Система с обратной связью для l = 1. Эта система обеспечивает снижение до минимума концентрации токсичных ком­понентов в отработавших газах. Двигатель должен работать в узком диапазоне значе­ний l = 1±0, 005 («окно» каталитического нейтрализатора). Такая точность достига­ется использованием системы с обратной связью по составу рабочей смеси с лям­бда-зондом, установленным перед нейт­рализатором. Второй аналогичный кисло­родный датчик располагается за нейтра­лизатором, что еще более увеличивает точность формирования состава смеси.

 

1 – датчик массового расхода воздуха; 2 – двигатель; 3а – первый кислородный датчик (ляибда-зонд-1); 3b - второй ки­слородный датчик (лямбда-зонд-2); 4 – каталитический нейтрализатор; 5 – форсунки; 6 – ECU; U_s – напряжение датчика; U_V – напряжение включения в работу форсунок; V_E – количество впры­скиваемого топлива

Рисунок 20 – Управление в системе очистки отработавших газов с лямбда-зондом

 

Система с обратной связью при l > 1 (обедненная смесь) (рис. 20). Основным преимуществом такого конт­роля является снижение расхода топли­ва в результате сгорания обедненной смеси (качественное регулирование без дросселирования). Эффективность сис­темы определяется использованием ка­талитических нейтрализаторов, которые могут снизить выбросы NO_X во время сго­рания обедненной смеси. Для двигателей с искровым зажиганием пределом обед­нения смеси является l = 1, 7. Превыше­ние этого значения ведет к возникнове­нию пропусков воспламенения, несмотря ни на какие конструктивные меры.

 

 

Лекция 15 – Самодиагностика

 

Та доминирующая роль, которую играют электронные системы в автомобиле, заставляет уделять повышенное вни­мание проблемам, связанным с их об­служиванием. Кроме этого, из-за того, что основные функции автомобиля ста­новятся все более зависящими от элек­тронных систем, эти системы должны удовлетворять весьма жестким требо­ваниям по их надежности.

Решение этих проблем заключается во включении функций самодиагности­ки в электронную систему (рис. 21). Реализация этих функций основана на возможно­стях электронных систем, уже исполь­зующихся на автомобиле для непре­рывного контроля и определения неис­правностей в целях хранения этой информации и диагностики.

 

 

Рисунок 21 – Самодиагностика электронных систем

 

Например, ЭБУ (ECU) производит самопро­верку своего функционирования следу­ющим образом: программируемые чипы памяти снабжены тестовыми комбина­циями, которые могут восстанавливать­ся и использоваться в целях сравнения. Для запоминающих устройств применя­ется сравнение с итоговыми данными испытаний для гарантии того, что все данные и программы хранятся в этих устройствах правильно.

Датчики испытываются на точность снимаемых с них данных (в установлен­ных пределах); также проверяются ра­зомкнутые и замкнутые цепи. Конечные элементы управления могут испыты­ваться во время их работы с использова­нием предельных значений тока.

Внебортовые испытательные устрой­ства используют интерфейсы, регламен­тированные в стандарте ISO 9141. Пос­ледовательно подключаемый многоряд­ный вход-выход (порт) обеспечивает поддержание скорости передачи инфор­мации в диапазоне значений от 10 бод до 10 кбод. При этом используется одно- или двухпроводной порт, что позволяет осуществить подсоединение к централь­ному диагностическому разъему сразу нескольких управляющих блоков.

В испытательном блоке осуществля­ется контроль периода между подачей импульса в целях определения скорости передачи информации (в бодах) пере­датчиком, которая затем поддержива­ется автоматически. Байты кодов (ус­танавливаемые автомобильным коми­тетом DIN) определяют протокол для последующей передачи данных.

Возможности самодиагностики включают:

- идентификацию системы и ЭБУ (ECU);

- распознание, хранение и считывание информации о статических и единичных нарушениях работы;

- считывание текущих реальных данных, включающих условия окружающей сре­ды и спецификации;

- моделирование функций системы;

- программирование параметров системы.

Отдельные программы для испытатель­ного блока хранятся в подключаемых модулях, в то время как корректировка и передача данных в системе осуществля­ются посредством интерфейса данных.

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться: