Реферат на тему мехатронные системы в автомобилестроении

Обновлено: 05.07.2024

Мехатронная система – это неразделимая совокупность механических, электромеханических и электронных узлов, в которых осуществляется преобразование и обмен энергии, информации. В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмов. Механизмы входят в состав машин – технических систем и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых взаимодействий, необходимых для выполнения различных рабочих процессов. Часто силовой основой МС является электропривод постоянного и переменного тока, формирующих управляемую электромеханическую систему широкого назначения. Для ЭМС управления характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с энергетическим каналом питания и каналом управления, что обуславливает ожидаемые характеристики проектируемого устройства часто в равной степени всеми функциональными звеньями.

Прикрепленные файлы: 1 файл

машины и оборудованиеСАГДИЕВ.doc

1. Мехатронные системы.

К главным преимуществам мехатронных систем относятся:

исключение многоступенчатого преобразования энергии и информации, упрощение кинематических цепей и, следовательно, высокая точность и улучшенные динамические характеристики машин и модулей;
конструктивная компактность модулей;
возможность объединения мехатронных модулей в сложные мехатронные системы и комплексы, допускающие быструю реконфигурацию;
относительно низкая стоимость установки, настройки и обслуживания системы благодаря модульности конструкции, унификации аппаратных и программных платформ;
способность выполнять сложные движения за счет применения методов адаптивного и интеллектуального управления.

Мехатронные системы предназначены для реализации заданного движения. Критерий качества выполнения движения мехатронных систем — проблемное ориентирование, то есть определяется постановкой конкретной прикладной задачи. Специфика задач автоматизированного машиностроения состоит в реализации перемещений выходных звеньев рабочего органа технологической машины (инструмент на станке). При этом необходимо координировать управление пространством перемещения мехатронных систем с управлением различными внешними процессами.

Примерами таких процессов могут служить регулирование силового взаимодействия рабочего органа с объектом работ при механообработке, контроль и диагностика текущего состояния критических элементов мехатронных систем, управление дополнительными технологическими воздействиями на объект работ при комбинированных методах обработки, управление вспомогательным оборудованием, выдача и прием сигналов от устройств электроавтоматики. Такие сложные координированные движения называют функциональными движениями.

В современных мехатронных системах для реализации высокого качества и точности движения применяются методы интеллектуального управления. Данная группа методов опирается на новые идеи теории управления современным аппаратным и программным средством вычислительной техники, перспективные подходы к синтезу управляемого движения мехатронных систем.

Концептуальными проектами являются следующие:

1. Мехатронный обрабатывающий центр МС-630 на базе четырех модулей

ПМС-630 и высокоскоростного шпинделя iBAG завода им. Свердлова.

2. Обрабатывающие центры: МЦ-1, гексамех-1, МЦ-2.

3. Робот-станок РООТ-300 для шлифования турбинных лопаток.

4. Лазерный комплекс для послойного синтеза.

5. Мобильные технологические роботы для инспекции и ремонта трубопроводов.

Главными преимуществами данных мехатронных систем являются исключение многоступенчатого преобразования энергии и информации, упрощение кинематических цепей и следовательно высокая точность и улучшенные динамические характеристики, конструктивная компактность модулей и следовательно улучшенные массо-габаритные характеристики. Возможность объединения мехатронных модулей в сложные мехатронные системы, и комплексы, допускающие быструю реконфигурацию, относительно низкая стоимость установки, настройки и обслуживания системы, благодаря модульности конструкции, унификации аппаратных и программных средств, способность выполнять сложные движения, благодаря применению методов адаптивного и интеллектуального управления.

Сегодня мехатронные модули и системы находят широкое применение в следующих областях :

• авиационная, космическая и военная техника;

• автомобилестроение( например, антиблокировочные системы тормозов,

системы стабилизации движения автомобиля и автоматической парковки);

• нетрадиционные транспортные средства( электровелосипеды, грузовые

тележки, электророллеры, инвалидные коляски);

• офисная техника( например, копировальные и факсимильные аппараты);

• элементы вычислительной техники( например, принтеры, плоттеры,

Одним из примеров параллельного механизма с 6-ю степенями свободы является гексапод (платформа Стюарта). Впервые кинематика гексапода был описана в работе Гауфа в 1956 г. На рисуноке 4 показана схема механизма, на рисуноке 5 практическая реализация схемы – многоцелевой фрезерный станок OKUMA PM-600.

Типичный гексапод выполнен на базе шести механизмов поступательного перемещения, представляющих собой, например, шариковые винтовые передачи ШВП. Для изменения их длины служат регулируемые электроприводы. Контроль за величиной перемещения осуществляется датчиками положения. Одним концом штанга шарнирно соединена с основанием, а другим (также шарнирно) - с подвижной платформой, на которой установлен рабочий орган, например, мотор-шпиндель. Управляя вылетом штанг по программе, можно управлять положением шпинделя по шести координатам: X,Y,Z и тремя углами поворота.

Актюаторы строятся на принципе обратного пьезоэффекта и поэтому предназначены для преобразования электрических величин (напряжения или заряда) в механическое перемещение (сдвиг) рабочего тела.

Актюаторы подразделяются на три основные группы: осевые (мода d33), поперечные (мода d31) и гибкие (мода d31). Осевые и поперечные актюаторы имеют еще общее название — многослойные пакетные, так как набираются из нескольких пьезоэлементов (дисков, стержней, пластин или брусков) в пакет. Они могут развивать значительное усилие (блокирующую силу) до 10 кН при управляющем напряжении 1 кВ, но при очень малых отклонениях рабочей части (от единиц нанометров до сотен микрон). Такие актюаторы также называют мощными.

Гибкие актюаторы относятся к группе маломощных. К этой же группе будут относиться и перспективные осевые актюаторы, представляющие собой моноблок, изготовленный по технологии многослойной пьезокерамики.

Пакетные актюаторы могут производиться предприятиями, не связанными с производством пьезокерамики. Гибкие же и осевые актюаторы из многослойной керамики сами по себе являются пьезокерамическими элементами. Их могут производить только предприятия, владеющие технологиями и оборудованием для производства пьезокерамических элементов.

Актюаторы. Как было сказано выше, актюаторы условно подразделяются на мощные (пакетные) актюаторы и маломощные, к которым относятся гибкие (биморфы и ленточные) и осевые актюаторы, изготовленные по технологии многослойной пьезокерамики.

Пакетные актюаторы (Stack Acuators) уже сейчас применяются в космической, лазерной технике и оптических инструментах для настройки антенн и зеркал с манометрической точностью. Считается, что они найдут более широкое использование там, где важно развить движущее усилие при минимальном угле перемещения.

Одним из перспективных направлений является их применение в точной настройке станков. Благодаря своей жесткой структуре пьезоприводы являются идеальным инструментом для быстрой и точной их настройки. Прилагая фиксированное напряжение к шаблону в фазе с вращением шпинделя, можно обеспечить высокую точность обработки детали рабочим телом станка.

В станкостроении планируется их использование и для подавления (компенсации) вибрации. Нежелательную вибрацию станков можно компенсировать с помощью многослойных актюаторов, работающих в противофазе с вибрационными колебаниями. Это, в свою очередь, будет способствовать повышению качества конечного изделия, а также позволит избежать чрезмерного износа инструмента и существенно снизит уровень шума станка. Компенсаторы вибрации могут найти применение не только в станкостроении, но и в других сферах.

Еще одним перспективным направлением использования пакетных актюаторов является управление гидравлическими клапанами. Примером этого могут служить последние разработки пьезокерамических высокоскоростных клапанов как для топливной аппаратуры дизельных двигателей легковых и грузовых автомобилей, так и для газораспределительных систем дизелей и двигателей внутреннего сгорания.

Гибкие актюаторы используются в пьезоэлектрических датчиках изгибающего момента, читающих по методу Брайля электронных системах для слепых, в качестве электронных переключателей. Создание ленточ- ных актюаторов существенно расширило их использование. Изначально ленточный актюатор был разработан по запросу текстильной промышленности для компьютерных систем подачи нитей в жаккардовых машинах. Благодаря высокой чувствительности, относительно большой блокирующей силе и величине отклонения новые пьезоэлементы позволяют использовать их в качестве сенсорных выключателей и контакторов, пьезоприводов, бесшумных успокоителей в электронном оборудовании, микрокомпрессоров, закрывающих и открывающих клапанов различного назначения, в том числе для программируемой дозированной подачи лекарств, вакуумных клапанов и т. п.

Весьма перспективным считается использование в микроэлектронике осевых актюаторов, разработанных на основе последних достижений в технологии многослойной композитной пьезокерамики.
Размеры актюаторов составляют от единиц миллиметров до десятых долей миллиметра.

Ярким примером комплексного использования пьезокерамических элементов, узлов и деталей на их основе могут послужить совместные разработки американской компании APC International, Ltd. c производителями комплектующих для автомобильной промышленности.

Современные, технически сложные автомобили постоянно требуют внедрения дополнительной электроники для повышения надежности, безопасности и комфорта.

В настоящее время американские производители автомобильной техники активно используют устройства и узлы на базе пьезоэлектрической керамики. Примерами таких устройств могут служить:

Мехатроника как комплексная наука от слияния отдельных частей механики и микроэлектроники. Синтез сложных систем, в которых используются механические и электронные управляющие устройства. Системы управления двигателем, трансмиссией и ходовой частью.

Рубрика	Транспорт
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	03.05.2016
Размер файла	24,7 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство Высшего и Среднего Специального Образования Республики Узбекистан

Бухарский инженерно-технологический институт

Мехатронные системы автомобильного транспорта

1. Цель и постановка задачи

2. Законы управления (программы) переключения передач

3. Современный автомобиль

4. Достоинства новинки

Мехатроника возникла как комплексная наука от слияния отдельных частей механики и микроэлектроники. Её можно определить как науку, занимающуюся анализом и синтезом сложных систем, в которых в одинаковой степени используются механические и электронные управляющие устройства.

Все мехатронные системы автомобилей по функциональному назначению делят на три основные группы :

- системы управления двигателем;

- системы управления трансмиссией и ходовой частью;

- системы управления оборудованием салона.

Система управления двигателем подразделяется на системы управления бензиновым и дизельным двигателем. По назначению они бывают монофункциональные и комплексные.

В монофункциональных системах ЭБУ подает сигналы только системе впрыска. Впрыск может осуществляться постоянно и импульсами. При постоянной подаче топлива его количество меняется за счет изменения давления в топливопроводе, а при импульсном - за счет продолжительности импульса и его частоты. На сегодня одним из наиболее перспективных направлений приложения систем мехатроники являются автомобили. Если рассматривать автомобилестроение, то внедрение подобных систем позволит прийти к достаточной гибкости производства, лучше улавливать веяния моды, быстрее внедрять передовые наработки ученых, конструкторов, и тем самым получать новое качество для покупателей машин. Сам автомобиль, тем более, современный автомобиль, является объектом пристального рассмотрения с конструкторской точки зрения. Современное использование автомобиля требует от него повышенных требований к безопасности управления, в силу все увеличивающейся автомобилизации стран и ужесточения нормативов по экологической чистоте. Особо это актуально для мегаполисов. Ответом на сегодняшние вызовы урбанизма и призваны конструкции мобильных следящих систем, контролирующих и корректирующих характеристики работы узлов и агрегатов, достигая оптимальных показателей по экологичности, безопасности, эксплуатационной комфортности автомобиля. Насущная необходимость комплектовать двигатели автомобилей более сложными и дорогими топливными системами во многом объясняется введением все более жестких требований по содержанию вредных веществ в отработавших газах, что, к сожалению, только начинает отрабатываться.

В комплексных системах один электронный блок управляет несколькими подсистемами: впрыска топлива, зажигания, фазами газораспределения, самодиагностики и др. Система электронного управления дизельным двигателем контролирует количество впрыскиваемого топлива, момент начала впрыска, ток факельной свечи и т.п. В электронной системе управления трансмиссией объектом регулирования является главным образом автоматическая трансмиссия. На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомобиля ЭБУ выбирает оптимальное передаточное число трансмиссии, что повышает топливную экономичность и управляемость. Управление ходовой частью включает в себя управление процессами движения, изменения траектории и торможения автомобиля. Они воздействуют на подвеску, рулевое управление и тормозную систему, обеспечивают поддержание заданной скорости движения. Управление оборудованием салона призвано повысить комфортабельность и потребительскую ценность автомобиля. С этой целью используются кондиционер воздуха, электронная панель приборов, мультифункцио-нальная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывистым режимом работы, индикатор перегоревших ламп, устройство обнаружения препятствий при движении задним ходом, противоугонные устройства, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, стекло- подъёмники, сиденья с изменяемым положением, режим безопасности и т. д.

1. Цель и постановка задачи

То определяющее значение, которое принадлежит электронной системе в автомобиле, заставляет уделять повышенное внимание проблемам, связанным с их обслуживанием. Решение этих проблем заключается во включении функций самодиагностики в электронную систему. Реализация этих функций основана на возможностях электронных систем, уже использующихся на автомобиле для непрерывного контроля и определения неисправностей в целях хранения этой информации и диагностики. Самодиагностика мехатронных систем автомобилей. Развитие электронных систем управления двигателем и трансмиссией привело к улучшению эксплуатационных свойств автомобиля.

На основании сигналов датчиков ЭБУ вырабатывает команды на включение и выключение сцепления. Эти команды подаются на электромагнитный клапан, который осуществляет включение и выключение привода сцепления. Для переключения передач используются два электромагнитных клапана. Сочетанием состояний "открыт-закрыт" этих двух клапанов гидравлическая система задает четыре положения передач (1, 2, 3 и повышающая передача). При переключении передач сцепление выключается, исключая тем самым последствия изменения момента, связанного с переключением передач.

2. Законы управления (программы) переключения передач

Законы управления (программы) переключения передач в автоматической трансмиссии обеспечивают оптимальную передачу энергии двигателя колесам автомобиля с учетом требуемых тягово-скоростных свойств и экономии топлива. При этом программы достижения оптимальных тягово-скоростных свойств и минимального расхода топлива отличаются друг от друга, так как одновременное достижение этих целей не всегда возможно. Поэтому в зависимости от условий движения и желания водителя можно выбрать с помощью специального переключателя программу "экономия" для уменьшения расхода топлива, программу "мощность". Каковы были параметры вашего настольного компьютера пяти- семи летней давности? Сегодня системные блоки конца XX столетия кажутся атавизмом и претендуют разве что на роль печатной машинки. Аналогичное положение дел с автомобильной электроникой.

3. Современный автомобиль

Современный автомобиль теперь невозможно представить без компактных управляющих блоков и исполнительных механизмов - актюаторов. Несмотря на некоторый скепсис, их внедрение идет семимильными шагами: нас уже не удивишь электронным впрыском топлива, сервоприводами зеркал, люков и стекол, электроусилителем руля и мультимедийными развлекательными системами. А как не вспомнить, что внедрение в автомобиль электроники, по существу было начато с самого наиответственного органа - тормозов. Сейчас уже в далеком 1970 году совместная разработка "Бош" и "Мерседес-Бенц" под скромной аббревиатурой АБС произвела переворот в обеспечении активной безопасности. Антиблокировочная система не только обеспечила управляемость машины с нажатой "в пол" педалью, но и подтолкнула к созданию нескольких смежных устройств - например, систему тягового контроля (TCS). Эта идея была впервые реализована еще в 1987 году одним из лидирующих разработчиков бортовой электроники - компанией "Бош". В существе, тяговый контроль - антипод АБС: последняя не дает колесам скользить при торможении, a TCS - при разгоне. Блок электроники отслеживает тягу на колесах посредством нескольких датчиков скорости. Стоит водителю сильнее обычного "топнуть" по педали акселератора, создав угрозу проскальзывания колеса, устройство попросту "придушит" двигатель. Конструкторский "аппетит" рос из года в год. Всего через несколько лет была создана ESP - программа курсовой устойчивости (Electronic Stability Program). Снабдив автомашину датчиками угла поворота, скорости вращения колес и поперечного ускорения, тормоза стали помогать водителю в возникающих наиболее сложных ситуациях. Подтормаживая то или иное колесо, электроника сводит к минимальному опасность сноса машины при скоростном прохождении сложных поворотов. Следующий этап: бортовой компьютер научили подтормаживать. одновременно 3 колеса. При некоторых обстоятельствах на дороге только так можно застабилизировать автомобиль, который центробежные силы движения будут пытаться увести с безопасной траектории. Но пока электронике доверяли лишь "надзорную" функцию. Давление в гидравлическом приводе шофёр по-прежнему создавал педалью. Традицию нарушила электро-гидравлическая SBC (Sensotronic Brake Control), с 2006 года серийно устанавливаемая на некоторые модели "Мерседес-Бенц". Гидравлическая часть системы представлена аккумулятором давления, главным тормозным цилиндром и магистралями. Электрическая - насосомнасосом, создающим давление 140-160 атм., датчиками давления, скорости вращения колес и хода педали тормоза. Нажимая последнюю, водитель не перемещает привычный шток вакуумного усилителя, а нажимает ногой на "кнопку", подавая сигнал компьютеру, - как будто управляет неким бытовым прибором. Этот же компьютер рассчитывает оптимальное давление для каждого контура, а насос посредством управляющих клапанов подает жидкость к рабочим цилиндрам.

4. Достоинства новинки

Достоинства новинки - быстродействие, совмещение функций АБС и системы стабилизации в одном устройстве. Есть и другие преимущества. Например, если резко сбросить ногу с педали газа, тормозные цилиндры подведут колодки к диску, приготавливаясь к экстренному торможению. Система связана даже со. стеклоочистителями. По интенсивности работы "дворников" компьютер делает вывод о движении в дождь. Реакция - короткие и незаметные для водителя касания колодок о диски для просушки. Ну а если "повезло" встать в пробку на подъеме, не стоит волноваться: машина не откатится назад, пока водитель будет переносить ногу с тормоза на газ. Наконец, при скорости менее 15 км/ч можно активировать функцию так называемого плавного замедления: при сбросе газа автомобиль будет останавливаться так мягко, что водитель даже не ощутит финального "клевка". мехатроника микроэлектроника двигатель трансмиссия

А если электроника выйдет из строя? Ничего страшного: специальные клапаны полностью откроются, и система будет работать подобно традиционной, правда, без вакуумного усилителя. Пока ещё конструкторы не решаются полностью отказаться от гидравлических устройств тормозов, хотя именитые фирмы уже вовсю разрабатывают "безжидкостные" системы. Например, "Делфай" объявила о решении большинства технических проблем, еще недавно казавшихся тупиковыми: мощные электромоторы - заменители тормозных цилиндров разработаны, а электрические исполнительные механизмы удалось сделать даже более компактными чем гидравлические.

Список литературы

1. Бутылин В.Г., Иванов В.Г., Лепешко И.И. и др. Анализ и перспективы развития мехатронных систем управления торможением колеса // Мехатроника. Механика. Автоматика. Электроника. Информатика. - 2000. - №2. - С. 33 - 38.

2. Данов Б.А., Титов Е.И. Электронное оборудование иностранных автомобилей: Системы управления трансмиссией, подвеской и тормозной системой. - М.: Транспорт, 1998. - 78 с.

3. Данов Б. А. Электронные системы управления иностранных автомобилей. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. - 224 с.

4. Сига Х., Мидзутани С. Введение в автомобильную электронику: Пер. с японск. - М.: Мир, 1989. - 232 с.

Подобные документы

Знакомство с особенностями диагностирования и обслуживания современных электронных и микропроцессорных систем автомобиля. Анализ основных критериев классификации электронных компонентов автомобиля. Общая характеристика систем управления двигателем.

реферат [1,4 M], добавлен 10.09.2014

Понятия датчика и датчиковой аппаратуры. Диагностика электронной системы управления двигателем. Описание принципа работы датчика дроссельной заслонки двигателя внутреннего сгорания. Выбор и обоснование типа устройства, произведение патентный поиска.

курсовая работа [3,4 M], добавлен 13.10.2014

Архитектура микропроцессоров и микроконтроллеров автомобиля. Преобразователи аналоговых и дискретных устройств. Электронная система впрыскивания и зажигания. Электронная система подачи топлива. Информационное обеспечение систем управления двигателем.

контрольная работа [5,3 M], добавлен 17.04.2016

Изучение устройства квадрокоптера. Обзор вентильных двигателей и принципов работы электронных регуляторов хода. Описание основ управления двигателем. Расчет всех сил и моментов приложенных к квадрокоптеру. Формирование контура управления и стабилизации.

курсовая работа [692,2 K], добавлен 19.12.2015

Общее устройство автомобиля и назначение его основных частей. Рабочий цикл двигателя, параметры его работы и устройство механизмов и систем. Агрегаты силовой передачи, ходовой части и подвески, электрооборудования, рулевого управления, тормозной системы.

реферат [243,2 K], добавлен 17.11.2009

Появление новых видов транспорта. Позиции в транспортной системе мира и России. Технологии, логистика, координация в деятельности автомобильного транспорта. Инновационная стратегия США и России. Инвестиционная привлекательность автомобильного транспорта.

реферат [44,8 K], добавлен 26.04.2009

Анализ развития автомобильного транспорта как элемента транспортной системы, его место и роль в современном хозяйстве России. Технико-экономические особенности автотранспорта, характеристика основных факторов, определяющих пути его развития и размещения.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

В работе рассматриваются классификация технологических комплексов с применением роботов, этапы проектирования технологических комплексов, особенности роботизации технологических комплексов в действующих производствах.

The paper deals with the classification of technological complexes with the use of robots, stages of design of technological complexes, features of robotization of technological complexes in operating industries.

Мехатроника появилась как групповой урок от соединения отдельных частей механики и микроэлектроники. Её возможно квалифицировать как науку, занимающуюся анализом и синтезом трудных систем, в коих в схожей 0степени применяются механические и электрические управляющие приборы.

Все мехатронные системы автомашин по активному предназначению разделяют на 3 главные группы :

- системы управления двигателем;

- системы управления коробкой и ходовой частью;

- системы управления оборудованием салона.

Система управления двигателем разделяется на системы управления бензиновым и дизельным двигателем. По предназначению они случаются монофункциональные и групповые.

В монофункциональных системах ЭБУ подает сигналы лишь только системе впрыска. Впрыск имеет возможность реализоваться каждый день и импульсами. При неизменной подаче горючего его численность изменяется за счет конфигурации давления в топливопроводе, а при импульсном - за счет длительности импульса и его частоты. Но сейчас одним из более многообещающих направлений приложения систем мехатроники считаются авто. В случае если рассматривать автопромышленность, то внедрение аналогичных систем дозволит придти к необходимой эластичности изготовления, чем какого-либо другого улавливать тренда моды, скорее вводить передовые выработки научных работников, конструкторов, и что наиболее получать свежее качество для клиентов машин. Саму автомашину считают объектом пристального рассмотрения с конструкторской точки зрения. Прогрессивное внедрение автомашины настоятельно просит от него завышенных притязаний к защищенности управления, в мощь все растущей автомобилизации государств и ужесточения нормативов по экологической чистоте. Наиболее это животрепещуще для крупных городов. Ответом на нынешние вызовы урбанизма и призваны системы мобильных следящих систем, контролирующих и подкорректирующих свойства работы узлов и агрегатов, достигая подходящих характеристик по экологичности, защищенности, эксплуатационной комфортности автомашины. Несущая надобность комплектовать двигатели автомашин больше сложными и дорогими топливными системами во многом разъясняется вступлением все больше строгих притязаний по содержанию вредоносных препаратов в отработавших газах, что, к огорчению, лишь только начинает отрабатываться.

Электрический блок управляет несколькими подсистемами: впрыска горючего, зажигания, фазами газораспределения, самодиагностики и др. Система электрического управления дизельным двигателем держит под контролем численность впрыскиваемого горючего, момент начала впрыска, ток факельной свечки и т.п. В электрической системе управления коробкой объектом регулировки считается ключевым образом самодействующая коробка. На основании сигналов датчиков угла открытия дроссельной заслонки и скорости автомашины ЭБУ избирает подходящее передаточное количество коробки, собственно что увеличивает топливную экономичность и маневренность. Управление ходовой частью подключает в себя управление процессами перемещения, конфигурации линии движения и торможения автомашины. Они влияют на подвеску, управляющее управление и тормозную систему, обеспечивают поддержание данной скорости перемещения. Управление оборудованием салона призвано увеличить комфортабельность и потребительскую значение автомашины. С данной целью применяются электрическай тротуар устройств, мультифункцио-нальная информационная система, компас, фары, стеклоочиститель с прерывающимся режимом работы, индикатор перегоревших ламп, прибор обнаружения преград при перемещении задним ходом, противоугонные прибора, аппаратура связи, центральная блокировка замков дверей, стекло- подъёмники, сидения с изменяемым положением, режим защищенности и т. д.

Рис.1 Установка тормозной системы.

То определяющее смысл, которое принадлежит электрической системе в автомашине, вынуждает уделять завышенное забота задачам, связанным с их сервисом. Заключение данных задач заключается в подключении функций самодиагностики в электрическую систему. Осуществление данных функций базирована на способностях электрических систем, уже применяемых на автомашине для нескончаемого контроля и определения поломок в целях сбережения данной информации и диагностики. Самодиагностика мехатронных систем автомашин. Становление электрических систем управления двигателем и коробкой привело к улучшению эксплуатационных качеств автомашины.

На основании сигналов датчиков ЭБУ производит команды на подключение и выключение сцепления. Эти команды сервируются на электрический клапан, который воплотит в жизнь подключение и выключение привода сцепления. Для переключения передач применяются 2 электрических клапана. Сочетанием состояний "открыт-закрыт" данных 2-ух клапанов гидравлическая система задает 4 положения передач (1, 2, 3 и повышающая передача). При переключении передач сцепление отключается, исключая что наиболее результаты конфигурации этапа, связанного с переключением передач.

Рис.2 C амостоятельная диагностика машин.

Законы управления (программы) переключения передач в Законы управления (программы) переключения передач в самодействующей коробки обеспечивают лучшую передачу энергии мотора колесам автомашины с учетом требуемых тягово-скоростных качеств и экономии горючего. При данном программки заслуги подходящих тягово-скоростных качеств и малого затраты горючего выделяются приятель от приятеля, например как одновременное достижение данных целей не всякий раз вполне вероятно. В следствие этого в зависимости от критерий перемещения и стремления водителя возможно избрать с поддержкой особого переключателя программку "бережливость" для сокращения затраты горючего, программку "мощность". Сейчас системные блоки конца XX века кажутся атавизмом и претендуют неужели собственно что на роль печатной машинки. Подобное состояние дел с авто электроникой.

Современную автомашину нельзя предположить без малогабаритных управляющих блоков и исполнительных устройств - актюаторов. Не обращая внимания на кое-какой скептицизм, их внедрение идет маленькими шагами: нас уже не удивишь электрическим впрыском горючего, сервоприводами зеркал, люков и стекол, электроусилителем руля и мультимедийными вселительными системами. А как не припомнить, собственно что внедрение в автомашину электроники, по существу было начато с самого ответственного органа - тормозов. В данный момент уже в дальнем 1970 году совместная разработка "Бош" и "Мерседес-Бенц" под непрезентабельной аббревиатурой Abs произвела переворот в обеспечивании интенсивной защищенности. Антиблокировочная система не только обеспечила маневренность машины с нажатой "в пол" педалью, но и направила к созданию нескольких соседних приборов - к примеру, систему тягового контроля (TCS). Данная мысль была в первый раз продана ещё в 1987 году одним из фаворитных создателей бортовой электроники - фирмой "Бош". В существе, тяговый контроль - противоположный АБС: последняя не выделяет колесам скользить при торможении, a TCS - при разгоне. Блок электроники выслеживает тягу на колесах при помощи нескольких датчиков скорости. Стоит шоферу посильнее простого нажать на педаль акселератора, создав опасность проскальзывания колеса, прибор просто остановит двигатель. Конструкторский "голод" рос из года в год. Всего сквозь некоторое количество лет была сотворена ESP - программка курсовой стойкости (Electronic Stability Program). Снабдив автомобиль датчиками угла поворота, скорости вращения колес и поперечного ускорения, тормоза стали помогать шоферу в образующихся более трудных обстановках. Подтормаживая то или же другое колесо, электроника объединяет к наименьшему угрозу сноса машины при высокоскоростном прохождении трудных поворотов. Грядущий период: бортовой компьютер обучили подтормаживать. в одно и тоже время 3 колеса. При кое-каких жизненных обстоятельствах на проезжей части лишь только например возможно застабилизировать автомашину, который центробежные силы перемещения станут пробовать увести с неопасной линии движения. Но пока же электронике доверяли только "надзорную" функцию. Нажим в гидравлическом приводе шофёр все еще делал педалью. Традицию не соблюдала электро-гидравлическая SBC (Sensotronic Brake Control), с 2006 года серийно устанавливаемая на кое-какие модели "Мерседес-Бенц". Гидравлическая доля системы представлена вакуумом давления, ключевым тормозным цилиндром и трассами. Электронная - насосом, формирующим нажим 140-160 атм., датчиками давления, скорости вращения колес и хода педали тормоза. Нажимая последнюю, шофер не перемещает обычный шток вакуумного усилителя, а надавливает ногой на "кнопку", подавая знак компьютеру, - так как будто управляет каким-то домашним устройством. Данный же компьютер планирует подходящий нажим для всякого контура, а насос при помощи управляющих клапанов подает жидкость к трудящимся цилиндрам.

Плюсы и свежие релизы - быстродействие, совмещение функций Abs и системы стабилизации в одном приборе. Есть и другие выдающиеся качества. К примеру, в случае если быстро убрать ногу с педали газа, тормозные цилиндры подведут колодки к диску, приготавливаясь к критическому торможению. Система связана в том числе и с стеклоочистителями. По интенсивности работы "дворников" компьютер готовит вывод о перемещении в ливень. Реакция - краткие и неприметные для водителя касания колодок о диски для просушки. Ну а в случае если встать в пробку на горке, не стоит беспокоиться: автомат не откатится обратно, пока же шофер станет выносить ногу с тормоза на газ. В конце концов, при скорости наименее 15 км/ч возможно активировать функцию например именуемого плавного сдерживания: при сбросе газа автомашину станет становиться например мягко, собственно что шофер в том числе и не почувствует финишного нажатия.

А в случае если электроника выйдет из строя? Ничего ужасного: особые клапаны всецело раскроются, и система станет трудиться аналогично классической, не все, без вакуумного усилителя. Пока же еще конструкторы не принимают решение всецело отречься от гидравлических приборов тормозов, но именитые компании уже давно разрабатывают "безжидкостные" системы. К примеру, "Делфай" огласила о заключении большинства технических задач, ещё не так давно казавшихся тупиковыми: массивные электромоторы - заменители тормозных цилиндров разработаны, а электронные исполнительные механизмы получилось устроить в том числе и больше малогабаритными чем гидравлические.

Рис3. Принцип работы АВ S .

3. Данов Б. А. Электронные системы управления иностранных автомобилей. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002. - 224 с.

Эффективность торможения наибольшая, когда сцепление шины с поверхностью дороги максимальное. В процессе торможения шина скользит по поверхности, и окружная скорость колеса становится меньше скорости автомобиля.
Скольжение минимальное (0%), когда колесо катится свободно, и максимальное (100%), когда колесо заблокировано. Максимальная эффективность торможения достигается, когда скольжение составляет 15%. Эта величина также позволяет сохранить устойчивость и управляемость автомобиля.

Работа содержит 1 файл

ЛАба1 - СИстемы Туарег.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет имени

Кафедра автомобильного транспорта

Практическая работа №1

доц. Денисов Ил.В.

1. Рассмотреть структуру мехатронного модуля.

2. Выявить перечень систем автомобиля с микропроцессорным управлением.

1. Рассмотреть конструкцию и принцип работы мехатронного модуля.

2. Установить наличие мехатронных систем в конструкции выбранных автотранспортных средств (на примере а/м VW Touareg).

3. Перечислить системы и их функциональное назначение.

4. Составить сводную таблицу с указанием технических характеристик и фирм - производителей составляющих частей или элементов.

5. Выводы по работе.

Конструкция и принцип работы основных мехатронных систем VW Touareg 2011

1. ABS (Антиблокировочная система тормозов)

Скольжение минимальное (0%), когда колесо катится свободно, и максимальное (100%), когда колесо заблокировано. Максимальная эффективность торможения достигается, когда скольжение составляет 15%. Эта величина также позволяет сохранить устойчивость и управляемость автомобиля.

Роль антиблокировочной системы заключается в ограничении давления, создаваемого в гидравлической системе тормозов, так, чтобы величина скольжения удерживалась около оптимальной величины (15%). Действие этой системы должно быть немедленным и раздельным для каждого колеса. Система должна немедленно отвечать на каждое изменение поверхности (коэффициента сцепления) и нагрузки на автомобиль.

В антиблокировочной системе фирмы TEVES (ATE) в одном агрегате осуществляются функции энергоснабжения, привода тормозов и вакуумного усилителя, а также управления антиблокировки колес. Гидравлический блок установлен вместо серийного устанавливаемого вакуумного усилителя с встроенным главным тормозным цилиндром.

Установка ABS возможна только на заводе при изготовлении автомобиля и не может быть установлена дополнительно. Антиблокировочная система препятствует блокированию колес при резком торможении. Благодаря этому уменьшается тормозной путь, особенно при низком сцеплении с дорожным покрытием при дожде и снеге. Сила сцепления между колесами и дорогой в этом случае больше, когда при торможении колеса продолжают вращение. Помимо этого даже при полном торможении машина остается управляемой. Датчиками оборотов, по одному на каждом колесе, измеряется скорость вращения колеса. По сигналам от датчиков оборотов колеса в электронном управляющем блоке вычисляется средняя скорость, примерно соответствующая скорости движения автомобиля. Сравнивая скорость вращения каждого отдельного колеса со средней вычисленной скоростью, электронный блок определяет состояние проскальзывания отдельного колеса и тем самым устанавливает, какое колесо находится в предблокировочном состоянии.

Когда один из четырех датчиков скорости вращения передаст сигнал о блокировании соответствующего колеса, тотчас же электронное управляющее устройство выдает сигнал закрытия к соответствующему впускному электромагнитному клапану, который немедленно перекрывает подачу тормозной жидкости через тормозной трубопровод к тормозу этого колеса – сила торможения остается постоянной. Если все же скольжение продолжается, то открывается выпускной клапан и давление в гидравлической системе данного тормоза уменьшается – колесо не тормозится (излишек тормозной жидкости возвращается в бачок). Как только колесо снова начнет вращаться, то сразу же происходит открытие впускного клапана и закрытие выпускного клапана. Давление в контуре возрастает, и колесо снова тормозится.

Такой цикл торможения и свободного вращения колеса происходит очень быстро (несколько раз в секунду) и продолжается до остановки автомобили либо до отпускания педали тормоза.

Этот процесс повторяется при резком торможении отдельно для каждого колеса, до тех пор, пока не будет отпущена педаль тормоза или при уменьшении скорости автомобиля до 2–3 км/час. Водитель определяет работу ABS по пульсации педали тормоза.

Система аварийного отключения обеспечивает отключение системы ABS при любой неисправности или при низком напряжении в электрической сети автомобиля (ниже 10В). Электронное управляющее устройство выполняет также автодиагностическую функцию, предупреждая водителя загоранием контрольной лампочки о регистрации неисправности электрических цепей или элементов антиблокировочной системы. При неисправной системе ABS тормоза, тем не менее, исправны и функционируют так, как будто этой системы нет в автомобиле.

2. EBV (Электронный распределитель тормозного усилия на задних колесах)

Электронный распределитель тормозного усилия выполняет функции механического регулятора давления, но работает более точно и имеет более широкий диапазон регулировки. При движении автомобиля по прямой полностью открыта подача тормозной жидкости к тормозам задних колес. Для обеспечения стабильного прохождения поворотов с торможением подача тормозной жидкости к задним тормозам ограничивается. На основании сигналов датчиков вращения колес системы ABS блок управления EBV определяет, когда автомобиль движется в повороте. При прохождении автомобилем поворотов тормозное усилие, передаваемое на задние колеса, уменьшается, в результате чего уменьшается вероятность заноса автомобиля.

4. EDS (Электронная блокировка дифференциала) предназначена для помощи автомобилю при трогании с места и разгоне на скользкой дороге.

Являясь дополнением к элементам ABS, EDS уменьшает передачу крутящего момента двигателя при неблагоприятных условиях движения, особенно на подъемах и при ускорениях автомобиля, устраняя пробуксовку одного из ведущих колес. Благодаря механической блокировке дифференциала достигается улучшение передачи крутящего момента, так как при этом сторона с большим значением коэффициента трения может передавать больший крутящий момент.

Электронный блок управления получает информацию от датчиков ABS о скорости вращения ведущих колес и постоянно сравнивает их. При наличии разности числа оборотов свыше примерно 110 об/мин EDS включается автоматически и уменьшает передачу крутящего момента на пробуксовывающее колесо до тех пор, пока оно не будет иметь примерно ту же скорость, что и не буксующие колеса. Благодаря такому управлению достигается то, что к колесу с лучшими условиями сцепления с дорогой передается увеличенный крутящий момент. EDS автоматически отключается при скорости движения автомобиля выше 40 км/ч, а также при прохождении поворотов и при перегревании тормозов.

Система EDS является программным расширением антиблокировочной системы тормозов. В отличие от системы ABS система электронной блокировки дифференциала может самостоятельно создавать давление в тормозной системе. Для этого в гидравлический блок ABS включены дополнительные клапаны и насос обратной подачи.

Управление давлением в системе EDS осуществляется по трём фазам:

На основании сигналов датчиков угловых скоростей колёс, блок управления закрывает переключающий клапан и открывает клапан высокого давления. Для создания давления включается насос обратной подачи. По мере увеличения давления в системе подтормаживается необходимое колесо.

Удержание давления в контуре соответствующего колеса осуществляется при закрытом переключающем клапане и отключенном насосе.

Сброс давления осуществляется за счет открытия впускного и переключающего клапанов.

4. ASR. Система уменьшения крутящего момента двигателя, передаваемого на ведущие колеса

Уменьшение крутящего момента при пробуксовки обоих ведущих колес осуществляется путем снижения мощности двигателя. В этом случае мощность двигателя ограничивается таким образом, чтобы передавался только крутящий момент, необходимый для движения автомобиля.

Система ASR должна быть всегда включена. Только в определенных исключительных случаях, когда желательна пробуксовка колес, предпочтительно систему выключить.

5. ESP. Электронная система стабилизации

Посредством системы стабилизации осуществляется контроль за динамикой автомобиля в предельных режимах, например, при преодолении поворотов на высокой скорости. Опасность сноса или заноса автомобиля существенно уменьшается при всех возможных состояниях дорожного покрытия.

В электронной системе стабилизации интегрированы антиблокировочная система тормозов и пробуксовочные системы. В электронной системе стабилизации дополнительно измеряются скорость перемещения кузова вокруг вертикальной оси, величины ускорений в поперечной плоскости, давление в системе привода тормозов и угол поворота управляемых колес. На основании данных об угле поворота управляемых колес и скорости автомобиля определяет то направление, в котором намерен двигаться водитель автомобиля, и оно постоянно сопоставляется с фактическим поведением автомобиля. При несогласовании этих факторов, когда начинается снос или занос автомобиля, система стабилизации автоматически притормаживает определенное колесо.

При наличии неисправности система электронного управления автоматически отключается, при этом на комбинации приборов загораются контрольные лампы. В этом случае тормозная система работает в обычном режиме.

Если во время движения загораются контрольные лампы ABS и EBV, имейте в виду, что при резком торможении может произойти блокирование задних колес.

Загорание одной или нескольких контрольных лампочек во время движения сигнализирует об отключении системы.

Таблица 1 – Перечень систем автомобиля VW Touareg 2011 и их функциональное назначение

1. Антиблокировочная тормозная система ABS c электромеханическим стояночным тормозом (EPB)

Предотвращает блокировку колес при торможении, что сохраняет возможность управления автомобилем в критических ситуациях. Позволяет добиться оптимальной эффективности торможения при различном состоянии дорожного покрытия.

2. Электронная блокировка дифференциала EDS

Обеспечивает помощь водителю автомобилю при трогании с места и разгоне на скользкой дороге.

3. Противобуксовочная система ASR

Уменьшает крутящий момент при пробуксовки обоих ведущих колес путем снижения мощности двигателя. В этом случае мощность двигателя ограничивается таким образом, чтобы передавался только крутящий момент, необходимый для движения автомобиля (отличие от ETC).

4. Электронный регулятор распределения тормозных сил EBV

Несет в себе функции механического тормозного регулятора давления, но работает более точно и имеет более широкий диапазон регулировки для уменьшения вероятности возникновения заноса автомобиля.

5. Электронная система стабилизации ESP

Активная система безопасности ходовой части для стабилизации автомобиля во время любых дорожных ситуаций. В составе себя имеет ряд дополнительных датчиков, определяющих желание водителя и датчики, определяющие фактическое поведение автомобиля.

6. Система контроля воздуха в шинах

Система позволяет следить за давлением воздуха в шинах и при его уменьшении ниже заданного уровня на щитке приборов оповещает водителя об этом.

7. Система контроля окружающего пространства Area View:

- адаптивный круиз-контроль ACC с функцией автоматического трогания с места и автоматического регулирования дистанции(ADR);

- ассистент смены полосы движения Side Assist;

- система контроля дистанции Front Assist;

- система помощи парковки;

- ассистент движения по полосе;

- динамический ассистент освещения Dynamic Light Assist.

- Распознавание автомобилей на соседних полосах движения, а также спереди и сзади автомобиля;

- контроль пространства перед автомобилем при остановки;

- распознавание других освещенных объектов в ночное время,

- обеспечивает контроль мертвых зон вокруг автомобиля;

- сокращение остановочного пути;

- исключение опасности ослепления фарами встречных водителей;

- оптимальное распределение светового потока в зависимости от освещенности окружающей обстановки

8. Элементы пассивной безопасности ProActiv

Элементы конструкции автомобиля, направленные на снижение тяжести дорожно-транспортного происшествия

9. Климатическая установка 4С- Climatronic

Обеспечивает поддержание комфортному время пребыванию водителя в салоне автомобиля за счет регулирования температуры воздуха, находящегося в салоне автомобиля:

- интервал регулирования температуры: от 16 до +29,5 0 С;

- обогрев салона остаточным теплом;

- ручное управление режимом рециркуляции;

- ручное управление очисткой лобового стекла ото льда;

- электрообогрев заднего и лобового стекла.

10. Система управления пневматической подвеской

Замкнутая пневмосистема подвески автомобиля обеспечивает комфортабельность движения автомобиля по неровностям дорог, повышает проходимость автомобиля путем регулирования дорожного просвета, повышает курсовую устойчивость и маневренность. Обеспечивает постоянное регулирование жесткости подвески в зависимости от состояния дороги

Читайте также: