3. Расчет непрерывного корректирующего устройства и обоснование его применения

Из [ 10 стр. 578-610 ] выбираем корректирующее устройство , наиболее простое в части практической реализации , надежности функционирования системы , качества регулирования и удобства эксплуатации . Так как действительная низкочастотная часть ЛАЧХ корректирующего устройства находится выше оси абсцисс (рисунок 6) , а ЛАЧХ выбранного корректирующего устройства находится ниже оси абсцисс , то для расчета примем условно , что параметры ЛАЧХ корректирующего устройства : L ₀= -10 дб/дек , L _= -27,7 дб/дек . И для компенсации коэффициента усиления введем на входе в схему корректирующего устройства операционный усилитель с достаточным коэффициентом усиления .

Передаточная функция выбранного корректирующего устройства :

. (93)

В формуле (93) : Lo = -10дб/дек , L = -27,7 дб/дек , Т1 = 4,17 , Т2 = 25 .

Формулы для расчета R-C цепочки имеют вид :

. (94)

. (95)

. (96)

. (97)

Примем С2 = 5 мкф , R1 = 300 Ом . , и рассчитаем отношение параметров цепи :

Т1R2 + Т1R3 = R2 R3C2 . (98)

. (99)

. (100)

. (101)

. (102)

(103)

В результате расчетов исходная R–C цепочка имеет следующие значения параметров :

R4 = 958 Ом , R3 = 216,8 Ом , R2 = 216,8 Ом , R1 = 300 Ом , С2 = 5 мкф .

Чтобы выбрать операционный усилитель необходимо знать требуемый коэффициент усиления . Так как 20lg к = 23,4дб/дек , то :

lg к = 23,4/20 . (104)

Отсюда собственно требуемый коэффициент усиления :

к =14,8 ( В/мВ) . (105)

На основании рассчитанного коэффициента усиления приемлем операционный усилитель серии К553УД2 с техническими характеристиками :

• коэффициент усиления по напряжению кU , В/мВ – 20 ;

• максимальный выходной ток , мА --------------------- 2 ;

• максимальное входное напряжение , В ---------------- 12 .

Непрерывное корректирующее устройство показано на рисунке 9 .

В связи с тем , что разработанная система автоматического регулирования расхода топлива эффективна для применения на автомобилях в городских условиях , где при довольно быстро меняющихся скоростных режимах необходим непрерывный контроль и регулирование топливоподающей аппаратуры , применение дискретного корректирующего устройства нецелесообразно , так как за сравнительно короткие промежутки времени оно не будет успевать обрабатывать входной сигнал , что может привести к эффекту запаздывания в цепи подачи топлива в двигатель и возможному сбою в работе всей системе регулирования расхода . Поэтому предпочтение для реальной работы такой системы регулирования отдано непрерывному корректирующему устройству , которое , не усложняя алгоритм работы микропроцессора , своевременно достаточно точно будет учитывать изменение скоростных режимов .

[ 9 стр. 356-379] ,[ 10 стр . 528-610] , [ 11 стр . 315-421].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Двигатель внутреннего сгорания в настоящее время остается основным тепловым источником энергии . В процессе совершенствования повышается экономичность двигателя путем совершенствования конструкции как самого двигателя , так и его агрегатов (топливоподающей аппаратуры , турбокомпрессора , коллектора и т. д.) , уменьшается удельный вес с одновременным увеличением надежности .

Эксплуатационный расход топлива двигателей внутреннего сгорания зависит не только от параметров двигателя , но и от согласования его характеристик с характеристиками потребителей , необходимого для рациональной работы установки . В процессе эксплуатации это согласование может нарушаться , что приводит к ухудшению экономичности работы .В связи с этим в ближайшие годы будут более широко применятся электронные системы управления двигателем . Для этой цели будут широко применятся микро-ЭВМ .

Применение микропроцессоров в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания делает их более компактными и обеспечивает при выработке управляющего воздействия выполнение достаточно сложных вычислений для оптимизации процессов регулирования .

Нет

Да

Рисунок 8 – блок – схема алгоритма управления

ОУ R 4

R 3 R 1 U 1 U 2 C2 R 2

Рисунок 9 – принципиальная схема корректирующего устройства

СОДЕРЖАНИЕ

Введение -------------------------------------------------------------------------------------- 2

1 Техническое задание --------------------------------------------------------------------- 3

2 Выбор элементов системы, обоснование выбора, расчет передаточных функций элементов ------------------------------------------------------------------------- 6

2.1 Выбор ДВС и определение его передаточной функции ------------------------ 6

2.1.1 Технические характеристики ДВС ----------------------------------------------- 6

2.1.2 Расчет передаточной функции ДВС ---------------------------------------------- 6

2.2 Выбор топливоподкачивающего электронасоса -------------------------------- 11

2.2.1 Технические данные электронасоса--------------------------------------------- 11

2.2.2 Расчет передаточной функции и обоснование выбора насоса ------------ 12

2.3 Выбор датчика расхода , и определение его передаточной функции ------ 17

2.4 Выбор датчика частоты вращения вала двигателя -----------------------------18

2.5 Выбор датчика ускорения коленчатого вала ------------------------------------ 19

2.6 Выбор датчиков теплового состояния двигателя и окружающей среды—20

2.7 Выбор микропроцессора ------------------------------------------------------------- 21

3 Передаточная функция неизменяемой части системы . Оценка устойчивости системы -------------------------------------------------------------------------------------- 22

4 Построение и анализ ЛАЧХ неизменяемой части системы -------------------- 30

5 Построение и анализ желаемой ЛАЧХ -------------------------------------------- 37

6 Расчет корректирующего устройства ----------------------------------------------- 41

6.1 Построение ЛАЧХ корректирующего устройства ----------------------------- 41

6.2 Расчет дискретного корректирующего устройства ---------------------------- 42

6.3 Расчет непрерывного корректирующего устройства --------------------------45

Заключение --------------------------------------------------------------------------------- 51

Литература ---------------------------------------------------------------------------------- 52

ЛИТЕРАТУРА

1. А.С. Орлин, М.Г. Круглов, Двигатели внутреннего сгорания –М. : «Машиностроение» , 1985 .

2. А.И. Колчин В.П. Демидов , Расчет автомобильных и тракторных двигателей –М. : «Высшая школа» , 1980 .

3. В.И. Крутов , Двигатель внутреннего сгорания как регулируемый объект-М. : «Машиностроение» , 1978 .

4. П. Федоров, Электронное управление подачей топлива –М : «Транспорт» , № 7 , 1983 .

5. А.И. Новоселов, Автоматическое управление – Л. : «Энергия» , 1973 .

6. В.В. Солодовников, Микропроцессорные автоматические системы регулирования - М. : «Высшая школа» , 1991 .

7. В.В. Солодовников, Теория автоматического регулирования , Часть I – М. : «Машиностроение» , 1969 .

8. И.М. Макаров Б.М. Менский , Линейные автоматические системы – М. : «Машиностроение» , 1977 .

9. В.В. Солодовников,Теория автоматического регулирования , Часть II – М.: «Машиностроение» , 1969 .

10. И. Е. Ефимов, Микроэлектроника – М. : «Высшая школа» , 1987 .