Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания




НазваниеОбеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания
страница4/5
Дата03.02.2016
Размер16,3 Kb.
ТипАвтореферат
1   2   3   4   5

В пятой главе рассмотрены вопросы комплексной оценки соответствия требованиям ЭМС эксплуатируемых автомобилей с ИБСЗ.

В рамках предложенного нового научно-технического направления обеспечения соответствия параметрам ЭМС по уровню ЭМП при неисправностях ИБСЗ в процессе эксплуатации автомобиля предложен алгоритм проведения контроля уровня разрядных помех и определения неисправности. Разработаны методы уменьшения уровня ЭПМ при неисправных ИБСЗ.

Получена математическая модель, позволяющая дать комплексную оценку соответствия требованиям ЭМС по уровню ЭМП модельных рядов автомобилей, оснащенных ИБСЗ. Она базируется на статистическом анализе результатов экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик напряженности ЭМП. В основу модели положено разбиение исследуемого диапазона частот fminfmax на D областей ∆fi. Выбор диапазона ∆F производится по результатам экспериментальных исследований выборки автомобилей, где уровень ЭМП имеет наибольшие значения.

Статистический анализ результатов экспериментальных исследований амплитудно-частотных характеристик напряженности ЭМП проведен по четырем модельным рядам, в каждом из которых количество автомобилей не превышало 50. Поэтому для нахождения числовых характеристик применен критерий Колмогорова – Смирнова для уровня значимости αз = 0,05.

Показано, что для автомобилей с одинаковым ресурсом разброс амплитуд напряженности ЭМП в каждой области ∆fi соответствует Гауссову распределению. Для каждой области ∆fi выдвигается гипотеза превышения в ней предельно допустимого уровня излучаемых помех. Вероятность несоответствия отдельно взятого автомобиля по уровню излучаемых электромагнитных помех

, (29)

где S – пробег автомобиля.

По результатам ресурсных испытаний ограниченной выборки автомобилей набирается статистика при различных фиксированных значениях пробега Si. При каждом Si вычисляется P(EпрЕ) = P(Si). Затем определяется аналитическая функция P(S), которая дает возможность прогнозировать динамику изменения количества Х автомобилей с ИБСЗ, не соответствующих по уровню напряженности ЭМП. Регрессионный анализ экспериментальных данных показывает, что функция Р(S) имеет следующий вид:

, (30)

где а, b и c – коэффициенты.

Из Р(S) находится пробег Sj, при котором

Р(Sj)=max. (31)

Так как (30) является возрастающей функцией, а значит, Sj → ∞, то для практических целей можно допустить

Sj = Sп.пр, (32)

где Sп.пр – предельное значение пробега, которое больше, чем гарантированный ресурс автомобиля.

Для всех Si, а также Sj вычисляется максимальное количество не соответствующих нормам автомобилей Х в партии Н, которое отбирается по определенному критерию, например выпуск одной модели за год:

. (33)

Соответствие требованиям ЭМС по уровню ЭМП описывается неравенством

, (34)

где β(S) – критерий приемлемого риска, определяемый заводом-изготовителем.

Его максимальное значение maxβ(S) = 0,143.

Математическая модель соответствия автомобилей предельно допустимым нормам позволяет оценить по ограниченной выборке правильность выбранных применительно к подавлению разрядных помех от ИБСЗ решений, а также соблюдения заложенных в производство технологий. Данный подход есть оценка качества выпускаемой продукции, на основании которого принимаются решения в условиях действующего производства.

В рамках предложенного направления предлагается алгоритм проведения контроля уровня разрядных помех и диагностики неисправности в течение всего периода эксплуатации автомобиля. Он сводится к обработке статистических данных, измеренных на установившемся режиме работы ДВС. Его исходной основополагающей базой являются следующие положения, вытекающие из проведенных ранее исследований:

- установившийся режим холостого хода при n = nmin.хх соответствует максимальному уровню разрядных помех от ИБСЗ;

- вероятностный закон плотности распределения разрядных помех от каждой высоковольтной цепи на установившихся оборотах подчиняется Гауссову закону;

- разрядные помехи не перекрываются во временной области.

После запуска и прогрева автомобиля запускается процесс накопления данных. При выходе на режим холостого хода с n = nmin.хх в период времени ΔТ формируется матрица измеренных значений

, (35)

где К – количество измерений по каждой высоковольтной цепи;

N – количество высоковольтных цепей;

Y – измеряемая величина (разрядный ток или напряженность ЭМП).

По каждому столбцу вычисляется внутрисерийное среднее значение МnВС[Y]. Полученная матрица-строка отображает внутрисерийную обработку данных по каждой высоковольтной цепи

. (36)

При следующем выходе ДВС на режим холостого хода с n = nmin.хх в период времени ΔТ формируется следующая строка матрицы (36). Ее наполнение производится до получения L строк:

. (37)

По каждому столбцу вычисляется межсерийное среднее значение:

. (38)

Этим повышается точность за счет уменьшения неисключенной случайной погрешности, которая присутствует в каждом внутрисерийном результате измерений из-за влияния сторонних факторов.

Контроль соответствия предельно допустимому уровню осуществляется сравнением каждого элемента матрицы (40) с Yпр. Критерием является неравенство:

. (39)

При его выполнении строка исключается. Последующим матрицам присваивается индекс l-1, и производится измерение с вычислением матрицы c индексом L. Процесс повторяется циклически до окончания работы автомобиля или до момента принятия решения о несоответствии автомобиля с ИБСЗ требованиям ЭМС по уровню ЭМП. В последнем случае микропроцессорная система управления переводит ДВС в такую режимную область, где уровень разрядных помех от ИБСЗ соответствует предельно допустимому. Дополнительно в автомобиле данная неисправность отображается на сигнальной лампе, информирующей водителя о текущем состоянии. Рассмотренный алгоритм представлен на рис. 14.

Техническая реализация предложенного подхода осуществляется на базе современной специализированной автомобильной микропроцессорной техники, позволяющей обрабатывать большие массивы данных. Практическая реализация результатов работы может быть представлена в виде системы с обратной связью по уровню разрядных помех (рис. 15).

На основе полученной математической модели процесса разрядных помех, создаваемых автомобильными искровыми батарейными системами зажигания, учитывающей режимы работы ДВС с микропроцессорным управлением, разработано два метода уменьшения помех, которые принципиально можно реализовать в микропроцессорных системах управления.

В основе первого метода лежит принцип изменения угла опережения зажигания. Решение в обобщенном виде показывает, что для уменьшения уровня напряженности ЭМП на величину ΔЕ нужно увеличить УОЗ на

, (40)

где – функция, связывающая разрядный ток и напряженность ЭМП помех;

– функция преобразования, связывающая разрядный ток с параметрами системы зажигания.

Предложенный метод применим при малых превышениях помех предельно допустимого уровня, так как величина ∆Θ/ ограничивается условием обязательного попадания в диапазон углов Δφ, в которых необходимо формирование максимума давления газов на поршень. Нарушение указанного условия приводит к ухудшению показателей рабочего процесса.

На основании результатов диагностики уменьшение уровня помех от системы зажигания можно осуществлять по отдельным высоковольтным цепям.

Экспериментально подтверждена возможность реализации предлагаемого метода. При его реализации удалось снизить уровень помех на 5 дБ (рис. 16). С позиции практической применимости ∆Θ/ целесообразно увеличивать:

∆Θ/ ≤Δφ/2. (41)





Рис. 14. Алгоритм бортового контроля предельно допустимого уровня

разрядных помех и диагностики




Рис. 15. Схема управления ДВС с новым дополнительным каналом местной

обратной связи по разрядным помехам:

МПСУД – микропроцессорная система управления двигателем;

ИБСЗ – искровая батарейная система зажигания;

ИС – измерительная система уровня разрядных помех;

ИУ – исполнительное устройство;

ДВС – двигатель внутреннего сгорания;

Т – трансмиссия;

А – автомобиль





Рис. 16. Амплитудно-частотная характеристика напряженности ЭМП

от автомобиля ВАЗ 21128:

1 – при базовом УОЗ;

2 – при увеличенном УОЗ


В основе второго метода лежит принцип увеличения оборотов ДВС (Пат. № 2331780). Для уменьшения напряженности ЭМП на величину ΔЕ следует увеличить обороты на :

, (42)

где – функция преобразования, связывающая разрядный ток с параметрами системы зажигания.

Выбор диапазона оборотов, в котором используется обратная связь по разрядным помехам, производится с учетом того, что наибольшая мощность ЭМП приходится на область минимальных оборотов холостого хода ДВС. На основании проведенных экспериментов предложено установить данный диапазон от nmin.хх до n = 1500 мин-1.

Предложенный метод не может применяться на установившихся режимах работы ДВС при включенной передаче ввиду вероятного неконтролируемого изменения скорости движения автомобиля. Экспериментальные исследования подтверждают теоретическое обоснование предложенного метода (рис. 17).





Рис. 17. Амплитудно-частотная характеристика напряженности ЭМП

от автомобиля ВАЗ 11193 с ИБСЗ: 1 – n = 850 мин-1; 2 – n = 1500 мин-1


Превышение предельно допустимых норм электромагнитных помех от автомобильных ИБСЗ интерпретируется как неисправность системы, требующая устранения. Поэтому микропроцессорная система управления ДВС индицирует неисправное состояние на контрольной лампе и обеспечивает аварийное уменьшение уровня разрядных помех.

В приложениях приведены акты внедрения результатов диссертационной работы и документы поверки испытательного оборудования лаборатории ЭМС ОАО «АВТОВАЗ».


ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ


1. Разработаны научные основы создания, исследования и эксплуатации систем ЭМС ИБСЗ в процессе всего периода эксплуатации автомобиля.

2. По результатам исследований определено, что у автомобилей с ИБСЗ в диапазоне частот f[30; 400] МГц сосредоточено свыше 90% мощности электромагнитных помех. Обосновано, что в данном диапазоне наиболее целесообразно проводить измерения уровня разрядных помех при обеспечении соответствия требованиям ЭМС автомобиля в процессе эксплуатации.

3. Получен комплекс обобщенных математических моделей процесса разрядных помех, создаваемых автомобильными ИБСЗ, учитывающий параметры, влияющие на уровень ЭМП для всех режимов работы ДВС. В качестве параметров рассмотрены УОЗ и обороты коленчатого вала. Из математической модели следует возможность реализации принципа управления ДВС с допустимыми уровнями излучаемых электромагнитных помех при неисправностях ИБСЗ в процессе всего периода эксплуатации автомобиля.

4. Разработано математическое обеспечение прикладных программ САПР для моделирования распределения ЭМП от автомобиля с ИБСЗ и последующего анализа принятия решений по обеспечению соответствия параметрам ЭМС.

5. Теоретически показано и экспериментально подтверждено, что разрядные помехи от ИБСЗ ДВС, адаптированных под газовоздушную смесь, больше, чем от ИБСЗ бензиновых ДВС. Поэтому при проектировании ИБСЗ ДВС, работающих на газообразном топливе, необходимо применять более эффективные меры помехоподавления.

6. Уточнены методики расчета и проектирования автомобильных ИБСЗ для более полного обеспечения требований ЭМС по уровню излучаемого ЭМП.

7. Предложены новые технические решения подавления разрядных помех от ИБСЗ автомобиля, удовлетворяющие требованию эффективности подавления в широком диапазоне частот, при минимальном влиянии элементов подавления ЭМП на энергетические характеристики ИБСЗ. Предложенные решения позволяют уменьшить уровень помех до 20 дБ.

8. Предложены корректировки к действующим нормативным документам, регламентирующим порядок измерения уровня ЭМП, позволяющие более расширенно проводить испытания автомобиля с ИБСЗ на ЭМС.

9. Получена математическая модель, на базе которой предложен алгоритм комплексной оценки соответствия модельных рядов автомобилей с ИБСЗ требованиям ЭМС по уровню ЭМП с учетом их эксплуатационной наработки. Алгоритм позволяет по результатам ресурсных испытаний ограниченной выборки автомобилей принимать решения в условиях действующего производства.

10. В рамках предложенного научно-технического направления разработан алгоритм проведения контроля уровня ЭМП и диагностики неисправности, а также предложены новые методы обеспечения соответствия предельно допустимым нормам разрядных помех, созданных ИБСЗ при эксплуатации автомобиля в аварийных режимах. Экспериментально показано, что предложенные методы позволяют уменьшить уровень разрядных помех в пределах 5–12 дБ.

1   2   3   4   5

Похожие:

Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconРазработка системЫ акустической диагностики состояния колёс транспортных средств при повышенном уровне помех
Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им проф. М. А. Бонч-Бруевича на кафедре радиоприема,...
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconФакультет целевой контрактной подготовки специалистов и дополнительного профессионального образования специалистов
Санкт-Петербургском Государственном Морском техническом университете Повышение квалификации проводится в форме стажировки для широкого...
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconИспользование явления электромагнитной индукции
Цель: Рассмотреть применение закона электромагнитной индукции к различным техническим устройствам и приборам
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconПрограмма дисциплины иностранный язык (английский) для специальности 230401. 65 "Прикладная математика"
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230401. 65 "Прикладная...
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconМетодические рекомендации по защите и очистке автомобильных дорог от снега
Внесен: Управлением эксплуатации и сохранности автомобильных дорог Росавтодора Минтранса РФ
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconРабочая программа администрирование кластерных систем фд. А. 03 Специальность 05. 13. 11 «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»
Цели дисциплины: раскрыть базовые принципы организации кластерных вычислительных систем, состав и назначение их программно-аппаратных...
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания icon«Математическое и программное обеспечение систем в промышленной и соци альной сферах»
Приглашаем Вас опубликовать работы в Международном сборнике научных трудов «Математическое и программное обеспечение систем в промышленной...
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconМатематическое и программное обеспечение человеко-машинных интерфейсов для моделирования бортовых приборов и систем
Специальность 05. 13. 11 – «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconРабочая программа Программирование систем с общей памятью од. А. 04 Для аспирантов специальности 05. 13. 11 «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей»
Цели дисциплины: предоставить базовый набор знаний о математических моделях и методах параллельного (многопоточного) программирования...
Обеспечение электромагнитной совместимости автомобильных систем зажигания iconПовышение эффективности работы мощных экскаваторно-автомобильных комплексов карьеров на базе экспертных систем
Защита состоится «21» декабря 2006г в 14 часов на заседании диссертационного совета д 212. 280. 02 при гоу впо «Уральский государственный...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib2.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница