Принцип работы системы
Autoservice-ryazan.ru

Автомобильный портал

Принцип работы системы

Автоматическое регулирование технологических процессов

Автоматическое регулирование — это управление технологическими процессами при помощи продвинутых устройств с заранее определенными алгоритмами.

В быту, например, автоматическое регулирование может осуществляться при помощи термостата, который измеряет и поддерживает комнатную температуру на заданном уровне.

Автоматическое регулирование

После того, как желательная температура задана, термостат автоматически контролирует комнатную температуру и включает или отключает нагреватель или воздушный кондиционер по мере необходимости, чтобы поддержать заданную температуру.

На производстве управление процессами обычно осуществляется средствами КИП и А, которые измеряют и поддерживают на необходимом уровне технологические параметры процесса, такие как: температура, давление, уровень и расход. Ручное регулирование на более-менее масштабном производстве затруднительно по ряду причин, а многие процессы вообще невозможно регулировать вручную.

Технологические процессы и переменные процесса

Для нормального выполнения технологических процессов необходимо контролировать физические условия их протекания. Такие физические параметры, как температура, давление, уровень и расход могут изменяться по многим причинам, и их изменения влияют на технологический процесс. Эти изменяемые физические условия называются «переменными процесса».

Некоторые из них могут понизить эффективность производства и увеличить производственные затраты. Задачей системы автоматического регулирования является минимизация производственных потерь и затрат на регулирование, связанных с произвольным изменением переменных процесса.

На любом производстве осуществляется воздействие на сырьё и другие исходные компоненты для получения целевого продукта. Эффективность и экономичность работы любого производства зависит от того, как технологические процессы и переменные процесса управляются посредством специальных систем регулирования.

На тепловой электростанции, работающей на угле, уголь размалывается и затем сжигается, чтобы произвести тепло, необходимое для преобразования воды в пар. Пар может использоваться по множеству назначений: для работы паровых турбин, тепловой обработки или сушки сырых материалов. Ряд операций, которые эти материалы и вещества проходят, называется «технологическим процессом». Слово «процесс» также часто используется по отношению к индивидуальным операциям. Например, операция по размолу угля или превращения воды в пар могла бы называться процессом.

Принцип работы и элементы системы автоматического регулирования

В случае системы автоматического регулирования наблюдение и регулирование производится автоматически при помощи заранее настроенных приборов. Аппаратура способна выполнять все действия быстрее и точнее, чем в случае ручного регулирования.

Действие системы может быть разделено на две части: система определяет изменение значения переменной процесса и затем производит корректирующее воздействие, вынуждающее переменную процесса вернуться к заданному значению.

Система автоматического регулирования содержит четыре основных элемента: первичный элемент, измерительный элемент, регулирующий элемент и конечный элемент.

Элементы системы автоматического регулирования

Первичный элемент воспринимает величину переменной процесса и превращает его в физическую величину, которое передается в измерительный элемент. Измерительный элемент преобразовывает физическое изменение, произведенное первичным элементом, в сигнал, представляющий величину переменной процесса.

Выходной сигнал от измерительного элемента посылается к регулирующему элементу. Регулирующий элемент сравнивает сигнал от измерительного элемента с опорным сигналом, который представляет собой заданное значение и вычисляет разницу между этими двумя сигналами. Затем регулирующий элемент производит корректирующий сигнал, который представляет собой разницу между действительной величиной переменной процесса и ее заданным значением.

Выходной сигнал от регулирующего элемента посылается к конечному элементу регулирования. Конечный элемент регулирования преобразовывает получаемый им сигнал в корректирующее воздействие, которое вынуждает переменную процесса возвратиться к заданному значению.

В дополнение к четырем основным элементам, системы регулирования процессами могут иметь вспомогательное оборудование, которое обеспечивает информацией о величине переменной процесса. Это оборудование может включать такие приборы как самописцы, измерители и устройства сигнализации.

Схема простой системы автоматического регулирования

Виды систем автоматического регулирования

Имеются два основных вида автоматических систем регулирования: замкнутые и разомкнутые, которые различаются по своим характеристикам и следовательно — по уместности применения.

Замкнутая система автоматического регулирования

В замкнутой системе информация о значении регулируемой переменной процесса проходит через всю цепочку приборов и устройств, предназначенных для контроля и регулирования этой переменной. Таким образом, в замкнутой системе производится постоянное измерение регулируемой величины, её сравнение с задающей величиной и оказывается соответствующее воздействие на процесс для приведения регулируемой величины в соответствие с задающей величиной.

Схема замкнутой системы автоматического регулирования

Например, подобная система хорошо подходит для контроля и поддержания необходимого уровня жидкости в резервуаре. Буек воспринимает изменение уровня жидкости. Измерительный преобразователь преобразует изменения уровня в сигнал, который отправляет на регулятор. Который, в свою очередь, сравнивает полученный сигнал с необходимым уровнем, заданным заранее. После регулятор вырабатывает корректирующий сигнал и отправляет его на регулирующий клапан, который корректирует поток воды.

Разомкнутая система автоматического регулирования

В разомкнутой системе нет замкнутой цепочки измерительных и обрабатывающих сигнал приборов и устройств от выхода до входа процесса, и воздействие регулятора на процесс не зависит от результирующего значения регулируемой переменной. Здесь не производится сравнение между текущим и желаемым значением переменной процесса и не вырабатывается корректирующее воздействие.

Схема разомкнутой системы автоматического регулирования

Один из примеров разомкнутой системы регулирования — автоматическая мойка автомобилей. Это технологический процесс по мойке автомобилей и все необходимые операции чётко определены. Когда автомобиль выходит с мойки предполагается, что он должен быть чистым. Если автомобиль недостаточно чист, то система этого не обнаруживает. Здесь нет никакого элемента, который бы давал информацию об этом и корректировал процесс.

На производстве некоторые разомкнутые системы используют таймеры, чтобы гарантировать, что ряд последовательных операций выполнен. Этот вид разомкнутого регулирования может быть приемлем, если процесс не очень ответственный. Однако, если процесс требует, чтобы выполнение некоторых условий было проверено и при необходимости были бы сделаны корректировки, разомкнутая система не приемлема. В таких ситуациях необходимо применить замкнутую систему.

Методы автоматического регулирования

Системы автоматического регулирования могут создаваться на основе двух основных методов регулирования: регулирования с обратной связью, которое работает путем исправления отклонений переменной процесса после того, как они произошли; и с воздействием по возмущению, которое предотвращает возникновение отклонений переменной процесса.

Регулирование с обратной связью

Регулирование с обратной связью — это такой способ автоматического регулирования, когда измеренное значение переменной процесса сравнивается с ее уставкой срабатывания и предпринимаются действия для исправления любого отклонения переменной от заданного значения.

Система ручного регулирования с обратной связью

Основным недостатком системы регулирования с обратной связью является то, что она не начинает регулировки процесса до тех пор, пока не произойдет отклонение регулируемой переменной процесса от значения ее уставки.

Температура должна измениться, прежде чем регулирующая система начнет открывать или закрывать управляющий клапан на линии пара. В большинстве систем регулирования такой тип регулирующего действия приемлем и заложен в конструкцию системы.

В некоторых промышленных процессах, таких как изготовление лекарственных препаратов, нельзя допустить отклонение переменной процесса от значения уставки. Любое отклонение может привести к потере продукта. В этом случае необходима система регулирования, которая бы предвосхищала изменения процесса. Такой упреждающий тип регулирования обеспечивается системой регулирования с воздействием по возмущению.

Регулирование с воздействием по возмущению

Регулирование по возмущению — это регулирование с опережением, потому что прогнозируется ожидаемое изменение в регулируемой переменной и принимаются меры прежде, чем это изменение происходит.

Это фундаментальное различие между регулированием с воздействием по возмущению и регулированием с обратной связью. Контур регулирования с воздействием по возмущению пытается нейтрализовать возмущение прежде, чем оно изменит регулируемую переменную, в то время, как контур регулирования с обратной связью пытается отрабатывать возмущение после того, как оно воздействует на регулируемую переменную.

Система регулирования с воздействием по возмущению

Система регулирования с воздействием по возмущению имеет очевидное преимущество перед системой регулирования с обратной связью. При регулировании по возмущению в идеальном случае величина регулируемой переменной не изменяется, она остается на значении ее уставки. Но ручное регулирование по возмущению требует более сложного понимания того влияния, которое возмущение окажет на регулируемую переменную, а также использования более сложных и точных приборов.

На заводе редко можно встретить чистую систему регулирования по возмущению. Когда используется система регулирования по возмущению, она обычно сочетается с системой регулирования с обратной связью. И даже в этом случае регулирование по возмущению предназначается только для более ответственных операций, которые требуют очень точного регулирования.

Одноконтурные и многоконтурные системы регулирования

Одноконтурная система регулирования или простой контур регулирования — это система регулирования с одним контуром, который обычно содержит только один первичный чувствительный элемент и обеспечивает обработку только одного входного сигнала на регулятор.

Одноконтурная система регулирования

Некоторые системы регулирования имеют два или больше первичных элемента и обрабатывают больше, чем один входной сигнал на регулятор. Эти системы автоматического регулирования называются «многоконтурными» системами регулирования.

Многоконтурная система регулирования

Принцип работы системы динамической стабилизации (ESP)

Оснащение современного автомобиля делает процесс управления простым. В то же время нельзя сказать, что это уж слишком легкое дело. Требуется учитывать много нюансов, чтобы не оказаться на обочине не только дороги, но и жизни. Важны дорожные изгибы, погодные условия, опыт вождения и многое другое. Автомобиль способен вести себя на дороге непредсказуемо. Утрата контроля может спровоцировать аварию. Как предотвратить такое развитие событий?

Читать еще:  Потеря мощности инжекторного двигателя

Содержание:

Это можно сделать с помощью ESP. Под этой аббревиатурой скрывается система, обеспечивающая курсовую устойчивость. С позиции английского языка расшифровывается так: Electronic Stability Program.

Что такое ESP

Под ней понимается система безопасности, которая посредством компьютера управляет автомобилем в нестандартных ситуациях. Если автомобиль теряет устойчивость на дороге, то есть начинает выписывать опасную траекторию, то его положение принудительно выравнивается.

ESP не является единым обозначением систем динамической стабилизации. Перед нами популярная торговая марка и не более. Поэтому будем рассматривать именно ее. Хотя своя популярность есть и у других подобных систем, например, ESC и DSC.

История

Первый патент на систему рассматриваемого вида был выдан в 1959 году. Разработка называлась «Управляющее устройство». Ее инициатором стал концерн Daimler-Benz. Результат оказался посредственным. Инженеры концерна не смогли предложить продукт, который мог бы стать реальным помощником водителя.

Все изменилась спустя много лет. В 1994 году премиальные Мерседесы получили оснащение полноценной системой безопасности. Несколько позднее курсовая стабилизация стала доступна на серийных машинах компании Mercedes-Benz.

Устройство

Сама по себе ESP не способна выполнять возложенные на нее задачи. В помощь требуются электронные датчики. Обработкой поступающих от них сигналов занимается специальный блок. Электроника вовремя информирует систему о неадекватном поведении автомобиля, что дает возможность вернуть контроль над транспортным средством.

Перечень составных элементов формируется за счет:

  • основного блока, предназначенного для обработки сигналов от датчиков и управления конкретными устройствами;
  • датчиков, фиксирующих, с какой скоростью вращается каждое колесо;
  • датчиков, измеряющих скорость и отклонение транспортного средства по оси. Датчики этого вида находятся внутри одного корпуса;
  • контроллера, способного определить, как рулевое колесо изменяет угол поворота;
  • гидравлического блока, инициирующего тормозные усилия.

К помощникам также относят следующие системы:

  • ABS – исключение вероятности блокировки колес во время торможения;
  • EBD – распределение усилий при управлении тормозными дисками;
  • ASR – контроль того, насколько проскальзывают колеса, с последующим перераспределением крутящего момента. Исключается пробуксовка;
  • EDS – дополнение к ASR. Блокировка дифференциального механизма.

Как это работает

Курсовая стабилизация посредством ESP невозможна без ABS. Антиблокировочная система – это важный момент корректировки поведения автомобиля. Процесс стабилизации также обеспечивается за счет функциональности антипробуксовочной системы и блока, способного изменять режим работы двигателя.

ESP определяет развитие заноса по нескольким параметрам. Например, при малом угле поворота колес может фиксироваться превышение поперечного ускорения и значительное изменение угла поворота транспортного средства. Это выходит за рамки «правильной езды», поэтому система начинает действовать.

На практике происходит подтормаживание конкретных колес или ослабление тормозного усилия. Гидромодулятор изменяет состояние тормозной системы в части ее давления. Работа силового агрегата корректируется. Блок-контроллер сокращает подачу топлива, что уменьшает крутящий момент, передающийся на колеса. В результате машине придается прежняя траектория.

В структуре имеется главный блок, принимающий и обрабатывающий информацию, поступающую от датчиков. Под такой информацией понимается несколько моментов: с какой скоростью вращаются колеса, в каком положении руль и насколько давление в тормозной системе соответствует норме. На основе подобных данных ESP принимает решение, как ей действовать. При этом наиболее важны сигналы от двух датчиков, считывающих поперечное ускорение и угловую скорость.

Рассмотрим на примере упрощенную схему того, как происходит курсовая стабилизация.

Занос

На блок-контроллер поступают данные:

  • задняя ось начинает смещаться по тому направлению, куда заносит;
  • величина скорости скольжения выходит за рамки допустимых значений.

Если вы опытный водитель, то поддадите газу и постараетесь выйти из заноса. Ключевое слово здесь «опытный», но за рулем в большинстве своем оказываются те, кто не был в подобных ситуациях. Они могут растеряться. Также стоит учитывать невнимательность. Именно здесь и возникает необходимость в ESP.

Система возвращает автомобиль на прежний курс с помощью торможения переднего колеса с внешней стороны.

Датчики сигнализируют о нестандартном поведении транспортного средства:

  • фиксируется смещение передней оси по такому направлению, как внешняя сторона поворота;
  • скорость рысканья определяется как небольшая.

Система стабилизирует автомобиль, что достигается торможением заднего колеса с внутренней стороны.

Обязательность наличия ESP

Эксплуатируемые в странах ЕС автомобили оснащаются ESP, что узаконено с 2014 года. Это обязательно для минимальной комплектации. Что касается России, то такое правило также имеется, но оно действует лишь при сертификации новых авто. Для остальных машин усовершенствование этого плана возможно только за дополнительную плату.

Самостоятельная установка

При желании и определенном умении можно установить ESP самому. Для этого необходимо знать, какие элементы системы нужны, куда они устанавливаются, как использовать сканер и соответствующее ПО. В остальном надо будет приобрести:

Неисправности

Сигнал о том, что ESP вышла из строя, поступает на приборную панель, где имеется контрольный указатель. Такая ситуация возможна в результате:

  • поломки блок-контроллера;
  • обрыва цепи, что преимущественно происходит с датчиками скорости;
  • выхода из строя датчика тормозного усилия и т. д.

В любом случае надо вовремя реагировать на сигнал неисправности. Для конкретизации проблемы требуется проведение компьютерной диагностики.

Вывод

Некоторые автолюбители считают, что ESP – это препятствование нормальному вождению и невозможность выхода из критических ситуаций. Последнее утверждение верно, но отчасти. Процент неадекватного поведения ESP ничтожно мал.

Система, обеспечивающая курсовую устойчивость, эффективна. Она не позволяет водителям вести себя на дроге слишком вольготно. Пресекаются попытки вождения, выходящие за рамки дозволенного. Потеря же мощности на скользких покрытиях в условиях бездорожья покрывается электронной имитацией блокировок, что помогает преодолевать препятствия, когда происходит диагональное вывешивание.

Видео

–>Автозапчасти и СТО –>

Антиблокировочная тормозная система (ABS) – это электрогидравлическая система активной безопасности, позволяющая сохранить управляемость и устойчивость автомобиля при торможении за счет предотвращения блокировки колес. АБС особенно эффективна на дорожных покрытиях с невысоким коэффициентом сцепления, а также при плохой погоде (снег, гололед, дождь). Расшифровка аббревиатуры ABS — Antilock Brake System, что дословно переводится как «антиблокировочная система тормозов». Рассмотрим принцип работы системы, ее основные составляющие, поколения, а также плюсы и минусы использования.

Устройство и основные компоненты системы


Компоненты системы ABS

В состав антиблокировочной тормозной системы входят:

  • Датчики частоты вращения колес. Датчики работают на основе эффекта Холла и установлены на ступице каждого колеса. Они определяют скорость вращения колес и передают сигнал в блок управления АБС.
  • Блок управления. Основная функция электронного блока управления (ЭБУ) – обеспечить работу тормозной системы в наиболее эффективном и стабильном диапазоне, при котором тормозная сила будет максимальна, а колеса автомобиля не будут заблокированы. Для этого блок управления проводит непрерывные вычисления изменения скорости вращения колес (замедления). На основании данных показателей формируются управляющие сигналы для исполнительных устройств: насоса и электромагнитных клапанов гидравлического блока.
  • Гидравлический блок. Этот компонент ABS является исполнительным устройством. Гидравлический блок включает в себя электромагнитные клапаны (впускные и выпускные), гидроаккумуляторы, кулачковый насос с электрическим двигателем, демпфирующие камеры.

Электромагнитные клапаны управляют процессом торможения, каждый в своем контуре. Для каждого рабочего тормозного цилиндра предполагается пара клапанов (один впускной и один выпускной). Гидроаккумуляторы предназначены для ускорения сброса давления в тормозном контуре. Они наполняются тормозной жидкостью во время открытия выпускных клапанов. Далее в работу включается кулачковый насос, который откачивает тормозную жидкость обратно в главный тормозной цилиндр. Именно по этой причине при работе системы АБС водителем ощущаются толчки в педаль тормоза. Демпфирующие камеры гасят колебания жидкости при работе системы. Так как в автомобиле два контура гидропривода тормозной системы, в гидравлический блок, как правило, интегрируют два аккумулятора давления и две демпфирующие камеры.

Принцип работы системы


Схема системы АБС

Антиблокировочная система тормозов выполняет свою работу циклически, при этом каждый цикл состоит из трех фаз:

  1. Увеличение давления (водителем). Торможение происходит в нормальном режиме, давление в системе повышается за счет нажатия водителем на педаль тормоза. Впускные клапана гидроблока открыты, выпускные закрыты. Если скорость вращения колеса слишком интенсивно замедляется и превышает определенное значение, то блок управления ABS переводит впускной клапан в положение «закрыто», выпускной также закрыт. Система переходит в следующую фазу.
  2. Удержание давления. На данном этапе система АБС как бы «отрезает» главный тормозной цилиндр от процесса торможения, и в контуре «гидравлический блок — рабочий тормозной цилиндр колеса» поддерживается постоянное давление. Даже если водитель начнет нажимать на педаль тормоза дальше, давление увеличиваться не будет. В этом режиме торможение происходит при максимальной тормозной силе, то есть наиболее эффективно. Блок управления продолжает контролировать скорость вращения колес, и если она уменьшится ниже допустимого порога, то есть возникнет угроза блокировки колес, поступит команда на открытие выпускного клапана и сброс давления.
  3. Сброс давления. В этой фазе открывается выпускной клапан, и давление резко понижается. Сначала жидкость попадает в гидроаккумулятор, далее откачивается насосом обратно в ГТЦ. Впускной клапан продолжает находиться в закрытом положении. После того, как скорость замедления колес вернется к допустимым значениям, выпускной клапан закрывается. Открывается впускной клапан, и цикл начинается с начала.

Существует довольно распространенное заблуждение, что ABS самостоятельно повышает давление в тормозной системе. На самом деле это не так, если речь идет о системе АБС в ее чистом виде (без ESP). Давление в ней повышается исключительно за счет действий водителя.

Данный цикл работы антиблокировочной тормозной системы автомобиля воспроизводится, пока не завершится торможение, и может повторяться около 6 раз в секунду. Отметим, что срабатывание ABS происходит при экстренном (резком) торможении. Отключить систему АБС нельзя без вмешательств в конструкцию автомобиля, так как приостановка ее работы может привести к трагическим последствиям (потому не предусмотрена автопроизводителями).

Читать еще:  Компьютерная диагностика двигателя автомобиля

Отметим, что ABS интегрируется в штатную тормозную систему автомашины, не изменяя ее конструктивно. Если антиблокировочная тормозная система автомобиля неисправна, на панели приборов загорится соответствующий индикатор (контрольная лампа).

Поколения антиблокировочной системы

Чтобы создать систему ABS, потребовалось 14 лет усилий огромного числа инженеров. ABS выпускается с 1978 года, ее создатель – фирма Bosch.

Первое поколение системы (1970 год) получило название ABS-1. Данное электромеханическое изделие не отличалось надежностью и долговечностью из-за тысячи аналоговых компонентов, которые использовались в ЭБУ. Хотя главная функция ABS и выполнялась, но изделие для массового производства не подходило.

Второе поколение (1978 год). ABS-2 фирмы Bosch впервые начала устанавливаться как опция в автомобилях Mercedes-Benz S-класса, а спустя некоторое время и в лимузинах BMW 7-й серии. Количество компонентов уменьшилось до 140, а масса гидравлического блока составила 6,3 кг.

В последующих поколениях ABS инженеры Bosch сделали ставку на усовершенствование системы и уменьшение ее габаритов. Так, в 1980 году вышла ABS-2E, в которой масса гидравлического блока составила уже 4,9 кг, а количество компонентов уменьшилось до 40. В 1995 году появилась ABS 5.3 с массой гидравлического блока 2,6 кг и 25 компонентами. В 2003 году выходит ABS 8, в которой 16 компонентов, а масса гидравлического блока снизилась до 1,6 кг. С 2010 года Bosch выпускает 9 поколение системы ABS, которую отличают компактные габариты и гидравлический блок массой всего 1,1 кг.

Преимущества и недостатки системы

Рассмотрим основные плюсы системы АБС:

сохраняет управляемость и устойчивость автомобиля при экстренном торможении, плохой погоде и т.д.;

в большинстве случаев уменьшает длину тормозного пути;

повышает эффективность процесса торможения;

обеспечивает лучшую маневренность автомобиля на скользком дорожном покрытии.

Sayway › Блог › Принципы работы системы электронного впрыска топлива

Система электронного впрыска топлива (EFI) представляет собой совокупность управляемых топливных клапанов, открываемых электрическим сигналом, и обеспечивающих подачу топлива в двигатель. Соотношение воздух/топливо определяется временем, в течении которого форсунки остаются открытыми во время рабочего цикла. Это время называется длительностью импульса. Компьютер EFI собирает данные с группы датчиков, которые сообщают ему, на каких оборотах работает двигатель и нагрузку на него в данный момент. Имея эти данные, компьютер начинает просматривать находящуюся в его памяти информацию, чтобы определить, как долго он должен держать форсунки открытыми, чтобы обеспечить топливные требования, продиктованные этими условиями. Когда эта информация найдена, она извлекается из памяти и передается к форсункам как импульс напряжения определенной длительности. Длительность импульса измеряется в тысячных долях секунды, или в миллисекундах (мс). Когда этот цикл закончен, программа компьютера сообщает ему, об этом, и он продолжает выполнять его снова и снова, при этом компьютер всегда готов получить новые исходные данные. Все это — получение данных, анализ, и преобразование занимают приблизительно 15 % мощности компьютера. Оставшаяся часть времени это простой процессора. Жаль, что вы не можете получить денежную компенсацию за время бездействия процессора. Датчики, на которые компьютер полагается, чтобы получать информацию — неотъемлемая часть EFI и являются глазам и ушам системы:

Датчик массового расхода воздуха/датчик расхода воздуха. Система впрыска, работающая с датчиком массового расхода воздуха или датчиком расхода воздуха, названа системой впрыска “с массовым расходом”. Чувствительный элемент измеряет число молекул воздуха, попадающих в систему в любой момент времени. Если это число разделить на обороты двигателя, это даст точное значение количества топлива, не обходимого для одного рабочего цикла в двигателе.

Датчик температуры воздуха. Плотность воздуха изменяется как функция температуры. Поэтому, компьютер должен знать, что необходимо изменить длительность импульса, если датчик температуры воздуха обнаруживает изменение температуры воздуха.

Барометрический датчик. Плотность воздуха также изменяется с высотой. Датчик атмосферного давления сообщает компьютеру об изменении высоты.

Датчик температуры охлаждающей жидкости. Количество топлива, требуемое двигателю, обратно пропорционально температуре двигателя. Датчик температуры охлаждающей жидкости отражает рабочую температуру двигателя. Холодному двигателю требуется большее количество топлива для того, чтобы получить достаточно паров топлива для воспламенения. Чем более нагрет двигатель, тем легче парообразование, и меньше количество требуемого топлива.

Датчик давления во впускном коллекторе. Не все системы EFJ оборудованы датчиком давления во впускном коллекторе. Те, в которых он присутствует, называются системами EF1, работающими на принципе “плотность/скорость”. Когда используется датчик давления во впускном коллекторе, датчик массового расхода воздуха или датчик расхода воздуха становится не нужен. Давление во впускном коллекторе в любой данный момент достаточно точно отражает нагрузку на двигатель. Следовательно, датчик давления во впускном коллекторе сообщает компьютеру данные о текущем эксплуатационном режиме.

Датчик кислорода. Датчик кислорода измеряет количество остаточного кислорода в выхлопных газах после процесса горения. Он установлен в выпускном коллекторе и таким образом становится для компьютера «сторожевым псом» фактического качества смеси. Если датчик обнаруживает слишком большое количество кислорода, компьютер, на основе информации в его памяти, будет немного увеличивать длительность импульсов впрыска, таким образом, добавляя топливо и используя избыточный кислород. Контролируя оставшийся кислород, компьютер может непрерывно поддерживать необходимую длительность импульсов, для обеспечения запрограммированного соотношения воздух/топливо. В жизни датчик кислорода нужен для поддержания соотношения воздух/топливо в рамках, необходимых для работы трехкомпонентного катализатора. Это не устройство для экономии топлива или обеспечения мощности.

Датчик частоты вращения. Импульсы впрыска каждый рабочий цикл должны, конечно, всегда соответствовать частоте вращения двигателя. Датчик оборотов двигателя обеспечивает это, контролируя низковольтные импульсы на катушке зажигания.

Датчик положения распределительного вала. В системе последовательного впрыска датчик положения распределительного вала сообщает блоку управления, в каком порядке работают цилиндры двигателя. По сигналам этого датчика блок управления определяет, в каком порядке осуществлять впрыск.

Датчик положения дроссельной заслонки. Полезная мощность двигателя в значительной степени зависит от положения дроссельной заслонки. Полностью открытая дроссельная заслонка, очевидно, говорит о том, что от двигателя требуется все, на что он способен, и расход топлива должен, в этом случае, быть увеличен. Поэтому, положение дроссельной заслонки является для компьютера важным параметром. Еще один тип данных, которые дает датчик положения дроссельной заслонки — скорость изменения положения дроссельной заслонки. Эта функция становится эквивалентом ускорительного насоса в карбюраторе. Ускорительный насос обеспечивает быстрое обогащение смеси, при быстром открытии дроссельной заслонки.

Дополнительные компоненты системы EFI — топливный насос, регулятор давления, топливопроводы, пневмоклапаны, регулятор холостых оборотов и различные реле.

Описание и принцип работы системы курсовой устойчивости ESC

Система курсовой устойчивости ESC – это электрогидравлическая система активной безопасности, главное назначение которой — не дать автомобилю уйти в занос, то есть предотвратить отклонение от заданной траектории движения при резком маневрировании. ESC имеет еще одно название — «система динамической стабилизации». Аббревиатура ESC расшифровывается как Electronic Stability Control — электронный контроль устойчивости (ЭКУ). Система стабилизации — это комплексная система, охватывающая возможности ABS и TCS. Рассмотрим принцип действия системы, ее основные компоненты, а также положительные и отрицательные стороны эксплуатации.

Принцип работы системы

Разберем принцип работы ESC на примере системы курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Programme) от компании Bosch, которая устанавливается на автомобили с 1995 года.

ESC стабилизирует положение автомобиля при заносе

Самое важное для ESP – это правильно определить момент наступления неконтролируемой (аварийной) ситуации. Во время движения система стабилизации непрерывно сопоставляет параметры движения автомобиля и действия водителя. Система начинает работать, если действия человека за рулем становятся отличными от фактических параметров движения машины. Например, резкий поворот руля на большой угол.

Система активной безопасности может стабилизировать движение автомобиля несколькими способами:

  • притормаживанием определенных колес;
  • изменением крутящего момента двигателя;
  • изменением угла поворота передних колес (если установлена система активного рулевого управления);
  • изменением степени демпфирования амортизаторов (если установлена адаптивная подвеска).

Система курсовой устойчивости не дает автомобилю уйти за пределы заданной траектории поворота. Если датчиками фиксируется недостаточная поворачиваемость, то ESP осуществляет притормаживание заднего внутреннего колеса, а также меняет крутящий момент двигателя. Если выявлена избыточная поворачиваемость, то система притормаживает переднее наружнее колесо, а также варьирует крутящий момент.

Читать еще:  Промывка топливной системы дизельного двигателя

Чтобы подтормаживать колеса, ESP использует систему ABS, на базе которой она построена. Цикл работы включает три стадии: повышение давления, поддержание давления, сбрасывание давления в тормозной системе.

Крутящий момент двигателя изменяется системой динамической стабилизации следующими способами:

  • отменой переключения передачи в автоматической коробке переключения передач;
  • пропуском впрыска топлива;
  • изменением угла опережения зажигания;
  • изменением угла положения дроссельной заслонки;
  • пропуском зажигания;
  • перераспределением крутящего момента по осям (на автомобилях с полным приводом).

Устройство и основные компоненты

Система курсовой устойчивости – это совокупность более простых систем: ABS (предотвращает блокировку тормозов), EBD (распределяет тормозные усилия), EDS (блокирует дифференциал с помощью электроники), TCS (предотвращает пробуксовку колес).

Компоненты системы курсовой устойчивости: 1 – гидравлический блок с ЭБУ; 2 – датчики частоты вращения колес; 3 ­– датчик угла поворота рулевого колеса; 4 – датчик линейных и угловых ускорений; 5 – электронный блок управления двигателем

Система динамической стабилизации включает в себя набор датчиков, электронный блок управления (ЭБУ) и исполнительное устройство – гидравлический блок.

Датчики отслеживают определенные параметры движения автомобиля и передают их в блок управления. С помощью датчиков ESC оценивает действия человека за рулем, а также параметры движения машины.

Для оценки действий человека за рулем система курсовой устойчивости использует датчики давления в тормозной системе и угла поворота рулевого колеса, а также выключатель стоп-сигнала. Параметры движения автомобиля отслеживают датчики давления в тормозной системе, частоты вращения колес, угловой скорости машины, продольного и поперечного ускорения.

На основании данных, полученных от датчиков, блок управления генерирует управляющие сигналы для исполнительных устройств систем, входящих в состав ESC. Команды от ЭБУ получают:

  • впускные и выпускные клапаны антиблокировочной системы;
  • клапаны высокого давления и переключающие клапаны антипробуксовочной системы;
  • контрольные лампы ABS, ESP и тормозной системы.

При работе ЭБУ взаимодействует с блоком управления автоматической коробки передач, а также с блоком управления двигателем. Блок управления не только принимает сигналы от данных систем, но и формирует для их элементов управляющие воздействия.

Отключение системы ESC

Если система динамической стабилизации «мешает» водителю при управлении автомобилем, то ее можно отключить. Обычно для этих целей есть специальная кнопка на приборной панели. ESC рекомендуется отключать в следующих случаях:

  • при использовании малого запасного колеса (докатки);
  • при использовании колес разного диаметра;
  • при езде по траве, неоднородному льду, бездорожью, песку;
  • при езде с цепями противоскольжения;
  • во время раскачки автомобиля, которая застряла в снегу/грязи;
  • при испытании машины на динамическом стенде.

Преимущества и недостатки системы

Рассмотрим плюсы и минусы использования системы динамической стабилизации. Преимущества ESC:

  • помогает удерживать автомобиль в пределах заданной траектории;
  • предотвращает опрокидывание автомобиля;
  • стабилизация автопоезда;
  • предотвращает столкновения.
  • esc нужно отключать в определенных ситуациях;
  • неэффективна на высоких скоростях и при маленьком радиусе поворота.

Применение

В Канаде, США и странах Европейского союза с 2011 года система курсовой устойчивости обязательно устанавливается на все легковые автомобили. Отметим, что названия системы различаются в зависимости от производителя. Аббревиатура ESC применяется на автомобилях Kia, Hyundai, Honda; ESP (Electronic Stability Programme) – на многих машинах Европы и США; VSC (Vehicle Stability Control) на автомобилях Toyota; система DSC (Dynamic Stability Control) на машинах Land Rover, BMW, Jaguar.

Система динамической стабилизации – это отличный помощник на дороге, особенно для неопытных водителей. Не стоит забывать, что возможности электроники также не безграничны. Система во многих случаях существенно снижает вероятность аварии, однако водителю никогда не стоит терять бдительность.

Система распределения тормозных усилий – принцип работы, нюансы

Рассмотрим устройство и принцип работы системы распределения тормозных усилий. Основные компоненты, плюсы, минусы и нюансы работы. В конце статьи видео-обзор системы EBD.

Содержание статьи:

  • Что такое EBD
  • Устройство
  • Принцип работы системы
  • Плюсы и минусы
  • Видео

Система распределения тормозных усилий – предназначена деблокировки колес задней оси, благодаря управлению тормозными механизмами. Чаще всего в перечне систем автомобиля механизм числится под названием EBD или EBV. Механизм позволяет предотвратить занос машины, тем самым избежав аварии и уменьшив тормозной путь. Принцип работы системы подобный до ABS, но EBD работает с каждым колесом отдельно.

Что такое система распределения тормозных усилий?

Электронная система распределения тормозных усилий, чаще всего встречается как EBD (Electronic Brake Distribution), работает в паре с ABS и является программным дополнением, нежели физическим механизмом. В зависимости от нагрузки на автомобиль, программное обеспечение распределяет тормозное усилие на колеса, тем самым обеспечивая устойчивость машины и управляемость.

Как правило, в случае резкого торможения вся сила нагрузки (центр тяжести) на автомобиль переходит на переднюю часть, тем самым ослабляя заднюю ось. Уменьшив нагрузку на заднее колесо (независимо от типа привода), есть огромная вероятность того, что они полностью могут быть заблокированы. В результате при плохом дорожном сцеплении автомобиль может понести в сторону, а задняя часть стать неконтролируемой. Именно для того, чтоб не было подобной ситуации в новые автомобили, параллельно с ABS стали внедрять механизм EBD.

Как устроена система EBD?

Как уже говорили, система распределения тормозных усилий это дополнительное программное обеспечение, которое для работы использует систему ABS. Специалисты выделяют три основные элементы, которые входят в механизм EBD:

    Самыми основными считаются датчики системы ABS. Они фиксируют частоту вращения каждого колеса, тем самым указывая на пробуксовку или блокировку колеса;

Электронный блок управления системы распределения тормозных усилий (общий для системы ABS и EBD). Основной задачей считается получение и обработка сигналов, а так же отправка команд исполняющим устройствам;

  • Гидравлический блок (исполняющее устройство) от системы ABS. Выполняет и следит за давлением в тормозном механизме. В зависимости от поступившего сигнала от блока управления, повышает или понижает давление на каждом из колес автомобиля.
  • Как видно из строения, это та же ABS только модернизированная и более функциональна. Система распределения тормозных усилий, в паре с алгоритмом работы механизма ABS позволяет достичь лучшего результата в стабилизации и управлении автомобилем.

    Принцип работы системы EBD

    Так как система распределения тормозных усилий паразитирует на основе механизмов ABS, соответственно и принцип работы будет таким же. Весь цикл работы от начала и до конца можно разделить на 5 основных этапов:

      Система EBD анализирует и сравнивает тормозные усилия между всеми колесами автомобиля. Как правило, выполняется за счет блока управления ABS. В блоке управления есть стандартизированные данные. Если снятая информация с датчиков превышает заданную величину, то включается алгоритм действия системы EBD, зашитый в блок управления.

    Второй этап срабатывания механизма EBD предусматривает закрытие клапанов, чтоб удержать давление в тормозной системе определенного колеса или нескольких колес одновременно. В момент срабатывания блокировки, механизм фиксирует давление и в дальнейшем решает о его повышении или понижении.

    После анализа ситуации, механизм EBD для деблокировки колес открывает впускной клапан, тем самым понижая давление. Если же такое понижение давление безрезультатно, то механизм открывает клапан рабочего контура, тем самым понижая давление во всей системе.

    Не исключено, что колесо может недостаточно тормозить. В случае, если скорость вращения колеса не превышает порог блокировки, то система EBD открывает впускной клапан тормозного механизма. Таким образом, повышается давление, соответственно колесо притормаживает больше и соответствует заданному водителем уровню.

  • На самый крайний случай, если происходит блокировка передних колес, отвечающих за траекторию, то в работу подключается механизм ABS, так как EBD в большей части контролирует заднюю ось автомобиля.
  • Отсюда можно сделать вывод, что EBD не может существовать без ABS. Чаще всего работу механизма распределения тормозных усилий можно увидеть в случае транспортировки габаритного груза в багажнике или на задних сиденьях. В таком случае распределение тормозных усилий будет равномерным, нежели в ситуации, когда центр тяжести максимально перемещается на переднюю ось автомобиля.

    Недостатки и преимущества системы EBD

    Как и любой механизм, механизм распределения тормозных усилий имеет свои плюсы и минусы. Для сравнения наведем таблицу преимуществ и недостатков.

    Плюсы и минусы системы EBD
    Преимущества Недостатки
    Повышение потенциала торможения Увеличение тормозного пути при использовании шипованой резины
    Уменьшение тормозного пути В случае блокировки передних колес EBD отключается
    Уменьшение риска заноса на поворотах
    Отсутствие или минимизация блокировки колес

    Рассмотрев все нюансы EBD (системы распределения тормозных усилий), можно сказать, что это скорей идеально дополнение ABS, нежели отдельно работающий модуль. Механизм EBD срабатывает до момента начала работы ABS, тем самым подготавливая автомобиль к худшей ситуации. От момента расчетов электронного блока управления, до момента срабатывания механизмов, проходит доли секунды. Поэтому водитель в принципе нечего не сможет заметить, за исключением результатов работы тормозной системы.

    Видео-обзор принципа работы системы EBD:

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector