Разработка адаптивной системы выпускного тракта двухтактных двигателей

Во время работы двухтактного двигателя в момент каждого такта сгорания при движении газа в выпускной трубе образуются волны высокого давления. За волной высокого давления следует волна низкого давления. В некоторой точке системы выпуска, которая определяется конструкторами, часть волн высокого давления соударяются с системой, в то время, как оставшаяся волна высокого давления покидает трубу, волна низкого давления, следующая за ней, отражается назад. Способствуя наполнению камеры сгорания свежей топливовоздушной смесью. Затем отраженная волна высокого давления предотвращает вытекание свежей смеси через выпускной канал. Следующая за ней волна низкого давления удаляет отработавшие газы из камеры сгорания.

Длина каждой трубы выпускной системы тщательнейшим образом рассчитывается, чтобы пульсации давления оказались в необходимой точке в заданный момент времени. Правильно выполненный выпуск играет решающую роль в высокой производительности двигателя.

Выпускная система сконструирована таким образом, что наилучшие характеристики ее работы обеспечиваются в узком диапазоне частот вращения двигателя. Поэтому для улучшения отдачи двигателя во всем диапазоне оборотов применяют различные системы.

За пределами определенных частот вращения двигатель работает относительно неэффективно. Первыми решение этой проблемы предложили в концерне Yamaha, разработав систему EXUP (ExhaustUltimatePowerValve), что в переводе на русский означает "Абсолютный мощностной клапан системы выпуска". Данная конструкция являлась первым механизмом изменения внутреннего сечения выпускной системы, с помощью EXUP, удалось добиться существенного увеличения мощности во всем диапазоне работы двигателя. EXUP располагается между выпускными трубами и глушителем. Мощностной клапан закрыт до средних оборотов, тем самым уменьшая сечение трубы, и открыт при высоких оборотах, увеличивая сечение. Управление им берет на себя электроника и сервомотор. Интересно, что задумывался данный механизм как дополнительное средство уменьшения токсичности выхлопа, и устанавливался на FZR1000 в версии для Калифорнии, известной своими жесткими эко-нормами. Однако инженеры с удивлением обнаружили, что клапан еще и выравнивает мощностную характеристику, и даже поднимает количество лошадиных сил в моторе. После этого, EXUP стали устанавливать на многие другие байки компании.

Поэтому тема дипломной работы «адаптивная система управления выпускного тракта двухтактного двигателя» актуальна и значима для настоящего времени, поскольку решает ряд проблем.

Объект исследования электрооборудование автомобилей и тракторов.

Предмет исследований система управления геометрией выпускного тракта двухтактных двигателей.

Целью работы является разработка такой микроконтроллерной системы управления геометрией выпускного тракта, которая обеспечит наиболее эффективную работу силовой установки ДВС ГДН при различных режимах работы ДВС, что приведет к уменьшению расхода топлива и соответственно к уменьшению загрязняющих выбросов в атмосферу.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– рассмотреть особенности существующих современных систем и провести их сравнительный анализ;

– определить структуру системы в соответствии с целью;

– разработать общий алгоритм работы системы;

– разработать алгоритмы обработки сигналов датчиков;

– выбрать базовый микроконтроллерный комплект;

– рассчитать соотношения затрат и прибыли;

– выбрать метод для определения безубыточности реализации системы, в которой наступает окупаемость издержек и есть прибыль;

– определить мероприятия по безопасности;

Практическая ценность работы состоит в том, что будет разработана микроконтроллерная система управления геометрией выпускного тракта для двухтактных двигателей, которая найдет применение в различных сферах обеспечив существенный прирост мощностных характеристик, экологических и экономических показателей работы двигателя.

Для выполнения работы используется научно-техническая, периодическая литература, справочники, нормативные документы - ГОСТ, ПУЭ и другие источники.

Влияние выпуска на характеристики двигателя гораздо существеннее, на двухтактных чем на четырехтактных ДВС. На каждый цилиндр всегда устанавливается отдельный комплект из выпускной трубы и глушителя, а также резонатора, пример выхлопной системы отображен но рисунке 1.

Рисунок 1.1 - Выпускная система с резонатором. Honda RS250R

Резонатор необязателен, но позволяет реализовать существенный прирост мощности за счет естественных склонностей пульсаций выхлопа резонировать внутри выпускной системы. [1]Система сконструирована так, что выпускная труба постепенно переходит в прямой конус глушителя, в конце которого располагается обратный конус, заканчивающийся небольшой выхлопной трубой. Правильно настроенный резонатор обеспечивает наилучшее наполнение цилиндра рабочей смесью, а значит - высокие мощностные показатели. Подобный эффект недостижим никаким другим способом.

• Работа ГДН
• Волна отрицательного давления
• Волна положительного давления
• Наддув через выхлопной порт
• Целесообразность изменения геометрии ГДН
• Целесообразность использования системы
• Преимущества системы перед аналогами
• Датчик положения ГДН
• Датчик температуры выхлопа
• Датчик силы тока
• Плата Arduino Mega
• Алгоритм работы адаптивной системы управления выпускным трактом двухтактного двигателя
• Алгоритм диагностики адаптивной системы управления выпускным трактом двухтактного двигателя
• Принципиальная схема адаптивной системы управления выпускным трактом двухтактного двигателя
• Обоснование целесообразности разработки
• Выбор аналога для сравнения
• Анализ рыночной ситуации и обзор существующих аналогов
• Длительность работ на этапе проектирования
• Расчёт эксплуатационных расходов для разработки проекта и аналога
• Безопасность, экологичность и надежность при эксплуатации изделия
• Области применения разрабатываемой системы

Информация по теме:

Санитарное содержание станций
Сооружения и устройства станции должны постоянно находиться в исправности и чистоте. Ремонт и содержание их возложены на соответствующие хозяйственные подразделения специализированных служб. Работники станции обязаны содержать в чистоте платформы, переходы, вестибюли и служебные помещения; при необ ...

Оценка приоритетности транспортной сети вида транспорта
Таблица 4.4 Параметрические данные приоритетов видов транспорта Вид транспорта mi miгр miпс Ei0 Eiгр Eiпс Железнодорожный 3,7 4,8 3,1 3,3 3,4 3,6 Автодорожный 4,5 5,3 3,3 3,7 3,9 3,1 Водный 3,3 3,6 2 4,5 5,1 2,3 Воздушный 3,5 3,8 4,8 6 6,9 5 Нефтепроводы 4 4 8 8 Газопроводы 4,2 4,2 8,3 8,3 Приорите ...

Показатели работы направления
В данном разделе мы рассмотрим некоторые показатели работы Мурманского отделения. К ним отнесем следующие, оказывающие на величину отделенческих показателей составляющие: план погрузки, норма выгрузки, участковая скорость, коэффициент порожнего пробега, коэффициент участковой скорости, вагонное пле ...