Экологический контроль и тестовое динамическое управление выходными параметрами двигателя
Автор: Гриценко Александр Владимирович, Салимоненко Григорий Николаевич, Шепелев Владимир Дмитриевич, Шепелева Елена Витальевна, Алферова Ирина Дмитриевна
Рубрика: Расчет и конструирование
Статья в выпуске: 2 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
В современном транспорте экологический контроль приобретает ключевую роль при формировании стратегии управления техническим состоянием узлов и систем. Первым этапом в уменьшении токсичности выбросов отработавших газов явилось введение норм ЕВРО, последовательно с ЕВРО-0 до ЕВРО-6. Нормы ЕВРО в системах выпуска отработавших газов привели к появлению каталитических нейтрализаторов, которые дезактивировали большую часть вредных выбросов. Ключевую роль также стали играть датчики кислорода, при установке которых появилась обратная связь. Таким образом, мировое автомобилестроение приблизилось к возможности управления выходными параметрами двигателя. Однако для этого имеется недостаточное количество параметров, рабочих режимов и дополнительных элементов контроля. В представленных исследованиях использован новый метод селективного контроля отработавших газов в каждом отдельном цилиндре. Основой применения метода стало приборное средство для обеспечения тестовых режимов диагностирования - догружатель бензиновых двигателей ДБД-4. Подготовлена экспериментальная установка с доработкой системы выпуска отработавших газов. В выпускном коллекторе были предусмотрены точки для индивидуального забора проб отработавших газов с охлаждением зонда газоанализатора. Для контроля использовались параметры: частота вращения коленчатого вала, полное и частичное (поцикловое) отключение цилиндров, О2, СО, СО2, СН. Режим обеспечивался числом отключенных рабочих циклов двигателя и частотой вращения коленчатого вала. Управление осуществлялось внутренней коррекцией топливоподачи при воздействии на длительность впрыска электромагнитной форсунки. При проведении исследований были установлены минимальные значения параметров токсичности отработавших газов при тестовых воздействиях. Данная методика с комбинацией режимов и параметров позволяет снизить токсичность отработавших газов и улучшить экономичность и эффективность эксплуатации автомобилей.
Экология, экономичность, двигатель внутреннего сгорания, диагностирование
Короткий адрес: https://sciup.org/147233478
IDR: 147233478 | УДК: 629.083 | DOI: 10.14529/engin200201
Ecological control and test dynamic control of engine output parameters
In modern transport, environmental control plays a key role in shaping the strategy for managing the technical condition of nodes and systems. The first step in reducing the toxicity of exhaust gas emissions was the introduction of EURO standards, successively from EURO-0 to EURO-6. Accompanying the appearance of EURO standards, catalytic converters appeared in exhaust systems, which deactivated most of the harmful emissions. Oxygen sensors also began to play a key role, with the installation of which feedback appeared. Thus, the global automotive industry is closer to the ability to control the output parameters of the engine. However, there are not enough parameters, operating modes, and additional controls available for this purpose. In the presented studies, a new method of selective control of exhaust gases in each individual cylinder was used. The basis for the application of the method was an instrument for providing test diagnostic modes, called - DBD-4 gasoline engine loader. An experimental setup has been prepared with refinement of the exhaust system. Points in the exhaust manifold were provided for individual sampling of exhaust gases with cooling of the gas analyzer probe. The following parameters were used for monitoring: the speed of rotation of the crankshaft, complete and partial (cycle-by-cycle) disconnection of cylinders, O2, CO, CO2, CH. The mode was provided by the number of disconnected engine operating cycles and the speed of the crankshaft. The control was performed by internal correction of the fuel supply when the duration of the injection was affected by the electromagnetic nozzle. During the research, the minimum values of the parameters of exhaust gas toxicity were established during the test effects. This method with a combination of modes and parameters reduces the toxicity of exhaust gases and improves the economy and efficiency of vehicles.
Список литературы Экологический контроль и тестовое динамическое управление выходными параметрами двигателя
- Magaril, E.R. Specific features of combustion in gasoline-driven internal combustion engines / E.R. Magaril, R.Z. Magaril, V.G. Bamburov // Combustion, Explosion, and Shock Waves. – 2014. – V. 50. – Iss. 1. – P. 75–79.
- Czech, P. Diagnosing of Car Engine Fuel Injectors Damage Using DWT Analysis and PNN Neural Networks / P. Czech, H. Bąkowski // Transport Problems. – 2013. – V. 8. Iss. 3. – P. 85–91.
- Мацкерле, Ю. Современный экономичный автомобиль / Ю. Мацкерле. – М.: Машиностроение, 1987. – 320 с.
- Давлетова, Н.Х. Автотранспорт как глобальный источник загрязнения атмосферного воздуха / Н.Х. Давлетова // Современные наукоемкие технологии. – 2005. – № 4. – С. 90.
- Амбарцумян, В.В. Экологическая безопасность автомобильного транспорта / В.В. Амбарцумян, В.Б. Носов, В.И. Тагасов. – М.: ООО Изд-во «Научтехлитиздат», 1999. – 324 с.
- Nyberg, M. Model-based diagnosis of an automotive engine using several types of fault models / M. Nyberg // IEEE Transactions on Control Systems Technology. – 2002. – V. 10(5). – P. 679–689. DOI:10.1109/TCST.2002.801873
- Исследование экологических параметров бензинового ДВС при имитации различных режимов нагружения / А.В. Гриценко, К.В. Глемба, О.Н. Ларин и др. // Транспорт Урала. – 2018. – № 3 (58). – С. 58–63.
- Челноков, А.А. Основы промышленной экологии / А.А. Челноков, Л. Ф. Ющенко. – Минск: Выш. шк., 2001. – 343 с.
- Hsu, P. Diagnosis of multiple sensor and actuator failures in automotive engines / P. Hsu, K. Lin, L. Shen // IEEE Transactions on Vehicular Technology. – 1995. – V. 44(4). – P. 779–789. DOI:10.1109/25.467962
- Gritsenko, A.V. Diagnostics of friction bearings by oil pressure parameters during cycle-by-cycle loading / A.V. Gritsenko, E.A. Zadorozhnaya, V.D. Shepelev // Tribology in Industry. – 2018. – V. 40. – Iss. 2. – P. 300–310.
- Развитие технических средств диагностирования тракторных ДВС по параметрам рабочих процессов / О.Ф. Савченко, В.В. Альт, С.Н. Ольшевский, И.П. Добролюбов // Труды ГОСНИТИ. – 2015. – Т. 118. – С. 106–112.
- Экспертная система контроля технического состояния автомобилей / А.Д. Шумилин, В.В. Лянденбурский, М.К. Капунова и др. // Научное обозрение. – 2016. – № 4. – С. 85–89.
- Техническая эндоскопия двигателей автомобилей / Е. Агеев, A. Щербаков, А. Агеев, А. Кудрявцев. – Курск, 2016. – 130 c.
- Агеев, Е. Повышение качества диагностики двигателей автомобилей / Е. Агеев, А. Кудрявцев, А. Севостьянов // Мир транспорта и технологических машин. – 2011. – № 3. C. 24–27.
- Informativeness increasing of internal combustion engines diagnosis due to technical endoscope / E. Ageev, A. Altukhov, A. Scherbakov, A. Novikov // Journal of Engineering and Applied Sciences. – 2017. – V. 12 (4). – P. 1028–1030.
- Агеев, Е. Алгоритм диагностирования цилиндропоршневой группы с применением технического эндоскопа / Е. Агеев, А. Кудрявцев, А. Севостьянов // Мир транспорта и технологических машин. – 2012. – № 1. – С. 116–122.
- Денисов, А. Обоснование комплексной оценки технического состояния ДВС / А. Денисов, Ю. Данилов // Грузовик. – 2016. – № 7. C. 30–31.
- Wołczyński, Z. Fault simulation of the sensors in gasoline engine control system / Z. Wołczyński, I. Komorska, A. Borczuch // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – V. 421(2). DOI:10.1088/1757-899X/421/2/022042
- Komorska, I. Fault diagnostics in air intake system of combustion engine using virtual sensors / I. Komorska, Z. Woczyski, A. Borczuch // Diagnostyka. – 2018. – V. 19(1). – P. 25–32. DOI:10.29354/diag/80972
- Eriksson, L. Ionization current interpretation for ignition control in internal combustion engines / L. Eriksson, L. Nielsen // Control Engineering Practice. – 1997. – V. 5. – Iss. 8. – P. 1107–1113.
- Modeling and identification of an electromechanical internal combustion engine throttle body / R. Scattolini, C. Siviero, M. Mazzucco et al. // Control Engineering Practice. – 1997. – V. 5. – Iss. 9. – P. 1253–1259.
- Franchek, M.A. Intake air path diagnostics for internal combustion engines / M.A. Franchek, P.J. Buehler, I. Makki // Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control, Transactions of the ASME. – 2007. – V. 129(1). – P. 32–40. DOI:10.1115/1.2397150
- Kalman filter as a virtual sensor: Applied to automotive stability systems / T.A. Wenzel, K.J. Burnham, M.V. Blundell, R.A. Williams // Transactions of the Institute of Measurement & Control. – 2007. – V. 29(2). – P. 95–115. DOI:10.1177/0142331207072990
- The possibilities for measurement and characterization of diesel engine fine particles – A review / V.S. Petrović, S.P. Janković, M.V. Tomić et al. // Thermal Science. – 2011. – V. 15(4). – P. 915–938. DOI:10.2298/TSCI110509092P
- The design of a full flow dilution tunnel with a critical flow venturi for the measurement of diesel engine particulate emission / V. Petrović, Z. Bracanović, B. Grozdanić et al. // FME Transactions. – 2015. – V. 43(2). – P. 99–106. DOI:10.5937/fmet1502099P
- Вертей, М.Л. Обоснование способа разгона двигателя с принудительным впрыском топлива и электрическим управлением топливоподачей при проведении тестового диагностирова-ния / М.Л. Вертей // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2015. – № 2 (124). – С. 112–116.
- Жегалин, О.И. Каталитические нейтрализаторы транспортных двигателей / О.И. Жегалин, Н.А. Китросский, В.И. Панчишный. – М.: Машиностроение, 1979. – 80 с.
- Gritsenko, A. Experimental Studies of Cylinder Group State During Motoring / A. Gritsenko, A. Plaksin, K. Glemba // 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE). – 2016. – Vol. 150. – P. 1188–1191. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.234
