Глава 8. Систему керування курсової сталістю автомобіля

Основні засади підвищення надійності й пошуку несправностей у системі VDC було взято з програмного забезпечення бортовий саме діагностики, упровадженого із системи ABS і ASR. Оскільки бортова саме діагностика контролює все компоненти, які електрично з'єднані з ЭБУ. Контролюються електричні сполуки, сигнали та його дії. До того ж до системи VDC було запроваджено нові засоби і забезпечення. Наприклад, виконавчі гідромеханізми перевіряються з допомогою коротких циклів модуляції тиску з наступним аналізом сигналів від датчика тиску. Так само шляхом перевіряється і справне функціонування насосів, диференціального регулятора тиску і електромагнітних гідроклапанів. Датчики контролюються за трьома програмам. У першому етапі найважливіші датчики перевіряються з допомогою активного тесту. Так, правильність показань датчика тиску аналізується у процесі активних тестів для виконавчих механізмів і активної тесту гальмування. Yaw-датчик (швидкості шастання) перевіряється тестом самодіагностики. У цьому на чутливий елемент датчика подається порушення, після чого аналізується відповідний сигнал. Датчик кута повороту рульового колеса має активну схему самоконтролю. Усі відповідні сигнали з датчиків вступають у ЭБУ, де постійно аналізуються і основі формується загальний сигнал справності системи VDC. З другого краю етапі датчики контролюються за програмою постійного спостереження, т. е. під час їзди автомобіля. У цьому використовуються алгоритми визначення величини неузгодженості сигналів датчика і калібрування сигналів. На етапі датчики перевіряються па розрив чи коротке замикання з'єднувальних дротів й наявність внутрішніх сполук, і навіть реєструється порушення форми сигналів (вихід за припустимі межі та спотворення). Усі три програми реалізуються бортовий системою самодіагностики, яка інтегрована в ЭБУ—VDC. Залежно від виду несправності і рівня її впливу безпеку руху система самодіагностики частково чи повністю відключає систему VDC. Через війну впровадження системи VDC реально досягається таке:

• підвищується безпеку водія і рух автомобіля;

• здійснюється підтримка водія при управлінні автомобілем в критичних ситуаціях;

• зберігається задана водієм траєкторія руху автомобіля переважають у всіх режимах: повне гальмування, часткове гальмування, рух накатом, прискорення, гальмування двигуном;

• підтримується стабільність руху автомобіля під час критичного управління (переляк, панічна реакція);

• поліпшується використання сил тертя між колесами та найдорожчої, що зменшує гальмівний шлях за підвищеної силі тяги. Зрозуміло, що почнеться впровадження системи VDC приводить до зменшення числа нещасних випадків, сприяє безпеки водіння і запобігає дорожньо-транспортні події за важкі наслідки.

Глава 9. Електромагнітний привід газорозподільних клапанів в поршневому двигуні внутрішнього згоряння

9.1. Попередні зауваження У поршневому двигуні внутрішнього згоряння (ДВС) все робочі процеси перетворення хімічної енергії спалюваного палива на механічну роботу колінчатого валу відбуваються всередині двигуна з допомогою зворотно-поступального руху поршнів в циліндрах. Головним пристроєм, які забезпечують штатну роботу поршневого ДВС, є його газорозподільний механізм (ГРМ). У ГРМ сучасних поршневих двигунів використовується механічний ланцюгової чи пасовий привід впускних і випускних клапанів через розподільний вал від колінчатого валу ДВС. Така кінематична схема приводу виключає можливості гнучкого адаптованого управління клапанами, що є головним недоліком механічних ГРМ. Розробникам автомобільних двигунів ж добре відомо, що створити поршневий ДВС без розподільного валу — ідея виключно плідна, оскільки з усуненням постійної кінематичний зв'язок між клапанами ГРМ і колінчатим валом ДВС з'являється можливість автоматичного регулювання фаз газорозподілу з допомогою електромагнітних клапанів, працюючих під керівництвом електронної автоматики. Це своє чергу, відкриває нові перспективи до вдосконалення автомобільних поршневих двигунів, основний специфікою якого є робота у безупинно змінюються режимах. Проте за шляху втілення такий ідеї стоїть ряд проблем, основна у тому числі — розробка конструкції електромагнітного клапана, здатного довго й штатно (нормально) працювати у специфічних умовах газорозпридільчого механізму. У якому напрямі створення газорозподільних клапанів ДВС з прямим електромагнітним приводом, у якому силовий електромагніт впливає безпосередньо на стрижень клапана, працюють чимало зарубіжних фірми і кілька російських автозаводів. Але конструкцій, придатних на впровадження в серійне виробництво, ми маємо. Цьому є низка про причини і головна — це неприйнятно великі габаритні розміри силових тягових електромагнітів, громіздкість і шумність спрацьовування яких обумовлена необхідністю отримання досить великий тягової сили при обмеженому струмі споживання. Доводиться намотувати велика кількість витків, щоб забезпечити котушці електромагніта необхідну намагнічу вальну силу при малому струмі. Але, як відомо, усе веде до утворення значної індуктивності котушки, отже, до обмеження швидкості спрацьовування електромагніта. Прагнення підвищити швидкодія зниженням індуктивності рахунок зменшення числа витків призводить до необхідності пропорційного збільшення струму управління електромагнітом як наслідок, —- до лишніх витраті електроенергії працювати електромагнітного клапана. Розробники вважають [38—66], що такий компроміс то, можливо

Глава 9. Електромагнітний привід газорозподільних клапанів знайдено із застосуванням спеціальних конструкцій магнітопровідних ланцюгів в електромагнітному клапані, створених па основі новітніх високоефективних феромагнітних матеріалів. Немає сумніву у цьому, у найближчі роки почнуть широко впроваджуватися системи електронного управління процесами газорозподілу в автомобільних поршневих ДВС з допомогою електромагнітних клапанів. А ще вказує збільшити кількість публікацій, які у останнім часом, по електронному управлінню клапанами. У цьому главі описані принципи дії та внутрішнього облаштування газорозподільних електромагнітних клапанів, дані про яких було опубліковано у науково-технічної й патентної літературі.

9.2. Механічні клапани

Широко відомі впускні і випускні клапани механічного принципу дії, що відкриваються штовхаючими зусиллями кулачків розподільного валу, а закриваються під впливом поворотній запірної пружини [37]. Такі клапани називаються механічними і, крім поворотній запірної пружини, обов'язково перебувають у собі власне клапан, що з клапанної голівки і клапанного стрижня, гніздо з посадочної фаски для клапанної голівки й направляючу втулку для клапанного стрижня. Основні переваги механічних клапанів:

• простота конструктивної реалізації і компактність газорозподільного механізму (далі ГРМ), виконаного із застосуванням механічних клапанів;

• функціональна надійність ГРМ з механічними клапанами;

• мінімальний рівень ударних вібрацій в ГРМ з механічними клапанами як наслідок, безшумність його роботи. Основна хиба механічного клапана — його управління кулачка розподільного валу, коли розпридвал кінематично постійно (жорстко) пов'язані з колінчатим валом двигуна. Така зв'язок Демшевського не дозволяє створювати поршневі двигуни із програмною управлінням процесами газорозподілу від електронної автоматики, що перешкоджає подальшому їхньому (двигунів) вдосконаленню.

9.3. Електромагнітні клапани

Найперспективнішим до роботи на ГРМ з міським управлінням від електронної автоматики є клапан з безпосереднім електромагнітним приводом (рис. 9.1), який (клапан) відкривається електромагнітом 8, 9, 10 під час подачі нею управляючого електричного сигналу, а закривається поворотній пружиною 1. Основне перевагу електроклапани — робота у ГРМ без розподільного валу з міським управлінням від електронної автоматики |36]. При подачі постійного управляючого напруги на обмотку 9 електромагніта його магнітопровід, що з нерухомого ярма 8 і магнітопровідної шайби (рухомого якоря) 10, стуляється і магнітопровідна шайба 10 своїм ходом «вниз» штовхає клапанний стрижень 3, цим відкриваючи запірний вузол 2, 4 клапана.

9.4. Електромагнітний клапан з пружинним ударним пристроєм

Після припинення дії постійного управляючого напруги струм в обмотці 9 електромагніта переривається, магнітне полі магнітопроводі 8, 10 зникає, магнітопровідна шайба 10 під впливом поворотній пружини 1 піднімається «вгору» і запірний вузол 2, 4 електроклапан закривається. Електромагнітний клапан має трьома суттєвими вадами:

РИС. 9.1, Електромагнітний клапан

• задля подолання зусилля поворотній запірної пружини 1 електромагніт 8, 9, 10 повинен мати значної тягової силою, що робить її габаритні розміри і індуктивність неприпустимо великими, а споживання від борт сіті автомобіля — значним;

• при різке падіння величини постійного управляючого напруги, наприклад під час пуску двигуна в холодний зимовий час, електромагніт 8, 9, 10 може подолати поворотного зусилля запірної пружини 1 і тоді клапан залишиться закритим;

• під час відкриття і закриття електроклапана мають місце гучні щолчкові співудари: при відкриванні — магнітопровідної шайби (якоря) 10 про ярмо 8, при закриванні — клапанної голівки 2 про посадкову фаску 4. Як наслідок, робота електроклапана супроводжується значним шумом. можливо, за зниження робітниками про- Усунення зазначених недоліків електромагнітного клан тим зменшення його габаритних розмірів, підвищення відмінки; шумністю спрацьовування, і навіть шляхом автоматизації управляючий процесами із застосуванням електронної автоматики. 9.4. Електромагнітний клапан з пружинним ударним пристроєм На рис. 9.2 показано пристрій електроклапан ГРМ, викладеного по авторському свідоцтву СРСР № 1395844 (Бюл. М> 18, 1988 р.). Основна ідея цього винаходи у тому, що вищеописаний електроклапан (рис. 9.1), якому на рис. 9.2 відповідають позиції 1, 2, 3, 6, 7, 8, доповнений пружинним ударним пристроєм (на рис. 9.2 поз. 4, 9, 10, 11, 12). Ударне пристрій зводиться втяжним електромагнітом 5. 9. 10. І, а спускається «на удар» спусковим електромагнітом (на рис. 9.2 поз. 14, 15, 16, 17, 18) і поворотній пружиною 12, ослабленою проти основний пружиною 8.