Совершенствование конструкции электрооборудования автомобилей и тракторов в свете решения вопросов снижения токсичности и повышения экономичности их двигателей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Совершенствование конструкции электрооборудования автомобилей и тракторов в свете решения вопросов снижения токсичности и повышения экономичности их двигателей

Рассмотрены современные тенденции развития конструкции элементов автотракторного электрооборудования, направленные на повышение топливной экономичности и снижение концентрации вредных веществ в отработавших газах транспортных и транспортно-технологических машин.

Снижение токсичности и повышение экономичности в процессе производства и эксплуатации автотракторных двигателей становятся наиболее актуальными на современном этапе развития транспортных и транспортно-технологических машин. В этой связи в области конструирования изделий электроники и электрооборудования автомобилей и тракторов следующие тенденции и направления[2].

В системе электроснабжения применяют следующие конструктивные и технологические приемы:

-закрытые подшипники и закрытый щеточно-коллекторный узел, в который входит твердотельный регулятор напряжения с адаптивным алгоритмом регулирования и со встроенным стабилитроном защиты;

-запас по тепловому режиму генераторной установки за счет запаса по мощности и более интенсивного охлаждения внутренней полости внутренними встроенными вентиляторами и сдвоенными и встроенными обмотками статора;

-особо точное изготовление полюсов магнитопровода статора и ротора с калиброванной зачеканкой ротора;

-оптимизация размеров магнитной системы и обмоток статора при увеличении тока возбуждения;

-применение в выпрямителе диодов со стабилитронным эффектом;

-применение антишумовых конструктивных элементов (немагнитные кольца, форма полюсных наконечников и т.д.);

-конструктивные особенности крышек и посадочных мест под подшипники (втулки, кольца, гофрированные пружины, пластмассовые стаканы и т.д.);

-применение новых материалов для контактных колец, щеток, каркаса обмотки возбуждения, изоляционных покрытий;

-привод генератора поликлиновым ремнем и крепление с помощью двух лап;

-увеличение передаточного отношения и многое другое.

Эти конструктивные и технологические решения позволяют, помимо повышения удельных показателей (отношение мощности к весу генераторной установки), снизить начальные обороты отдачи генератора.

Встречаются и такие конструктивные решения, например, генератор с несколькими уровнями напряжения на выходе, масляное охлаждение генератора, стартер-генератор, конструктивно встроенный в маховик двигателя внутреннего сгорания или в элементы распределительного вала (интегрированный стартер-генератор-гаситель крутильных колебаний).

В системах электрическогопуска к наиболее часто встречающимся конструктивным и технологическим особенностям можно отнести:

-конструктивное исполнение стартерной установки со встроенным редуктором и с возбуждением от постоянных магнитов высоких энергий, что позволяет снизить массу на 40…50% в сравнении со стартером классического исполнения;

-в связи с широким распространением молекулярных накопителей, встроенных в аккумулятор, появился класс высоковольтных стартеров;

-точное изготовление деталей привода методом холодного выдавливания;

-оптимизация размеров магнитной системы и соответствия "железа" и "меди";

-давленые коллекторы, сочлененные с обмотками холодной пайкой;

-электронная блокировка стартера;

-новые смазки привода, обеспечивающие надежность и независимость от температуры окружающей среды и т.д.

Больше всего новейших технических революций претерпела система зажигания. Сегодня она представляет собой полностью компьютеризированную систему, которая не только заменила центробежный и вакуумный автоматы опережения зажигания и высоковольтный распределитель, но также имеет функцию регулирования углов опережения зажигания по детонации и оптимизацию их по условиям движения автомобиля. Появились системы зажигания с катушками зажигания, встроенными в высоковольтный свечной наконечник и являющимися датчиками детонации. Эти задачи достигаются различными конструктивными и технологическими приемами:

-твердотельный выходной каскад транзисторного комму-татора с многофункциональной микросхемой управления (регулирование времени открытого состояния выходного транзистора, отключение коммутатора при остановленном двигателе и т.д.);

-опрессованные катушки зажигания с замкнутым магнито-проводом: двухвыводные, четырехвыводные и шестивыводные, в том числе со встроенными высоковольтными диодами;

-модули зажигания, в которые входят гибридный коммутатор и четырехвыводная катушка зажигания;

-микропроцессорное регулирование углов опережения зажигания по нагрузке, оборотам, детонации и режимам движения автомобиля с функциями самодиагностики;

-свечи зажигания с широким тепловым диапазоном работы со встроенным помехоподавительным сопротивлением и свечи зажигания с плазменным эффектом;

-новые силиконовые высоковольтные провода, не меняющие жесткости в широком тепловом диапазоне и т.д.

К новейшим разработкам электронных систем впрыска топливо для бензиновых и дизельных двигателей можно отнести следующие конструктивные и технологические достижения:

-увеличение функциональной насыщенности электронного блока управления, например, регулирование оборотами холостого хода при включенном кондиционере автомобиля, управление рециркуляцией отработанных газов, управление и запоминание сбоев в программе или отказов датчиков (или неправильная информация от датчиков), адаптация системы к конкретному двигателю (изменение программы регулирования с учетом износов или условий эксплуатации) и многое другое;

-усовершенствование конструкции датчиков в части герметизации разъемной части и увеличение их функциональных возможностей (измерение и предельные значения параметров), их дальнейшая интеллектуализация;

-новые конструкции исполнительных механизмов и устройств (линейные электродвигатели, применение магнитов высоких энергий для уменьшения габаритов и т.д.);

-новые специализированные шестнадцатиразрядные и в перспективе тридцатидвухразрядные микроконтроллеры, работающие на языке высокого уровня, и энергонезависимая память для хранения обобщенных данных;

-новые технологии изготовления гибридных электронных блоков, способных работать надежно при температуре до I25 ОС;

-непосредственный впрыск бензина в цилиндр двигателя и применение высокого (свыше 100 мПа) давления впрыска в дизелях и многоедругое.

Очень бурно развиваются конструкции аппаратуры для работы на газовых (на сжиженном и сжатом газе) и альтернативных топливах с управлением от микро-ЭВМ [4].

В области электропривода применение магнитов высоких энергий и прогрессивных методов намотки (особо следует отметить намотку плоских якорей) позволило разнообразить как номенклатуру, так и функциональные возможности электроприводов.

При применении всевозможных типов редукторных приводов, электроники управления и защиты электропривода малогабаритным термобиметаллическим предохранителем удалось создать малогабаритные электроприводы управления дроссельной заслонкой, рейкой топливного насоса высокого давления и др.

Появились "миниатюрные" и микроэлектродвигатели, первые имеют диаметр ротора 1,50 мм, вторые - менее 1мм. Эти электродвигатели могут работать как синхронные или как регулируемые бесщеточные или регулируемые емкостным сопротивлением.

Для электромобилей создаются мотор-колеса и мощные приводы с управлением от микро-ЭВМ, что позволяет решить проблемы торможения наиболее эффективным способом и проблемы экономного расхода электроэнергии от аккумуляторных батарей для увеличения пробега электромобиля до подзарядки [1].

В настоящее время развитие конструкции светотехнических устройств автотехники идет в направлениях:

-широкого распространения головных фар со свободной поверхностью отражателя из пластмасс;

-применения головных фар проекторного типа с протяженным оптоволокном

-распространения фар и фонарей с газоразрядными источниками внедрения автоматической регулировки светового потока в зависимости от нагрузки автомобиля

-применения многофункциональных фонарей с новыми оптическимисхемами, с новыми источниками света и с применением светодиодов;

Дальнейшего совершенствования конструкции получили блок предохранителей и реле (центральный блок электрики) в части уменьшения габаритов, улучшения герметичности блока, миниатюризации исполнительных и электронных реле и нового поколения разъемов между платами и выходного разъёма, обеспечивающего автоматизацию процесса установки проводки при сборке автомобилей.

Широкое использование плоских пучков проводов потребовало разработки нового поколения разъемных соединителей, производимых безлюдной технологией, что повышает общую надежность комплекта электрооборудования.

В области коммутационной аппаратуры происходят значительные изменения в части увеличения функциональных возможностей коммутации нескольких цепей с одновременным уменьшением габаритных размеров за счет использования бескорпусных конструкций и более качественных контактных пар с улучшенной геометрией.

В конструкциях выключателей и переключателей все чаще используется принцип сенсорных переключателей и подсветка знака. Прерыватели выполняются в гибридном исполнении с перспективой применения твердотельной технологии, как у интеллектуальных ключей в мультиплексных сетях.

В области информационных систем логометрические приборы, составляющие основу указательных приборов, сейчас конструктивно обеспечивают поворот стрелки на 360° и при управлении специализированной микросхемой стали конкурентоспособными электронным комбинациям приборной панели по возможностям передачи аналоговой информации.

Появился новый класс информационных систем - навигационные, которые связаны со спутником и дорожными радиомаяками, позволяя ориентироваться водителю в сложных городских и дорожных условиях.

Конструкция бортовых, встроенных диагностических систем развивается не только в части использования программного обеспечения более высокого уровня, но и применения в качестве индикаторов светодиодов, жидкокристаллических экранов и люминесцентных панелей [3].

В области антиблокировочных, противобуксовочных систем, подушек безопасности и систем управления подвеской развитие конструкций идет в направлениях:

-создания надежных исполнительных устройств, обладающих достаточным быстродействием и нормированным запаздыванием для обеспечения комфортных условий изменения положения автомобиля;

-обеспечения связи между системами управления подвеской и двигателем;

-применения интеллектуальных датчиков и т.д.

Таким образом, развитие конструкций систем электрооборудования и автоэлектроники идет в направлениях повышения технического уровня изделий, применения новых принципов конструирования и нетрадиционных материалов, комплектующих изделий и новых технологических процессов и оборудования.

Литература

электрооборудование газ машина

1. Соснин Д.А. Новейшие автомобильные электронные системы. - М.: СОЛОН-Пресс, 2005. - 240 с.

2. Старостин А.К., Сенько В.К., Никонов В.Г. Об интеграции предприятий для создания новейших комплексов автомобильной электроники и автотракторного электрооборудования.// Автотракторное электрооборудование.- 2001.- №1-2. С. 3-4.

3.Трантер А. Электрическое оборудование автомобилей. Руководство./А.Трантер.-СПб.:Алфамер Паблишинг, 2003. - 288 с.

4. Stefan Pischinger und die anderen. Ladung svewedung und Gemischbildung bei Ottomotoren mit voll variable Ventilsteuerung. MTZ.62.2001, № 11.

Размещено на Allbest.ru