CC BY
24
УДК. 629.3.018.2
АНАЛ1З МОДЕЛЕЙ СТЕНД1В ДЛЯ ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПАРАМЕТР1В СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ БЕНЗИНОВИХ ДВЗ ЛЕГКОВИХ АВТОМОБ1Л1В
О.М. Марщяш, доц., к.т.н., Р.Р. Заверуха, асп., Технiчний коледж ТНТУ iM. I. Пулюя, А.В. Ужва, доц., к.т.н., Харкчвський нац1ональний автомобшьно-дорожнш ун1верситет
Анотаця. Здтснено анал1з д1ючих моделей лабораторних стенд1в для до^дження робочих параметр1в систем керування ДВЗ легкових автомобмв. Подано анал1з характеристик та параметр1в в1домих зразюв i описано спроектований та запатентований стенд.
Ключов1 слова: лабораторний стенд, робочi параметри, системи керування ДВЗ.
АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ СТЕНДОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БЕНЗИНОВЫМИ ДВС ЛЕГКОВЫХ
АВТОМОБИЛЕЙ
О.М. Марцияш, доц., к.т.н., Р.Р. Заверуха, асп., Технический колледж ТНТУ им. И. Пулюя, А.В. Ужва, доц., к.т.н., Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет
Аннотация. Проведен анализ действующих моделей лабораторных стендов для исследования рабочих параметров систем управления ДВС легковых автомобилей. Представлен анализ характеристик и параметров известных образцов и описан спроектированный и запатентованный стенд.
Ключевые слова: лабораторный стенд, рабочие параметры, системы управления ДВС.
ANALYSIS OF OPERATING STAND MODELS FOR THE INVESTIGATION OF OPERATING PARAMETERS OF THE CONTROL SYSTEM OF GAS ENGINES
LIGHT CARS
O. Marcias, PhD., Assoc., R. Zaveruha, Post-Graduate, Technical College of TNTU them I. Puluj, A. Uzhva, PhD., Associate Professor, Kharkiv National Automobile and Road University
Abstract. An analysis of existing models of laboratory stands for the study of working parameters of control systems for passenger cars. The analysis of characteristics and parameters of known samples is given and a designed and patented booth is described. Modes of operation corresponding to different rate speed, are simulated by using in-circuit electronic control unit which controls the modulator pulses.
Key words: laboratory stand, operating parameters, control systems, electromagnetic injectors, fuel supply.
Вступ
Стабшьнють та ефективнють роботи елект-ронних систем автомобшв е одним з най-важливших факторiв, що впливають на ви-6ip покупцем транспортного засобу. Тому важливо контролювати стутнь змши екс-
плуатацшних властивостей автомобшьних систем засобами дiагностики. Дiагностичним параметром стану двигуна автомобшя може слугувати змша ряду параметрiв i характеристик компонента комплексно! системи керування ДВЗ.
Мониторинг роботи системи шформуе водiя про економiчнiсть та екологiчнiсть автомоб^ ля, а також формуе рекомендацп щодо техш-чного обслуговування та ремонту. Таким чином, закладаються передумови зниження витрати палива двигуном автомобшя в експлуатацп.
На вiдмiну вщ карбюратора та безконтактнох системи запалювання, в комплекснiй систем1 керування ДВЗ подача палива в цилiндри двигуна здiйснюeться за рахунок форсунок, а запалювання вщбуваеться з допомогою модуля запалювання, яю керуються з допомогою ЕБК. Завдяки цьому змшити параметри можна буквально за лiченi секунди.
Саме тому, шляхом доробок i перепрограму-вання електронного блока керування, комплексна система керування ДВЗ може вста-новлюватися на будь-який сучасний двигун.
У порiвняннi з карбюраторною, iнжекторна система упорскування палива мае ряд безпе-чних переваг. Завдяки електронному керу-ванню досягаеться точне дозування сумш^ яка е дуже близькою за складом зi стехюмет-ричною. Завдяки цьому забезпечуються най-кращi динамiчнi показники, що позитивно позначаеться на показниках автомобшя, а також впливае на зниження споживання бензину.
Анал1з публжацш
Дослiдженням систем керування бензинови-ми двигунами легкових автомобшв активно займалися такi вченi, як Ф.1. Абрамчук, 1.1. Тимченко [1], Т.Л. Rychter, А. Teodrczyk [2], В.1. Срохов [7], Р. Рiезен [8], А.Ю. Шали-гiн [9]. Проведений аналiз праць показав, що сьогоднi на територп Украши не виготовля-еться лабораторних стендiв для дослiдження робочих параметрiв та характеристик авто-мобшьних електронних систем, а саме ком-плексних систем керування автомобiльних ДВЗ.
Недолшами дiючих моделей закордонних стендiв е занадто висока 1'х вартють та склад-нiсть конструкций
Мета 1 постановка завдання
Метою роботи е аналiз дшчих моделей стен-дiв для дослiдження робочих параметрiв сис-
тем керування ДВЗ легкових автомобшв та надання структурованого комплексного ана-лiзу характеристик та параметрiв вiдомих стендiв.
Електронна система упорскування сприяе пщтриманню екологiчних норм за викидами шкщливих речовин в атмосферу. Адже саме через дотримання сучасних норм еколопчно-сп вс сучаснi виробники автомобiлiв вщмо-вилися вщ карбюраторiв на користь електро-нiки. Тому з використанням комплексних систем керування ДВЗ вщпрацьоваш гази стануть безпечшшими.
Основн1 положення дослщження
При аналiзi лабораторних стендiв закордонних зразюв (рис. 1-4) визначено подiбностi розроблених стендiв у контекст застосуван-ня методу створення й використання компо-нентiв системи та оргашв керування, кому-тацп й засобiв спостереження.
Стенд (рис. 1) призначений для навчання та проведення робiт з техшчного обслуговування i дiагностики несправностей електронно'1' системи керування двигуном на вах режимах роботи двигуна i автомобiля.
ЗАО «ДиСис» Лабораторные стенды «Действующие системы»
Рис. 1. Лабораторний стенд «Система керування шжекторним двигуном» (E-mail: auto.disis.ru)
Лабораторний стенд складаеться з розмще-них на лицевiй панелi единого модуля, дшчих систем живлення, запалювання, мжро-процесорного блока керування, датчимв i виконавчих пристрош, ям беруть участь в електроннiй системi керування ДВЗ. Стенд е дшчою моделлю системи живлення i керування шжекторного двигуна.
Стенд (рис. 2) призначений для проведення практичних дослав з вивчення системи ке-рування ДВЗ на навчальних заняттях.
Можливосп проведення дiагностики не-справностей системи керування:
- перемикачами на правш стшщ можна штучно задавати рiзнi неполадки;
- бортовий комп'ютер чiтко вщтворюе коди несправностей;
- на лицевiй сторош стенда вмонтований дiа-гностичний роз'ем.
б
Рис. 2. Система керування шжекторного дви-гуна та органи керування (E-mail: [email protected]): а - дшча модель стенда; б - компоненти керування та засоби вь дображення шформацп
Комплект ддачо! моделi мютить:
- лабораторний стенд у зборц
- пульт керування;
- панель приладiв;
- бортовий комп'ютер;
- електронний тестер для «продзвошв» елек-тричних ланок;
- кабель живлення для тдключення до ме-режi змiнного струму 222 В;
- документащю;
- методичнi вказiвки.
Також розглядаеться конструкщя (рис. 3). Дшча модель системи живлення i керування шжекторного двигуна СК1Д 1118 зображена на рис. 3.
Складасться з riдравлiчноl системи, iмiтатора процесу паливоподачi, блока керування, блока реле, блока дросельно! заслшки, датчика масово! витрати повiтря, датчика температу-ри, датчика детонацп, датчика концентрацп кисню у вiдпрацьованих газах, датчика по-ложення колiнчастого вала, датчика поло-ження розподiльного вала, клапана адсорбера, бензонасоса та блока запалювання.
Рис. 3. Лабораторний стенд «Система керування шжекторного двигуна» автомобь ля ВАЗ-1118 (E-mail: [email protected])
Також мютить маркерний зубчатий диск з електроприводом, який забезпечуе обертання зубчатого диска в заданому дiапазонi частот. Система узгодження забезпечуе роботоздат-нють системи в заданих умовах (керуе частотою обертання приводу зубчатого диска на основi аналiзу шформацп, яка поступае вщ давачiв, з формуванням необхщних сигналiв, що пiдтримують адекватну роботу вше! системи в цшому). Також наявний додатковий модуль системи АПС, дiагностичний роз'ем для зв'язку з ПЕОМ i вiдповiдний адаптер. Блок задання ^мггацп) експлуатацiйних не-справностей може iмiтувати не менше 5.
Лабораторний стенд-тренажер настiнного, ручного виконання «Система управления инжекторного двигателя» (рис. 4) являе собою ддачу систему керування i живлення шжекторного двигуна з оригшальними деталями, дозволяе проводити лабораторш та практичш роботи, з метою вивчення принципу керування шжекторного двигуна, отрима-ти практичш навики з обслуговування i ремонту обладнання шляхом штучного вводу несправностей.
Рис. 4. Система керування шжекторного дви-гуна (E-mail: [email protected])
Дозволяе моделювати не менше 10 найбшьш типових несправностей системи керування шжекторного двигуна. Сенсорний безпро-вщний пульт дистанцшного керування дозволяе подавати живлення на стенд i вводити основш типи несправностей на стендi (роз-мiр: 190 х 65 х 20 мм, тип живлення: 2ААА; керування: сенсорне). Тому для виршення поставлено! задачi було прийнято ршення розробити стенд для визначення характеристик роботи електромагштних форсунок бензинового двигуна легкового автомобшя [5].
Лабораторний стенд для визначення характеристик роботи електромагштних форсунок бензинового двигуна легкового автомобшя (рис. 5) виконано у виглядi монтажно! плити, на якш жорстко закршлено пульт ввiмкнення стенда 1, роз'еми для вимiрювання парамет-рiв контрольних точок електрично! схеми 2 стенда, манометр магiстралi живлення пали-вом 3, таймера 4, впускного колектора iз дросельною заслшкою 5, з'еднаною з елект-ромагнiтною форсункою та свггловим сигна-лiзатором роботи форсунки 6, паливною рампою 7; з правого боку стенда закршлено панель приладiв з тахометром 8, тд якою розмщено дiагностичний роз'ем 9 та iмобi-лайзер 10. Також стенд обладнаний елект-ронним модулятором кшькосп керуючих iмпульсiв 11, що подаються на блок керуван-ня 12 та реле насоса i форсунок 13.
Для iмiтацi! режимiв роботи двигуна внут-рiшнього згорання на рiзних частотах обер-тання його колiнчастого вала, величина з iмi-
тованоi частоти обертання контролюеться за показами електронного тахометра 8, розмь щеного на панелi приладiв; тиск, що створю-еться електронасосом у системi паливопода-чi, визначаеться за показами манометра 3; тиск у паливнш рамт контролюеться додат-ковим манометром, за потреби керування дросельною заслiнкою - здшснюеться педал-лю акселератора 14. Вiзуальний контроль сигналу керування електромагштними форсунками проводиться за увiмкненням вщпо-вiдних свiтлодiодiв, якiсть розпилення пали-ва окремими форсунками можна спостер^а-ти через прозорi сннки колб 15, у нижнiй частиш яких закрiпленi мiрнi колби 16 для визначення кшькосп пального, що подаеться кожною з форсунок за певний штервал часу. Пюля вимiрювання паливо через запiрнi кра-ни, яю знаходяться нижче колб 16 для визначення якосп розпилення, зливаеться у пали-вний бак.
Рис. 5. Лабораторний стенд для визначення характеристик роботи електромагштних форсунок бензинового двигуна легкового автомобшя [10]
Для iмiтацii роботи мiкропроцесорноi систе-ми запалювання використано модуль запа-лювання 17. Паливна сумш знаходиться в паливному баку з електробензонасосом 18. Також стенд оснащено блоком живлення ав-томобшьного електрообладнання 19 та датчиками синхрошзацп роботи електронних систем 20 з положенням колшчастого вала двигуна ДВЗ.
У результат експериментальних випробу-вань встановлено, що стенд забезпечуе роз-ширення технолопчних можливостей i шд-вищуе продуктивнють працi дослiдних опе-рацiй.
Процес дослщження робочих параметрiв проводиться за допомогою стенда, на якому вста-новлено електродвигун, який iмiтуе роботу (обертання) колiнчастого вала, на якому вста-новлено шестiрню колiнчастого вала, об'ед-нану пасовою передачею з шеспрнею розпо-дiльного вала. Потужнють електродвигуна -1,4 кВт, частота обертання - 1500 об/хв.
Висновки
На основi аналiзу дiючих моделей лабора-торних стендiв розроблено новий дослщний стенд для визначення характеристик роботи електромагнiтних форсунок бензинового двигуна легкового автомобшя, що забезпечуе бшьш якiсне проведення дослiджень робочих характеристик та параметрiв системи ке-рування бензинового ДВЗ в порiвняннi з аналогами.
В основi стенда використано елементи елек-тронних систем керування, що спростило конструкщю стенда та зменшило його вар-тють у порiвняннi iз промисловими стендами з аналопчними функцiями.
У результат експериментальних випробу-вань дослiдного стенда встановлено, що вш забезпечуе розширення технологiчних мож-ливостей i тдвищуе продуктивнiсть працi дослiдних операцiй.
Отримаш показники продуктивностi роботи електромагнiтних форсунок, що розгляда-ються у дослщженш, вказують на потребу в !х дефектуваннi або вiдновленнi пропускно! здатностi. Кiлькiсть пального, яке подаеться окремими форсунками одного двигуна на обраних режимах його роботи, в^^зняеться приблизно на 50 %.
Лггература
1. Автомобшьш двигуни: пiдручник / Ф.1. Абрамчук, Ю.Ф. Гутаревич, K.G. Долганов та ш. - К.: Арютей, 2007. - 476 с.
2. Rychter T.J. Economy and NO emission po-
tential of an SI variable R/L engine / T.J. Rychter, A. Teodrczyk // SAE Techn. Pap. Set. - 1985. - no. 850207. - 14 p.
3. Стенды для диагностики и чистки форсу-
нок / ГрандИнструмент. 2004-2016. -Режим доступу:
http://www.grandinstrument.com/oborudov anie/injector-cleaner.html.
4. Стенды проверки и регулировки форсунок
/ Техносоюз. - Режим доступу: http: //www.technosouz.ru/ pages/diagnostic fuelgear.html.
5. Марщяш О.М. Визначення характеристик
роботи електромагштних форсунок бензинового двигуна на лабораторному стендi / О.М. Марщяш, 1.С. Мурований, Р.Р. Заверуха // Науковi нотатки: мiжву-зiвський збiрник. - 2016. - Вип. 55.
6. Твег Росс. Системы впрыска бензина.
Устройство, обслуживание, ремонт / Росс Твег. - М.: ЗЛО «КЖИ «За рулeм», 2004. - 144 с.
7. Ерохов В.И. Системы впрыска легковых
автомобилей. Эксплуатация, диагностика, техническое обслуживание и ремонт / В.И. Ерохов. - М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ»: ООО «Транзиткнига», 2003. - 160 с.
8. Риезен P. Руководство по эксплуатации,
техническому обслуживанию и ремонту автомобилей Opel Vectra В. Выпуск с октября 1995 г. Бензиновый четырехцилиндровый двигатель / Роланд Риезен. -М.: Астрель: ACT, 2006. - 272 с.
9. Шалыгин А.Ю. Схемы электрооборудова-
ния автомобилей Opel Vectra выпуска 1995-2001 гг. / А.Ю. Шалыгин. - М.: Издательский Дом Третий Рим, 2003. -32 с.
10. Патент 0115354 Украша, МПК (2017.01)
G01F 5/00. Лабораторний стенд для ви-значення характеристик роботи елект-ромагштних форсунок бензинового двигуна легкового автомобшя / заявник та патентовласник Заверуха Р.Р., Мар-щяш О.М., Пиндус Ю.1., Ляшук О.Л., Клендш В.М. - u201611488; Заявл. 06.12.2016; Опубл. 10.04.2017. Бюл. № 7-6.
References
1. Abramchuk F.I., Hutarevych YU.F., Dolha-
nov K.YE., Tymchenko I.I. Avtomobil'ni dvyhuny: pidruchnyk [Automobile engines: a textbook]. Kiyv, Aristey Publ., 2007. 476 p.
2. Economy and NO emission potential of an SI
variable R/L engine. Rychter T.J., Teodr-czyk A.SAE Techn. Pap. Set., 1985, No. 850207, 14 p.
3. Stendy dlya dyahnostyky y chystky forsunok
[Elektronnyy resurs] [Stands for diagnostics and cleaning nozzles]. «HrandYnstru-ment». 2004-2016. Avialable at: http://www.grandinstrument.com/oborudov anie/injector-cleaner.html.
4. Stendy proverki i regulirovki forsunok
[Yelektronniy resurs] [Stands of checking and adjusting nozzles]. Tekhnosoyuz. Avialable at: http: // www. tech-nosouz.ru/pages/diagnostic_fuelgear.html.
5. Martsiyash O.M., Murovanyy I.S., Zave-
rukha R.R., Vyznachennya kharakterystyk roboty elektromahnitnykh forsunok ben-zynovoho dvyhuna na laboratornomu sten-di [Determination of the performance of electromagnetic nozzles of the gasoline engine on a laboratory stand]. Naukovi notat-ky, Mizhvuzivs'kyy zbirny, 2016. Vol. 55.
6. Ross Tveg. Sistemy vpryska benzina.
Ustroystvo, obsluzhivaniye, remont [Systems of injection of gasoline. The device, service, repair]. Ross Tveg. Moscow, ZLO «KZHI «Za rulem», 2004. 144 p.
7. Yerokhov V.I. Sistemy vpryska legkovykh
avtomobiley. Ekspluatatsiya, diagnostika, tekhnicheskoye obsluzhivaniye i remont [Systems of injection of cars. Operation, diagnostics, maintenance and repair]. Mos-
cow, Astrel' Publ, AST Publ., Tranzitkniga Publ., 2003. 159 p.
8. Riyezen P. Rukovodstvo po ekspluatatsii,
tekhnicheskomu obsluzhivaniyu i remontu avtomobiley Opel Vectra V. [Operation, maintenance and repair manual for cars Opel Vectra B.] Vypusk s oktyabrya 1995 g. Benzinovyy chetyrekhtsilindrovyy dvigatel'. Moscov, Astrel' Publ., ACT, Publ., 2006. 272 p.
9. Shalygin A.YU. Skhemy elektrooborudovani-
ya avtomobiley Opel Vectra vypuska 19952001 gg. [Schemes of electric equipment of cars Opel Vectra of release 1995-2001]. Moscow, Izdatel'skiy Dom Tretiy Rim Publ., 2003. 32 p.
10. Zaverukha R.R., Martsiyash O.M., Pyndus
YU.I., Lyashuk O.L., Klendiy V.M. . La-boratornyy stend dlya vyznachennya kha-rakterystyk roboty elektromahnitnykh for-sunok benzynovoho dvyhuna lehkovoho avtomobilya [Laboratory bench for determining the characteristics of the work of electromagnetic injectors of a gasoline engine of a car]. Patent UA №115354. 2016.
Рецензент: B.I. Клименко професор, к.т.н, ХНАДУ.
