Лекция 2 – Отынды бүрку жүйесінің жалпы құрылысы және классификациясы

Автомобиль қозғалтқышы отынберу, тұтандыру, салқындату, майлау және т.б. жүйелерден құралған құрылым немесе оны аталған жүйелерден құралған жалпы жүйе ретінде қарастыруға болады. Жалпы жүйені құрайтын жүйелер өзара байланысты және жұмыс істей бастағанда біртұтас бүтінді құрайды.

Қозғалтқышты басқаруды автомобильді басқарудан бөлек қарастыруға болмайды. Қозғалтқыштың жұмысының жылдамдық және жүктеу режимдері автомобильдің әртүрлі пайдалану жылдамдық режимдеріне, яғни үдеуіне және баяулауына, салыстырмалы тұрақты қозғалыс жылдамдығына, тоқтауына байланысты болады.

Жүргізуші қозғалтқыштың жылдамдық және жүктеу режимін дроссельдік қақпаққа әсер етумен өзгертеді. Бұл жағдайда қозғалтқыштың шығу сипаттамасы отын ауа қоспасының құрамына және тұтанудың озу бұрышына байланысты болады, оларды басқару автоматты түрде жүзеге асырылады. (Сурет 1).

j_др – дроссельдік қақпақтың ашылу бұрышы; q - тұтанудың озу (кешігу) бұрышы; Q_т – отын массасы; Q_в – ауа массасы; Р – иінді біліктегі қуат; М_кр – иінді біліктегі айналдыру моменті; n – иінді біліктің айналыс жиілігі; Р’ – доңғалқтардағы қуат; М’_кр – доңғалақтардағы айналдыру моменті;n’ – доңғалақтардың айналыс жиілігі; V_а – автомобильдің қозғалыс жылдамдығы

Сурет 1 – Автомобиль қозғалтқышын басқару схемасы

Ежелгі карбюраторлардың орнына отын бүрку жүйесін қолдану отын үнемділігін жоғарылатуды және жұмыс істеп біткен газдардың улылығын төмендетуді қамтамасыздандырады. Олар карбюраторлармен салыстырғанда электронды басқарумен қоспа дайындау үрдісін оңтайландыруға мүмкіндік жасайды. Бірақ отынды бүрку жүйесі карбюраторды қолданумен отын беру жүйесіне қарағанда күрделі, өйткені жылжымалы прецизионды механикалық элементтердің саны көп және электронды құрылым орнатылған және пайдалануда жоғарғы квалификациялы қызмет көрсетуді талап етеді.

Отынды бүрку әдістері келесідегідей классификацияланады. Отынды бүрку жүйесі дамуына байланысты автомобильдерде механикалық, электронды және цифрлы жүйелер орнатылды. Қазіргі уақытта отынды бүрку жүйесінің құрылымдық схемасы тұрақталды. Отынды бүрку әдістері сурет 2- де көрсетілген.

Бөлістірілген бүркуде отын әр цилиндрдің кіргізу клапанының аймағына бүркігіштер тобымен әр цилиндрге бүрку сәтін кіргізу үрдісіне сәйкестендірмей отынды бүркеді (келістірілмеген бүрку). Бөлістірілген бүрку автомобильдің тәсілділігін, іске қосу сенімділігін, қыздыруды жеделдетуге және қозғалтқыш қуатын жоғарылатуға мүмкіндік жасайды.

Сурет 3 Отынды бүрку әдістерінің классификациясы

Отынды бөлістіріп бүркуде газодинамикалық үрлеу мүмкіншілігі туындайды, кіргізу құбырының әртүрлі құрылымын жасау мүмкіндігі кеңейеді. Бірақ бұндай жүйелердің орталықтандырылған бүркуге қарағанда аз циклдық беруіне байланысты дозалық қателігі жоғары болады. Цилиндрлердегі жанар қоспаның ұқсастығы кіргізу жүйесінің құрылымына қарағанда отынды форсункалардың дозалауының біркелкіздігіне байланысты болады.

Отын орталықтандырылған бүркуде кіргізу құбырының тармақталынатын бөлігіне дейін орнатылған бір бүркігішпен беріледі. Қозғалтқыштың құрылысында көзге көрінетіндей өзгеріс болмайды. Орталықтандырылған бүрку жүйесі карбюратормен өзара алмастырмалы және оны қолданыстағы қозғалтқышта да ауыстыруға болады. Орталықтандырылған бүркуде үлкен дәлдік және отынның дозалануы тұрақты болады. Бұл жүйе отын үнемділігін жоғарылатуға қатысты цифрлы тұтандыру жүйесімен бірге жұмыс істегенде өте тиімді. Оталықтандырылған бүрку жүйесінің құрылымы бөлістірілген тұтандыру жүйесіне қарағанда едәуір қарапайым.

Лекция 3 – Қозғалтқышты басқарудың негізгі принциптері. Қозғалтқышты басқарудың критерилері. Іштен жану қозғалтқыштарының жұмыс істеп біткен газдары

Автоматты басқарылатын нысан ретінде қозғалтқыштың схемасы сурет 3-те көрсетілген.

Кіру параметрлері (дроссельдік қақпақтың ашылу бұрышы j_др, тұтанудың озу бұрышы q, циклдық отын шығыны G_т және т.б.) қозғалтқыштың жұмыс циклының жүруіне әсер етеді. Олардың мәндері қозғалтқышқа жүргізушінің немесе автоматты басқару жүйесі тарапынан жасалған әсерлермен анықталатындықтан, оларды басқарылатын деп аталады.

Сурет 3 – Басқару нысаны ретінде қозғалтқыш схема

Басқарылатын деп аталатын шығу параметрлері қозғалтқыштың жұмыс режиміндегі жағдайын сипаттайды. Оларға иінді біліктің айналыс жиілігі, айналдыру моменті М_e, отын үнемділігінің g_e және жұмыс істеп біткен газдардың улылығы (мысалы, құрамдағы СО шамасы) көрсеткіштері, сонымен қатар басқалары жатады..

Жұмыс барысында қозғалтқышқа кіретін бақарумен қатар басқаруға бөгет жасайтын кездейсоқ парметрлер әсер етеді. Кездейсоқ параметрлерге сыртқы ортаның өзгеретін параметрлерін (температура Т, атмосфералық қысым p, ылғалдылық), отынның және майлау майларының қасиеттерін т.б. жатқызуға болады.

Іштен қозғалтқыштарына жұмыс циклдарының кезеңді қайталануы тән. Қозғалтқыш басқару нысаны ретінде сызықты болып саналмайды, өйткені кез- келген сыртқы әсерлердің жыйынтығына реакция әр жеке әсерлерге реакциялардың жыйынтығына тең болмайды. Қозғалтқыш қала жағдайында қозғалғанда стационар болмайтын жағдайда жұмыс орындайды, яғни оны тиімді басқару проблемасы туындайды. Стационар болмайтын жағдайда қозғалтқышты басқару мүмкіндігі электронды басқару жүйесінің дамуымен пайда болды.

Құрылымының күрделілігіне, бөлшектердің өлшемдеріне рұқсат беруі болғандықтан қозғалтқыштың бірдей моделдерінің сипаттамалары әртүрлі болады. Сонымен қатар құрылымдық параметрлері бойынша (қысу дәрежесі,кіргізу және шығару трактыларының геометриясы және т.б.) көпцилиндрлі қозғалтқыштың жеке цилиндрлерінің айырмашылығы болады.

Автомобиль қозғалтқышы көп өлшемді басқару нысаны болады, өйткені оның кіру параметрлерінің саны бірден көп және әр кіру параметрі екі және одан да көп шығу параметрлеріне әсер етеді. Бұндай жағдайда басқару жүйесі де көп өлшемді болуы тиіс.

а – қоректендіру кернеуі бойынша; б – қозғалтқышты қыздыру уақытында;

в – кірердегі ауаның температурасы бойынша

Сурет 4 – Бүрку коррекциясы

Басқару блогының датчиктерінің сигналдарының негізінде жағар қоспадағы отын мен ауаның тиімді қатынасын алуға қажетті бүркілетін отын мөлшерін анықтайды. Бүркілетін отын мөлшері бүріккіштің электромагнитті клапанының ашылу уақытымен анықталады.

Отынды бүркудің негізгі уақыты – теориялық қажетті ауаның артықтық коэффициентті қоспаны алуға арналған уақыт. Циклдағы цилиндрге кіретін ауа мөлшері ауа шығынының датчигі мен қозғалтқыштың айналыс жиілігінің берілгендері бойынша басқару блогымен анықталады..

Жүйеде электромагнитті бүріккіштің жұмыс істеу уақытын қоректендіру кернеуі (сурет 4,а), қозғалтқышты қыздырғанда салқындату сұйығының температурасы (сурет 4,б) кірердегі ауа температурасына (сурет 4,в) байланысты коррекциялау қарастырылған.

Қозғалтқыштың жұмысында жұмыс істеп біткен газдарды СО, СН және NO құрамдастарынан жоғары дәрежелі тазартуды үшкомпонентті бейтараптандырғыш көмегімен жүзеге асыруға қол жеткізу қажет. Жағар қоспаның стехиометриялық құрамын тұрақтандыру кіргізу құбырында орнатылған оттегі датчигі көмегімен қамтамасыздандырылады.