134

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

Электронные системы управления транспортными и транспортно-технологическими машинами и оборудованием

методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 23.04.03 – Эксплуатация транспорт-

ных и транспортно-технологических машин и комплексов

Воронеж 2016

1

УДК 629.113.066

Волков, В. С. Электронные системы управления транспортными и транс- портно-технологическими машинами и оборудованием [Текст]: методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 23.04.03 – Эксплуатация транспортных и транспортнотехнологических машин и комплексов / В.С. Волков; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 8 с.

Ответственный редактор д-р техн. наук, проф. В.С. Волков

Рецензент: д-р техн. наук, профессор Д.Н. Афоничев

Печатается по решению учебно-методической комиссии автомобильного факультета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» от 26.05.2016 г., протокол № 9

2

Введение

Высокопроизводительная работа транспортных и транспортнотехнологических машин в современных условиях невозможна без функциональной поддержки сложных электронных и электротехнических устройств. В конструкции таких машин электрическая энергия требуется для пуска двигателя, освещения дороги, передачи световой и звуковой информации другим участникам движения о габаритных размерах направлении движения машины, освещения зоны технологических работ. Кроме этого посредством электрической энергии производится воспламенение рабочих зарядов в цилиндрах двигателей, работающих на лѐгких видах топлив, осуществляется контроль текущего состояния отдельных агрегатов и систем, передача оператору информации о текущих показателях агрегатов, узлов и систем, а также о наступлении предельного состояния по износу и другим видам нагружения отдельных наиболее ответственных деталей. Посредством электронных приборов осуществляется управление рабочими процессами отдельных систем, например, поиском оптимальной величины угла опережения зажигания или ликвидацией блокировки колѐс при торможении. В современных условиях электронное оборудование позволяет при необходимости производить дистанционное управление транспортным средством, контролировать связь с пунктом управления движением, а также осуществлять некоторые навигационные функции по ориентации на местности или поиску машины.

1. Общие указания и порядок выполнения самостоятельной работы

Целью самостоятельной работы студентов является закрепление полученных на лекционных и практических занятиях знаний на основе работы с литературными источниками и рекомендуемыми методическими материалами. Студент после аудиторных занятий завершает выполнение этих работ, самостоятельно используя рекомендуемые методические материалы. При необходимости студент может работать в компьютерном классе, используя информационные материалы кафедры, а также с выходом в интернет.

Самостоятельная работа по дисциплине «Электронные системы управления транспортными и транспортно-технологическими машинами и оборудованием» выполняется на протяжении 2 семестра на базе изученных ранее учебных дисциплин уровня бакалавриата.

Целевое направление данной работы состоит в приобретении навыков расчѐта и соответствующих компетенций по оценке работоспособности перспективных систем специализированного подвижного состава автомобильного транспорта. Кроме этого выполнение работы способствует развитию творческой инициативы и дальнейшему совершенствованию навыков и стремлений студентов к работе с учебниками и техническим справочным материа-

3

лом. Самостоятельная работа предусматривает научить студентов на основании теоретических рассуждений осуществлять анализ и синтез на базе общих и рабочих аналитических соотношений с целью получения практических выводов, а также находить объективные научно-обоснованные критерии, позволяющие оценивать работоспособность систем автомобилей по удовлетворению предъявляемых требований посредством аналитического расчѐта и проведения эксперимента.

2.Разделы учебной дисциплины, выносимые на самостоятельную работу

Всоответствии с рабочей программой изучения учебной дисциплины на самостоятельную подготовку выносятся следующие разделы.

1 Экологические показатели бензиновых и дизельных двигателей.

2 Повышение экономичности автомобильных двигателей посредством использования электронных систем управления.

3 Диагностические функции систем управления двигателем.

4 Электронные системы управления роботизированными коробками передач.

5 Рабочий процесс электронного управления антиблокировочной системой торможения автомобиля.

6Рабочие процессы преобразователей.

7Функции, структура и составные компоненты навигационной систе-

мы.

8 Логическое построение электронных систем охранной сигнализации и противоугонных устройств.

9 Основные компоненты электронных систем управления курсовой устойчивостью автомобиля.

10 Логическое построение электронных систем управления курсовой устойчивостью автомобиля.

По данным разделам учебной дисциплины на самостоятельное изучение выносятся следующие вопросы.

1.Основные направления действия системы электронного управления автомобильным двигателем.

2.Управление работой двигателя по сигналу датчика кислорода.

3.Электронное управление углом опережения зажигания.

4.Режимы работы системы управления двигателем.

5.Системы управления двигателем с центральным впрыском топлива.

6.Системы управления двигателем с распределенным впрыском топлива.

7.Комплексные системы управления двигателем.

8.Диагностические функции системы управления двигателем.

9.Структура программного обеспечения систем OBD-II.

10.Монитор каталитического нейтрализатора.

11.Монитор датчиков кислорода.

4

12.Монитор пропусков в системе зажигания.

13.Монитор топливной системы.

14.Монитор системы улавливания паров бензина.

15.Монитор системы рециркуляции выхлопных газов.

16.Функциональные преобразователи в автомобильных системах управления.

17.Лингвистические преобразователи в автомобильных системах управления.

18.Применение нечеткой логики управления агрегатами трансмиссии.

19.Современная информационная система водителя.

20.Информация о состоянии бортовых систем автомобиля.

21.Бортовые средства отображения информации.

22.Функции, структура и составные компоненты навигационной системы.

23.Ориентирование на карте местности по конфигурации пройденного пути.

24.Системы охранной сигнализации и противоугонные устройства.

25.Работа противоугонной системы с дистанционным управлением.

26.Система управления курсовой устойчивостью автомобиля.

27.Концепция и вариационные параметры системы УРС.

28.Функциональная блок-схема системы VDC и еѐ техническая реализация.

После изучения указанных вопросов на самостоятельную работу выносятся следующие задачи, решение которых способствует выработке профессиональных компетенций, позволяющих решать практические вопросы по оценке работоспособности автомобильных деталей и систем, обеспечивающих безопасность движения.

1.Определить КПД генератора, выдающего максимальный ток Imax = 50 А при напряжении U = 14 В, на привод которого затрачивается механическая мощность Рм = 0,8 кВт.

2.Определить механическую мощность Рм, которую необходимо затратить на привод генератора, имеющего КПД ηг = 0,8 и выдающего максимальный

ток Imax = 50 А при напряжении сети U = 14 В.

3.Определить максимальный ток генератора Imax, имеющего КПД ηг = 0,875, на привод которого затрачивается механическая мощность Рм = 0,8 кВт при напряжении сети U = 14 В.

4.Определить механическую мощность Рм, которую необходимо затратить на привод генератора, имеющего КПД ηг = 0,8 и выдающего электрическую мощность Рэл = 0,8 кВА.

5.Определить ток возбуждения генератора в режиме, когда его напряжение

Uг = 12,0 В при номинальном напряжении регулятора Uн = 13,8 В. Сопротивление обмотки возбуждения Rв = 5 Ом, сопротивление добавочного резистора регулятора напряжения Rд = 20 Ом.

6.Определить ток возбуждения генератора в режиме, когда его напряжение Uг = 14,0 В при номинальном напряжении регулятора Uн = 13,8 В. Сопротив-

5

ление обмотки возбуждения Rв = 5 Ом, сопротивление добавочного резистора регулятора напряжения Rд = 20 Ом.

7.Определить ток возбуждения генератора в режиме, когда его напряжение

Uг = 14,0 В при номинальном напряжении регулятора Uн = 13,8 В. Сопротивление обмотки возбуждения Rв = 5 Ом, сопротивление добавочного резистора регулятора напряжения Rд = 20 Ом, относительное время разомкнутого состояния цепи регулятора τр = 0,5.

8.Определить относительное время разомкнутого состояния цепи (контак-

тов) регулятора напряжения τр при напряжении сети U = 14 В, токе возбуждения генератора Iв = 2 А, сопротивлении цепи возбуждения Rв = 2 Ома и сопротивлении добавочного резистора регулятора Rд = 20 Ом.

9.Определить сопротивление добавочного резистора Rд регулятора напряжения при напряжении сети U = 14 В, токе возбуждения генератора Iв = 2 А, сопротивлении цепи возбуждения Rв = 2 Ома и относительном времени разомкнутого состояния цепи (контактов) регулятора напряжения τр = 0,25.

10.Определить ЭДС аккумуляторной батареи Е, если при разрядном токе Iр =

10А и активном сопротивлении цепи разряда Rц = 0,1 Ом еѐ напряжение составляет Uб = 11,6 В.

11.Определить ЭДС аккумуляторной батареи Е, если при заряде током Iз = 1 А и еѐ внутреннем сопротивлении Rб = 0,2 Ома напряжение сети заряда составляет 14 В.

12.Определить разрядную емкость свинцовой кислотной аккумуляторной

батареи Ср, если еѐ энергозапас полностью расходуется при неизменном токе разряда Iр = 3 А в течение 20 ч.

13.Определить разрядную емкость свинцовой кислотной аккумуляторной

батареи Ср, если еѐ энергозапас полностью расходуется при неизменном стартерном токе разряда Iр = 200 А в течение 6 мин.

14.Определить энергозапас аккумуляторной батареи Wр в режиме разряда от начального разрядного напряжения Uнр = 12,6 В до конечного разрядного напряжения Uкр = 10,6 В при неизменном разрядном токе Iр = 3 А в течение 20 ч.

15.Определить энергозапас аккумуляторной батареи Wр в режиме разряда от начального разрядного напряжения Uнр = 12,6 В до конечного разрядного напряжения Uкр = 10,6 В при питании стартера током Iр = 200 А в течение Тр = 1

мин.

16.Определить энергозапас аккумуляторной батареи Wз в режиме заряда от полностью разряженного состояния постоянным током Iз = 3 А в течение времени Тз = 20 ч от начального напряжения Uнз = 10 В до конечного напря-

жения Uзк = 14 В.

17. Определить ток заряда аккумуляторной батареи напряжением Uб = 10 В, параллельно работающей с генератором, выдающим напряжение Uг = 14 В при наличии внутреннего сопротивления батареи Rб = 0,3 Ом и сопротивлении подводящих проводов Rпр = 0,1 Ом.

6

18. Определить внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи Rб, разряженной до напряжения Uб = 11 В, получающей заряд от генератора напряжением Uг = 14 В и током Iз = 10 А при сопротивлении подводящих проводов

Rпр = 0,1 Ом.

19. Определить механическую мощность стартера с электродвигателем последовательного возбуждения Рм в режиме, когда частота вращения его якоря составляет n = 1000 мин-1 при моменте на валу якоря Мя = 10 Нм.

20. Определить механическую мощность, развиваемую стартерным электродвигателем последовательного возбуждения в режиме потребления тока Iс = 200 А с характеристиками сопротивления якоря Rя = 0,02 Ома, сопротивления обмотки возбуждения Rв = 0,03 Ома при наличии КПД η = 0,8.

21. Определить число витков вторичной обмотки ω2 катушки зажигания с коэффициентом трансформации kт = 200 и числом витков первичной обмотки

ω1 = 150.

Контроль качества выполнения самостоятельной работы осуществляется ведущими преподавателями на аудиторных занятиях и в часы консультаций в соответствии с учебным планом.

3.Информационное обеспечение самостоятельной работы

Вкачестве информационного обеспечения самостоятельной работы студентов при изучении дисциплины «Электронные системы управления транспортными и транспортно-технологическими машинами и оборудованием» рекомендуется к использованию следующая учебная литература.

1.Волков В.С. Электроника и электрооборудование транспортных и транс- портно-технологических комплексов: учебник для студ. учреждений высш. проф. образования [Текст] / В.С. Волков. – М.: Издательский центр «Акаде-

мия», 2011. – 368 с.

2.Поливаев О.И. Электронные системы управления автотракторных двигателей [Текст] / О.И. Поливаев, О.М. Костиков, О.С. Ведринский. – СПб,: Издательство «Лань», 2016. – 200 с.

3.Соснин Д.А. Новейшие автомобильные электронные системы [Текст] / Д.А. Соснин, Д.А. Яковлев. М: СОЛОН-Пресс, 2005.- 240 с.

Кроме этого при самостоятельной работе могут использоваться следующие ресурсы информационно-телекоммуникационной сети «Интернет»:

-www.nwpi.ru;

-www.ucheba.ru;

-www.inueco.ru;

-oz.ftways.ru;

-www.nehudlit.ru;

-ustroistvo-avtomobilya.ru/category/teoriya.

7

Оглавление

Волков Владимир Сергеевич

Электронные системы управления транспортными и транспортнотехнологическими машинами и оборудованием

Методические указания к выполнению самостоятельной работы для студентов по направлению подготовки 23.04.03 – Эксплуатация транс-

портных и транспортно-технологических машин и комплексов

Редактор

Подписано в печать…………. Формат 297х420 1/16. Заказ № ……. Объем п.л. …... Усл. п.л. ………. Уч.-изд.л……….. Тираж … экз

РИО ВГЛТУ: г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

8