1. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО ИМИТАТОРОВ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ
2. КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ
3. НАЗНАЧЕНИЕ, ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И РАБОТА ДАТЧИКА ХОЛЛА
4. ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ВПРЫСКА БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
5. НАЗНАЧЕНИЕ И РАБОТА КЛАПАНА УПРАВЛЕНИЯ РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Назначение, общее устройство имитаторов сигналов датчиков
Имитаторы сигналов датчиков используются для имитации сигналов датчиков при подозрении на их неисправность. С помощью имитаторов сигналов можно управлять работой отдельных систем двигателя (например, включать и выключать вентилятор системы охлаждения двигателя, имитируя работу датчика температуры охлаждающей жидкости, или изменять обороты КВ двигателя, имитируя работу датчика положения дроссельной заслонки или/и датчика расхода воздуха и т.п.) [1, стр 154 – 156].
Большинство современных генераторов опирается на цифровые технологии. Многие из них удовлетворяют и цифровым, и аналоговым требованиям, хотя наиболее эффективным обычно является решение, возможности которого оптимизированы для решаемой задачи – аналоговой или цифровой.
Генераторы сигналов произвольной формы (AWG) и стандартных функций (рисунок 1.1) предназначены в первую очередь для создания аналоговых и смешанных сигналов [2, стр. 12]. Для создания и изменения сигналов практически любой мыслимой формы эти приборы используют метод дискретизации. Обычно такие генераторы имеют от 1 до 4 выходов. В некоторых AWG эти главные аналоговые выходы дополняются отдельными выходами маркеров (для облегчения синхронизации с внешними приборами) и синхронными цифровыми выходами, на которые последовательно выводятся выборки сигнала в цифровой форме. Генераторы цифровых сигналов (логические источники) включают два класса приборов. Импульсные генераторы создают поток прямоугольных сигналов или импульсов на небольшом числе выходов, обычно с очень высокой частотой. Как правило, эти приборы используются для испытаний высокоскоростного цифрового оборудования. Генераторы цифровых последовательностей, известные также, как генераторы данных, обычно создают 8, 16 и более синхронных потоков импульсов в качестве воздействующих сигналов для подачи на шины компьютеров, цифровые телекоммуникационные устройства и т.п.
2 Классификация и маркировка интегральных схем
Интегральная микросхема (интегральная схема ИС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования электрических сигналов, которое представляет собой совокупность электрических соединенных компонентов (транзисторов, диодов, резисторов и др.), изготовляемых в едином технологическом цикле на общей диэлектрической или полупроводниковой основе (подложке) [3, стр. 5].
Основными активными компонентами микросхем являются биполярные или МДП-транзисторы. В некоторых типах микросхем совместно используются биполярные и МДП-транзисторы. В микросхемах на основе арсенида галлия активным компонентом чаще всего служит полевой транзистор с барьером Шоттки.
Основной функцией интегральных микросхем является обработка (преобразование) информации, заданной в виде электрического сигнала: напряжения или тока [4, стр.154 – 157].
Элемент интегральной схемы – часть интегральной схемы, которая реализует функцию какого-либо электрорадиоэлемента (резистора, диода, транзистора и т. д.), причем эта часть выполнена нераздельно от других частей и не выделяется как самостоятельное изделие с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации.
В отличие от элемента компонент интегральной схемы может быть выделен как самостоятельное изделие.
По конструктивно-технологическим признакам интегральные схемы разделяют на полупроводниковые, гибридные и пленочные.
В полупроводниковой схеме все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме или на поверхности полупроводника. В таких схемах нет компонентов. Данный вид схем наиболее распространен.
3 Назначение, общее устройство и работа датчика Холла
Датчик Холла – магнитоэлектрическое устройство, получившее своё название от фамилии физика Холла, открывшего принцип, на основе которого впоследствии и был создан этот датчик. Попросту говоря - это датчик магнитного поля. Сейчас различают аналоговые и цифровые датчики Холла [4, стр. 232].
Цифровые датчики определяют наличие, либо же отсутствие поля. То есть, если индукция достигает некого порога – датчик выдаёт присутствие поля в виде некой логической единицы, если порог не достигнут – датчик выдаёт логический ноль. То есть, при слабой индукции и соответственно чувствительности датчика - наличие поля может быть не зафиксировано. Минус такого датчика – наличие зоны нечувствительности между порога-ми.
Цифровые датчики Холла так же разделены на биполярные и униполярные.
Униполярные – срабатывают при наличии поля определённой полярности и отключаются при снижении индукции поля.
Биполярные – реагируют на смену полярности поля, то есть одна полярность – включает датчик, другая – выключает.
Аналоговые датчики Холла – преобразуют индукцию поля в напряжение, величина, показанная датчиком, зависит от полярности поля и его силы. Но опять же, нужно учитывать расстояние, на котором установлен датчик.
Датчики магнитного поля, использующие эффект Холла, относятся к активным датчикам, так как они сами вырабатывают измерительное напряжение, связанное с магнитным полем [5, стр. 44]. На рисунке 3.1 схематически показаны устройство и принцип действия датчика Холла.
4 Принцип работы системы непосредственного впрыска бензиновых двигателей
Современные системы впрыска для непосредственной подачи бензина в камеру сгорания создают давление топлива до 200 бар и позволяют несколько впрыскиваний за один рабочий цикл путем применения пьезо-клапанной форсунки [6, стр. 132].
В то время, как в двухтактном двигателе топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр для предотвращения потерь при продувке, в четырехтактном двигателе этого не требуется. По этой причине в большинстве четырехтактных моторов используется экономичное и технически простое впрыскивание топлива во впускной коллектор, которое производится под низким давлением (приблизительно 3,5 бар). Конструкция форсунки в большинстве случаев позволяет топливу при соответствующем выборе момента впрыскивания частично поступать непосредственно в камеру сгорания в обход впускного клапана.
При сравнении вариантов подачи топлива – непосредственного впрыска в цилиндр и впрыска во впускной коллектор – можно вывести следующие преимущества непосредственного впрыска:
1. Хорошее внутреннее охлаждение цилиндра путем испарения впрыскиваемого топлива. Чтобы наполнение цилиндра увеличилось, граница детонации сдвигается к более высокой степени сжатия. С увеличением степени сжатия увеличивается термический коэффициент полезного действия.
2. Так как форсунки не мешают движению потока воздуха во впуск-ном коллекторе, наполнение цилиндра улучшается.
3. Во впускном коллекторе не скапливается топливо, вследствие чего улучшается качество смеси на переходных режимах работы двигателя.
5 Назначение и работа клапана управления рециркуляцией отработавших газов
Рециркуляция отработавших газов применяется на автомобилях как с бензиновыми, так и с дизельными двигателями. Уменьшению уровня со-держания оксидов азота в отработавших газах способствует снижение температуры сгорания рабочей смеси, что существенно влияет на количество оксидов азота. Снижение температуры отработавших газов, также необходимое для уменьшения количества оксидов азота, частично достигается именно за счет их рециркуляции [8, стр 254].
Система рециркуляции отработавших газов применяется на бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания (кроме бензиновых двигателей с турбонаддувом).
В зависимости от стандарта токсичности отработавших газов, на ДВС применяются различные схемы системы рециркуляции отработавших газов: высокого давления (рисунок 5.1), низкого давления (рисунок 5.2) и комбинированная система рециркуляции (рисунок 5.3) [9, стр.40].
1. Смирнов Ю. А., Муханов А. В. Электронные и микропроцессорные системы управления автомобилей: Учебное пособие. – СПб.: Издательство
«Лань», 2012. – 624 с.: ил. – (Учебники для вузов. Специальная литература).
2. Алексеев Т.И. Имитируюшие генераторы сигналов: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2009. – 65 с.: ил.
3. Алексенко А. Г., Шагурин И. И. Микросхемотехника: Учеб, пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.: ил.
4. Лачин В. И., Савёлов Н. С. Электроника: учеб, пособие / В. И. Ла-чин, Н. С. Савёлов. – Изд. 6-е, перераб. и доп. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. — 703, [1] с. – (Высшее образование).
5. Завражина Т.Г. Датчики: Учеб пособие – Екатеринбург, Из-во Рос. гос. проф. – пед. ун-та, 2002. 87 с.
6. Гроэ X., Русс Г. Г8б Бензиновые и дизельные двигатели. Перевод с нем. ЧМП РИА «GMM-пресс». - М.: ООО «Издательство «За рулем», 2013. - 272 с.: ил.
7. Кавтарадзе Р.З., Онищенко Д.О., Зеленцов А.А. Трехмерное моделирование нестационарных теплофизических процессов в поршневых двигателях: Учебное пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. — 85, [3] с.: ил.
8. Ефимов М.А. Основы теории двигателей внутреннего сгорания и трактора: Учебник. — Орёл: Изд-во Орел ГАУ, 2015. — 432 с.
9. Кузнецов А. С. Устройство и работа топливной системы бензинового двигателя: учеб. пособие / А.С.Кузнецов. — М.: Издательский центр «Академия», 2011. — 80 с.
