Введение
Задачей курсового проекта является развитие и закрепление навыков самостоятельной работы при решении конкретной задачи, овладение методикой расчета и конструирования изделий ЭАВТ.
Цель данной конструкторской разработки состоит в проектировании усовершенствованного блока управления экономайзером, предназначенного для регулирования подачи топлива при различных оборотах двигателя автомобиля, а также в том, чтобы научиться использовать нормативно-конструкторскую документацию при разработке изделия и ознакомиться с порядком построения, изложения и оформления конструкторской документации.
На двигателе ряда новых моделей легковых автомобилей (ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, ЗАЗ-1102, АЗЛК-21412) установлен карбюратор «Солекс». По сравнению со своим предшественником – карбюратором «Озон» - он обеспечивает более высокие экономические показатели автомобилей. Однако ему присущ один существенный недостаток, касающейся работы экономайзера, отключающего подачу топлива в режиме принудительного холостого хода (ПХХ) двигателя.
Дело в том, что место перекрытия подачи топлива встроенным в карбюратор электромагнитным клапаном у «Солекса» находится значительно выше места выхода топливно-воздушной смеси из канала холостого хода. Поэтому при переводе двигателя с принудительного холостого на холостой ход приходится возобновлять подачу топлива задолго до момента наступления режима холостого хода. Это необходимо для того, чтобы канал холостого хода карбюратора успел заполниться топливно-воздушной эмульсией, иначе при указанной смене режимов двигатель остановится. При этой причине требуемый порог включения электромагнитного клапана оказывается чрезмерно высоким (при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1900 мин-1).
Поскольку порог отключения электромагнитного клапана должен превышать порог включения на 200…300 мин-1, в блоке управления 50.3761, предназначенном для работы с карбюратором «Солекс», он принят равным 2100 мин-1. Это означает, что экономайзер может прекратить подачу топлива лишь в том случае, если при отпускании педали акселератора частота вращения коленчатого вала превышает 2100 мин-1. Однако статистика показывает, что весьма высокий процент реальных случаев принудительного холостого хода характеризуется меньшей частотой вращения коленчатого вала.
Проектирование и разработка блока управления экономайзером, реализующего описанный принцип работы, осуществляется в данном курсовом проекте.
1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
1.1 Постановка задачи
Целью данной разработки является проектирование устройства, которое предназначено для ограничения подачи топлива в режимах принудительного холостого хода и холостого хода карбюраторных двигателей.
Разрабатываемое изделие должно решать следующие задачи:
-иметь два порога включения: верхний nв и нижний nн;
-при снижении частоты вращения вала до уровня nн должно происходить окончательное возобновление подачи топлива;
-иметь возможность модернизации в зависимости от типов карбюраторов.
1.2 Назначение и область применения
Блок управления экономайзером предназначен для ограничения подачи топлива в режимах принудительного холостого хода и холостого хода карбюраторных двигателей. Применяется в карбюраторных системах автомобилей ВАЗ-2108, ВАЗ-2109, ЗАЗ-1102, АЗЛК-21412.
1.3 Технические и конструктивные требования
1.3.1 Технические характеристики:
Напряжение питания, В +12;
Допустимое отклонения напряжения питания, % 20;
Ток потребления не более, А
-при выключенном электромагнитном клапане 0,15;
- при включенном электромагнитном клапане 1,2;
Количество управляющих входов 2.
1.3.2 Условия эксплуатации и транспортирования (ГОСТ 16019 – 78):
Температура окружающей среды, °С от - 40 до +60;
Влажность окружающей среды, % не выше 80;
Воздействие линейных ускорений, м/с2 до 160;
Объект размещения бортовая;
Условия транспортировки всеми видами транспорта.
1.3.3 Требования по надежности:
Среднее время безотказной работы, ч не менее 5000;
Интенсивность отказов, ч-1 2510-6;
Гарантийный срок эксплуатации, лет 3.
1.3.4 Конструктивные требования:
Число марок применяемых материалов не более 4;
Коэффициент применяемости не менее 0,8;
Коэффициент унификации 0,9.
Применяемые радиоэлектронные элементы отечественного производства и предназначенные для общего применения, а также должны удовлетворять условиям ремонтопригодности и взаимозаменяемости.
Габаритные размеры и масса проектируемого устройства определяются конструктивно.
1.3.5 Ориентировочная номенклатура конструкторской документации:
-блок управления экономайзером, схема электрическая принципиальная – А2;
-плата, сборочный чертеж – А2;
-плата, компоновочный чертеж – А1;
-блок управления экономайзером, сборочный чертеж – А1.
2 АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ
2.1 Сравнительный анализ аналогов.
При проведении поиска аналогов проектируемого устройства был найден следующий аналог:
-электронный блок автомобильного экономайзера [1];
Сравнение аналогов по техническим характеристикам сведем в таблицу 1.
Таблица 1 – Сравнительный анализ аналогов
Параметры |
Проектируемое устройство |
Аналог |
Функциональное назначение |
Для ограничения подачи топлива в режимах холостого хода |
Для ограничения подачи топлива в режимах холостого хода |
Напряжение питания, В |
+12 |
+12 |
Отклонения напряжения, % |
20 |
15 |
Ток потребления, А |
1,2 |
1,5 |
Количество управляющих входов |
2 |
1 |
Число порогов включения |
2 |
1 |
Порог отключения клапана при частоте вращения вала, мин-1 |
1245 |
1500 |
Схемотехника |
Цифровая |
Аналоговая |
Исходя из таблицы 1 можно сделать вывод, что проектируемое устройство обладает как преимуществами перед аналогом, так и недостатками.
Достоинства проектируемого устройства:
-имеет два порога включения: верхний nв и нижний nн;
-в режиме принудительного холостого хода после того, как частота вращения снизится до уровня nв, возобновляет подачу топлива на короткий отрезок времени tп (около 1 с), а затем снова прекращать ее;
-иметь возможность модернизации в зависимости от типов карбюраторов;
-имеет широкий предел питающего напряжения, что необходимо при больших повышениях напряжения при поломке регулятора напряжения или при понижении напряжения при посаженном аккумуляторе;
-имеет наименьший ток потребления;
-схема выполнена на цифровых дискретных элементах, что повышает устойчивость схемы к различным помехам.
К недостаткам можно отнести:
-сложность принципиальной электрической схемы;
-усложнена настройка порогов срабатывания экономайзера.