14. Sterowanie, SIMR, 5semestr, silniki spalinowe

//-->.pos {position:absolute; z-index: 0; left: 0px; top: 0px;}Sterowanie silników spalinowychPZadaniaurządzeniaPrzedmioty sterowania procesów zachodzących w tłokowychsilnikach spalinowych:wielkości będące przedmiotem oddziaływania operatora,wielkości podlegające sterowaniu zgodnie z algorytmamiautonomicznymi, stanowiącymi wyposażenie silnika.WWarunki pracyurządzeniaSSterowanie silnikaprzez operatoraUSILNIKWłaściwościużytkowe silnikaCel sterowania procesów zachodzących w silnikach – spełnieniezadania przewidzianego dla urządzenia napędzanego przez silnik:moment obrotowy – prędkość obrotowa,w zastosowaniach: prędkość pracy urządzenia, np. prędkośćjazdy samochodu,zapewnienie oczekiwanych właściwości użytkowych.ASterowanie silnikazgodniez autonomicznymialgorytmami2Sterowanie silnika przez operatora:silnik ZI – przede wszystkim napełnienie,silnik ZS – przede wszystkim dawka paliwa.Warunki pracy urządzenia:opory powodujące obciążenie silnika,warunki otoczenia, przede wszystkim atmosferycznei ukształtowanie terenu.Podstawowe procesy determinujące właściwości użytkowe silnikaspalinowego – procesy, charakteryzujące:intensywność pracy silnika – moc użyteczna, charakteryzowanaprzez prędkość obrotową i moment obrotowy,stan cieplny silnika spalinowego.Stan cieplny silnika może być określony zbiorem temperatur częścisilnika i jego czynników, takich jak: ciecz chłodząca i olej silnikowy.Jako parametr stanu cieplnego silnika można przyjąć temperaturęspośród elementów stanu cieplnego, uznaną za reprezentatywną, np.temperaturę cieczy chłodzącej lub oleju silnikowego34Inne miary obciążenia silnika spalinowego:średnieciśnienie użyteczne,dla silnika ZI:•kąt otwarcia przepustnicy,•podciśnienie w układzie dolotowym,•dawka paliwa,•czas wtrysku paliwa.Właściwości użytkowe silnika – charakteryzujące jego ocenę przezużytkownika i przez społeczeństwo, m.in. właściwości:energetyczne – ze względu na pracę wykonywaną przez silnik:moc użyteczna, moment obrotowy,średnieciśnienie użyteczne,ekonomiczne – ze względu na zużycie paliwa: sprawność ogólna,jednostkowe zużycie paliwa, dla samochodu – eksploatacyjnezużycie paliwa,dynamiczne – ze względu na pracę silnika w dziedzinie czasu:moc użyteczna, dla samochodu – czas przyspieszania w granicachzadanych prędkości,ekologiczne – ze względu na np. emisję zanieczyszczeń, hałasu,promieniowania elektromagnetycznego itp.,trwałość, niezawodność.56Podstawowy proces determinujący warunki pracy trakcyjnegosilnika spalinowego – proces prędkości jazdy.Autonomiczne algorytmy sterowania silników o zapłonie iskrowymWspółczynnik składu mieszaniny palnej –λKąt wyprzedzenia zapłonu –αzWspółczynnik recyrkulacji spalin – rMinimalna prędkość obrotowa biegu jałowego – nbj minMaksymalna prędkość obrotowa – nmaxCharakterystyka napełnienia –ηv(n, Me):•Ciśnienie doładowania – pd•Fazy rozrządu –φ•Wzniosy zaworów – hmax, h(α)α•Parametry geometryczne układu dolotu – DStan cieplny silnika – TStan cieplny silnika – zbiór temperatur części silnika i jegomateriałów eksploatacyjnych (ciecz chłodząca, olej silnikowy).7Autonomiczne algorytmy sterowania silników o zapłoniesamoczynnymDawka paliwa – mf(jako funkcja kąta obrotu wału korbowego –– charakterystyka czasowa wtrysku).Kąt wyprzedzenia wtrysku –αww.Ciśnienie wtrysku – pw.Współczynnik recyrkulacji spalin – r.Minimalna prędkość obrotowa biegu jałowego – nbj min.Maksymalna prędkość obrotowa – nmax.8Charakterystyka napełnienia –ηv(n, Me):•Ciśnienie doładowania – pd.•Fazy rozrządu –φ.•Wzniosy zaworów – hmax, h(α).α•Parametry geometryczne układu dolotu – D.Stan cieplny silnika – T.Kryteria optymalizacji algorytmów sterowania silnikaspalinowegoEkstremalizacja wielkości, charakteryzujących właściwościużytkowe silnika, w stanach statycznych i dynamicznych,odpowiadających typowemu użytkowaniu silnika.Jest to zadanie polioptymalizacji.910Algorytmy sterowania silników spalinowychWielkości determinujące stan pracy silnika spalinowego – SE.Algorytm sterowania silników spalinowychW stanach dynamicznych właściwości silnika zależą od jego stanupracy w sposób operatorowy (funkcja o wartościach innych niżliczbowe).Funkcja – dla danych dwóch zbiorów X i Y przyporządkowaniekażdemu elementowi zbioru X (dziedzina funkcji, argumentyfunkcji) dokładnie jednego elementu zbioru Y (przeciwdziedzinafunkcji, wartość funkcji).Funkcja o wartościach liczbowych:•dziedzina – zbiór liczb,•przeciwdziedzina – zbiór liczb.SE={n, Me, T}Wielkości sterowane autonomicznymi algorytmami sterowania – A.Stan statyczny∂SE=t∂Stan dynamiczny∂SE≠∂t1112Przykład operatora (funkcji operatorowej, funkcji uogólnionej) –– funkcjonał (przeciwdziedzina – zbiór liczb)W stanach statycznych właściwości silnika zależą od jego stanupracy w sposób funkcyjny (funkcja o wartościach liczbowych).A(tc)=tctc−t∫f(n(t), M(t))dteA(t)=f(n(t), Me(t))f(n(t), Me(t))– funkcja o wartościach liczbowychInne przykłady operatorów: równanie różniczkowe, równaniecałkowe.1314Algorytm sterowania silników spalinowych w stanachdynamicznychA(t)=F[SE(t)]=F[n(t), Me(t), T(t)]Algorytm sterowania silników spalinowych w stanach statycznychA(t)=f(SE)=f(n(t), Me(t), T(t))Algorytm sterowania silników spalinowych w stanach statycznychprzy ustalonym stanie cieplnymA(t)=f(SE)=f(n(t), Me(t))Algorytm sterowania kąta wyprzedzenia zapłonu systemu MonoMotronic 1.7A w stanach statycznych1516Algorytm sterowania kąta wyprzedzenia zapłonu systemu Holden2.2 MPFI w stanach statycznych17Algorytm sterowania kąta wyprzedzenia zapłonu systemu Motecw stanach statycznych18900800700600Va [mg]5004003002001003530252015105280026002400220020001800in]16001/m1400n[12001000V f [mg]Przykładowy algorytm sterowania kąta wyprzedzenia zapłonu19Zależność dawki powietrza Va (ciśnienia doładowania) od dawkipaliwa Vf (obciążenia silnika) i prędkości obrotowej n dla silnikaY 20DTH do samochodu Opel Zafira20

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

hannaeva.xlx.pl