Метод диагностирования привода газораспределительного механизма автомобильных ДВС по параметрам изменения давления во впускном коллекторе

• Автор: Федоров, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.22.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 230 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Механизм газораспределения автомобильных ДВС

1.2. Техническое обслуживание ГРМ с ременным приводом

1.3. Техническое обслуживание ГРМ с цепным приводом

1.4. Неисправности привода валов ГРМ.

1.5. Реакция электронной системы управления двигателем на аномальное положение валов ГРМ

1.6. Субъективные признаки аномального положения РВ

1.7. Влияние аномального положения РВ на основные эксплуатационные характеристики двигателя.

1.8. Анализ методов диагностирования привода ГРМ.

1.9. Требования к способам контроля положения РВ.

1 Анализ исследований в области теории
газодинамических процессов.
Выводы и задачи исследования.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА КОНТРОЛЯ УСТАНОВКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ ПО ПАРАМЕТРАМ ГАЗООБМЕНА В ДВИГАТЕЛЕ.
2.1. Допущения, при разработке математической модели процессов газообмена ДВС.
2.2. Аналогии между газодинамическими и электродинамическими процессами и характеризующих их величинами.
2.3. Построение эквивалентной электрической схемы процесса газообмена в двигателе.
2.4. Математическое описание кинематики движения механизмов
двигателя
2.4.1. Описание кинематики кривошипношатунного механизма
2.4.2. Математическое описание кинематики клапанного
механизма
2.5. Математическое описание процессов движения газов в двигателе посредством уравнений электрических цепей
2.5.1. Математическое описание процессов газообмена при работе цилиндра.
2.5.2. Математическое описание газообмена в каналах выпуска
2.5.3. Математическое описание газообмена в каналах впуска.
2.5.4. Моделирование процесса газообмена в выпускной системе.
2.5.5. Моделирование процессов газообмена во впускной системе
2.6. Алгоритм расчета процессов газообмена в двигателе на ЭВМ
2.7. Математический аппарат вычисления фазы и анализа формы колебаний
2.7.1. Применение преобразования Фурье для вычисления
фазы колебаний.
2.7.2. треугольная аппроксимация экспериментальной функции.
2.8. Расчет фазы давления во впускном коллекторе.
Выводы по главе
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Разработка методик определения влияния НПРВ на ВСХ и процессы газообмена в двигателе.
3.1.1. Выбор модели двигателя для проведения исследования
3.1.1.1. Методика установки заданных значений НПРВ.
3.1.2. Подбор и разработка оборудования для
реализации режима ВСХ
3.1.2.1. Блок управления электродинамическим тормозом
3.1.3. Система измерения эффективного момента двигателя.
3.1.4. Компьютерный измерительный комплекс
3.1.4.1. Блок измерения и синхронизации
3.1.4.2. Управляющая программа.
3.1.5. Методика тарировки систем измерения.
3.1.5.1. Методика тарировки системы измерения эффективного момента двигателя
3.1.5.2. Методика тарировки системы измерения давления.
3.1.5.3. Методика тарировки системы измерения расхода воздуха
3.2. Методика оценки погрешности систем измерения
3.3. Методика планирования экспериментальных исследований
3.4. Методика экспериментального исследования влияния НПРВ на величину эффективного момента двигателя и расход воздуха в
режиме ВСХ.
3.5. Методика измерения давления и расхода воздуха во впускном коллекторе в режиме малых оборотов холостого хода
3.6. Методика анализа формы колебаний давления во впускном коллекторе.
3.7. Методика оценки адекватности математической модели
Выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты измерений параметров работающего двигателя
4.2. Результаты исследования влияния начальных положений валов ГРМ на характеристики ДВС.
4.2.1. Влияние начальных положений валов ГРМ на количество поступившего в двигатель воздуха
4.2.2. Определение требований к точности измерения и установки начального углового положения валов ГРМ.
4.3. Гармонический анализ колебаний давления во впускном коллекторе
4.3.1. Моделирование колебаний давления во впускном коллекторе.
4.3.2. Диагностика привода ГРМ по фазе колебаний давления.
4.4. Анализ формы колебаний давления во впускном коллекторе
4.4.1. Корреляционный анализ формы колебаний давления во впускном коллекторе.
4.5. Методика получения диагностических уравнений и их коэффициентов для определения НПРВ по форме и фазе колебаний давления во впускном коллекторе
4.5.1. Методики испытаний двигателей с целью определения коэффициентов в диагностических уравнениях.
4.5.2. Определение коэффициентов диагностических уравнений
4.5.3. Получение уравнений для определения НРВ по измеренному
значению параметра а.
4.5.4. Анализ погрешности определения начального положения распределительных валов разработанным методом
4.5.5. Устройство для определения угла начального положения распределительных валов
Выводы по главе
5. ЭКОНОМИЧИСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЧАЛЬНОГО ПОЛОЖЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ ВАЛОВ ПО ФОРМЕ И ФАЗЕ КОЛЕБАНИЙ ДАВЛЕНИЯ ВО ВПУСКНОМ КОЛЛЕКТОРЕ.
5.1. Определение стоимости устройства для определения фазы колебаний давления стробоскопическим способом
5.2. Определение экономической эффективности.
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ЭВ, 0А, РВ, 5А, СА имеющих 4 клапана на цилиндр. Рис. Широко распространен привода клапанов от двух в головке блока цилиндров, при этом выпускные клапана приводятся от одного вала, а выпускные от другого рис. Такая конструкция позволяет сравнительно просто реализовать механизм изменения фаз газораспределения. Вариант, когда каждый приводит и впускные и выпускные клапаны рис. Этот рядный четырех цилиндровый дизельный двигатель с турбонаддувом устанавливался на некоторых моделях внедорожника I . ГРМ такого типа мы в дальнейшем рассматривать не будем. Прямой привод распределительных валов рис. При этом используются роликовые или зубчатые цепи или зубчатые ремни из синтетических материалов. Выбор цепного или ременного привода определяется традициями фирмы, так использует исключительно роликовые цепи, и III зубчатые ремни. Во многих рядных и Vобразных двигателях автомобилей I и V используется вариант привода, показанный на рис. Ременная передача проходит с передней стороны двигателя, а цепная с задней. При этом на каждый цилиндр приходится 5 клапанов рис. Рис. Примером использования привода показанного на рис. АЬ1, бензиновый КАПЕ и дизельные У5ОЕ 6 и гОЗООЭТ. У этих моделей все передачи цепные. Промежуточная звездочка в дизелях используется для привода топливного насоса высокого давления. Достоинством данной схемы является меньшая высота двигателя. В ГРМ оппозитных и Уобразных двигателей рис. Рис. ГРМ с изменяемыми фазами газораспределения появляются на двигателях легковых автомобилей иностранного производства со второй половины х годов XX века. В них применяются устройства позволяющие изменять угловое положение РВ относительно звездочек или зубчатых колес привода и устройства регулирующие высоту подъема клапана. Существует множество конструкций для поворота распределительных валов, одна из самых распространенных представлена на рис. Рис. Первой систему, изменяющую высоту подъема клапанов применила фирма . В году она выпустила автомобили IVI X, X и 0 на которых устанавливались двигатели с системой V. В этой системе каждый впускной клапана приводился от кулачка высокого или низкого подъема в зависимости от режима работы двигателя. Один из вариантов реализации двухступенчатого регулирования хода клапанов представлен на рис. Исследователи и i i провели для бензиновых двигателей анализ эффективности устройств, изменяющих фазы газораспределения 1. Испытания проводились в городском цикле движения. В качестве основы для сравнения рассматривался двигатель с 4 клапанами на цилиндр без системы рециркуляции отработавших газов. Рис. Система плавного регулирования высоты подъема впускных и выпускных клапанов в сочетании с изменением положения обоих распределительных валов может дать выигрыш 9. Тенденции в конструкции механизмов газораспределения можно проследить на двигателях концерна ТОУОТА, который в годах занимал первое место в мире по количеству проданных автомобилей 8. Условно их можно отнести к трем группам по годам выпуска и особенностям конструкции первая группа конец х вторая половина х годов вторая группа с конца х годов третья группа со второй половины х годов. Все двигатели этих годов выпуска имеют клапанов на цилиндр и два распределительных вала в головке блока. Исключение двигатель 4АОЕ У он имеет два выпускных и три впускных клапана на цилиндр. У двигателей с ремнем и обозначением РЕ крутящий момент через ремень передается на вал привода впускных клапанов, а через него через шестерни вращает вал привода выпускных клапанов. У остальных двигателей все валы непосредственно приводятся ремнем или цепью. К ранним конструкциям относятся четырехцилиндровые рядные двигатели серий А, Е, 8, 2, Т2, шестицилиндровые рядные двигатели серий О, , Р2, шестицилиндровые Уобразные двигатели сери У 2 и восьмицилиндровые Уобразные двигатели серии 2. Цепной привод используется в сериях 2, Т2, Р2. К более новым конструкциям можно отнести серию шестицилиндровых Уобразных двигателей М2 с ременным приводом. А также четырехцилиндровые рядные двигатели с цепным приводом серий , 2, , А2.