2. Применение микропроцессорного управления для оптимизации показателей рабочего процесса в некоторых эксплуатационных режимах.

Для удовлетворения жестких норм на выбросы вредных веществ и, в первую очередь, - исключения выбросов твердых частиц и сажи, требуется разработка комплексных автоматических систем снижения токсичности с сажевым фильтром. Такая система должна обеспечивать периодическую регенерацию фильтра на автомобиле, в том числе, в режиме движения.

В настоящее время в мировой практике разрабатываются и проходят испытания системы с сажевым фильтром из пористой керамики, которые регенерируются дополнительно подогретым в специальной горелке отработанными газами. Такая система наделяется функцией контроля за состоянием фильтра и автоматического управления процессом его регенерации (восстановления). Сигналом начала регенерации является повышенное сопротивление сажевого фильтра. Перепады давления на фильтре непрерывно контролируются и сравниваются с контрольными значениями, хранящимися в памяти процессора блока управления. При регенерации необходимо обеспечить на входе в фильтр температуру газов порядка 700°С и равномерный профиль температуры. В противном случае сажевый фильтр разрушается из-за перегрева или тепловых деформаций.

Отработанные газы, продуцируемые горелкой, должны содержать необходимое количество кислорода для окисления накопленной в фильтре сажи. Как правило, в системах данного типа необходимо обеспечивать контроль розжига регенератора и его своевременное отключение по сигналу таймера или при аварийных ситуациях. В большинстве систем регенерации при проведении процесса прожига фильтра отработанные газы с помощью заслонки перенаправляются в байпасную магистраль. В состав автоматической системы регенерации сажевого фильтра (САРСФ) включаются следующие устройства:

• регенератор с системами подачи топлива, воздуха и розжига;

• микропроцессорный блок управления с датчиками перепада давлений, температур и оборотов;

• заслонку байпаса с исполнительным устройством привода.

САРСФ работает в 2-х основных режимах - режим контроля и режим автоматического управления процессом регенерации.

Режим контроля (РК) характеризуется разомкнутым состоянием контуров управления системы, при этом датчиками системы осуществляется непрерывный контроль за состоянием фильтрующего элемента при помощи датчиков давления, температуры и оборотов коленчатого вала двигателя.

В режиме автоматического управления процессом регенерации (РАУПР) в САРСФ работают 3 контура управления, обеспечивающие поджиг, выход на режим и поддержание процесса горения по заданной уставке температуры отработавших газов (ОГ) на входе в фильтр.

Все контуры замыкаются через микропроцессорный блок управления, который может быть реализован как одноплатный микроконтроллер, так и с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК) Modicon TSX Nano или интеллектуального реле Zelio производства Telemecanique (Франция). Автоматические системы снижения токсичности автомобилей с дизелями на основе регенерируемых сажевых фильтров представляют собой достаточно сложные многоконтурные и многорежимные САУ, что требует использования интеллектуальных регуляторов.