Зачемнужен подобный прибор




РЕФЕРАТ

Поучебной дисциплине: «Введение в специальность »

 

Тема: «Автомобильная радиоэлектроника »

 

 

Преподаватель____________________________ Панасюк Ю.Н.

СтудентСарычев Р.А.

 

 

Группа БРТ-11

 

Тамбов 2015

Изм.
Лист
№ докум  
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
Разраб.
Сарычев Р.А.
Провер.
Панасюк Ю.Н.
Реценз.
 
Н. Контр.
 
Утверд.
 
«Автомобильная радиоэлектроника »  
Лит.
Листов
 
Гр.БРТ-11
СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….2

1Электронная система управления двигателем автомобиля……………….…3

2 Датчики автомобильных электронных систем…………………………........6

2.1 Датчик массового расхода воздуха…………………………………………12

2.2 Датчик дождя………………………………………………………………...14

2.3 Датчик холла ………………………………………………………………...17

3 Система парктроник…………………………………………………………...20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….25

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…..…………………………...26

 

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01  
ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время техническая оснащённость автомобилей различными электронными системами значительно возросла. Последние достижения в области электроники и микропроцессоров способствовали повышению надёжности, эргономичности и безопасности автомобилей. Классификация современных электронных систем автомобилей представлена на рисунке 1

Рисунок 1 – Классификация современных электронных систем автомобилей

 

Электронные системы управления автомобилем подразделяются на два типа: обеспечивающие безопасность при движении автомобиля и улучшающие управляемость и эргономичность автомобиля. Например,система курсовой устойчивости предотвращает увод автомобиля в неуправляемый занос, а автоматическая коробка передач облегчает управление автомобилем.

Электронные системы управления двигателем включают в себя системы впрыска, зажигания и пуска двигателя и другие приборы электрооборудования автомобиля, обеспечивающие надёжную работу двигателя и его высокий КПД [1, с.1].

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01  
1 Электронная система управления двигателем автомобиля

 

Многие автомобилисты ездят на автомобиле и даже не представляют, "кто" же помогает двигателю выполнять, заданные водителем задачи. Посредником является Электронная Система Управления Двигателем (инжектор).

ЭСУД устанавливается на все современные автомобили. Данная система вытеснила карбюраторную, благодаря ряду преимуществ. В отличие от карбюратора, в инжекторной системе впрыска, подача топлива в цилиндры двигателя осуществляется за счет форсунок, которые управляются электронным блоком управления (ЭБУ). Благодаря этому, изменить параметры можно, буквально, за считанные секунды. Именно поэтому, путем доработок и перепрограммирования электронного блока управления, система впрыска топлива может устанавливаться на любой современный двигатель.

По сравнению с карбюраторной, инжекторная система впрыска топлива имеет ряд неоспоримых преимуществ. Во-первых, благодаря "умной электронике", достигается точное дозирование топливовоздушной смеси, которая очень близка по составу со стехиометрической, что обеспечивает наилучшие динамические показатели, а это положительно сказывается на мощностных показателях автомобиля, а также влияет на снижение потребления бензина. Во-вторых, электронная система впрыска способствует поддержанию строгих экологических норм по выбросам вредных веществ в атмосферу. Ведь именно из-за соблюдения норм экологичности, все современные производители автомобилей отказались от карбюраторов в пользу электроники.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01  

Рисунок 2­ – Схема электронного управления двигателем

 

Как видим из простейшей схемы (рисунок 2), электронный блок управления (далее- ЭБУ или БУ), получает данные о состоянии ДВС от датчиков информации, которые прорабатываются и анализируются и соответственно этим данным отправляется сигнал к исполнительным механизмам.

Надо отметить, что в ЭБУ есть данные по всем этим датчикам и БУ постоянно сравнивает данные получений от датчиков. И если находит не соответствие полученного и сравнительного, то включает контрольную лампочку «Проверить двигатель», а по- иному CHECK, и переходит на аварийный режим работы.

В принципе БУ на аварийном режиме может заменить все датчики, кроме датчика положения коленчатого вала (ДПКВ).

Список сокращений:

– регулятор холостого ходаРХХ;

–ДД - датчик детонации

–КД - колодка диагностики

–РБН - реле бензонасоса

–РГ(РГЛ) - главное реле

–РВ - реле вентилятора охлаждения

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01  
– X,Y,Z - предохранители

–АКБ - аккумуляторная батарея

–ДК - датчик кислорода (L-зонд)

–КПА - клапан продувки адсорбера

–ДПДЗ - датчик положения дроссельной заслонки

–ДТОЖ(ДТОХЛ) - датчик температуры охлаждающей жидкости

–ДТВ - датчик температуры воздуха

–ДМРВ - датчик массового расхода воздуха

–Рабс - датчик абсолютного давления

–ДС - датчик скорости

–ДПКВ - датчик положения коленчатого вала

–ЭБН - электробензонасос

–Ф1,Ф2,Ф3,Ф4 - топливные форсунки

–КЗ - катушка зажигания

–ВСО - вентилятор системы охлаждения

–ДФ - датчик положения распределительного вала (датчик фаз)

–АПС - автомобильная противоугонная система (иммобилайзер)[2, с 45].

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
2 Датчики автомобильных электронных систем

Современные системы электронного автоматического управления различными всевозможными техническими объектами, а также автомобильными бортовыми устройствами, имеют почти одинаковую похожую структуру.

Принцип работы различных датчиков ЭСАУ примерно одинаковый, - преобразование информации о значениях, которые преобразовываются из неэлектрических параметров в электрический сигнал — напряжение, ток, частоту, фазу и т. д. Полученные сигналы перевоплощаются в цифровой код и поступают в специальный микроконтроллер.

Микроконтроллер на основании значений этих сигналов и в соответствии с заложенным в него программным обеспечением принимает решения, управляет через исполнительные механизмы (реле, соленоиды, электродвигатели) объектом.

Возможность совершенствования автомобильных электронных систем во многом зависит от наличия надежных, точных и недорогих датчиков.

В 60-х годах автомобили были оборудованы датчиками давления масла, уровня топлива, температуры, охлаждающей жидкости. Их выходы были подключены к стрелочным или ламповым индикаторам на щитке приборов.

В 70-х годах автомобильные компании начали бороться за уменьшение количества токсичных выбросов из глушителя автомобиля — потребовались дополнительные датчики для управления силовой установкой, которые необходимы для обеспечения нормальной работы электронного зажигания, системы впрыска топлива, трехкомпонентного нейтрализатора, для точного задания соотношения воздух/топливо в рабочей смеси, для минимизации токсичности выхлопных газов.

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
В 80-х годах начали уделять больше внимания безопасности водителя и пассажиров — появились антиблокировочная система торможения (ABS) и воздушные мешки безопасности.

В силовом агрегате (в ДВС) датчики используются для измерения температуры и давления большинства текучих сред (температура всасываемого воздуха, абсолютное давление во впускном коллекторе, давление масла, температура охлаждающей жидкости, давление топлива в системе впрыска).

Почти ко всем движущимся частям автомобиля подключены датчики скорости или положения (скорость автомобиля, положение дроссельной заслонки, положение коленчатого вала, положение распределительного вала, положение и скорость вращения вала в коробке переключения передач, положение клапана рециркуляции выхлопных газов).

Другие датчики определяют уровень детонации, нагрузку двигателя, пропуски воспламенения, содержание кислорода в выхлопных газах.

Есть датчики, которые определяют положение сидений.

В системе управления климатом (в климат-контроле) используются различные датчики в кондиционере для определения давления и температуры хладагента, температуры воздуха в салоне и за бортом.

Датчики удара и акселерометры нужны для правильного функционирования фронтальных и боковых воздушных мешков безопасности. Для переднего пассажирского сиденья с помощью датчиков определяют наличие пассажира, его вес. Эта информация используется для оптимального наддува мешка безопасности на переднем сиденье. Другие датчики используются для боковых и потолочных воздушных мешков безопасности, а также специальных воздушных мешков для защиты шеи и головы.

Из сказанного ясно, что сегодня датчики устанавливаются практически во всех системах автомобиля[3, с.329].

На рисунке 2.1 показано наиболее рациональное расположение различных датчиков на автомобиле.

Изм.
Лист
№докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
Датчики автомобильных электронных систем можно классифицировать по трем признакам: принципу действия, типу энергетического преобразования и основному назначению.

По принципу действия датчики подразделяют на электро контактные, потенциометры ческие, оптические, оптоэлектронные, электромагнитные, индуктивные, магниторезистивные, магнитострикционные, фото- и пьезоэлектрические, датчики на эффектах Холла, Доплера, Кармана, Зеебека, Вигоида.

В зависимости от энергетического преобразования (рисунке 2.2) датчики (Д) бывают активными (позиция 2 на рисунке 2.2), в которых выходной электрический сигнал (ЭС) возникает как следствие входного неэлектрического воздействия (НВ) без приложения сторонней электрической энергии за счет внутреннего физического эффекта (например фотоэффекта), и пассивными (позиция 3 на рисунке 2.2), в которых электрический сигнал (ЭС) есть следствие модуляции внешней электрической энергии (ВЭ) управляющим неэлектрическим воздействием (НВ). Например, потенциометрический датчик, показанный па рисунке 2.2 (позиция 5), является пассивным преобразователем угла поворота оси потенциометра (чувствительного элемента ЧЭ) в электрический сигнал. Электрический сигнал (ЭС) появится на выходе потенциометра только после того, как на резистивную дорожку (П) будет подано внешнее напряжение (ВЭ). Следует отметить, что внутри датчика, посредством чувствительного элемента (ЧЭ), всегда имеет место внутреннее преобразование внешнего неэлектрического воздействия (НВ) в промежуточный неэлектрический сигнал (НС), что показано на рисунке 2.2, (позиция 1). Применительно к датчику угла поворота, угловое положение оси потенциометра является неэлектрическим сигналом (НС) на выходе чувствительного элемента. Этому неэлектрическому сигналу (НС) соответствует выходной электрический сигнал (ЭС) датчика, если поданное па резистивную дорожку (П) внешнее напряжение (ВЭ) постоянно (рисунок 2.2, позиция 4). Линейная характеристика преобразования (рис. 2.2, позиция 6) может быть легко изменена на квадратичную, ступенчатую и любую нелинейную с заданной крутизной, что достигается подбором конструктивных размеров (длины, ширины, толщины) резистивной дорожки.

Рисунок 2.1 – Расположение датчиков в автомобиле

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
На рисунке показаны:

– датчик конфигурации впускного коллектора с управляемой геометрией 1;

– датчик тахометра 2;

– датчик положения распределительного вала 3;

– датчик нагрузки двигателя 4;

– датчик положения коленчатого вала 5;

– датчик крутящего момента двигателя 6;

– датчик количества масла 7;

– датчик температуры охлаждающей жидкости 8;

– датчик скорости автомобиля 9;

– датчик давления масла 10;

– датчик уровня охлаждающей жидкости,— радарный датчик системы торможения 12;

– датчик атмосферного давления 13;

– радарный датчик системы предотвращения столкновений 14;

– датчик скорости вращения ведущего вала коробки передач 15;

– датчик выбранной передачи в коробке передач 16;

– датчик давления топлива в рампе форсунок 17;

– датчик скорости вращения руля 18;

– датчик положения педали 19;

– датчик скорости вращения автомобиля относительно вертикальной оси 20;

–датчик противоугонной системы 21;

– датчик положения сиденья 22;

–датчик ускорения при фронтальном столкновении 23;

– датчик ускорения при боковом столкновении 24;

– датчик давления топлива в баке 25;

– датчик уровня топлива в баке 26;

– датчик высоты кузова по отношению к шасси 27;

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
– датчик угла поворота руля 28;

– датчик дождя или тумана 29;

– датчик температуры забортного воздуха 30;

– датчик веса пассажира 31;

– датчик кислорода 32;

– датчик наличия пассажира в сиденье 33;

– датчик положения дроссельной заслонки 34;

– датчик пропусков воспламенения 35;

– датчик положения клапана рециркуляции выхлопных газов 36;

– датчик абсолютного давления в впускном коллекторе 37;

– датчик азимута 38

–датчик скорости вращения колес 39;

– датчик давления в шинах 40.

Из приведенного примера ясно, что любой датчик всегда состоит, как минимум, из двух частей — из чувствительного элемента (ЧЭ), способного

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
воспринимать входное неэлектрическое воздействие (НВ), и из преобразователя (П) промежуточного неэлектрического сигнала (НС) от чувствительного элемента в выходной электрический сигнал (ЭС).

Датчики подключаются к ЭБУ или средствам индикации для передачи информации о параметрах контролируемой среды. В автомобильных системах цепа и надежность имеют огромное значение и при прочих равных условиях всегда выбирают датчик с наименьшим числом соединителей. Если к датчику следует подключить 5—6 проводов (например, ЛДТ), целесообразно разместить микросхему обработки сигнала непосредственно на датчике и передавать данные контроллеру через последовательный интерфейс.

При подключении датчиков к ЭБУ следует иметь в виду, что шасси (масса) автомобиля не может быть использована в качестве измерительной земли. Между точкой подключения ЭБУ к массе и датчиком напряжение может падать до I В за счет токов силовых элементов по массе, что недопустимо как при штатной работе датчика, так и при его диагностике.

Подавляющее большинство датчиков из числа вышеперечисленных уже достаточно широко используется на современных импортных и отечественных автомобилях. Но есть и такие, которые появились относительно недавно и находятся на стадии внедрения в новейшие автомобильные системы.

Рисунок 2.2 – Модели датчиков ЭСАУ

 

 

2.1 Датчик массового расхода воздуха

 

Датчик массового расхода воздуха, он же ДМРВ, определяет точное количество впускаемого в двигатель воздуха. Заполнение цилиндров смесями должно контролироваться. Благодаря ДМРВ эта задача выполнима. Оборудованиесчитается одним из важнейших в системе впрыска, стало применяться сразупосле его внедрения. Располагается во впускном тракте. Точнее: между впуском и воздушным фильтром. Вот мы уже знаем, где находится датчик массового расхода воздуха, рассмотрим их виды, а в дальнейшем и принцип работы.

 

Виды датчиков:

Лопаточные расходомеры. В основе установки — трубка Пито. Посреди тонкая пластинка, которая закреплена довольно мягко. Пластинка изгибается под влиянием потока воздуха. Её изгиб регистрируется потенцио

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
метром, меняя показатели сопротивления. Блок управления собирает информацию именно с показателей потенциометра и решает, сколько нужно топлива.

С термоанемометрическими измерителями. Этот вариант более распространён, о нём мы и говорили. В основе конструкции теплообменник, от которого исходят две платиновые пластинки. Через них проходит ток. Первая пластина — рабочая, а вторая — на резерв. Так как температура одной пластины всегда выше другой, поток воздуха нацелен охлаждать одну из них, стараясь сравнять температуру. Для сравнения температуры в нерабочую пластину подают больше тока, и именно эти показатели влияют на то, как блок управления среагирует и сколько бензина посчитает нужным выделить. Низкий уровень сигнала при проверке мультиметром — плохой знак.

С плёночным измерителем. Кремниевые пластины с напылением из платины стали поставляться на рынок пару лет назад. Свою популярность ещё не получили.

Принцип работы:

Отношение количества впускаемого бензина к воздуху за один такт составляет 1/14. При таких условиях двигатель обещает оптимальную работу. В худшем случае наблюдается либо уменьшение мощности, либо перерасход топлива. Принцип работы датчика заключается в замере поступившего воздуха и передаче этой информации бортовому компьютеру. После получения информации компьютер определяет, сколько топлива нужно выделить двигателю. Вы можете управлять количеством поступающего воздуха. Нажав на педаль газа сильнее, воздуха попадёт больше. Соответственно бензина будет больше, если датчик работает исправно. Отсюда правило: при спокойной езде без рывков расход воздуха будет маленький, а вместе с ним и уменьшится расход бензина.

Перейдём к конструкции. Внутри измерительной трубки расположен платиновый провод (70 мкм диаметром). Впереди него — дроссельная заслонка. Принцип постоянства температуры — вот как работает устройство. Тем не менее на рынке представлено много датчиков, каждый из которых определяет количество воздуха своим методом и построен по-своему(Рис

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
у3)

 

Рисунок 3– Конструкция ДМРВ

2.2 Датчик дождя

¾ Одна из опций, которая устанавливалась раньше только на дорогих машинах – датчик дождя, стала вполне доступна и для авто бюджетного уровня. Однако порой по нему возникает множество вопросов, так что вполне резонно спросить – а как работает датчик дождя на авто?

 

Зачемнужен подобный прибор

 

Прежде чем разбираться с работой подобного устройства, давайте попытаемся понять, зачем нужен, и по сути дела, что такое датчик дождя? Самим названием предопределено назначение такого изделия – установить факт дождя. Хотя задачи, которые выполняет автомобильный датчик дождя и света, гораздо шире описанных.

Среди них стоит отметить:

 

¾ установление факта начала дождя, а такжеснега;

¾ определение степени загрязнения лобового стекла;

¾ автоматическоевключениедворников при осадках и заданиережимов их работы в зависимости от их интенсивности непогоды

¾ включениесветовыхприборов принизкомуровнеосвещенности (касается датчика света).

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
Установка датчика дождя производится за зеркалом заднего вида, например, так, как показано на рисунке 4:

,

Рисунок 4– Установка датчика дождя

Разобравшись с тем, что делает датчик дождя и света, необходимо ответить на вопрос – а зачем все это нужно? Ответ универсален – для повышения безопасности движения. Подобное устройство, по замыслам разработчиков, должно избавить водителя от лишних операций (включение/выключение дворников), отвлекающих его от управления автомобилем, а также автоматически обеспечить отличную видимость на дороге при любых условиях[5, с.1].

Какустроен датчик дождя

 

Принцип работы датчика дождя основан на сравнении оптических свойств лобового стекла при разных атмосферных условиях, точнее – на различиях в отражении инфракрасного луча чистой и увлажненной или загрязненной поверхностью стекла. Само устройство датчика дождя достаточно просто – в его состав входят излучающий и принимающий инфракрасные светодиоды. Устройство и работу подобного изделия поможет понять рисунок 5:

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
Рисунок 5 –Устройство датчика дождя

Это изделие находится на лобовом стекле с внутренней его стороны. От излучающего светодиода инфракрасное излучение попадает на наружнуюповерхность, отражается от нее и улавливается фотодиодом. Уровень отраженного сигнала зависит от состояния наружной поверхности стекла, от чистого стекла сигнал будет один, от грязного – другой, от мокрого – третий.По величине этого сигнала блок управления определяет необходимость включения дворников.Как видно из приведенного описания, устроен подобный прибор достаточно просто, что предопределяет достаточно широкие возможности по его применению. Как выглядит такое устройство, показано, напримерна рисунке 6:

Рисунок 6 –Вид датчика дождя

Как видно из рисунка, в отдельном корпусе находится блок управления, связанный жгутом с реле, управляющим работой стеклоочистителя. Блок управления необходимо приклеить в зоне перекрытия щеток дворника, сказанное подтверждает рисунок 7 лобового стекла с датчиком дождя.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01


Рисунок 7 –Установка датчика

 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
2.3 Датчик Холла

 

Все автомобильные датчики классифицируются по параметру, который они определяют. Это может быть датчик температуры, датчик массового расхода воздуха, датчик движения или датчик положения. Датчик на эффекте Холла как раз применяется для того, чтобы определять положение коленчатого или распределительного вала.

Рисунок 8– Принцип действия

Вкратце разберемся с этим эффектом, тогда станет понятнее, что представляет собой это устройство. Гальваномагнитное явление было открыто в 1879 году Эдвином Холлом, а суть этого открытия в том, что при установке проводника с постоянным потенциалом в магнитное поле, появляется разность потенциалов, то есть электрический импульс. На основе этого явления работает не только часть системы зажигания автомобиля, но и ионные ракет

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
ТГТУ 11.03.01
ные двигатели, приборы, которые измеряют напряженность магнитного поля, и даже во многих мобильных устройствах в виде основы для работы электронного компаса[5, с.1].



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: