(495) 647-14-00
Skype nevi6631
(929) 588-38-58
Фартех в Твиттере Фартех в Вконтакте Фартех в Фейсбуке Фартех в Живом Журнале Фартех в Гугль +

zakaz@farlam.ru

      Открытие дизель центра

 


Управление подачей топлива

Управление подачей топлива

Рис.2 Система электронного управления (EDC): базовая последовательность операций.

Перечень различных управляющих функций, которые возможны в системах электронного управления дизелей, приводится в Таблице 1, а на рис. 1 показана последовательность расчета параметров впрыскивания со всеми зависимостями, число которых определяется для каждого варианта системы управления индивидуально. Они могут быть активизированы в ЭБУ в том сервисном центре, где имеется соответствующее диагностическое оборудование.
Для того чтобы двигатель мог работать с оптимальным процессом сгорания на всех эксплуатационных режимах, ЭБУ точно рассчитывает требуемое количество впрыскиваемого топлива (цикловую подачу) для всех условий работы.

Таким образом, необходимо принимать во внимание определенное число параметров. На многих ТНВД распределительного типа с электромагнитными клапанами управления подачей управляющий сигнал на них для определения количества впрыскиваемого топлива и угла опережения впрыска рассчитывается в отдельном ЭБУ ТНВД (PSG).

Пусковая подача

При пуске двигателя величина подачи топлива рассчитывается как функция температуры охлаждающей жидкости и частоты вращения коленчатого вала. Сигнал пусковой подачи генерируется в момент поворота ключа «зажигания» в положение «Пуск» (рис. 1) и подается до тех пор, пока двигатель не достигнет минимальной частоты вращения холостого хода.

Водитель не может оказывать влияние на величину пусковой подачи.

Режим движения

При нормальном движении автомобиля величина подачи (количество впрыскиваемого топлива) есть функция положения педали акселератора (датчик положения педали акселератора) и частоты вращения коленчатого вала двигателя (рис. 1). Расчет величины подачи зависит от программируемых матриц, при этом принимаются во внимание другие влияющие факторы на величину подачи (например, сорт топлива и температура воздуха на впуске). Это позволяет обеспечить наилучшее соответствие мощности двигателя намерениям водителя.


Рис.1. Расчет процесса подачи топлива ЭБУ.

Управление минимальной частотой вращения холостого хода

При отпущенной педали акселератора минимальная частота вращения холостого хода поддерживается системой управления холостого хода. Она может изменяться в зависимости от особенностей работы двигателя на этом режиме. Например, на холодном (непрогретом) двигателе минимальная частота вращения холостого хода обычно устанавливается выше, чем на двигателе прогретом. Имеется еще ряд примеров, когда устанавливается повышенная частота вращения холостого хода. Например, когда напряжение в электрической системе двигателя слишком низкое, когда включен кондиционер или когда автомобиль катится по инерции. Когда автомобиль находится в условиях плотного движения транспорта в режиме стоп-старт, двигатель значительное время работает на минимальном режиме холостого хода. Соображения, касающиеся в этом случае выброса вредных веществ и расхода топлива, диктуют, чтобы минимальная частота вращения двигателя поддерживалась как можно более низкой, хотя это, конечно, является неблагоприятным условием в отношении плавности работы и тягового усилия.

При регулировании обусловленной минимальной частоты вращения холостого хода система управления должна поддерживать жесткие требования по ее колебаниям. Мощность двигателя, необходимая для привода дополнительного оборудования, изменяется в широком диапазоне. Например, при низком напряжении в электрической системе генератор потребляет значительно большую мощность, чем при высоком напряжении. Кроме того, следует принимать во внимание мощность, требующуюся для работы кондиционера, насоса усилителя рулевого управления, создания высокого давления в топливной системе дизеля. К этой внешней нагрузке двигателя добавляется момент сопротивления от внутреннего трения, который в значительной степени зависит от температуры охлаждающей жидкости двигателя и который также должен компенсироваться системой управления минимальной частотой вращения холостого хода.

Для того чтобы установить заданную частоту вращения холостого хода, контроллер продолжает адаптировать величину цикловой подачи до тех пор, пока фактическая частота вращения не будет соответствовать заданной.

Управление максимальной частотой вращения

Управление максимальной частотой вращения обеспечивает то, что двигатель не будет работать при слишком высокой частоте вращения («разнос»). Чтобы исключить повреждение двигателя, его изготовитель обусловливает допустимую максимальную частоту вращения, которая может быть превышена только на очень короткий период времени.

В случае превышения номинальной частоты вращения контролер системы управления максимальной частотой вращения непрерывно уменьшает подачу топлива и, если частота вращения становится больше максимальной частоты вращения холостого хода, прекращает подачу. Для предотвращения колебаний частоты вращения используется линейно изменяемая функция, которая служит для того, чтобы отключение подачи не было слишком резким. Это становится все более трудным, когда точка максимальной частоты вращения холостого хода приближается к номинальной частоте вращения двигателя.

Управление частотой вращения на средних скоростных режимах

Управление частотой вращения на средних скоростных режимах используется только для грузовых автомобилей и небольших коммерческих автомобилей с дополнительным отбором мощности (например, для автокранов) или для специальных автомобилей (например, скорая помощь с электрогенератором). При работе системы управления регулирование частоты вращения двигателя осуществляется до достижения некоторого промежуточного ее значения независимо от нагрузки. На стоящем автомобиле управление промежуточной частотой вращения осуществляется через панель управления системой поддержания скорости (круиз-контроль).

Постоянное значение частоты вращения может быть вызвано из памяти данных нажатием на кнопку управления. Кроме того, эта панель управления может быть использована для предварительного выбора конкретной частоты вращения двигателя. Управление промежуточной частотой вращения применяется также в легковых автомобилях с автоматической коробкой перемены передач (типа Tiptronic) для управления частотой вращения двигателя во время переключения передач.

Управление скоростью автомобиля (система поддержания скорости)

Система поддержания скорости (круиз- контроль) включается в работу, когда автомобиль должен двигаться с постоянной скоростью. Она поддерживает скорость автомобиля при ее значении, выбранном водителем, и при отсутствии необходимости нажатия на педаль акселератора. Водитель может задать требуемую скорость либо рычагом управления, либо клавишей на рулевом колесе. В процессе регулирования подача топлива увеличивается или уменьшается, пока установленное значение скорости не будет достигнуто.

В некоторых вариантах системы поддержания скорости автомобиль может разгоняться до скорости, выше установленной при нажатии на педаль акселератора, но как только педаль акселератора отпускается, система снова регулирует скорость до ранее установленного значения.

Если водитель нажимает на педаль сцепления или тормоза во время работы системы поддержания скорости, то работа последней прекращается. В некоторых вариантах работа системы может быть отключена при нажатии на педаль акселератора.

Если система поддержания скорости была выключена, то для повторной установки последней выбранной скорости водителю требуется только перевести рычаг в рабочее положение.

При использовании системы поддержания скорости изменение выбранной скорости автомобиля может быть осуществлено.

Ограничитель скорости автомобиля

Переменное ограничение

Ограничитель скорости автомобиля ограничивает максимальную скорость до установленного значения, даже при полностью нажатой педали акселератора. В очень «тихих» автомобилях, в салоне которых шум работы двигателя еле слышен, это особенно помогает водителю, который не сможет затем случайно превысить установленный предел скорости.

Ограничитель скорости автомобиля поддерживает подачу топлива в нижнем пределе, соответствующем выбранной максимальной скорости. Он может быть отключен рычагом управления или выключателем «kick-down». Для того чтобы снова включить ограничитель на уровне последней предустановленной скорости, водителю нужно только снова перевести рычаг в рабочее положение. Также может использоваться ступенчатое изменение скорости ограничения.

Фиксированное ограничение

В ряде стран фиксированная максимальная скорость является обязательной для некоторых классов автомобилей (например, для тяжелых грузовиков). Фирмы-изготовители автомобилей также ограничивают максимальные скорости для тяжелых автомобилей путем установки фиксированного ограничителя, который не может быть отключен.

В специальных автомобилях водитель может выбирать фиксированные скоростные режимы, исходя из условий эксплуатации транспортного средства (например, когда на платформе автомобиля для вывозки мусора находятся рабочие).


Рис.2. а-без активного демпфера колебаний; б-с активным демпфером колебаний; 1-Фильтрующая функция; 2-Активная коррекция.

Активное демпфирование колебаний частоты вращения

Внезапные изменения крутящего момента двигателя действуют на трансмиссию, что в результате приводит к появлению колебаний. Эти колебания ощущаются находящимися в автомобиле людьми как неприятные периодические изменения в ускорении (рис. 2, а). Работа активного демпфера колебаний заключается в их уменьшении (рис. 2, б).

Используются два различных метода: в случае внезапных изменений крутящего момента по требованию водителя (через педаль акселератора) точно подобранная фильтрующая функция снижает уровень возмущений в трансмиссии (1 на рис. 2); для определения колебаний в трансмиссии используются сигналы скорости, после чего колебания демпфируются активным воздействием (управлением); для того чтобы противодействовать колебаниям в трансмиссии (2 на рис. 2), активное управление предусматривает уменьшение подачи топлива при увеличении частоты вращения и увеличение подачи при ее снижении.

Управление плавностью работы/ управление компенсацией подачи топлива


Рис.3. Управление плавностью работы: пример.

Даже при той же самой продолжительности впрыска топлива не все цилиндры двигателя развивают одинаковый крутящий момент. Это может быть из-за различий в уплотнении головки блока цилиндров, также как и различий в величине механических потерь (потерь на трение) в цилиндрах и различий в гидравлических потерях в элементах топливной системы. Эти различия в величине крутящего момента приводят к неравномерной работе двигателя и к увеличению выброса вредных веществ.

При управлении плавностью работы или при управлении компенсацией подачи топлива для определения колебаний крутящего момента используются результирующие колебания частоты вращения. Путем выбора изменения величины подачи топлива по цилиндрам и осуществляется компенсация изменения крутящего момента. Таким образом, частота вращения после впрыска топлива в каждый цилиндр сравнивается со средней частотой вращения, и если частота вращения при впрыске в данный цилиндр оказывается слишком низкой, количество впрыскиваемого в него топлива увеличивается, а если слишком высокой, то уменьшается (рис. 3). Управление плавностью работы двигателя является функцией комфортности, основной целью которой является обеспечение плавной работы двигателя вблизи минимальной частоты вращения холостого хода. Функция компенсации величины подачи топлива имеет целью не только улучшение комфорта при работе на минимальной частоте вращения холостого хода, но также снижение выбросов вредных веществ на средних скоростных режимах путем обеспечения идентичной подачи для всех цилиндров. Управление плавностью работы в коммерческих автомобилях известно также как система адаптивного уравнивания цилиндров (AZG - adaptive cylinder equalization).

Ограничение величины подачи топлива

Имеется много причин того, почему величина подачи, задаваемая водителем или которая физически возможна, не всегда должна быть реализована. Впрыск такого количества топлива может привести к таким последствиям:

  • слишком большой выброс вредных веществ;
  • избыточный выброс сажи;
  • механическая перегрузка из-за высокого значения крутящего момента или повышенной частоты вращения коленчатого вала двигателя;
  • тепловая перегрузка из-за слишком высоких температур ОГ, охлаждающей жидкости, масла или давления наддува;
  • тепловая перегрузка электромагнитных клапанов как результат слишком продолжительного пускового сигнала.

Чтобы исключить перечисленные негативные эффекты при генерировании этой функции ограничения, используется ряд входных переменных (например, расход воздуха на впуске, частота вращения двигателя и температура охлаждающей жидкости). В результате максимальное количество впрыскиваемого топлива ограничивается, а вместе с этим ограничивается и максимальный крутящий момент.

Функция торможения двигателем

Когда в грузовом автомобиле применяется торможение двигателем, величина подачи топлива или уменьшается до нуля, или до подачи соответствующей минимальной частоте холостого хода. Для этой цели ЭБУ регистрирует положение выключателя функции торможения двигателем (принудительного холостого хода).

Высотная компенсация

С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление падает, в результате чего уменьшается массовый заряд воздуха, поступающий в цилиндры для обеспечения процесса сгорания. Это означает, что количество впрыскиваемого топлива (величина подачи) должно быть соответственно уменьшено, так как в противном случае увеличится эмиссия сажи.

Для того чтобы величина подачи с увеличением высоты могла быть уменьшена, датчиком давления в ЭБУ измеряется атмосферное давление, которое оказывает также влияние на управление давлением наддува и ограничением крутящего момента.

Отключение цилиндров

Если при высокой частоте вращения требуется уменьшить крутящий момент двигателя, то в цилиндры должно впрыскиваться очень небольшое количество топлива. Как альтернатива для уменьшения крутящего момента может быть применено отключение части цилиндров. В этом случае выключается половина форсунок (коммерческие автомобили с системами UIS, UPS, CRS). Тогда оставшиеся в работе форсунки впрыскивают в цилиндры соответственно больше топлива, которое может быть измерено даже с большей точностью.

При включении и выключении форсунок алгоритм специального программного обеспечения гарантирует плавный переход без заметного изменения крутящего момента.

Компенсация подачи топлива форсункой

Для дальнейшего повышения точности систем впрыска топлива и обеспечения их ресурса в течение всего срока службы автомобиля к топливным системам Common Rail и UIS/UPS добавлены новые функции. При использовании системы компенсации подачи топлива форсунками (IMA) данные по измерению массы впрыскиваемого топлива определяются для каждой форсунки на стадии изготовления. Эти данные фиксируются затем для каждой форсунки в форме кода матрицы данных. Применительно к форсункам с пьезоэлектрическим приводом включаются также данные по характеристике подъёма иглы распылителя. Эти данные передаются в электронный блок управления уже на стадии изготовления автомобиля. Во время работы двигателя эти значения используются для компенсации отклонений в дозировании и характеристике переключении.

Отключение цилиндров Калибровка нулевой подачи

Надёжное обеспечение малых предварительных впрысков топлива в течение всего срока службы автомобиля исключительно важно с точки зрения достижения требуемого уровня комфорта (снижение уровня шума) и выполнения норм по эмиссии вредных выбросов с ОГ. Здесь должна быть некоторая форма компенсации отклонений в подаче топлива форсунками. По этой причине в системах CR второго и третьего поколений в переходных режимах в один цилиндр впрыскивается небольшое количество топлива. Датчик частоты вращения определяет результирующее увеличение крутящего момента по небольшому изменению частоты вращения двигателя. Такое увеличение крутящего момента, которое остаётся незамеченным водителем, тесно связано с количеством впрыскиваемого топлива. Этот процесс повторяется затем для всех цилиндров при различных эксплуатационных условиях. Обучающий алгоритм определяет минимальные изменения величины предварительного впрыска и корректирует период включения форсунки в соответствии со всеми предварительными впрысками.

Средняя величина адаптации подачи топлива

Отклонение действительной величины впрыскиваемого топлива от установленного значения требуется для правильной адаптации режима рециркуляции ОГ и давления воздушного заряда. Средняя величина адаптации (ММА), следовательно, определяет среднюю величину количества впрыскиваемого топлива во все цилиндры по сигналам, полученным от кислородного датчика и датчика массового расхода воздуха. Корректирующие значения затем рассчитываются по установочным и действительным значениям (см. раздел «Замкнутая система управления с кислородным датчиком дизелей легковых автомобилей»).

Обучающая функция ММА обеспечивает постоянный уровень допустимых значений эмиссии вредных выбросов с ОГ в диапазоне частичных нагрузок в течение всего срока службы автомобиля.

Коррекция волн давления

В процессе впрыска топлива в линии высокого давления между распылителем и аккумулятором топлива во всех системах Коммон Реил возникают волны давления (волны сжатия). Такие импульсы давления оказывают непосредственное влияние на величину подачи в последующих впрысках (предварительный впрыск/основной впрыск/дополнительный, после основного, впрыск) в пределах цикла сгорания. Величина отклонений в последующих впрысках зависит от количества предварительно впрыскиваемого топлива, периода времени между впрысками, давления в аккумуляторе топлива и температуры топлива. Электронный блок управления может рассчитать корректирующий фактор включением указанных параметров в соответствующий алгоритм компенсации.

Однако для такой корректирующей функции требуются исключительно высокие ресурсы прикладных систем. Тем не менее, польза от этого заключается в возможности гибкого регулирования интервалов между предварительным и основным впрысками топлива, например, для оптимизации процесса сгорания.



Лидеры продажи


 

Copyright 2006-2017 ООО "ФАРЛАМ" т.: +7 (495) 647-1400  Карта сайта

Информация на данном интернет-сайте носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения исчерпывающей информации о стоимости и характеристиках товаров обращайтесь к менеджерам по продажам