Файл: Реферат По дисциплине Электротехника и электрооборудование ТиттмиО.docx

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра транспортно-технологических процессов и машин

Реферат

По дисциплине Электротехника и электрооборудование ТиТТМиО

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема работы: Электронные блоки управления: двигателем, трансмиссией:

устройство и принцип работы

Выполнил: студент гр. АХ-20 Седова Ю.А.

(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)

Оценка:

Дата:

Проверил: Доцент Кацуба Ю.Н.

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2023

Оглавление

Введение

Современный автомобиль представляет собой совокупность механических узлов, которые работают под управлением электронных компонентов.

Двигатель – устройство, преобразующее какой-либо вид энергии в механическую работу.

Многими процессами во время работы ДВС и других агрегатов управляет сложная электронная система управления двигателем ЭСУД.

Указанная электронная система имеет в основе электронный блок управления (ЭБУ), датчики, а также электронно-механические исполнительные устройства. При этом именно блоки управления двигателем являются так называемым «мозгом» автомобиля.

---

Трансмиссии - совокупность механизмов, предназначенных для передачи крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, а также регулировки величины тяги по мере изменения условий движения.

Автоматическая коробка передач является сложным агрегатом, который состоит из целого комплекса механических, гидравлических и электронных устройств. При этом важнейшим элементом в устройстве АКПП независимо от типа самой коробки автомат является электронный блок управления трансмиссии.

Электронный блок управления двигателем: назначение и устройство

Блок управления двигателя состоит:

• 
  ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, оно же ROM — read-only memory, постоянное запоминающее устройство. Здесь хранится прошивка и данные калибровочных таблиц. Прошивка представляет собой алгоритм управления.
  
• 
  8-битное микропроцессорное ОЗУ — оперативное запоминающее устройство, оно же RAM — random access memory, память с произвольным доступом. Здесь хранятся данные, которые в процессе работы изменяются. Это могут быть промежуточные результаты вычислений или значения, полученные от датчиков. В отличие от ПЗУ, информация в ОЗУ стирается после выключения питания контроллера.
  
• 
  Формирователи входных сигналов. В них происходит согласование уровней входных сигналов (усиление или ослабление). Бывают формирователи аналоговых, дискретных, частотных сигналов.
  
• 
  Формирователи выходных сигналов (драйверы). Усиливают сигнал с процессора для управления исполнительными механизмами.
  
• 
  Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, Analog-to-digital converter — ADC). Преобразует аналоговые сигналы в цифровые.
  
• 
  Процессор. Производит арифметические и логические операции, управляет сигналами на исполнительные механизмы и датчики.
  
• 
  Источник питания. Преобразует и стабилизирует напряжение с аккумулятора в +5 вольт. От него также запитаны некоторые датчики.
  
• 
  Интерфейс ввода/вывода (input/output, I/O). Через порты ввода/вывода происходит считывание входных и отправка выходных сигналов и информации.
  

Блок управляет работой ДВС, осуществляет контроль за состоянием мотора и его систем, постоянно изменяя параметры для создания оптимальных условий с учетом того или иного режима. Далее мы

---

рассмотрим назначение и устройство ЭБУ, ответим на вопрос, как проверить блок управления двигателем и какие симптомы указывают на проблемы с контроллером.

Электронный блок управления применительно к автоэлектронике является своеобразным «центром», который объединяет разные подсистемы, управляющие по отдельности теми или иными узлами и агрегатами.

Что касается видов электронных блоков управления в авто, их существует достаточно много. При этом условно их можно разделить на:

• 
  электронный блок управления двигателем (ЭБУ, ECU);
  
• 
  блок управления ДВС и трансмиссией;
  
• 
  отдельные блоки управления двигателем, коробкой передач, системой тормозов, подвеской, системами безопасности, стабилизации и т.д., которые объединены между собой при помощи центрального блока.
  

Фактически, в зависимости от особенностей той или иной модели автомобиля, узлы и агрегаты могут иметь свой отдельный блок-контроллер. Затем указанные блоки объединяются в общую единую систему при помощи центрального модуля.

При этом на многих авто ECU управляет не только двигателем, но и выполняет функцию центрального модуля. По этой причине его принято просто называть центральным блоком управления.

Интеграция такого устройства в конструкцию автомобиля позволяет значительно оптимизировать работу ДВС, повысить производительность мотора, снизить уровень токсичности выхлопа и т.д. Также блок фиксирует различные неполадки и отклонения от нормы, своевременно уведомляя об этом водителя.

Конструкция ЭБУ и принцип работы

Для полноценного управления двигателем ЭБУ требуется много входных данных. Эта информация поступает от множества датчиков. Основные из них:

• 
  ДАД (Датчик Абсолютного Давления) или MAP сенсор (Manifold Absolute Pressure).
  
• 
  Датчик температуры всасываемого воздуха — IAT.
  
• 
  ДМРВ (Датчик Массового Расхода Воздуха) или MAF сенсор (Mass Air Flow).
  
• 
  ДПКВ (Датчик Положения Коленвала) или CKP (Crankshaft position sensor).
  
• 
  ДПРВ (Датчик Положения Распредвала) или CMP (camshaft position sensor).
  
• 
  ДТОЖ (Датчик Температуры Охлаждающей Жидкости).
  
• 
  ДК (датчик кислорода).
  
• 
  ДПДЗ (Датчик Положения Дроссельной Заслонки) или TP (throttle position).
  
• 
  ДС (Датчик Скорости) или VSS (Vehicle Speed Sensor).
  
• 
  ДД (Датчик детонации).
  
• 
  Положение педали акселератора — APP.
  
• 
  Датчик хладагента.
  

---

ЭБУ получает информацию от различных датчиков на двигателе, сравнивает эту информацию с заранее заданной программой, прошитой производителем, а затем отправляет выходные сигналы на свечи зажигания, топливные форсунки и другие узлы, чтобы двигатель работал с максимальной эффективностью. Все это происходит сотни раз в секунду.

ЭБУД постоянно отслеживает температуру воздуха, положение двигателя с помощью датчиков положения распредвала и коленвала, а также содержание кислорода в выхлопных газах, одновременно работая над регулировкой топливной-воздушной смеси и опережения зажигания, чтобы получить максимальную отдачу в каждом цикле сгорания.

Принцип работы ЭБУ такой же, как у вашего домашнего компьютера или ноутбука. Он состоит из программной и аппаратной части. В блоке управления есть микропроцессор, который может в реальном времени анализировать и обрабатывать информацию, поступающую от различных датчиков, и вносить любые необходимые корректировки. По мере необходимости программное обеспечение ЭБУ может быть обновлено путем перепрограммирования. Это не требует каких-либо внутренних изменений в контроллере.

Функции ЭБУ двигателя

ЭБУ управляет работой двигателя через исполнительные механизмы (форсунки, реле, насосы, катушки зажигания и т. п.). Управление строится в соответствии с внутренним ПО и показаниями датчиков. Работа ДВС должна соответствовать требованиям к мощности и экологичности. Вот некоторые из основных задач ЭБУ.

Контроль соотношения воздух-топливо

В большинстве современных двигателей для подачи топлива в цилиндры используется один из видов впрыска. ЭБУ определяет количество впрыскиваемого топлива на основе показаний ряда датчиков. Датчики кислорода сообщают, работает ли двигатель на богатой или бедной смеси по сравнению с идеальными условиями (известными как стехиометрические).

Датчик положения дроссельной заслонки сообщает ЭБУ, насколько открыта дроссельная заслонка при нажатии на акселератор (педаль газа). Датчик массового расхода воздуха измеряет количество воздуха, поступающего в двигатель через дроссельную заслонку. Датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя измеряет, прогрет двигатель или нет. Если двигатель еще холодный, будет произведен впрыск дополнительного топлива.

---

Управление холостым ходом

Большинство систем управления двигателем имеют встроенный блок управления холостым ходом. Обороты двигателя контролируются датчиком положения коленчатого вала, который играет основную роль в функциях синхронизации двигателя для впрыска топлива, искрообразования и фаз газораспределения. Обороты холостого хода регулируются с помощью дроссельной заслонки или регулятора холостого хода (РХХ). Эффективное управление частотой вращения холостого хода должно учитывать нагрузку двигателя на холостом ходу.

Полнофункциональная система управления дроссельной заслонкой может использоваться для управления оборотами холостого хода, обеспечения функций круиз-контроля и ограничения максимальной скорости.

Управление фазами газораспределения

Некоторые двигатели имеют регулируемые фазы газораспределения (VVT). В этом случае ЭБУД управляет рабочими параметрами ГРМ (газораспределительного механизма). Это осуществляется с учетом режима работы двигателя. Система VVT определяет моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, длительность времени открытия клапана и высоту его подъема.

Использование изменяемых фаз газораспределения позволяет добиться повышения мощности мотора, моментной характеристики, обеспечить экономию топлива и снизить выбросы.

Электронное управление клапанами

Существуют двигатели без распределительного вала, с полным электронным управлением открытием, закрытием впускных и выпускных клапанов. Они могут запускаться без стартера. Такой двигатель обеспечивает повышение эффективности и уменьшение вредных выбросов.

Первый серийный двигатель этого типа был установлен в 2009 г. итальянским автопроизводителем Fiat в Alfa Romeo MiTo.

В их двигателях Multiair используется электронное управление клапанами, что значительно улучшает крутящий момент и мощность, снижая при этом расход топлива на 15%.

В основном, клапаны открываются гидравлическими актуаторами, которые управляются блоком управления двигателя. Клапаны могут открываться несколько раз за такт впуска в зависимости от нагрузки двигателя. Затем ЭБУ решает, сколько топлива следует впрыснуть для оптимального сгорания. В условиях постоянной нагрузки клапан открывается, топливо впрыскивается и клапан закрывается. При резком открытии дросселя клапан открывается на этом такте впуска и впрыскивается большее количество топлива. Это обеспечивает немедленное ускорение. Для следующего такта ЭБУ рассчитывает нагрузку на двигатель при новых, более высоких оборотах и решает, как открыть клапан: рано или поздно, полностью или наполовину. Всегда достигается оптимальное время и степень открытия, а сгорание происходит максимально правильно. Это, конечно, невозможно с обычным распределительным валом, который открывает клапан на весь период впуска и всегда полностью.

---