دانلود پروژه رشته برق با موضوع كنترل الكترونیكی موتور دیزل – قسمت چهارم

دانلود پایان نامه

داده‌های مطلوب برای شروع تزریق، متناسب با مقدار سوخت تزریقی و دور موتور در یك نقشه‌ی مخصوص و به صورت اطلاعات غیر فرار ذخیره شده‌اند. نقشه‌های دیگری به عنوان اصلاح كننده‌ها، درجه حرارت موتور و فشار هوای ورودی به موتور را در نظر می‌گیرند. كنترل مدار بسته برای شروع تزریق به صورت یك برنامه محاسبه‌ای می‌باشد كه به وسیله‌ی ریز پردازنده اجرا می‌شود. پردازش كننده با به كارگیری یك سیگنال سویچی (تعدیل عرض پالس)، یك بخش رانشی را به كار می‌اندازد كه موجب انرژی‌دار شدن عمل كننده الكتریكی در تزریق سرعت می‌شود.

نکته مهم : برای استفاده از متن کامل تحقیق یا مقاله می توانید فایل ارجینال آن را از پایین صفحه دانلود کنید. سایت ما حاوی تعداد بسیار زیادی مقاله و تحقیق دانشگاهی در رشته های مختلف است که می توانید آن ها را به رایگان دانلود کنید

مكانیزم عمل كننده

علاوه بر سولنوئید مقدار سوخت و حس‌گر شانه، مكانیزم عمل كننده برای پمپ انژكتور ردیفی با غلاف كنترل هم چنین مجهز به یك سولنوئید شروع تحویل سوخت است كه محور تنظیم كننده‌ی غلاف كنترل را از طریق یك اهرم تحریك می‌كند. نیروی تنظیم كننده‌ی این سولنوئید متناسب با شدت جریان برق بوده و در مقابل نیروی یك فنر برگستی عمل می‌كند. مقدار كورس سولنوئید نتیجه‌ی تعادل این دو نیرو می‌باشد. این سیستم نیازی به سیگنال پس‌خور وضعیت برای شروع تحویل سوخت ندارد.

خطوط نیروی محرك سولنوئیدی و نیروی فنر همیشه دارای یك اثر متقابل مشخص و تعریف شده‌ای هستند، بدین معنی كه فاصله‌ای كه توسط سولنوئید شروع تحویل سوخت طی می‌شود با شدت جریان داده شده متناسب است. شدت جریان كم منجر به حركت كم در سولنوئید تحویل سوخت می‌شود، در نتیجه شروع تحویل و شروع تزریق سوخت به تاخیر می‌افتد، و همین‌طور شدت جریان بیشتر باعث آوانس بیشتر در شروع تحویل سوخت می‌شود.

حلقه كنترل خودكار

با استفاده از پالس‌های سرعت دورانی و سیگنال‌های مربوط به شروع تزریق، كه از حس‌گر سوزن انژكتور شاخص دریافت می‌شود، رایانه مقدار واقعی زمان شروع تزریق را بر حسب درجه ی چرخش میل‌لنگ نسبت به نقطه مرگ بالا در سیلندر شاخص محاسبه می‌كند. كنترل كننده‌ی گسسته شروع تزریق شدت جریان را از طریق مكانیزم عمل كننده‌ی شروع تحویل سوخت تنظیم می‌كند، به طوری كه عدد واقعی شروع تزریق همیشه با شدت جریان از پیش‌تعیین شده، مطابقت دارد (شكل 1). علاوه بر این، دقت كنترل مدار بسته و واكنش دینامیكی به وسیله‌ی یك كنترل كننده‌ی گسسته‌ی دیگری اصلاح می‌گردد كه با این كنترل، در عمل بدون هیچ‌گونه تاخیر، كمیت واقعی شدت جریان نسبت به مقدار از پیش تعیین شده كه از كنترل كننده‌ی شروع تزریق دریافت می‌شود، اصلاح می‌گردد.

سیگنال شروع تزریق تنها زمانی می‌تواند ارزیابی شود كه سوخت در حال تزریق بوده، سرعت دورانی موقعیت پایداری داشته باشد. سیگنال حاصل از حس‌گر حركت سوزن، قبل از راه‌اندازی موتور (و نیز در حین راه‌اندازی)، برای ارزیابی مناسب نمی‌باشد. این نبود سیگنال كنترل برای «شروع تزریق» بدین معنی است كه تنظیم مزبور نمی‌تواند به طور خودكار انجام شود. بنابراین، كنترل كننده خودكار خاموش شده، «شروع تزریق» به اجبار به صورت مدار باز (تنظیم دستی) كنترل می‌شود. برای این كه در كنترل دستی نیز دقت لازم در «شروع تزریق» تامین شود، سولنوئید «شروع تزریق» طور كالیبره می‌شود كه اثرات تولرانس‌ها كاهش یابد. كنترل كننده جریان برق تاثیر مقاومت وابسته به حرارت سیم پیچ سولنوئید را جبران می‌كند. با این كار، این اطمینان ایجاد می‌شود كه همواره مقدار جریان از پیش تعیین شده كه با استفاده از نقشه ذخیره شده محاسبه می‌شود، من مورد نظر حاصل آید.

 شكل 1- كنترل الكترونیكی و كنترل مدار بسته برای پمپ انژكتور ردیفی مجهز به غلاف كنترل.

كنترل الكترونیكی پمپ‌های انژكتور آسیابی محوری VE-EDC

كنترل دور موتور دیزل به صورت مكانیكی (گاورنر مكانیكی) وضعیت‌های كاری بسیار متفاوتی را ثبت می‌كند كه موجب یك اختلاط بسیار مطلوب در مخلوط سوخت/ هوا می‌شود.

كنترل الكترونیكی موتور دیزل (EDC) یك سری شرایط اضافی را در نظر می‌گیرد. در اثر استفاده از اندازه‌گیری الكترونیكی، پردازش الكترونیكی داده‌ها با انعطاف پذیری زیاد، و انجام كنترل‌های خودكار توسط عمل‌كننده‌های الكتریكی، این امكان پیش می‌آید تا متغیرهائی كه تحت تاثیر پارامترهای مكانیكی هستند مورد پردازش قرار گیرند. بدیهی است كه با استفاده از روش‌های صرفاً مكانیكی انجام این كارها غیر ممكن است. كنترل الترونیكی موتور دیزل این اجازه را می‌دهد كه داده‌های به دست آمده با سایر سیستم‌های الكترونیكی موجود در خودرو (از قبیل، سیستم كنترل كشش و كنترل الكترونیكی اهرم تعویض دنده) مبادله گردند.

بلوك‌های سیستم

كنترل الكترونیكی به سه بلوك سیستم تقسیم می‌شود (شكل 1):

1- حس‌گرها كه شرایط كاری متفاوتی را ثبت می‌كنند. انواع مختلف كمیت‌های فیزیكی از این طریق تبدیل به سیگنال‌های الكتریكی می‌شوند.

2- واحد كنترل الكترونیكی (ECU) همراه با ریزپردازنده‌ها، كه اطلاعات دریافت شده را مطابق با محاسبات ویژه‌ی كنترل و داده‌های مربوط به سیگنال‌های الكتریكی مورد پردازش قرار می‌دهند.

3- عمل كننده‌ها،كه سیگنال‌های الكتریكی خروجی مربوط به ECU را به كمیت‌های مكانیكی تبدیل می‌كنند.

شكل 1- كنترل الكترونیكی موتور دیزل (EDC): بلوك‌های سیستم.

 

اجزاء سیستم

حس‌گرها

وضعیت پدال گاز و طوقه‌ی كنترل در پمپ انژكتور به وسیله‌ی حس‌گر زاویه ثبت می‌شوند. این حس‌گرها به ترتیب از روش‌های تماسی و یا غیر تماسی استفاده می‌كنند. دور موتور و نقطه مرگ بالا به وسیله‌ی حس‌گرهای القائی ثبت می‌شوند. برای اندازه‌گیری فشار و درجه حرارت، از حس‌گرهای با دقت اندازه‌گیری خیلی زیاد و پایداری طولانی استفاده می‌شود.

شروع تزریق به وسیله‌ی یك حس‌گر كه به طور مستقیم روی انژكتور نصب می‌شود، ثبت می‌گردد. این حس‌گر با حس‌كردن حركت سوزن انژكتور نقطه شروع تزریق را مشخص می‌دهد (اشكال 2 و 3).

واحد كنترل الكترونیكی (ECU)

ECU از فن‌آوری گسترده استفاده می‌كند. ریزپردازنده‌ها همراه با مدارات وسیله ارتباطی ورودی و خروجی، قلب ECU را تشكیل می‌دهند. مدارالكتریكی به وسیله‌ی واحدهای حافظه و ادواتی كه سیگنال‌های حس‌گرها را به كمیت‌های قابل استفاده در رایانه تبدیل می‌كنند، تكمیل می‌شود. ECU در كابین خودرو نصب می‌شود تا از تاثیر عوامل خارجی مصون باشد.

نقشه‌های متنوعی در ECU ذخیره شده‌اند و این نقشه‌ها در ارتباط با پارامترهائی از قبیل بار موتور، دور موتور. درجه‌ی حرارت خنك كننده، مقدار هوا، و نظائر آن‌ها وارد عمل می‌شوند. ایمنی در مقابل تداخل پارازیت‌ها دارای اهمیت زیادی است. تمامی ورودی‌ها و خروجی‌ها دارای فیوز محافظ بوده، و در مقابل نوسآن‌های كاذب حاصل از سیستم برق خودرو محافظت می‌شوند. مدار محافظ همراه با پوشش حفاظتی، یك سازگاری الكترومغناطیسی برای قوی در مقابل تداخل‌های خارجی به وجود می‌آورد.

عمل كننده‌ی سولنوئیدی برای كنترل مقدار سوخت تزریقی

عمل كننده سولنوئیدی (عمل كننده چرخان) به وسیله‌ی یك محور با طوقه‌ی كنترل درگیر می‌شود (شكل 4). مشابه گاورنر مكانیكی پمپ انژكتور، سوراخهای قطع سوخت، بسته به وضعیت طوقه‌ی كنترل، باز و یا بسته هستند. مقدار سوخت تزریقی می‌تواند بی نهایت بین صفر و حداكثر (برای راه‌اندازی موتور سرد) تغییر كند. با استفاده از یك حس‌گر زاویه (مثل پتانسیومتر) زاویه‌ی چرخش عمل كننده و از آنجا وضعیت طوقه‌ی كنترل به ECU گزارش می‌شود و اطلاعات مزبور برای تعیین مقدار سوخت تزریقی، متناسب با دور موتور به كار می‌رود. وقتی هیچ‌گونه ولتاژی به عمل كننده وارد نمی‌شود، فنرهای برگشتی آن، مقدار سوخت تزریقی را به صفر می‌رسانند.

سوپاپ سولنوئیدی برای كنترل شروع تزریق

فشار داخلی پمپ به دور آن بستگی دارد. همانند وسیله‌ی زمانبندی مكانیكی، این فشار به پیستون وسیله‌ی زمانبندی وارد می‌شود (شكل 4). تنظیم فشار در طرف پرفشار وسیله‌ی زمانبندی، توسط یك سوپاپ سولنوئیدی ساعت‌دار انجام می‌شود.

وقتی سوپاپ سولنوئیدی به طول كامل باز است (كاهش فشار در پیستون وسیله‌ی زمانبندی)، زمان شروع تزریق به تاخیر می‌افتد و وقتی به طور كامل بسته است (افزایش فشار) زمان شروع تزریق به پیش می‌افتد. در گستره‌ی بین این دو محدوده، نسبت بسته/باز بودن (نسبت میزان باز بودن به میزان بسته بودن سوپاپ سولنوئیدی) می‌تواند توسط ECU بی نهایت تغییر كند.

شكل 4- پمپ انژكتور آسیابی برای كنترل الكترونیكی موتور دیزل 1- حس‌گر برای وضعیت طوقه‌ی كنترل 2) عمل كننده سولنوئیدی برای مقدار سوخت تزریقی 3) سوپاپ خاموش كن الكترومغناطیسی 4) پلانجر تحویل 5) سوپاپ سولنوئیدی برای زمانبندی شروع تزریق 6) طوقه‌ی كنترل.

كنترل‌های حلقه بسته- خودكار (شكل 4)

مقدار سوخت تزریقی

مقدار سوخت تزریقی تاثیر مهمی روی راه‌اندازی خودرو، دور آرام، توان خروجی موتور، و قابلیت رانندگی و همین‌طور روی كیفیت دود خروجی از اگزوز دارد. به همین دلیل نقشه‌های مربوط به مقدار سوخت برای راه‌اندازی، دور آرام، وضعیت تمام- بار، مشخصات پدال گاز، محدودیت دود، و مشخصات پمپ، در داخل ECU برنامه‌ریزی شده‌اند.

راننده گشتاور و یا دور دلخواه خود را به وسیله‌ی حس‌گر پدال گاز اعمال می‌كند. با توجه به مقادیر موجود در نقشه‌ی ذخیره شده و مقادیر حقیقی دریافتی از حس‌گرها، یك نقطه‌ی تنظیم جهت تنظیم عمل كننده چرخان در داخل پمپ محاسبه می‌شود. این عمل كننده‌ی چرخان دارای یك سیگنال كنترل كننده است كه اطمینان می‌دهد طوقه به طور صحیح تنظیم شده است.

شروع تزریق

زمان شروع تزریق تاثیر به سزائی روی راه‌اندازی موتور، صدا، مصرف سوخت، و دود اگزوز دارد. نقشه‌های شروع تزریق كه در داخل ECU برنامه‌ریزی شده‌اند این وابستگی‌های داخلی را در نظر می‌گیرد و با استفاده از یك كنترل مدار بسته، صحت نقطه شروع تزریق تضمین می‌شود. یك حس‌گر حركت سوزن انژكتور (NBF) شروع حقیقی تزریق را به طور مستقیم ثبت می‌كند و آن را با نقطه‌ی شروع تزریق كه برنامه‌ریزی شده است، مقایسه می‌كند (اشكال 2 و 3). خطای موجود منجر به یك تغییر در نسبت باز/ بسته بودن سوپاپ سولنوئیدی وسیله زمانبندی می‌گردد، و این تغییر ادامه می‌یابد تا این كه خطا به صفر برسد. سوپاپ سولنوئیدی ساعت‌دار برای تغییر وضعیت در پیستون وسیله‌ی زمانبندی به كار می‌رود و منجر به یك حركت دینامیكی می‌گردد كه قابل مقایسه با زمانبندی مكانیكی شروع تزریق است.

از آنجائی كه سیگنالی در ارتباط با شروع تزریق، در سرازیری (همراه با كاهش سوخت) و هنگام راه‌اندازی موتور، وجود ندارد و یا مقدار آن كافی نمی‌باشد، كنترل كننده خاموش شده و یك سیستم كنترل مدار باز انتخاب می‌شود. در این شرایط نسبت باز/

بسته بودن سوپاپ سولنوئیدی از یك نقشه‌ی كنترل موجود در ECU انتخاب می‌شود.

شكل 5- مدار كنترل خودكار كنترل الكترونیكی موتور دیزل. (Q مقدار هوای جاری (nact دور موتور (حقیقی). (PA فشار هوای اتمسفر Sset‌( سیگنال طوقه‌ی كنترل (نقطه‌ی از پیش تعیین شده) (Sact وضعیت طوقه‌ی كنترل (حقیقی) Sv set سیگنال وسیله‌ی زمانبندی (نقطه‌ی از پیش تعیین شده). (tk درجه‌ی حرارت سوخت. (tL درجه‌ی حرارت هوای ورودی (tM درجه‌ی حرارت موتور. ti act) شروع تزریق (حقیقی).

گردش دوباره‌ی گاز اگزوز (EGR)

EGR برای كاهش گازهای سمی در اگزوز به كار می‌رود. بخشی از گاز اگزوز انتخاب شده، با هوای تازه مخلوط می‌شود. مقدار هوای ورودی به موتور (كه متناسب با میزان EGR می‌باشد) به وسیله حس‌گر هوای ورودی اندازه‌گیری می‌شود و در داخل ECU با مقدار در نظر گرفته شده در نقشه EGR مقایسه می‌گردد كه در این مقایسه اطلاعات مربوط به موتور و تزریق سوخت در نظر گرفته می‌شوند.

اگر تفاوتی در این مقایسه باشد، ECU سیگنال كارانداز را كه روی یك مبدل انرژی الكتریكی- بادی عمل می‌كند تغییر می‌دهد. بدین ترتیب سوپاپ EGR جهت كمیت صحیح دود اگزوز برگشتی تنظیم می‌شود.

انتخاب سرعت و تثبیت آن

یك سیگنال مربوط به سرعت ارزیابی شده‌ی خودرو با سیگنال از پیش تعیین شده‌ای كه توسط راننده از طریق صفحه‌ی كنترل ارسال می‌شود، مقایسه می‌گردد. سپس مقدار سوخت تزریقی طوری تنظیم می‌شود كه سرعت انتخاب شده توسط راننده در همه حال حفظ شود.

وظایف تكمیلی

كنترل الكترونیكی دیزل (EDC) دارای یك سری وظایف تكمیلی نیز می‌باشد كه به طور چشم‌گیری، با مقایسه با گاورنر مكانیكی پمپ انژكتور، قابلیت رانندگی را در خودرو بهبود می‌بخشد.

لرزه‌گیر فعال

با فعال بودن یك لرزه‌گیر (ARD) لرزش‌های طولی ناراحت كننده در خودرو می‌تواند برطرف گردد.

كنترل دور آرام

كنترل دور آرام با تعیین مقدار مناسب سوخت برای هر كدام از سیلندرها مانع از لرزش موتور در دور آرام می‌شود.

اقدامات ایمنی

خودآگاهی

موارد ایمنی شامل كنترل حس‌گرها، عمل‌كننده‌ها و ریزپردازنده‌ها توسط ECU و همین‌طور رساندن وسیله‌ی نقلیه‌ی معیوب به تعمیرگاه و انجام موارد اضطراری، است كه در هنگام از كار افتادن بخشی از سیستم صورت می‌گیرد. اگر بخش‌های مهمی از سیستم از كار بیافتند، سیستم عیب یاب نه تنها به وسیله‌ی چراغ خطر موجود در پانل راننده را آگاه می‌سازد، بلكه نحوه‌ی رفع ایراد در تعمیرگاه را نیز تشریح می‌كند.

رساندن وسیله‌ی نقلیه‌ی معیوب به تعمیرگاه و وظایف اضطراری

موارد بسیار زیادی در خصوص كارهای اضطراری و رساندن وسیله‌ی نقلیه‌ی معیوب به تعمیرگاه در سیستم موجود است. به عنوان مثال اگر حس‌گر دور موتور خراب شود، می‌توان در فاصله‌ی بین دو تزریق، سیگنال‌های تولید شده توسط حس‌گر سوزن انژكتور را برای این منظور جایگزین نمود. و اگر عمل كننده‌ی مقدار سوخت تزریقی از كار بیافتد، یك خاموش كن برقی جداگانه (ELAB) موتور را خاموش می‌كند. چراغ خطر تنها در مواردی كه بخش مهمی از سیستم از كار می‌افتد روشن می‌شود. جدول زیر عكس‌العمل ECU را وقتی كه ایراد خاصی پیش می‌آید نشان می‌دهد.

واكنش‌های ECU

خرابی كنترل نمودن واكنش چراغ خطر خروجی عیب‌یاب
حس‌گرهای اصلاح كننده گستره‌ی سیگنال كاهش سوخت تزریقی =  
حس‌گرهای سیستم گستره‌ی سیگنال انتقال ماشین معیوب به تعمیرگاه یا وظیفه‌ی اضطراری (درجه بندی شده) = =
رایانه زمان كار برنامه (خودآموز) انتقال ماشین معیوب به تعمیرگاه یا وظیفه‌ی اضطراری = =
عمل كننده مقدار سوخت تزریقی تفاوت كنترل دائمی خاموش شدن موتور = =

مزیت‌ها

– سازگاری قابل انعطاف موجب بهبود كیفیت كار موتور و گاز اگزوز می‌گردد.

– مشخص و جدا بودن تك تك وظایف از همدیگر: منحنی مقدار سوخت تحویلی در وضعیت تمام- بار مستقل از مشخصه‌ی گاورنر و فرم آسیاب مقسم می‌باشد.

– پردازش پارامترهائی كه قبلاً انجام آن‌ها به طور مكانیكی امكان پذیر نبود (به عنوان مثال: اصلاح مقدار سوخت تزریقی نسبت به درجه‌ی حرارت و كنترل دور آرام مستقل از بار وارده).

– در سایه وجود كنترهای خودكار، دقت‌كار فرایندها، در طول عمر مفید موتور، بسیار زیاده بوده و رواداری (خطا) كمتر است.

– بهبود قابلیت رانندگی: ذخیره‌ی اطلاعات به صورت نقشه، موجب كنترل ایده‌آل گشته، باعث می‌شود كه پارامترهای كنترل، مستقل از اثرات هیدرولیكی باشند.

بنابراین پارامترهای مزبور در طول بهینه‌سازی كل سیستم موتور/ خودرو به طور دقیق تنظیم می‌شوند. و در سایه‌ی این تنظیمات، لرزشها و حركات نامطلوب در دور آرام اتفاق نمی‌افتند.

– وجود یك ارتباط درونی با سایر سیستم‌های الكترونیكی موجود در وسیله‌ی نقلیه منجر به این می‌شود كه خودرو امن‌تر، راحت‌تر و اقتصادی تر باشد و همین‌طور انعطاف پذیری آن افزایش یابد (به عنوان مثال: سیستم‌های گرمكن و یا تعویض دنده‌ی الكترونیكی). با توجه به این كه نیازی به اضافه نمودن واحدهای مكانیكی نمی‌باشد، كاهش چشم‌گیری در فضای مورد نیاز برای پمپ انژكتور ایجاد می‌شود.

خاموش كردن موتور

همان‌طوری كه پیشتر نیز ذكر شده است، موتورهای دیزلی كه اصول احتراق خودبه خودی در آن‌ها به كار می‌رود؛ تنها راه خاموش كردن موتور قطع سوخت تحویلی می‌باشد.

وقتی كه موتور دیزل مجهز به كنترل الكترونیكی دیزل (EDC) است، موتور توسط عمل كننده‌ی مقدار سوخت تزریقی خاموش می‌شود (ورودی از ECU: مقدار سوخت تزریقی= صفر). همانطور كه پیشتر نیز بیان شد، یك خاموش كن برقی یدكی در موتور نصب می‌شود تا در صورت خرابی عمل كننده، مورد استفاده قرار گیرد.

خاموش كن الكتریكی

خاموش كن الكتریكی توسط سویچ خودرو به كار می‌افتد و این خاموش كن فقط برای راحتی كار راننده تعبیه شده است.

در پمپ انژكتور آسیابی، سوپاپ سولنوئیدی برای قطع سوخت در بالای آسیاب مقسم نصب شده است. وقتی موتور در حال كار است، ورودی محفظه‌ی فشار قوی توسط سوپاپ سولنوئیدی باز می‌ماند (صفحه اتصال با مخروط آببند به طرف داخل كشیده می‌شود). وقتی سویچ خودرو به طرف «خاموش» می‌چرخد، جریان برق به سوپاپ سولنوئیدی قطع شده، سولنوئید آن از كار می‌افتد. در این حالت فنر قادر است صفحه اتصال و مخروط آببند را به نشیمن سوپاپ فشار دهد و ورودی سوخت را به محفظه‌ی فشار قوی ببندد و بدین ترتیب پلانجر مقسم نمی‌تواند سوختی را تحویل دهد.

برای دیدن قسمت های دیگر این تحقیق لطفا” از منوی جستجوی سایت که در قسمت بالا قرار دارد استفاده کنید. یا از منوی سایت، فایل های دسته بندی رشته مورد نظر خود را ببینید.

با فرمت ورد

Leave a comment