Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Зеер Владимир Андреевич

Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации
<
Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Зеер Владимир Андреевич. Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.10 / Зеер Владимир Андреевич; [Место защиты: Иркут. гос. техн. ун-т]. - Красноярск, 2008. - 169 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-5/755

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ состояния проблемы 9

1.1. Направления повышения эффективности функционирования АТС 9

1.2. Режимы работы АТС в условиях эксплуатации 21

1.3. Улучшение; топливной экономичности автомобилей методом отключения цилиндров двигателя 26

1-.4': Выводы 40:

21 Теоретические исследования влияния отключения цилиндров двигателя на эксплуатационные топливно-экономические и экологические показатели АТС 42

2.1. Исследование влияния отключения цилиндров двигателя в режиме холостого хода на расходы топлива автомобиля в эксплуатации 42

2.2. Разработка методики дифференцирования норм расхода топлива автомобилей, с учетом алгоритма управления двигателем 53'

2.3. Исследование влияния отключения цилиндров двигателя в режиме холостого хода на токсичность отработавших: газов АТС в городских условиях эксплуатации 60

2.4. Выводы 67

3. Теоретические исследования влияния отключения цилиндров

3.1. Математическая; модель кривошипно-шатунного механизма двигателя с отключаемыми цилиндрами 69

3.2. Методика расчета оценочного показателя вибрации автомобиля с отключаемыми цилиндрами двигателя на холостом ходу 81

3.3. Результаты математического моделирования 89

3:4. Выводы 93

4. Разработка системы управления режимом холостого хода двигателя с электронным впрыском топлива 95

4.1. Алгоритмы управления режимом холостого хода двигателя с отключаемыми цилиндрами 96

4.2. Система управления двигателем с отключаемыми цилиндрами 97

4.3. Определение комплексного показателя технического уровня

предложенной системы управления двигателем автомобиля ГАЗ-3110 108

4.4. Определение экономического эффекта от внедрения

разработанного способа управления двигателем автомобиля ГАЗ-3110 112

4.5. Выводы 115

5. Экспериментальные исследования 116

5.1. Цель и программа экспериментальных исследований 116

5.2. Объект исследований 117

5.3. Экспериментальный комплекс и измерительная аппаратура 118

5.4. Методики экспериментальных исследований 12Г

5.5. Результаты исследований 127

5.6. Выводы 138

Заключение 140

Библиографический список

Введение к работе

Актуальность

Проблема ресурсосбережения и повышения экологической безопасности в автотранспортном комплексе становится все актуальнее. Одним из значимых направлений решения данной проблемы является экономия топлива и снижение токсичности отработавших газов (ОГ) автотранспортными средствами (АТС) в эксплуатации. В современных условиях автомобильный транспорт является основным потребителем продуктов переработки нефти. Для получения горючесмазочных материалов (ГСМ) для АТС расходуется более 20 % от общей добычи нефти. Кроме того, на автомобильный транспорт приходится до 78 % всех выбросов вредных веществ в атмосферу [1-3].

В последнее десятилетие наблюдается интенсивный рост легкового автопарка, особенно в крупных городах. По данным ГИБДД г. Красноярска ежегодный прирост численности автомобилей категории Ml составляет более 30 тыс. ед.

Автомобили категории Ml преимущественно используют силовые агрегаты на базе бензиновых поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В связи с тем, что в настоящее время отсутствует приемлемая альтернатива им, особую актуальность приобретают задачи, связанные с повышением энергетической и экологической эффективности их работы.

Известно, что режимы холостого хода (XX) занимают до 42 % от общего времени работы автомобилей в городских условиях эксплуатации и сопровождаются повышенным расходом топлива и выбросами токсичных веществ в окружающую среду [4-8]. Существующие методы управления двигателями не позволяют минимизировать указанный недостаток. Одним из возможных путей снижения расхода топлива и уменьшения токсичности ОГ автомобилей является метод отключения части цилиндров двигателя (ОЦ) на режимах холостого хода.

В тоже время существующие методики расчета и нормирования расхода топлива не позволяют оценивать качественное и количественное влияние метода ОЦ двигателя на топливно-экономические, экологические, виброакустические показатели автомобиля в эксплуатации.

Наличие острой проблемы экономии топлива и снижения токсичности ОГ автомобилей в городских условиях эксплуатации при отсутствии методик расчета эффективности метода ОЦ двигателя на режимах XX обеспечивает актуальность исследований в этой области.

Цель работы

Улучшение эксплуатационных топливно-экономических и экологических показателей автомобилей применением метода отключения части цилиндров двигателя с электронной системой впрыска топлива на холостом ходу при соблюдении допустимых норм вибрации автомобиля и нормирования «расхода топлива.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

- выполнить анализ направлений ресурсосбережения и повышения экологической безопасности в автотранспортном комплексе;

- разработать метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей современных автомобилей, оснащенных двигателями с электронной системой впрыска топлива;

разработать методику дифференцирования норм расхода топлива, автомобилей, с учетом способа управления их двигателями на режиме холостого хода и условий эксплуатации;

- разработать методику исследования влияния предложенного способа управления двигателями на эксплуатационный и нормативный расходы топлива, токсичность отработавших газов и виброактивность автомобилей;

разработать способ управления двигателями с отключаемыми цилиндрами на холостом ходу современных автомобилей категории Ml, находящихся в эксплуатации;

- исследовать влияние рациональных алгоритмов управления режимом холостого хода двигателя на виброакустические, топливно-экономические и экологические показатели автомобилей категории МІ в эксплуатации.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- предложен метод ресурсосбережения и повышения экологической безопасности в автотранспортном комплексе применением новых алгоритмов управления автомобильными двигателями на режимах XX с чередованием отключаемых цилиндров;

- установлены закономерности влияния разработанных , алгоритмов управления режимом XX двигателя на нормы расхода топлива, содержание СО в отработавших газах автомобилей в городских условиях эксплуатации;

- уточнена методика дифференцирования норм расхода топлива автомобилей категории Ml, отличающаяся от существующих тем, что учитывает время стоянки автомобиля с работающим двигателем при низких температурах воздуха и алгоритмы ОЦ двигателя на XX;

- установлены закономерности изменения общих уровней вибрации на рабочем месте водителя от вариантов чередования ОЦ двигателя на XX.

Практическая значимость работы заключается в:

- улучшении топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в эксплуатации применением разработанного способа управления двигателями на режимах холостого хода;

- созданной методике нормирования расхода топлива автомобилей, учитывающей реальные условия эксплуатации и рациональные алгоритмы отключения цилиндров двигателя на холостом ходу;

обоснованных рациональных алгоритмах управления режимом холостого хода двигателя для достижения максимального экономического и экологического эффектов при соблюдении допустимых норм вибрации автомобиля в эксплуатации.

Объект исследований

Процесс изменения топливно-экономических, экологических и виброакустических показателей автомобиля с программируемым отключением цилиндров двигателя на холостом ходу вусловиях эксплуатации.

Предмет исследований

Закономерности изменения топливно-экономических, экологических и виброакустических качеств АТС (на примере автомобиля ГАЗ-3110 «Волга») от вариантов чередования ОЦ двигателя на холостом ходу.

Реализация результатов исследований

По результатам исследований разработана методика нормирования расхода топлива автомобилей категории Ml с учетом предложенного метода управления двигателями и условий эксплуатации, которая используется в таксомоторном предприятии ООО «Авангард». Опытная система управления двигателем с отключаемыми цилиндрами внедрена в отделе транспортного обслуживания Законодательного Собрания Красноярского края. Стенд с комплексом измерительной аппаратуры, разработанный и изготовленный автором, используется в СФУ в качестве лабораторной установки. Для определения эксплуатационных показателей автомобилей с отключаемыми цилиндрами двигателя разработаны методология, алгоритмы и пакет прикладных программ, которые используются в учебном процессе.

Достоверность результатов обеспечивается:

- в части расчетных моделей - использованием лицензионных программных средств, применением фундаментальных положений технической эксплуатации, теории автомобилей и двигателей, теории механизмов и машин;

- в части физического эксперимента - применением современного, поверенного контрольно измерительного оборудования;

- в целом — корректным соответствием результатов теоретических исследований физическому эксперименту и результатам исследований других авторов в данной области.

Апробация

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались: на Всероссийской научно-практической конференции (НІЖ) с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (Красноярск, 1999); межрегиональной НІЖ «Проблемы экологии и развития городов» (Красноярск, 2000); на научно-технических семинарах (НТС) ГОУ ВПО КГТУ (Красноярск, 2001-2005); Всероссийской НІЖ с международным участием «Политранспортные системы» (Красноярск, 2006); Всероссийской НІЖ «Проблемы и достижения автотранспортного комплекса» (Екатеринбург, 2007); на Всероссийской научно-технической конференции «Современные пути развития машиностроения и автотранспорта Кузбасса» (Кемерово, 2007).

Публикации

Основные положения научной новизны диссертационной работы опубликованы в 9 научных работах, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень, рекомендованный ВАК, получен патент РФ и свидетельство об официальной регистрации программы.

Улучшение; топливной экономичности автомобилей методом отключения цилиндров двигателя

Для повышения эффективности работы ДВС на XX и малых нагрузках применим метод регулирование мощности ДВС путем ОЦ, предложенный в 1948 году акад. Е. А. Чудаковым.

Сущность метода заключается в прекращении рабочего цикла в части цилиндров двигателя при малых нагрузках. Необходимая мощность в этом случае развивается оставшейся частью цилиндров. Известно, что при снижении нагрузки на двигатель доля механических потерь в индикаторной работе повышается, а механический КПД падает. Чтобы уменьшить снижение механического КПД отключают часть цилиндров двигателя, при этом не отключенные цилиндры будут работать при большей нагрузке с лучшим КПД. В результате снижается эксплуатационный расход топлива автомобилей, а также уменьшается выброс вредных веществ с ОГ [9, 48].

Индикаторная мощность двигателя находится по известной зависимости: / = ./- ./1)/30-7, (1.9) соответсвенно, индикаторная мощность двигателя с отключаемыми цилиндрами: Nio = (plo-(i-K).Vh.n)/30-x, (1.10) где pi и pio - средние индикаторные давления двигателей без ОЦ и с отключением, / и к — число работающих цилиндров и отключенных, F/, -рабочий объем цилиндра, п - частота вращения коленчатого вала, т — тактность двигателя.

Эффективная мощность определяется как разность между индикаторной мощностью (Щ и мощностью механических потерь (NM), и будет определяться числом работающих цилиндров и индикаторным давлением в них при заданном разрежении во впускном трубопроводе и частоте вращения коленчатого вала: Ne = N,-NM. (1.11)

Мощность механических потерь определяется по зависимости: NM = (pM.i-Vh-n)/30, (1.12) г%ерм - среднее давление механических потерь. Среднее давление механических потерь удовлетворительно описывается полиномиальной зависимостью от частоты вращения коленчатого вала и разрежения во впускном трубопроводе Арк [55]: Рм =/(п, Лрк) . (1.13)

Среднее давление механических потерь Арк0 при ОЦ с сохранением дросселирования отключаемых цилиндров будет равно среднему давлению механических потерь при прокручивании двигателя, определяемому по зависимости (1.13) [56-58]. Часовой расход топлива двигателем можно определить по формуле: Gt = G4-Z-i, (1.14) где G4 - цикловая цилиндровая подача топлива, Z - количество рабочих циклов в час, Z — 30 -п. Эффективная мощность и часовой расход топлива двигателя с ОЦ при сохранении дросселирования отключаемых цилиндров будут равняться: Neo = Nio -NM0. (1.15) Gt = G4-Z-{{i-K)fi). (1.16)

На индикаторную мощность двигателя с ОЦ влияет изменение индикаторного КПД r/h Индикаторные показатели бензинового двигателя достаточно хорошо изучены [55, 59]. Как известно, индикаторный КПД /,- представляет собой произведение: Ці ъмех Цтермод з (1.17) где ,жх - коэффициент выделения активной теплоты, %мех = QaKmIQ4UK= {AU + \Pdv)l QtfUK, Цтермод - термодинамический КПД, QaKm - активная теплота, идущая на совершенствование индикаторной работы \Pdv и повышение внутренней энергии Л U газа. Индикаторный КПД /, согласно источникам 55, 59 можно выразить следующим образом: Ці С/и Цтермод у где т - коэффициент активного тепловыделения в точке, соответствующей максимуму температуры, индикаторной диаграммы.

Поскольку не отключенные цилиндры двигателя работают с большим наполнением (регулятор XX в максимально открытом положении), чем цилиндры стандартного двигателя на сопоставимом режиме, то устойчивое воспламенение и горение рабочего заряда может быть обеспеченно при больших значениях экономического коэффициента избытка воздуха аэ, от величины которого зависит как т, так и rjmepMOd. С увеличением о, уменьшается химическая неполнота сгорания топлива, что ведет к повышению т.

Заметное влияние на величину rjmepMod оказывают потери тепла в стенке рабочей камеры двигателя. Так, увеличение нагрузки на работающие цилиндры, за счет отключенных приводит к уменьшению относительных потерь теплоотводом примерно на 30 %. Следовательно, ОЦ способствует снижению тепловых потерь в работающих цилиндрах.

Исследование влияния отключения цилиндров двигателя в режиме холостого хода на расходы топлива автомобиля в эксплуатации

Себестоимость перевозок во многом зависит от технического состояния подвижного состава и соответствующих затрат на топливо, шины, технического обслуживания и ремонта автомобилей. Распределение статей затрат в себестоимости перевозок приведены в таблице 2.1 [19].

Затраты на приобретения топлива вносят значительный вклад в себестоимость перевозок, особенно в настоящее время быстрого роста стоимости топлива. Поэтому автотранспортным предприятиям необходимо решать задачи, связанные с экономией топлива АТС в условиях эксплуатации: обновление автопарка более современными и экономичными автомобилями; внедрение мероприятий и технических решений позволяющих снизить расход топлива; осуществление контроля за расходованием ГСМ и др.

Для сравнения автомобилей по топливной экономичности, нормирования расхода топлива в эксплуатации и т. д. используется универсальная топливная характеристика автомобиля, которая представляет собой зависимость среднего расхода топлива на единицу пути или транспортной работы от средней скорости движения и расстояния между остановками [23, 80].

Анализ разнообразных режимов движения автомобилей показывает, что, несмотря на существенные различия по амплитуде и частоте колебаний скорости, частоте и интенсивности режимов разгона и замедления, количеству и продолжительности остановок и т. д., они имеют общий характер. Поэтому для описания реальных режимов движения автомобилей с достаточной точностью используются типовые циклы: магистральный и городской.

Средний расход топлива на единицу пути циклического режима движения определяется из выражения, л / 100 км: б =100- Q4 / Stl = 100 (QHy+Qy)/(SHy + Sy), (2.1) где Qtf - абсолютный расход топлива за цикл, см3; QHy - абсолютный расход топлива при неустановившемся движении, см3; Qy - абсолютный расход а топлива при установившемся движении, см (равномерное движение автомобиля с постоянной скоростью); SHy, Sy — путь, пройденный за время при неустановившемся и установившемся движении, м.

Неустановившиеся режимы движения автомобиля в городских условиях эксплуатации включают: разгон, замедление, торможение. Отсюда, абсолютный расход топлива QHy в см3 будет определяться: QHy = QP + Q3 + Qm, (2.2) где Qp, Q3, Qm - абсолютные расходы топлива в фазах разгона, замедления, торможения, см3.

Причем фаза замедления может осуществляться путем торможения двигателем (двигатель работает на режиме принудительного XX) и накатом (двигатель работает на рабочем XX). Режим наката является предпочтительнее, поскольку обладает менее интенсивным замедлением и относительно небольшим расходом топлива.

Путь, пройденный за время фаз неустановившегося движения автомобиля определяется, м: SHy Sp + Oj + Sm , (2.3) где Sp, S3, Sm - расстояние, пройденное за время фаз разгона, замедления и торможения, м.

Так как предложенный метод ОЦ двигателя используется на рабочем XX, поэтому целесообразно построить зависимость абсолютного расхода топлива от времени, применительно к городскому циклу движения, который описывается типовым Европейским ездовым циклом (рисунок 2.1).

Математическая; модель кривошипно-шатунного механизма двигателя с отключаемыми цилиндрами

В основу разрабатываемой модели положены зависимости, применяемые в теориях двигателей, механизмов и машин, предложенные следующими учеными: К. Г. Попык, И. М. Лениным, В. Н. Луканиным, Tvl. С. Ховахом, М. Г. Шатровым, А. И. Колчиным, В. П. Демидовым и др. [82 - 88].

В модели не учитывались силы трения в кривошипно-шатунном механизме (КШМ), поскольку их влияние незначительно на режиме XX относительно насосных потерь, которые в свою очередь учитывались силами давления газов в цилиндрах двигателя. Кроме того, в модели детали КШМ принимались абсолютно жесткими и частота вращения коленчатого вала постоянной.

Целью термодинамического расчета является определение давления газов внутри цилиндра за рабочий цикл. Для четырехтактного ДВС рабочий цикл составляет 720 градусов поворота коленчатого вала и включает в себя впуск, сжатие, сгорание, рабочий ход (расширение) и выпуск.

Процесс впуска

В реальном двигателе показатели процесса впуска изменяются во времени. Это связано в основном с фазами газораспределения и скоростью истечения газов. Для облегчения расчетов условно принимают средние значения показателей, поэтому расчет процесса впуска заключается в определении средних величин давления ра (МПа) и температуры Та (К) конца впуска и коэффициента наполнения rjv: ра=р0-Ара, (3.1) где ро— атмосферное давление, Ара - потери давления на впуске; Т.- Г Т . (3-2) где Т0 - температура окружающей среды, А Т—температура подогрева заряда, уг - коэффициент остаточных газов, Тг - температура остаточных газов; /W-1) Т0 + АТ где є — степень сжатия, рг — среднее давление выпуска. Потери давления на впуске можно найти из соотношения: Ара = (/? + &п)-(РвпС02ср/2), (3.4) где /? = соці соср - коэффициент затухания скорости движения заряда в цилиндре Юц, вп - коэффициент сопротивления впускной системы, отнесенный к характерному сечению во впускном тракте, соср, рвп — средняя скорость и плотность заряда в характерном сечении впускного тракта.

Если отключение цилиндра производится с расдросселированием его, то значительно снижаются потери давления на впуске, поэтому уменьшаются насосные потери. Отсюда ра0 фраа ЦУОФ ЦУ

При отключении цилиндра (особенно при циклическом) путем прекращения подачи топлива и неизменном газораспределении в нем незначительно уменьшаются Л Т, Tr , рг за счет пропуска процесса сгорания, отсюда следует, что показатели такта впуска в отключенном цилиндре равны: РаО Ра , Та0 Та; Г]у0= Цу (3.5) Процесс сжатия

Параметры рабочего тела в конце процесса сжатия - давление рс, МПа, и температуру Тс, К, определяют из уравнений политропного процесса по формулам 3.6, для отключенного цилиндра в общем виде 3.7: Тс=Та-еп -];рс=ра-е"1, (3.6) ТСо 1ао & \ Рсо Рао І \У / где щ и П\а — средние показатели политропы сжатия в работающем и отключенном цилиндрах, величины которых зависит от многих факторов.

При постоянном отключении цилиндров с каждым пропуском сгорания цилиндр охлаждается, поэтому показатель политропы незначительно, но уменьшается. При циклическом отключении (не более одного пропуска сгорания) показатель политропы сжатия не изменяется. Поэтому параметры рабочего тела в конце процесса сжатия в отключенном цилиндре рсо и Тсо равны параметрам в работающем цилиндре.

Процесс сгорания Расчет процесса сгорания заключается в определении максимальных значений температуры Tz (К) и давления р2 (МПа) в цилиндре двигателя. Давление конца сгорания в двигателях с воспламенением от искры: Т рг = Рс-И — (3-8) Т с где їх - действительный коэффициент молекулярного изменения. Вследствие потерь в ДВС с воспламенением от искры действительное давление конца сгорания, МПа: pzd=0,S5-pz. (3-9) Tz = [є - (Ни - АНН) I Мх (1- yr) + mcv Тс] I /л-mc" , (3.10) где Ни - низшая теплота сгорания, ЛНН - неполнота сгорания, mcv, mcv -теплоемкости свежего заряда и продуктов сгорания, М\ - свежий заряд. Процесс расширения

Расчет процесса расширения заключается в определении давления рв (МПа) и температуры Тв (К) по уравнениям политропного процесса 3.11, для отключенного цилиндра в общем виде 3.12:

Система управления двигателем с отключаемыми цилиндрами

Программное устройство может автоматически реализовывать различные алгоритмы ОЦ в зависимости от режима работы ДВС. В качестве определяющих параметров для реализации того или иного алгоритма ОЦ предлагается использовать температуру двигателя (датчик температуры охлаждающей жидкости) и нагрузочный режим (датчик положения воздушной дроссельной заслонки). Более правильно нагрузочный режим определяется по разрежению во впускном коллекторе, но в этом случае система требует установки дополнительного датчика и настройки под двигатели с разными рабочими объемами, что увеличивает стоимость проектируемой системы и уменьшает ее адаптивность к различным автомобилям.

Система управления ДВС с ОЦ работает следующим образом (таблица 4.1): - если температура двигателя ниже рабочей (сопротивление ДТОхлЖ (рисунок 4.4) ниже 333 Ом), то двигатель работает без ОЦ. Он прогревается; - если температура двигателя равна или выше рабочей и двигатель работает на холостом ходу (напряжение на ДПВДЗ 0,7 В (рисунок 4.5)), то производится отключение цилиндров по алгоритму № 2; - если температура двигателя равна или выше рабочей и двигатель работает на малых нагрузках (напряжение на ДПВДЗ 1,2 В), то производится отключение цилиндров по алгоритму № 4; - если температура двигателя равна или выше рабочей и двигатель работает на средних и максимальных нагрузках (напряжение на ДПВДЗ выше 1,2 В), то отключение цилиндров не производится.

В исследовательских целях, в частности для проведения стендовых и дорожных испытаний предложенная выше структурная схема была упрощена. Сигнал, определяющий алгоритм ОЦ, подается на программное устройство от задатчика (рисунок 4.5) вместо датчиков температуры охлаждающей жидкости и положения воздушной дроссельной заслонки. В качестве задатчика алгоритма отключения цилиндров используется пяти позиционный переключатель.

Функциональная схема ПУ управления впрыска топлива приведена на рисунке 4.6. В состав устройства входят: - четыре инвертирующих формирователя импульсов ФИ1 — ФИ4; - четыре резистора Rl — R4; - четыре двухвходовые логические схемы «И», соответственно СИ1 - СИ4; - четыре электронных ключа ЭК1 - ЭК4; - четырехвходовая, шестивходовая и трехвходовая логические схемы «ИЛИ», соответственно СЛ1,СЛ2 и СЛЗ; - счетчик-дешифратор СТ; - задатчик коэффициента пересчета ЗКП (задачик программы отключения цилиндров); - входной XI и выходной Х2 разъемы.

Работает программное устройство следующим образом. При отсутствии сигналов впрыска топлива (СВТ), поступающих от штатного блока управления впрыском, на входах формирователей импульсов ФИ1 - ФИ4 присутствуют высокие уровни напряжения, обеспечиваемые резисторами Rl - R4, подключенными к шине питания +12 В. Штатный блок управления впрыском, при формировании сигнала впрыска топлива, фактически обеспечивает замыкание одного из контактов (контакты 1-4) разъема XI на общий провод — массу автомобиля. При этом на входе одного из ФИ обеспечивается близкое к нулю напряжение, т.е. низкий уровень сигнала. Поскольку используется инвертирующий ФИ, то на его выходе формируется высокий уровень логического сигнала. Причем ФИ обеспечивают согласование уровней логических сигналов и скоростей их изменения с требуемыми для работы логических микросхем применяемого типа логики.

Сигналы на выходах элементов функциональной схемы (рисунок 4.6), обозначенных номерами 1-19, приведены на рисуноке 4.7 в виде временных диаграмм (ВД), имеющих соответствующие номера.

Логические сигналы с выходов ФИ1 - ФИ4 (ВД 1 - 4), через логическую схему «ИЛИ» (СЛ1) поступают на счетный вход С счетчика СТ. Сигнал на входе С приведен на ВД5. При этом по переднему фронту сигнала на выходе любого из ФИ, состояние счетчика увеличивается на единицу, а логическая «1» появляется на выходе счетчика, имеющем следующий больший номер. При появлении логической «1» на том выходе счетчика, который через ЗКП подключен ко входу R - входу сброса счетчика (ВД 6 и ВД 10), происходит обнуление счетчика и логическая «1» появляется на выходе счетчика, который имеет номер 0. В зависимости от положения переключателя Ш, входящего в состав ЗКП, может быть обеспечен коэффициент деления входных импульсов счетчика в 3, 4, 5 и 6. На рисунке 3.6 переключатель Ш показан в положении, обеспечивающем коэффициент деления 3. Этот режим приведен на временных диаграммах (рисунок 4.7).

В режиме работы двигателя, требующем пропуск впрыска, на выходе логической схемы СЛЗ присутствует логический «0». Таким образом на выходе логической схемы СЛ2 всегда, кроме одного из тактов сразу после обнуления счетчика, присутствует логическая «1» (ВД 11). Сигналы с выходов ФИ1 - ФИ4 (ВД 1 - ВД 4) поступают, соответственно, на первые входы логических схем СИ1 - СИ4. На вторые входы логических схем СИ1 - СИ4 поступает сигнал с выхода СЛ2. При одновременном наличии логических «1» на каждом из входов логических схем СИ1 — СИ4, на их выходах формируются логические «1», обеспечивающие замыкание ЭК1 -ЭК4, соответственно. При этом посредством ЭК1 - ЭК4 обеспечивается низкий уровень напряжения (ВД 16 - ВД 19) на соответствующих контактах разъема Х2, приводящий к срабатыванию форсунок впрыска топлива. Поскольку выход счетчика с номером 0 не подключен к логической схеме СЛ2, то в выходном сигнале СЛ2 (ВД 11) присутствует логический «0» на одном из интервалов импульса впрыска топлива (ВД 1 - ВД 4).

Похожие диссертации на Метод улучшения топливно-экономических и экологических показателей автомобилей в условиях эксплуатации