В автомобільній техніці поки що не визначений в повній мірі і не реалізований оптимальний алгоритм адаптації до різних видів моторних палив. Є окремі фрагменти даного алгоритму, що дозволяють у вузькому діапазоні хімічних складів палив вирішувати завдання електронного управління робочим процесом в двигуні внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Анотація наукової статті з механіки і машинобудування, автор наукової роботи - В. А. Шишков


Область наук:

  • Механіка і машинобудування

  • Рік видавництва: 2008


    Журнал

    Транспорт на альтернативному паливі


    Наукова стаття на тему 'Алгоритм адаптації електронної системи управління ДВС до різних хімічних складів газового палива'

    Текст наукової роботи на тему «Алгоритм адаптації електронної системи управління ДВС до різних хімічних складів газового палива»

    ?Алгоритм адаптації електронної системи управління ДВС до різних хімічних складів газового палива

    В.А. Шишков, заст. директора ТОВ «Газ-Ойл», к.т.н..

    В автомобільній техніці поки що не визначений в повній мірі і не реалізований оптимальний алгоритм адаптації до різних видів моторних палив. Є окремі фрагменти даного алгоритму, що дозволяють у вузькому діапазоні хімічних складів палив вирішувати завдання електронного управління робочим процесом в двигуні внутрішнього згоряння (ДВЗ).

    Часто через недосконалість цих алгоритмів адаптації доводиться вводити коефіцієнт передбачуваної зони експлуатації конкретного автомобіля, де використовується паливо відомого хімічного складу, яка має стабільну якість. Цей коефіцієнт можна змінювати за бажанням замовника на сервісній станції обслуговування автомобілів або у дилера з продажу автомобілів за допомогою діагностичного приладу. Це призводить до того, що конкретний автомобіль під час далеких поїздок в окремих регіонах може працювати не в оптимальному режимі з точки зору потужності, крутного моменту, токсичності відпрацьованих газів і витрати палива.

    Крім цього, різні країни збільшують для автотранспорту номенклатуру видів моторних топ-лів і добавок до них, які пропонуються на заправних станціях [1]. Через подорожчання палив на основі нафтопродуктів все більшого поширення набувають поновлювані види палива на основі рослинних матеріалів. Двигун автомобіля повинен сам адаптуватися до відповідного виду палива (його хімічним складом) і не мати значних переробок і доробок.

    Управління складом суміші за сигналом зворотного зв'язку з датчика

    вмісту кисню в відпрацьованих газах дозволяє підтримувати стехіометричний склад суміші в будь-якому вигляді палива з точки зору мінімальної токсичності відпрацьованих газів, але не оптимальних значень щодо потужності, крутного моменту двигуна і витрати палива. У розвинених алгоритмах управління двигуном є розділ з управління крутним моментом, але він не пов'язаний з його оптимізацією при використанні палив різного хімічного складу. Тому завдання розробки оптимального алгоритму адаптації до різних хімічних складів палива, які змінюються в широкому діапазоні, є актуальною.

    В даний час багато фірм, що випускають автомобілі і двигуни, займаються цією тематикою. Розробляються різні алгоритми управління робочим процесом ДВС на основі використання наступних параметрів в якості основних:

    | Іонних струмів на свічці запалювання, їх зміни в часі, динаміки (прискорення зміни) і рівня в процесі горіння паливо-повітряної суміші;

    | Тиску в камері згоряння, його зміни в часі, динаміки (прискорення зміни) і рівня в процесі робочого циклу;

    | Температури в процесі горіння паливоповітряної суміші, а також

    інших параметрів щодо їх зміни в часі, динаміці (прискоренню зміни) і їх рівнем;

    | Лазерних датчиків по визначенню хімічного складу газового палива;

    | Спектрографічних датчиків хімічного складу палива і т.д.

    Ці алгоритми можуть бути розвинені до адаптації до хімічного складу палива.

    Хімічний склад і нижча теплота згоряння природного газу

    з різних родовищ і виробництв

    До складу природного газу зазвичай входять наступні складові:

    | Різні вуглеводні

    | Двоокис вуглецю (СО2),%;

    | Азот (^),%;

    | Водень (Н2),%;

    | Кисень (О2),%;

    | Та інші газоподібні речовини, вміст яких не перевищує 0,1%.

    У відповідності зі стандартами на КПГ, як моторного палива, у багатьох країнах світу прийнято вміст метану в ньому від 80 до 100%. Відповідно нижча теплота згоряння газоподібних палив різного складу може відрізнятися до 10-12%. Якщо враховувати різні склади попутних газів, біогазу і газів, отриманих в результаті різних виробництв, то вміст метану в них коливається в ще більшому діапазоні - від 29 до 99,6%, вміст азоту від - 0,1 до 30%, а значить і відмінність у нижчій теплоті згоряння може досягати 30% і більше.

    Менша кількість теплоти, отримане при згорянні палива, призводить до зниження максимального тиску в циліндрах двигуна, а значить і втрати потужності і кру-

    тящего моменту. Збільшувати кількість палива або його зменшувати для підвищення кількості теплоти можна тільки у вузькому діапазоні відповідно до змісту в паливі горючих компонентів (вуглеводнів, водню, окису вуглецю і т.д.) через умови по нормам токсичності відпрацьованих газів, які мінімальні при стехиометрическом складі горючої суміші.

    Різне вміст вуглеводнів і хімічних речовин в різних газових паливах говорить про те, що ці палива мають різний стехиометрический коефіцієнт, тобто для повного згоряння однієї одиниці палива необхідно різну кількість повітря. Це позначається на токсичності відпрацьованих газів. Якщо не мати адаптується число складу суміші до вживаного палива, то неможливо буде домогтися жорстких норм по вимогам до токсичності відпрацьованих газів.

    В даний час адаптація складу суміші під час роботи ведеться за сигналом зворотного зв'язку з датчика вмісту кисню в відпрацьованих газах. У таких системах використовується вузькосмуговий датчик кисню, який не може охопити весь діапазон складів газового палива. Тому необхідно для адаптації складу суміші використовувати широкосмуговий датчик кисню, який, в свою чергу, через більш складної конструкції викличе подорожчання всієї системи управління двигуном, що працює на газових видах палива.

    Основні параметри для адаптації до складу газового палива:

    | Установка спектроскопічного датчика складу газу і використання його сигналу в алгоритмі управління ДВС;

    | Установка газоаналітичного датчика складу газу і використання його сигналу в алгоритмі управління ДВС;

    | Визначення прискорення обертання колінчастого вала ДВС на певному режимі роботи двигуна при певній його темпі-

    ратуре або в залежності від температури;

    | Використання широкосмугового датчика кисню в відпрацьованих газах, початківця процес вимірювання від будь-якої початкової температури (від -30 ° С до + 45 ° С);

    | Використання датчика тиску в камерах згоряння в процесі горіння паливної суміші;

    | Використання сигналу зі свічки запалювання про іонних токах в процесі горіння палива в камері;

    | Використання сигналу оптичного датчика миттєвої температури в процесі горіння паливної суміші в камері згоряння ДВС;

    | Використання лазерного датчика за визначенням кількості метану, вуглеводнів, оксиду вуглецю і водню в паливі;

    | Інші можливі схеми і методи по визначенню якості процесу згоряння паливної суміші в камері згоряння ДВС або безпосереднього визначення хімічного складу палива на вході в ДВС.

    Розглянемо переваги і недоліки кожного з вищеназваних напрямів.

    Перше і друге напрямки з використанням датчика складу газу складні й дорого коштують через складність самих датчиків і вторинної апаратури для обробки їх сигналів.

    Третій напрям по визначенню прискорення обертання колінчастого вала ДВС не вимагає додаткового датчика частоти обертання колінчастого вала ДВС, а вимагає лише розробки відповідного алгоритму управління, його перевірки в віртуальному розрахунку з наступним калібруванням настроювальних коефіцієнтів для конкретних складів газових палив. Утруднення у використанні параметра прискорення обертання колінчастого вала ускладнене тим, що на нього впливає безліч різних чинників - параметри навколишнього середовища, масляної системи, зносу деталей ДВС в процесі експлуатації і т.д. Тому алгоритм

    адаптації в даному випадку повинен бути комплексним і враховувати всі ті фактори, які призводять до його значного ускладнення як в процесі розробки, так і в процесі доведення.

    Четвертий напрямок з використанням широкосмугового датчика кисню, що працює в широкому діапазоні температур, поки неможливо реалізувати, тому що такі датчики вмісту кисню в відпрацьованих газах відсутні. В даний час є широкосмугові датчики кисню, що працюють в певному прогрітому діапазоні температур (від 250 ° С до 950 ° С), які можна встановлювати на автомобілі. Частково цей варіант вирішує питання складу відпрацьованих газів на стаціонарних режимах роботи з прогрітим до робочої температури датчиком кисню. З урахуванням посилюються норм по токсичності відпрацьованих газів ДВС, коли завмер токсичності починається з моменту пуску двигуна, цей варіант достатній тільки для норм «Євро-2» і не завжди прийнятний для норм «Євро-3» і вище. Крім цього, даний напрямок не вирішує питання по оптимізації потужності, крутного моменту і витрати палива при різних хімічних складах паливного газу.

    П'ятий напрям з використанням датчика тиску газів в камері згоряння ДВС і шосте напрямок з використанням сигналу з свічки запалювання про іонних токах в процесі горіння палива в камері є одними з найбільш перспективних, так як вимір тисків в даний час практично не складає труднощів, а по вимірюванню іонних струмів ведеться робота. Необхідно лише розробити алгоритм розрахунку і управління ДВС при адаптації до різних складів паливного газу, виконати віртуальні розрахунки і провести калібрування настроювальних коефіцієнтів для конкретного типу двигуна.

    Сьоме направленіесіспользованіем оптичного датчика темпі-

    ратури сумнівно в зв'язку з передбачуваним спотворенням сигналу в процесі роботи через можливі сажових накопичень в камері згоряння. Цей напрямок можливо з використанням малоінерційних датчиків температури з вимірюванням середньої інтегральної температури газів в камері згоряння за певний часовий інтервал. У цьому випадку також необхідно розробити алгоритм розрахунку і управління топливоподачей при адаптації до різних складів паливного газу, виконати віртуальні розрахунки і провести калібрування настроювальних коефіцієнтів для конкретного типу двигуна.

    Восьме напрямок з використанням лазерного датчика за визначенням кількості метану та інших вуглеводневих складових в паливі перспективно, тому що, по-перше, не вимагає втручання в камеру згоряння, по-друге, вимірювання можна проводити в безпосередній близькості від входу в газові форсунки і оперативно коригувати топливоподачу в циліндри ДВС.

    У всіх розглянутих випадках управління процесом адаптації відбувається в основному за двома, трьома або чотирма параметрами:

    | Тривалості відкриття клапана газової форсунки (ширина імпульсу), що визначає кількість палива в циклової подачі;

    | Зміни кута випередження запалювання, що визначає оптимальні швидкості горіння паливо-повітряної суміші;

    | Зміни витрати повітря на вході в циліндр двигуна для систем з електричним приводом дросельної заслінки; для двигунів, обладнаних механічним приводом повітряної заслінки, управління витратою повітря можна робити електричним регулятором витрати повітря тільки на холостому ходу;

    | Зміни фази газорозподілу, яке оптимізує витрати палива в залежності від режиму і навантаження ДВС.

    Тривалість відкриття клапана газової форсунки визначає кількість циклового палива, що надійшло в циліндр двигуна. Відповідно це визначає кількість палива в паливо-повітряної суміші і її відмінність від стехіометричного значення для різних хімічних складів палива. Аналогічне вплив на склад паливо-повітряної суміші надає і управління витратою повітря.

    Зміна кута випередження запалювання необхідно через те, що кожен хімічний склад палива має свою швидкість горіння в суміші з повітрям. Тому, якщо не змінювати кут випередження запалювання, то не отримаємо оптимальних по потужності і моменту параметрів двигуна на конкретному складі палива. Через це станеться збільшення у витраті газового палива в порівнянні з оптимальним значенням при оптимальному куті випередження запалювання.

    При переході від моторного палива з низьким вмістом водню до палива з його високим вмістом, або від палива з низьким вмістом важких вуглеводнів до палива з високим вмістом важких вуглеводнів відбудеться збільшення пікового тиску в камері згоряння. При цьому його максимальне значення відхилиться від положення поршня у верхній мертвій точці (ВМТ) в сторону раннього згоряння, тобто до ВМТ по куту положення колінчастого вала. Все це відбудеться через збільшення швидкості згоряння паливної суміші для даного хімічного складу палива.

    Збільшення пікового значення тиску в камері згоряння двигуна призведе до жорсткішої його роботі, що, в свою чергу, знизить надійність його роботи. В даному випадку необхідно трохи зменшити кут випередження запалювання для утримання піку тиску в камері згоряння в оптимальному положенні щодо ВМТ.

    При переході від палива з високим вмістом водню або важких вуглеводнів до палив-

    ву з високим вмістом метану відбудеться зворотній процес. Швидкість горіння паливної суміші зменшиться. Пікове значення тиску в камері згоряння також зменшиться, а сам пік переміститься за ВМТ по куту положення колінчастого вала двигуна, що підвищить м'якість роботи двигуна. Але для оптимізації його по потужності, крутний момент і витраті палива необхідно збільшити кут випередження запалювання.

    Швидкість наростання тиску в камері згоряння в процесі окислення палива також змінюється в залежності від швидкості горіння паливоповітряної суміші. Чим вище швидкість горіння, тим більше швидкість наростання тиску і навпаки. Параметр наростання тиску в камері згоряння в процесі окислення є одним із застосовуваних параметрів управління робочим процесом двигуна внутрішнього згоряння, так як тиск можна вимірювати в реальному часі з високою точністю і відповідно вести розрахунок його впливу в електронному блоці управління.

    Фази газорозподілу, якщо вони присутні в конструкції ДВС, необхідно міняти при різному хімічному складі паливного газу для поліпшення наповнення циліндрів паливо-повітряної сумішшю, так як щільність і нижча теплота згоряння цих газів також різні.

    Заправка автомобільних газових балонів природним газом на АГНКС, що харчуються з різних газових родовищ, призводить до невизначеності необхідної кількості палива в момент пуску двигуна після заправки і при його русі до початку адаптації по сигналу датчика кисню в відпрацьованих газах.

    Алгоритм адаптації пуску двигуна для різного складу природного газу повинен включати: обмеження за діапазонами вимірюваних параметрів ДВС, з управління окремими системами

    ДВС і залежно управління від конкретних обраних прямих або непрямих параметрів, що визначає хімічний склад газового палива.

    Обмеження по вимірюється параметрами можуть бути як повні, так і часткові в певних діапазонах, які визначають умови можливої ​​адаптації до складу газового палива - наприклад, заборона на адаптацію за складом палива при температурах двигуна нижче -30 ° С і вище + 45 ° С, зміна коефіцієнта адаптації від порядкового номера спроби пуску двигуна протягом заданого часу, повернення до початку адаптації після факту продувки циліндрів повітрям, заборона на адаптацію при температурі або тиску газового палива нижче або вище необхідного робочого діапазону, а також заборона на адаптацію при наявності помилки в системі ЕСУД або напрузі бортового харчування, наприклад, нижче 6 У або вище 24 В і т.д.

    Обмеження по управлінню системами ДВС зазвичай передбачають заборону на управління під час адаптації алгоритму управління за складом газового палива. Це робиться, по-перше, для виключення невизначеностей, які можуть вплинути на адаптацію, по-друге, для скорочення часу адаптації та поліпшення її точності.

    Основні фактори вимірювання і управління при адаптації алгоритму управління за хімічним складом газового палива (рис. 1):

    1. Обмеження для параметрів:

    | Наявність заправки або заміни газового палива в балоні;

    | По температурі ДВС;

    | За кількістю спроб пуску;

    | За фактом продувки циліндрів повітрям;

    | По температурі і тиску газу на вході в газові форсунки відповідно;

    | По фактору наявності помилок в системі ЕСУД;

    | По напрузі в бортовій мережі автомобіля і т.д.

    2. Обмеження по управлінню такими системами ДВС:

    | Клапан рециркуляції відпрацьованих газів (ОГ);

    | Клапан вторинного повітря;

    | Термостат системи охолодження;

    | Вентилятор системи охолодження;

    | Система уловлювання парів палива;

    | Управління кондиціонером;

    | Відключення циліндрів і т.д.

    3. Залежність керованого параметра від конкретно вибраного параметра виміру, наприклад:

    | Величина прискорення наростання частоти обертання колінчастого вала в процесі пуску двигуна;

    | Величина складу суміші в разі, якщо широкосмуговий датчик кисню перед нейтралізатором починає працювати з початку моменту прокрутки колінчастого вала;

    | Величина іонного струму, його швидкість зміни і прискорення в газовій суміші в процесі згоряння топ-лівовоздушной суміші і підвищення оборотів колінчастого вала;

    | Величина тиску в камері згоряння, його швидкість зміни і прискорення;

    | Величина і швидкість зміни сигналу з хроматографічного датчика;

    | Величина сигналу з лазерного датчика складу газового палива, а також інші можливі параметри і критерії і їх сукупності.

    Даний перелік може поповнюватися в процесі вдосконалення ДВС і його систем вимірювання та керування.

    Коефіцієнт К впливу кожного параметра є функцією даного «?» параметра, тобто К. =? (Параметр виміру). Сумарний коефіцієнт впливу можна виразити наступною залежністю:

    1-Пддіх 1-Пмультіп

    = (1 - АДІТ) "У X МУЛЬТІПОСТ

    1 = 1 1 = 1

    Сумарний коефіцієнт впливу для кожного керованого параметра (ширина імпульсу впорскування палива, випередження кута запалювання, кут положення дросельної

    заслінки або число кроків регулятора холостого ходу і фази газорозподілу) матиме своє значення, так як вплив основних параметрів двигуна на них різне. Необхідно враховувати, що сумарний коефіцієнт впливу не завжди правильно відображає сумарний вплив всіх факторів в сукупності. Завдання це багатофакторна, і оптимум функції (максимальні потужність, крутний момент і мінімальний витрата палива) в цьому випадку може не відповідати вищезгаданому коефіцієнту впливу.

    Для більш точного визначення оптимальних характеристик ДВС при обчисленнях керуючого параметра краще використовувати не сумарний коефіцієнт впливу К, а безпосередньо кожен обчислений коефіцієнт К .. В цьому випадку може зрости число обчислень, що призведе до збільшення часу розрахунку, що не завжди прийнятно, наприклад, з -за низької частоти процесора електронного блоку управління двигуном.

    Кожен коефіцієнт впливу представляється у вигляді відповідної функції, яку необхідно визначити дослідним шляхом або за допомогою обчислення по відомим фізичним явищам. Досвідчений шлях занадто дорого коштує, тому що вимагає проведення великої кількості випробувань і визначення значення коефіцієнтів впливу в широкому діапазоні змінного параметра. У першому наближенні ці функції можуть бути обрані з математичних функцій з урахуванням передбачуваного фізичного процесу впливу. Надалі проводиться їх корекція за результатами окремих випробувань.

    Для високочастотних процесорів, що застосовуються в електронних блоках управління двигуном, алгоритм адаптації може бути ще більш ускладнений, так як час обчислень в ньому зменшується. У цьому випадку можливе використання алгоритму адаптації за хімічним складом газового палива в вигляді

    математичного алгоритму пошуку оптимуму або так званої «нейронної мережі» з використанням наявних сигналів з датчиків двигуна [2].

    Алгоритм і програма може містити як всі параметри вимірювання та управління адаптацією, так і частина з них, яких буде достатньо для відповідних норм по токсичності відпрацьованих газів з метою здешевлення електронної системи управління двигуном. При проведенні калібрувальних робіт на автомобілі може бути використана тільки частина функцій алгоритму в залежності від конкретного типу двигуна і вимог, що пред'являються до нього. Тобто поправочні коефіцієнти невикористовуваних функцій будуть рівні 0 при аддитивном вплив (арифметична операція додавання) або 1 при мультипликативном вплив (арифметична операція множення). Для випадку обмеження незалежної від енергоживлення пам'яті електронного блоку управління і його здешевлення невживана частина функцій не транслюється в виконуваний модуль програми управління двигуном.

    алгоритм адаптації

    для стаціонарних режимів роботи ДВС

    Процес адаптації на стаціонарному режимі роботи ДВС на природному газі різного хімічного складу аналогічний алгоритму при пуску, за винятком деяких динамічних і перехідних процесів, і включає практично ті ж обмеження по параметрах і органам управління, а також ті ж основні параметри вимірювання і керовані параметри.

    Обмеження по параметрам для холодного або гарячого пуску ДВС і при його роботі на стаціонарному або перехідному режимах можуть мати різні діапазони. Обмеження по управлінню ДВС можуть бути однаковими як для пуску, так і для стаціонарного або перехідного режимів роботи. Провести адаптацію алго-

    ІБ

    тож

    Тгаз 1

    ^ ио.

    Ркс

    Лс

    ЕБУ

    1. Обмеження адаптації

    до складу палива по вхідних параметрів

    2. Обмеження по управлінню ДВС під час

    складом палива

    Міон / Ж1 <2Ркс '* 2 АГС / ж? Шс / л

    кп

    Щ

    кр Кх

    Кп

    Аналіз параметрів і обчислення коефіцієнтів адаптації за складом палива

    Клапан рециркуляції ОГ Клапан вторинного повітря Термостат системи охолодження Вентилятор системи охолоджений. Система уловлювання парів Управління кондиціонером Відключення циліндрів

    * Фор аз

    (~ 1в (або (? .1Х)

    Параметри \ управління

    Принципова схема алгоритму адаптації до складу газового палива з максимальним числом параметрів вимірювання і управління, де З - наявність заправки або заміни газового палива в балоні; ІБ - напруга бортового харчування (в установленому діапазоні); Тож - температура охолоджуючої рідини ДВС (в установленому діапазоні); ТВТ - температура газового палива на вході в газову форсунку (в установленому діапазоні);

    Рт - тиск газового палива перед газовою форсункою (в установленому діапазоні); Кп - кількість спроб пусків за заданий проміжок часу з урахуванням їх тривалості;

    КЦ - наявність або відсутність продувки циліндрів повітрям між спробами пуску ДВС; Фош - фактор наявності помилки в системі електронного управління ДВС; пк - обороти колінчастого валу;

    Спк / Сй - прискорення зміни оборотів колінчастого вала;

    Кп - коефіцієнт впливу швидкості зміни оборотів колінчастого вала;

    1іон - іонний струм в камері в процесі згоряння газового палива;

    С1іон / АI - прискорення зміни іонного струму в процесі згоряння газового палива;

    К - коефіцієнт впливу швидкості зміни іонного струму в процесі згоряння;

    Рс - тиск в камері в процесі згоряння палива;

    СРкс / АI - прискорення зміни тиску в камері згоряння;

    Кр - коефіцієнт впливу швидкості зміни тиску в камері в процесі згоряння палива;

    Хс - хімічний склад газу по хроматографічному датчику;

    З Хс / Л - швидкість зміни хімічного складу газу по хроматографічному датчику; Кх - коефіцієнт впливу хімічного складу газу за значенням хроматографічного датчика;

    Лс - значення хімічного складу паливного газу по лазерному датчику;

    сСЛс / а - швидкість зміни хімічного складу паливного газу по лазерному датчику;

    Кп - коефіцієнт впливу хімічного складу газу за значенням лазерного датчика;

    ?|Фор - розрахункове значення ширини імпульсу газової форсунки;

    аз - кут випередження запалювання;

    ст (або Вхх) - значення витрати повітря через дросельну заслінку (або регулятор холостого ходу) або значення необхідного кута повороту дросельної заслінки (або кількості кроків регулятора холостого ходу); ф - значення фази газорозподілу.

    ритму управління на перехідному режимі роботи значно складніше, ніж на стаціонарному, тому вона рідко застосовується.

    Найбільш важлива первісна адаптація на стаціонарному режимі роботи (можливо, на одному з стаціонарних режимів з наступним початковим використанням отриманих коефіцієнтів впливу в усьому діапазоні роботи ДВС) після заправки або заміни палива в балоні, так як в цей момент часу відмінності за коефіцієнтами впливу будуть максимальні і вони важливі для нормальної стабільної роботи ДВС. В подальшій роботі ДВС можна виконувати періодичну адаптацію до хімічного складу палива з перевіркою величини зміни коефіцієнтів впливу. Якщо величина зміни коефіцієнтів впливу стає несуттєвою, то можливо автоматичне відключення адаптації алгоритму до хімічного складу палива до моменту наступної заправки або заміни газового палива в балоні.

    Необхідно відзначити, що в процесі згоряння паливо-повітряної суміші її параметри змінюються з високою нелінійної швидкістю, і тому для аналізу і обчислення коефіцієнтів адаптації алгоритму краще використовувати не швидкості зміни цих параметрів, а їх прискорення, тобто другі похідні за часом. В даному випадку використовуються залежно виду: К =? (Бп / Щ, К. =? С / Щ-,

    п х до "I * іон"

    К =? (С1Р / б®.

    р кс

    Швидкість зміни хімічного складу паливного газу в процесі роботи двигуна після чергової заправки автомобіля значно менше, і тому в даному випадку можна прийняти лінійні закони її зміни, відповідно досить буде визначити залежності коефіцієнтів впливу по першій похідній, тобто за швидкістю, наприклад: Кх =? Щ / М); Кл =? (БЛС / Ж).

    Для схеми, наведеної на малюнку 1, з п'ятьма основними вимірюваними параметрами і чотирма уп-

    равлять параметрами отримаємо 20 функціональних залежностей коефіцієнтів впливу. Для спрощення можна використовувати тільки ті коефіцієнти впливу, які мають істотне значення в корекції керованого параметра і достатні для виконання необхідних норм по токсичності відпрацьованих газів.

    Кожна з цих залежностей вимагає перевірки виду обраної базової функції впливу і експериментальну коригування функціональних коефіцієнтів і показників для конкретної моделі ДВС і системи його управління.

    визначення похибки

    методу адаптації алгоритму управління ДВС до хімічного складу газового палива

    Похибка адаптації алгоритму управління двигуном до різних хімічних складів палива складається з наступних складових похибок:

    | Вимірювання параметрів, що беруть участь в розрахункових моделях алгоритму адаптації двигуна і його систем в процесі роботи;

    | Методики алгоритму адаптації з урахуванням прийнятих припущень;

    | Елементів управління (точності дозування палива електромагнітними форсунками, точності дозування витрати повітря за допомогою регулятора витрати повітря або електрично керованою дросельної заслінки, точності завдання кута випередження запалювання і точності управління фазами газорозподілу).

    Похибки вимірювальних датчиків і елементів управління відомі за паспортними даними цих пристроїв. Їх сумарна середньоквадратична похибка зазвичай не перевищує 6-10%. Для її зниження необхідно вибирати пристрої з більшою точністю, що, в свою чергу, може привести до значного подорожчання всієї системи управління двигуном.

    Найбільшу частину на першому етапі розробки алгоритму Адапту-

    ції становить похибка самої методики і прийнятих припущень. Для зниження цієї похибки зазвичай проводяться калібрувальні випробування, в яких уточнюються необхідні коефіцієнти впливу. За допомогою цих коефіцієнтів дану похибка практично можна звести до мінімального значення.

    З урахуванням діапазону зміни параметрів палива по максимуму в 12-30% сумарна похибка адаптації алгоритму управління двигуном до хімічного складу палива повинна бути не більше однієї п'ятої від цього значення. Це можна досягти для сучасних датчиків по точності вимірювання параметрів і точності завдання керованого параметра в пристроях управління.

    висновок

    1. У даній роботі представлені основні принципи алгоритму адаптації електронної системи управління двигуном до різних хімічних складів газоподібного палива і показані деякі напрямки можливого їх розвитку і вдосконалення.

    2. Необхідно відзначити, що завдання управління ДВС, який може працювати на різних видах палива (бензин, бензин з добавками спиртів, природний газ, пропан-бутан), вирішується іншим шляхом. Це завдання реалізована фірмою «Fiat» для споживачів південноамериканського континенту. Ця тема заслуговує окремого обговорення.

    література

    1. Н.Д. Чернишова, Ю.В. Кожевникова, Е.А. Чернишова. Альтернативні види палива та можливості їх використання в Росії. «АГЗК + АТ» № 4 (34), 2007. С. 68.

    2. Б.Я. Черняк, Ф.С. Онищук, Е.Бездікіан, Е.Саркісіан. Перспективи розвитку самоналагоджувальних контурів ЕСУ ДВС. Тези доповідей. 3-и Луканінскіе читання, 30-31 січня 2007 року, ГТУ МАДИ.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити