Министерство высшего и среднего специального образования РФ

Саратовский Государственный Технический Университет

Балаковский Институт Техники , Технологии и Управления

Инженерно-строительный факультет

Кафедра Управления и Информатики в технических системах

Регулятор давления ПР-1.5

Курсовой проект

по курсу : Локальные системы автоматики

Выполнил: ст. гр. УИТ-5В

«___» _____________ 2000

Допущен к защите Защищен с оценкой _____

Руководитель проекта Скоробогатова Т.Н. /_____

Скоробогатова Т.Н. /_____

«____»___________ 2000 «_____»____________ 2000

Балаково 2000

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время проводятся исследования по созданию систем питания , в которых для управления процессами подачи и регулирования двигателя используется современная электронная элементная база . Уже выпускаются серийные автомобильные системы питания с электронным управлением (СПЭУ). Известны разработки ЦНИТА и МАМИ , а также зарубежных специализированных фирм . Исследования проведенные в нашей стране , позволили выявить некоторые потенциальные возможности СПЭУ .

При работе двигателя СПЭУ позволяют дозировать подачу топлива по оптимальной программе для всего диапазона скоростных режимов . Это достигается тем , что датчики СПЭУ учитывают специфику каждого цикла работы двигателей и приготовляют соответствующий оптимальный состав горючей смеси , чего нельзя достигнуть в полной мере при классической системе питания .

На переходных режимах (при езде в городе на них приходится до 80% всего времени работы двигателя ) СПЭУ обеспечивают снижение инерционности подачи топлива в соответствии с изменениями параметров рабочего процесса , практически безинерционно реагируя на новые параметры цикла .

СПЭУ могут корректировать и обеспечивать оптимальный состав смеси в зависимости от всех влияющих на него факторов (температура и плотность подкапотного воздуха , температура жидкости в системе охлаждения , задаваемая водителем интенсивность разгона , условия пуска и др.).

Точное дозирование топлива , обеспечиваемое системой электронного управления , повышает динамические показатели автомобильных двигателей , улучшает их топливную экономичность на переходных режимах . обеспечивая заданный уровень токсичности отработавших газов .

1 Техническое задание

На рисунке 1 представлена система автоматического регулирования расхода топлива в двигателе внутреннего сгорания . Система состоит из следующих элементов :

- карбюраторного двигателя ВАЗ- 2103 ;

- электронасоса топливоподкачивающего ЦТНЭ-36 ;

- датчика расхода топлива ДРТ-Б ;

- датчика частоты вращения вала двигателя ВТ- 1850 ;

- датчика ускорения коленчатого вала двигателя ВТ-48 ;

- термопреобразователей с унифицированным токовым сигналом ТСПУ- 9313 .

- микропроцессора серии К-588 .

Главным регулируемым параметром системы является расход топлива при различных скоростных режимах работы двигателя .

В зависимости от задаваемой водителем интенсивности разгона , а также температуры двигателя и окружающей среды одновременно с датчика ускорения (Д_f ) , датчика частоты вращения вала двигателя (Д_w.) и датчиков температуры в двигателе (Д_{t дв}) и в окружающей среде (Д_{t окр.с..}) поступает информация в виде унифицированного токового сигнала на блок сравнения микропроцессора , предварительно преобразовавшись в дискретный в аналогово-цифровом устройстве микропроцессора .

Датчик расхода топлива (Д_G) установлен на трубопроводе подачи бензина из бака в двигатель . Он постоянно учитывает количество топлива, нагнетаемого электронасосом (ЭН) по впускному патрубку в двигатель внутреннего сгорания (ДВС) и передает информацию об изменении расхода топлива в виде унифицированного токового сигнала на микропроцессор (МП) .

ДВС

Т

ЭН

Б

МП

Д f

Дw

Д t дв

Д t окр. с

ТБ – топливный бак ;

ЭН – топливоподкачивающий электронасос ;

ДG – датчик расхода топлива ;

ДВС – двигатель внутреннего сгорания ;

МП – микропроцессор ;

Д f - датчик ускорения вала двигателя ;

Д w – датчик частоты вращения вала двигателя ;

Д t дв.- датчик температуры двигателя ;

Д t окр. с. – датчик температуры окружающей среды .

Рисунок 1 – функциональная принципиальная

схема САР топлива в двигателе внутреннего сгорания

При переходе на другой скоростной режим происходит изменение частотных , скоростных и температурных режимов работы двигателя .

В микропроцессоре системы происходит обработка текущих значений параметров , поступающих с датчиков , по заданному алгоритму . В результате формируется управляющее воздействие , которое преобразуется в унифицированный токовый сигнал в цифроаналоговом устройстве микропроцессора . Оптимальный токовый сигнал управления поступает на топливоподкачивающий электронасос (ЭН) , который дозирует необходимую подачу топлива в двигатель при вновь установившемся текущем скоростном режиме .

Измерительная аппаратура системы размещена на автомобильном шасси .

Технические характеристики разрабатываемой системы :

- питание измерительной аппаратуры

от аккумуляторной батареи напряжением , В --- 1224 ;

• расход топлива , л/ч ----------------------------------0,715 ;

• давление топлива , мПа---------------------------- до 0,05 ;

• температура топлива , ⁰ С -------------------(- 40  + 70) .

[4 стр. 48-50 ].

Wн=

Wд =

Wg = 0,71

Wf = 0,02

Wt = 0,17

Ww =0,0043

W мп = 1

Wt = 0,17

Рисунок 2 – структурная схема САР

2 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ , ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА,

РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ

2.1. Выбор двигателя внутреннего сгорания и определение его

передаточной функции

В качестве двигателя я выбираю карбюраторный двигатель ВАЗ 2103 .

2.1.1 Технические данные :

• номинальная мощность Nе , кВт ---------------------------------------- 56 ;

• частота вращения коленчатого вала при

номинальной мощности nN об/мин------------------------------------- 5600 ;

- число цилиндров , i ------------------------------------------------------------ 4 ;

• максимальный крутящий момент Ме макс , Нм (кГм) ---105,9 (10,8) ;

• инерционность двигателя ,мс ---------------------------------------- до 20 ;

• частота вращения коленчатого вала

при макс. крутящем моменте n м , об/мин --------------------------- 3500 ;

• минимальный удельный расход топлива g е мин. , г/кВт  ч ----- 307 ;

• плотность топлива , р т , г/cм ² ----------------------------------------- 0,542 ;

• коэффициент самовыравнивания двигателя , к д ------------------- 0,07 ;

- тактность двигателя ,  --------------------------------------------------- 4 .