Читать онлайн «Создание и исследование термостата нового поколения с электронным управлением для автомобильных двигателей»

УДК 621. 43 : 621. 565. 4 СОЗДАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМОСТАТА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ С ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ С. Г. Драгомиров, С. А. Журавлев, М. С. Драгомиров (Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых), С. А. Колосов, А. В. Путилин (ЗАО «ЭЛЕКТОН», г. Радужный) До последнего времени система жидкостного охлаждения оставалась, пожалуй, единст- венной из систем двигателя, не связанной с применением электроники. Однако в настоящее время уже стало ясно, что в традиционных системах охлаждения с термомеханическим тер- мостатом, жидкостным насосом с механическим приводом и вентилятором, оптимизировать тепловое состояние двигателя практически невозможно из-за отсутствия управляющих взаи- мосвязей между этими тремя важнейшими узлами системы. Практика показывает, что поддержание постоянной температуры охлаждающей жидко- сти (ОЖ) на всех режимах работы двигателя не является оптимальным решением. Необхо- димость регулирования температуры ОЖ в рубашке охлаждения прогретого двигателя объ- ясняется тем, что в диапазоне малых нагрузок и низких частот вращения вала тепловой ре- жим двигателя ниже оптимального, что приводит к уменьшению термического КПД и уве- личению потерь на трение. Известно, что на этих режимах повышение температуры ОЖ на каждые 10 °С приводит к снижению эксплуатационного расхода топлива примерно на 1% [1] при одновременном уменьшении выброса токсичных компонентов с отработавшими газами. Таким образом, при малых нагрузках желательно повышать температуру ОЖ, т. к. это способствует снижению механических потерь и эффективного расхода топлива, благоприят- но сказывается на уменьшении выброса углеводородов СН, оксида углерода СО с отрабо- тавшими газами (правда, при этом могут возрасти выбросы оксидов азота NOx). С повыше- нием нагрузки у бензинового двигателя температуру ОЖ целесообразно снижать во избежа- ние развития детонации и уменьшения наполнения цилиндров. Оптимизация температурного состояния двигателя способствует снижению трения и изнашивания деталей, повышению долговечности двигателя. Cегодня в мировой автоиндустрии широко ведутся разработки адаптивных («интеллек- туальных») систем регулирования теплового состояния двигателя, в которых жидкостный насос, вентилятор радиатора и электронный термостат согласованно управляются по сигна- лам контроллера с целью повышения топливной экономичности двигателя и снижения вы- бросов вредных веществ с отработавшими газами (ОГ). Традиционный термомеханический термостат не может применяться в составе таких систем из-за своего основного недостатка – он принципиально не позволяет поддерживать оптимальную (по выбранному параметру) температуру ОЖ на различных режимах работы двигателя. Поэтому ведущие фирмы мира (Delphi, Wahler, Behr и др. ) создают термостаты нового поколения с электронным управле- нием, включающие шаговые двигатели для позиционирования запирающего элемента клапа- на и датчики для контроля его положения, а также встроенные средства диагностики и др.