Rambler's Top100
Вход
Логин:

Пароль:


Запомнить меня
Вам нужно авторизоваться.
Забыли пароль?
Регистрация
На сайте
Гостей: 43
Пользователей: 0


Статьи
Статьи по диагностике от НПП НТС
10 статей
Рассылка



Отписаться
Счётчики
Rambler's Top100

Шутка  :-)

Главная Статьи Статьи по диагностике от НПП НТС Исследование и диагностика электронных систем управления двигателем (ЭСУД) с распределенным впрыском топлива на стенде ЭСУД

Исследование и диагностика электронных систем управления двигателем (ЭСУД) с распределенным впрыском топлива на стенде ЭСУД

Автор: Мигунов А.Л.
Добавлено: 2006-05-20 19:30:15

1. Введение



Широкое внедрение электронных систем управления двигателем ЭСУД в автомобилестроении поставило задачу подготовки специалистов по обслуживанию, диагностике и ремонту ЭСУД. Требования государственных образовательных стандартов высшего, среднего и начального образования ряда специальностей
автомобильной отрасли предусматривает изучение процессов построения и исследование ЭСУД по ряду учебных дисциплин.



Поскольку изучение и начальное обучение диагностике ЭСУД на реальном автомобиле, оснащенном ЭСУД нецелесообразно по ряду причин, широкое распространение как в России, так и за рубежом находят применение стенды, имитирующие работу ЭСУД.



Задачи, стоящие как в случае подготовки специалистов по диагностике ЭСУД, так и в случае лабораторного практикума по ряду дисциплин, изучающих ЭСУД для учебных заведений среднего и высшего образования значительно схожие.



При изучении предполагается знакомство с основными узлами и блоками ЭСУД, исследование основных режимов работы ЭСУД, исследование работы системы самодиагностики неисправностей работы ЭСУД, диагностирование ЭСУД. Постановка задач исследования режимов работы ЭСУД на стенде должна:


  • отражать основные алгоритмы функционирования подсистем подачи топлива, подсистемы зажигания и т.д.;
  • позволить изучить основные принципы дискретно-циклового управления ДВС, которые связаны с такими базовыми понятиями как массовый расход воздуха, цикловое наполнение, цикловая подача топлива, длительность импульсов впрыска, состав смеси и т.д.
  • исследования по диагностике ЭСУД должны предусматривать возможность проведения диагностики узлов и блоков ЭСУД с помощью современного диагностического оборудования: тестеров-сканеров ДСТ-2М, ДСТ-6C, мотор- тестера МТ-2Е и другого оборудования.



2. Описание стенда




Стенд ЭСУД

Рис. 1



Разработанный стенд ЭСУД (рис.1) включает следующие основные блоки:

  • систему топливоподачи, включающую электробензонасос с датчиками уровня топлива, топливный фильтр, топливопроводы, рампу четырех форсунок в сборе с форсунками, регулятор давления топлива;
  • систему зажигания, включающую модуль зажигания, свечи зажигания, высоковольтные провода;
  • электронный блок управления (контроллер);
  • разъем (колодка) диагностики;
  • дроссельный патрубок подсистемы впуска воздуха, имеющим в своем составе датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ), регулятор холостого хода (РХХ);
  • датчиковая аппаратура, включающая датчик положения коленчатого вала (ДПКВ);
  • датчик массового расхода воздуха (ДМРВ);
  • датчик скорости (ДС);
  • датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТ);
  • датчик детонации (ДД);
  • датчик концентрации кислорода (L-зонд) или СО-потенциометр;
  • блок реле и предохранителей;
  • контрольная лампа <>
  • электронный блок питания.



Стенд конструктивно представляет собой шкаф, на лицевой панели которого расположены перечисленные блоки ЭСУД. Для имитации вращения коленчатого вала используется электродвигатель постоянного тока, на оси которого расположен диск синхронизации. Работа ДМРВ моделируется устройством, которое вырабатывает сигналы, имитирующие работу ДМРВ при реальном расходе воздуха.



Стенд ЭСУД питается переменным током сетевой частоты 50Гц, 220В. Потребляемая мощность, не более-250Вт. Стенд имеет габаритные размеры, мм- 800х800х300.



3. Изучение основных принципов управления ДВС с ЭСУД на стенде



Энергетические, экономические показатели современных ДВС достигли величин, близких к предельным. На мощностные и экономические показатели двигателей существенное влияние оказывает состав горючей смеси, оцениваемый коэффициентом избытка воздуха а.



Из теории ДВС[1] известно, что при соотношении воздуха и топлива в смеси 14,7:1 (а=1) теоретически должно произойти полное сгорание топлива. Существенное снижение содержания вредных выбросов в выхлопных газах достигается с помощью каталитического нейтрализатора, который для своей эффективной работы требует поддерживать значение коэффициента избытка воздуха на уровне 1. Практически все современные ЭСУД как с каталитическим нейтрализатором, так и без каталитического нейтрализатора достаточно эффективно поддерживают коэффициент избытка воздуха близким к 1 в большинстве режимов работы двигателя.



Проводимые на стенде исследования с использованием тестера-сканера ДСТ-2М позволяют определять состав смеси ? для различных режимов работы двигателя, рассчитываемый по формуле[2]:

Формула


где GВЦ - цикловое наполнение (JGBC);

Gтц - цикловая подача топлива (JGTC).

(Здесь и далее обозначения в скобках- параметры отображаемые тестером ДСТ-2М с картриджем <<Январь 2.X>>).



Исследования на стенде позволяют также отразить взаимосвязь между массовым расходом воздуха и цикловым наполнением при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Оставляя массовый расход воздуха через ДМРВ неизменным по показаниям тестера-сканера ДСТ-2М измеряют цикловое наполнение при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя, задаваемой с помощью имитатора. Цикловое наполнение и массовый расход воздуха связаны следующей зависимостью[2]:

Формула


где Mgb (JAIR) – массовый расход воздуха, кг/час;

n (FREQ) – частота вращения коленчатого вала двигателя об/мин.



Известно[1], что большую роль в управлении ДВС играет качество процесса впуска, определяемое величиной коэффициента наполнения, под которым понимают отношение действительного количества свежего заряда, поступившего в цилиндр двигателя к тому его количеству, которое могло бы поместиться в рабочем объеме цилиндра при давлении и температуре свежего заряда на входе во впускную систему двигателя. Из теории ДВС [1] известно, что на наполнение цилиндра двигателя оказывают влияние много факторов: нагрузка двигателя, число оборотов, фазы газораспределения, длина впускного трубопровода и т.д. Из них определяющими являются нагрузка и число оборотов. Исследования, проводимые на стенде при помощи тестера-сканера ДСТ-2М позволяют определить изменение наполнения Gвц как в зависимости от нагрузки двигателя при неизменной частоте вращения коленчатого вала, так и в зависимости от частоты вращения при неизменной нагрузке двигателя. С целью наглядности исследования проводятся при имитации аварийного режима работы ЭСУД при отключении датчика массового расхода воздуха. При исследовании изменения наполнения от частоты вращения коленчатого вала двигателя снимается зависимость Gвц (JGBC) от частоты вращения коленчатого вала n (FREQ) при постоянной степени открытия дроссельной заслонки (Тhr=const). При исследовании изменения наполнения от нагрузки двигателя снимается зависимость Gвц (JGBC) от степени открытия дроссельной заслонки (Тhr) при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя (FREQ=const).



Из теории ДВС[1] известно, что существенным фактором получения наибольшей мощности двигателя является установка наивыгоднейшего угла опережения зажигания. На угол опережения зажигания влияет ряд факторов: состав смеси, нагрузка двигателя, частота вращения коленчатого вала двигателя, степень сжатия, режимы работы ДВС. В двигателях, оснащенных ЭСУД установка угла опережения зажигания (УОЗ) зависит от режимной точки работы ЭСУД, определяемой оборотами двигателя и цикловым наполнением двигателя УОЗ корректируется в зависимости от теплового состояния двигателя. Известно [2], что при большой степени открытия дроссельной заслонки увеличение мощности двигателя возможно только лишь за счет обогащения топливно-воздушной смеси. Такая смесь имеет наибольшую скорость сгорания, поэтому угол опережения зажигания должен быть минимальным.



При исследовании на стенде с помощью тестера – сканера ДСТ-2М снимают значения УОЗ (UOZ) в зависимости от частоты вращения коленчатого вала n (FREQ) при неизменном цикловом наполнении Gвц (JGBC=const), а также зависимость УОЗ (UOZ) от Gвц (JGBC ) при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя (FREQ=const). При снятии указанных характеристик имитируется постоянный тепловой режим работы двигателя с помощью имитатора датчика температуры охлаждающей жидкости. Температура охлаждающей жидкости tохл (TWAT) устанавливается равной 98°С. Исследования проводят либо при отключенном ДМРВ, либо при наличии имитатора ДМРВ. В последнем случае должно быть осуществлено согласование степени открытия дроссельной заслонки (процент открытия дросселя Thr) и значение циклового наполнения Gвц. В первом случае изменение циклового наполнения осуществляется за счет изменения степени открытия дроссельной заслонки.



4. Диагностика неисправностей ЭСУД



Для целей диагностики на стенде ЭСУД имеется разъем диагностики. На стенде ЭСУД с учебными целями располагаются на передней панели клеммы, на которые выведены сигналы с некоторых датчиков и исполнительных механизмов, что позволяет осуществлять их измерение и наблюдение. На стенде имеется ряд кнопок, с помощью которых осуществляется обрыв, цепей питания, сигнальных цепей ряда датчиков и
исполнительных устройств: ДМРВ, ДТОЖ, ДПКВ, ДПДЗ, модуля зажигания. Подключение диагностических тестеров-сканеров ДСТ-2М, ДСТ-6С позволяет осуществлять следующие работы по диагностике:

  • осуществлять проверку работоспособности отдельных датчиков исполнительных устройств в системах управления двигателем с распределенным впрыском топлива;
  • проводить диагностику при имитации неисправностей одного из датчиков или исполнительного устройства: ДМРВ, ДТОЖ, ДПКВ, ДПДЗ, модуля зажигания.



При проверке работоспособности датчиков и исполнительных устройств ЭСУД используется диагностический тестер ДСТ-6С. Свободный доступ к разъемом датчиковый аппаратуры позволяет легко подсоединять переходные кабели, соединяющие ДСТ-6С с датчиками и исполнительными устройствами ЭСУД.
При помощи ДСТ-6С можно проверить работоспособность форсунок, шагового двигателя, регулятора холостого хода (РХХ), модуля зажигания, осуществить частичную проверку ДМРВ с частотным и аналоговым выходом.



При проведении диагностики при имитации неисправностей одного из датчиков или исполнительного устройства, с помощью тестера-сканера ДСТ-2М считывается код ошибки. Далее используя руководство по техническому обслуживанию ЭСУД находится соответствующая диагностическая карта и определяется по маршруту этой карты соответствующая неисправность.



Обучаемый должен также ознакомиться с причинами, при которых неисправность будет появляться на автомобиле.



5. Заключение



Рассмотренный в статье стенд ЭСУД совместно с диагностическим оборудованием НПП НТС [3]: ДСТ-2М, ДСТ-6С, мотор-тестер МТ-2, МТ-2Е представляет собой эффективное средство для изучения ЭСУД; для получения как теоретических знаний, так и практических навыков по диагностике ЭСУД; для приобретения практических навыков в работе с диагностическим оборудованием. К числу недостатков стенда ЭСУД следует отнести: отсутствие имитации работы ЭСУД, в режиме холостого хода, отсутствие имитаторов датчика детонации и L-зонда. Однако, перечисленные недостатки не умоляют достоинств стенда. Опыт эксплуатации стенда ЭСУД показывает, что разработанный стенд совместно с диагностическим оборудованием НПП НТС является мощным средством, как в лабораторном практикуме по теории ЭСУД, так и при подготовке специалистов по диагностике ЭСУД.



6. Дополнение



В настоящее время в НПП < НТС > г. Самара разработан стенд имитации датчиков СИД – 2М [4]. Как показали проведенные испытания, стенд СИД-2М позволяет выполнять в полном объеме исследования по изучению основных принципов управления ДВС с ЭСУД, изложенные в разделе 3 настоящей статьи. Цифровые имитаторы стенда наглядно отображают параметры датчиков. На стенде можно изменять параметры датчиков вручную или с помощью программы, при подключении стенда к персональному компьютеру, что позволяет имитировать различные режимы работы ЭСУД, имитировать неисправности датчиковой аппаратуры с целью проверки работоспособности диагностических приборов.



К числу достоинств стенда СИД-2М следует отнести работу стенда под управлением персонального компьютера, что дает возможность имитировать работу двигателя в динамических режимах, при пуске, разгоне, торможении автомобиля и проводить их исследование. К числу достоинств стенда СИД-2М следует также отнести наличие имитаторов датчиков детонации и L-зонда, которые отсутствуют в вышеописанном в
статье стенде ЭСУД, что в целом позволяет расширить объем задач по исследованию работы ДВС с ЭСУД. Ограничением стенда СИД-2М является отсутствие реальных исполнительных устройств, нагрузок, что не позволяет в полном объеме решать задачи диагностики неисправностей ЭСУД. Однако разработчиками предусмотрено подключение внешней нагрузки [4], в качестве которой могут выступать система топливоподачи, включающая электробензонасос, рампу из четырех форсунок; система зажигания, включающая модуль зажигания, свечи зажигания, высоковольтные провода; дроссельный узел, имеющий в своем составе регулятор холостого хода и т.д., что существенно расширяет возможности стенда СИД-2М, позволяет проводить диагностику неисправностей ЭСУД в объеме, проводимой в вышеописанном в статье стенде ЭСУД.

Обсудить на форуме

Оглавление   |  На верх


сапа