CC BY
29
УДК 631.3-6
Разделенные алгоритмы микропроцессорного управления дизельными двигателями
O.A. Кореньков, (ФГОУ ВПО Орел ГАУ)
А.А. Жосан, к.т.н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
Многомерность, многоп ар аметричность двигателя и многочисленность з адач упр авления им требуют применения широкого набор а р азнообр азных алгоритмов управления в микроконтроллере. Очевидно, что в зависимости от назначения, требов ания к алгоритм ам меняются, поэтому можно говорить о необходимости целого их набор а для создания полной системы упр авления. Алгоритмы упр авления могут быть представлены как в виде функциональных или структурных схем, так и в виде блок-схем прогр амм с анк-циониров ния микропроцессоров.
К аждой из ч астных систем упр авления при ее создании задается исходная версия своего алгоритм а упр авления. В большинстве случ аев она остается неизменной н весь период эксплу т ции двиг теля, но он может быть улучшен в процессе функциониро-в ния системы.
Методик структурного построения лгоритмов должн быть ср внительно прост и комп ктн и позволять:
- выполнять четкую лгоритмиз цию з конов регулирования и ограничений по предельно допустимым значениям пар аметров;
-обеспечив ть достижение конечного результ т при миним льном количестве д тчиков, времени ре -лиз ции, требуемой п мяти, р зрядности и т.д.;
-обеспечив ть устойчивое функциониров ние л-горитмов при н личии сбоев и отк зов пп р туры, также ошибок по входной информ ации;
-учитыв ать особенности прогр аммной и аппа-р атной ре ализ ации з ад ач регулиров ания;
-обеспечив ть контроль и пр вильность функцио-ниров ния з д нного лгоритм .
Рационально составленные алгоритмы автом ати-ческого регулирования ч астоты вр ащения позволят существенно упростить прогр аммную их ре ализацию, получить миним льное время формиров ния упр в-ляющего сигн л , повысить к чество регулиров ния.
бд —► Б. огр1
1 г
Б. опт 4— БРЧ —о+ Б. огр 2
1 г
бун —► Б. огр 3
На рис. 1 показ ана обобщенная блок-схем а алгоритм а регулиров ания дизельными двигателями р аз-личного назначения. Алгоритм включ ает следующие элементы: блок исходных данных (БД), блок регулиров ания ч астоты вр ащения (БРЧ), блоки огр аничения п ар аметров (Б. огр. 1, Б. огр. 2 и Б. огр. 3), блок упр авления нагрузкой (БУН), блок оптимизации (Б. опт).
Р асширение функций САР (системы автоматического регулиров ния) производится последов тельным дополнением б зового лгоритм соответствующими алгоритмическими блоками. Так, н аряду с регулированием ч астоты вр ащения (блок БРЧ), можно обеспечить регулиров ние н грузки (блоки БРЧ и БУН), определить режим р боты упр вляющих мех -низмов по предельно допустимым зн чениям п р -метров р аботы дизеля (соответственно Б. огр. 1, Б. огр. 2 и Б. огр. 3), оптимизиров ать протекание р абоче-го процесс з счет ре лиз ции лгоритмов формиро-в ния оптим льных ст тических х р ктеристик (блок Б.опт.). Таким обр азом, прогр аммное обеспечение регулиров ния ч стоты вр щения в л дизеля может включ ать ряд алгоритмов в зависимости от конкретного режим р боты дизеля.
Для тр кторного двиг теля х р ктерн р бот при изменении в широком ди п зоне н грузочного и теплового режимов р аботы. При этом возникает ряд дополнительных требов ний, что и вызыв ет необходимость специ льного упр вления р ботой двиг теля н этих режим х.
Наконец, следует иметь в виду, что предъявляемые к двигателю требов ания могут отлич аться друг от друг в з висимости от режим его р боты (м кси-м льн я мощность, ч стичные н грузки, холостой ход, пуск и др.). Т к, н пример, н режим х полных н грузок- получение возможной топливной экономичности, обеспечение экологических пок з телей и н дежной р боты двиг теля, н режим х ч стичных н грузок -получение м ксим льно возможной топливной экономичности и требуемого протек ния х -р ктеристики крутящего момент , низкие выбросы токсичных веществ; на режиме холостого хода -устойчив я р бот при миним льной ч стоте вр ще-ния в л двиг теля.
Н режим р боты тр кторного двиг теля ок зыв -ет влияние з кономерность изменения н грузки н крюке. Колебание нагрузки объясняется неоднородностью по физическим свойств м почвы, т кже р з-личным микрорельефом поверхности поля, поэтому сопротивление перекатыв анию МТА и сопротивление р бочих орг нов сельскохозяйственного орудия непрерывно изменяются.
Колеб ния момент сопротивления х р ктеризу-ются периодом изменения, Т (с) и степенью его не-р вномерности:
Ш )/
с І, ,max , ,mm .. öK = \MC - M c I/M
c.cp.
(1)
Рисунок 1 - Обобщенн ая блок-схем а р азделенных алгоритмов регулиров ания п ар аметров
Коэффициент возможной перегрузки двигателя:
, ,max ,. .длит ...
Yk = мс.ср./ Mc / cp. (2)
М1ИОА.
сер - среднее зн ачение временно возросшего
.. длит
момента сопротивления двигателя; М с / - среднее
длительно наблюдаемое значение момента сопротивления двиг теля.
Возр астание величия 5к, Т и ик ухудшает показа -тели р аботы двигателя.
При выполнении тр актором р азличных сельскохозяйственных опер аций указанные показ атели имеют р азличные значения, наибольшие из которых на -блюдаются при пахоте и составляют: 5к=0,3...0,4, Т=1...2с; т=6,28...3,14 Гц; ик=1,3...1,4.
В пр актике эксплу атации тр акторных двигателей с механическим всережимным регулятором встреч а-ются случ аи весьм а продолжительных временных возр ст ний н грузок, которые н п хоте, боронов -нии и комб айновой уборке достигают 11...37 с, а при холостом ходе по вспаханному полю - 6...18,5 с. Пр ктически в этих предел х н ходится длительность возр астания нагрузок тр анспортных тр акторных агре-г тов и особенно тех из них, в которых скоростной режим двигателя изменяется с помощью педали упр вления под чей топлив .
Конкретными ч астными з адач ами упр авления двиг телем в эксплу т ции может быть оптимиз ция установившихся режимов. Для каждого из них должны использов ться р зличные в ри нты критерия оп-тим льности в з висимости от выбр нной конструкции двиг теля.
Д же при решении з д ч оптимиз ции упр вле-ния двигателем только в эксплуатации и с огр аничен-ным перечнем упр вляющих воздействий трудно вы-бр ть единый обобщенный критерий оптим льности упр авления. Частные задачи оптимиз ации упр авления двигателем решаются р азными прогр аммами, имеющимися в микроконтроллере.
В н иболее общем случ е в к честве критерия оп-тим альности, используется р асход топлива при огр а-ничениях н упр вляющие воздействия по техническим и экологическим п р метр м.
В зн чительной мере это обусловлено возможностью использов ния в к честве сигн л , выр ж юще-го текущее зн чение р сход топлив двиг телем, упр вляющего воздействия системы втом тического регулиров ния ч стоты вр щения, входящей в сост в микроконтроллер н иболее сложно упр вляемых двиг телей.
УДК 621.664:669.715
исследование свойств покрытий, сформированных мдо, на пластически деформированном алюминиевом сплаве АО3-7
A.B. Коломейченко, к.т.н. (ФГОУВПО Орел ГАУ)
B.Н. Логачев (ФГОУВПО Орел ГАУ)
В настоящее время одним из узлов, который получил широкое применение, является шестеренный насос типа НШ-У. Он предназначен для н гнет ния минер льного м сл в гидр влических систем х тр кторов, погрузчиков, сельскохозяйственных, коммун льных, строительно-дорожных м шин и другой техники. К дет лям, подверженным н ибольшему изн шив нию относятся втулки шестеренных насосов типа НШ-У. Для их изготовления используют нтифрикционный люминиевый спл ав АО3-7 ГОСТ 14113-78. Основной износ у д ан-ных деталей, влияющий на снижение объемной пода -чи н сосов тип НШ-У, происходит н внутренней цилиндрической и торцевой поверхностях, сопряг е-мых с шестернями, который достигает 0,3 мм.
В ремонтном производстве для восст новления дет лей р зличного н зн чения широко применяется пл стическое деформиров ние, в том числе и для деталей изготовленных из алюминиевых спл авов. Перспективным способом упрочнения, получ ющим в последнее время всё более широкое р аспростр анение, является МДО. Применение д нных покрытий для упрочнения дет лей из люминиевых спл вов восст -новленных пл стическим деформиров нием позволит зн чительно увеличить их износостойкость, следов тельно и долговечность, что является перспективным н пр влением р звития ремонтного производств в современных условиях.
Материалы и методика исследований
Обр азцы изготавливали путем р аспиливания новых и восст новленных пл стической деформ цией (обжатием) втулок шестеренных насосов НШ-32У-2. Для придания поверхностям обр азцов пр авильной геометрической формы и получения необходимой шерохов атости их подвергали механической обр абот-ке. После этого, с целью повышения износостойкости, поверхности подготовленных алюминиевых обр азцов подвергали упрочнению МДО. Формирование покрытий осуществляли н эксперимент льной уст новке, включ ющ я в себя источник пит ния, электролитическую в нну с системой крепления дет лей и водяной рубашкой охлаждения. Эксперименты проводили в электролите, содержащем дистиллиров анную воду с доб влением гидрооксид к лия КОН ГОСТ 9285-78 с кв алификацией ЧДА и жидкого натриевого стекла Na2SiO3 ГОСТ 130078-81, плотностью р=1,47х103 кг/м3 и модулем m=3,0. Д анный электролит широко используется в ремонтном производстве для упрочнения широкой номенкл туры дет лей из люминиевых спл авов, р абот ающих в р азличных условиях [1].
Микротвердость покрытий, сформиров нных способом МДО, измеряли с помощью прибор ПМТ-3М
