Температура двигателя

Поддержание рабочей температуры мотора — важная задача системы охлаждения. От температуры охлаждающей жидкости зависит смесеобразование, расход топлива, мощность и приемистость мотора. Перегрев мотора сулит серьезные проблемы, вплоть до выхода из строя всего агрегата. Как этого избежать — узнаете далее.

Какой должна быть рабочая температура двигателя

Считается, что нормальная рабочая температура ДВС от 87° до 105°. Для каждого двигателя рабочая температура определяется своя, при которой он работает наиболее стабильно. Силовые агрегаты современных автомобилей работают при температуре 100°-105°. В цилиндрах двигателя, при воспламенении рабочей смеси, камера сгорания нагревается до 2500 градусов, и задача охлаждающей жидкости — поддерживать оптимальное значение температуры, не выходящей за пределы норм.

Причины перегрева двигателя

Перегреву могут способствовать множество причин, все они связаны с неисправностью системы охлаждения, либо качеством охлаждающей жидкости, а также с загрязнением рубашки системы охлаждения, которая ухудшает пропускную способность жидкости. Немаловажно применять качественные запчасти, иначе нижеуказанные причины произойдут внезапно. Рассмотрим каждую из причин.

Низкий уровень охлаждающей жидкости

Наиболее распространенная проблема — недостаток охлаждающей жидкости в системе. Охлаждающая жидкость, в виде тосола или антифриза, постоянно циркулирует по системе, отводя тепло от нагретых деталей мотора. При недостаточном уровне ОЖ тепло будет будет отводится недостаточно, а значит рост температуры будет неизбежен.

Если нет возможности долить ОЖ, то включите печку, чтобы снизить вероятность перегрева. В крайнем случае долейте обычной или дистиллированной воды, после чего систему охлаждения нужно промыть, после залить свежий антифриз. При t° выше 90 градусов следует немедленно остановить автомобиль и выключить зажигание, дать мотору остыть.

Отказал электрический вентилятор охлаждения

Электровентилятор нагнетает холодный воздух на радиатор, что особенно необходимо при движении на малой скорости, когда воздушного потока недостаточно. Вентилятор может устанавливаться как спереди, так и сзади радиатора. Если стрелка температуры начала подниматься — остановите авто и проверьте на исправность вентилятор. Причины отказа работы вентилятора:

• вышел из строя электродвигатель
• окислился разъем
• реле вентилятора сгорело
• вышел из строя датчик температуры ДВС.

Для проверки вентилятора снимите с него разъемы, и «подкиньте” провода напрямую к АКБ, что позволит определить причину отказа.

Неисправность термостата

Термостат — один из главных элементов системы охлаждения. В системе охлаждения есть два контура: малый и большой. Малый контур означает то, что жидкость циркулирует только по двигателю. В большом контуре жидкость циркулирует по всей системе. Термостат помогает скорее набрать и поддерживать рабочую температуру. Благодаря чувствительному элементу, который при 90 градусах открывает клапан, жидкость попадает в большой круг, и наоборот. Термостат считается неисправным в двух случаях:

• рабочая t° охлаждающей жидкости не достигается
• силовой агрегат стремится к перегреву.

Термостат может находится непосредственно в блоке цилиндров, в отдельном корпусе, или как одно целое с датчиком температуры и помпой.

Обрыв ремня вентилятора охлаждения

У автомобилей с продольно расположенным двигателем, вентилятор может приводится в движение посредством приводного ремня от шкива коленчатого вала. В этом случае вентилятор работает принудительно. Ресурс приводного ремня от 30 до 120 тыс. км. Обычно одним ремнем приводится в движение несколько узлов. При обрыве ремня ДВС моментально стремится к перегреву, особенно при снижении скорости движения. Если у вас отечественный авто с ременным приводом вентилятора, рекомендуется установить дополнительно электровентилятор, во избежание неприятных случаев.

Грязный радиатор

Раз в 80-100 тысяч километров требуется промывать радиатор вместе со всей системой охлаждения. Радиатор забивается по следующим причинам:

• несвоевременная замена антифриза
• применения некачественной жидкости
• применение в системе воды
• применение герметика системы охлаждения.

Для мойки радиатора следует использовать специальные составы, которые добавляются в старый антифриз, на этой «смеси” мотор работает в течении 10-15 минут, после нужно удалить воду из системы. Желательно снять радиатор, промыть его водой под давлением снаружи и внутри.

Причины низкой температуры двигателя

Заниженная температура двигателя может быть в следующих случаях:

• применение несоответствующего термостата (температура открытия слишком ранняя)
• высокая производительность вентиляторов охлаждения, или их принудительная работа с момента запуска двигателя
• неисправность термостата
• несоблюдение пропорции смешивания антифриза с водой.

Если вы приобретаете антифриз концентрат, то его обязательно нужно разбавлять с дистиллированной водой. Если в вашем регионе t° снижалась, максимум, чем до -30°, то приобретайте антифриз с пометкой «-80” и разбавляйте его 1:1 с водой. В этом случае, полученная жидкость будет вовремя нагреваться и охлаждаться, а также не потеряет смазочных свойств, что крайне необходимо для помпы.

Основные типы систем охлаждения ДВС

1. Жидкостное охлаждение. В системе жидкость циркулирует благодаря давлению, создаваемым помпой (водяным) насосом. Рабочая температура невысокая за счет контроля термостатом, датчиками и вентилятором.
2. Воздушное охлаждение. Такая система нам знакома от автомобиля «Запорожец”. В задних крыльях применены «уши”, через которые воздушный поток попадает в подкапотное пространство и поддерживает t° ДВС в норме. Во многих мотоциклах также моторы охлаждаются воздухом, за счет применения ребер на ГБЦ и поддонах, которые отводят тепло.

Постепенное удорожание — вынужденная мера для автопроизводителей, которые боялись отпугнуть покупателей, резко взвинтив стоимость Фото: «БИЗНЕС Online»

«СТОИМОСТЬ ВЫРАСТЕТ ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТОГО, КАКОЙ ШИЛЬДИК НАКЛЕЕН НА КАПОТЕ»

Еще несколько лет назад автолюбители ждали Нового года, чтобы как можно выгоднее купить новенькие авто, которые дилер не успел распродать до конца года минувшего. Но с приходом кризиса в 2014 году все перевернулось с ног на голову и понятие «выгодно» стало иметь не сезонный, а мимолетный характер. Кто успел купить сегодня и сейчас, тот выиграл, кто отложил покупку автомобиля на потом — проиграл. Сколько именно — вопрос открытый, поскольку каждый из производителей корректирует стоимость в зависимости от спроса и других своих взглядов. Например, только за 2019 год большинство автомобилей прибавили в цене порядка 9–10%. А за последние 6–7 лет некоторые иномарки и вовсе подорожали на 89%. Например Skoda Octavia, которая в 2013 году обошлась бы в базовой комплектации в 590 000 рублей, к концу 2019 года стоила уже 1 119 000!

Да, рост этой и других марок известных брендов не был сделан в моменте — как правило, автодилеры обновляли ценники каждый квартал, корректируя их в сторону увеличения на 2–3%. Постепенное удорожание — вынужденная мера для автопроизводителей, которые боялись отпугнуть покупателей, резко взвинтив стоимость. Однако такое поведение уже ударило по их кошельку и сейчас, когда повторяется сценарий 2014 года, нет никаких гарантий, что мировые автопроизводители будут столь же гуманно переписывать ценники.

Очевидно, что все мы находимся в непростом положении. И сейчас нужно принимать решения быстро, потому что промедление равноценно потере денег — лучше немного поторопиться с покупкой автомобиля, но получить при этом очевидную выгоду, чем потом кусать локти и сокрушаться, что машина стоила месяц назад существенно дешевле. Тем более рубль может либо вообще не вернуться к своим прежним позициям — 60 рублей за доллар, либо будет это делать очень долго, что повышает вероятность увеличения стоимости автомобилей в ближайшее время на 5–7%. И это при том, что многие производители уже подняли стоимость в начале этого года. А если ситуация продолжит ухудшаться и рубль продолжит падение, мы можем стать свидетелями роста на все 15%…

Безусловно, как и в 2014 году, дилеры вряд ли будут молниеносно повышать цены, тем более есть негативные примеры. Например, марки Opel и Chevrolet доказали, что ничего хорошего из «прыжка» в стоимости на 40% не получится, — им даже пришлось покинуть российский рынок. Но предвидеть все шаги зарубежных автопроизводителей невозможно, поэтому исключать подобный сценарий нельзя.

Примечательно, что после обвала рубля некоторые эксперты предположили, что ситуация позитивно скажется на спросе отечественных автомобилей. Но нельзя забывать, что стоимость на них также вырастет, ведь собираются они в том числе из иностранных комплектующих.

Это нормальная практика не только для России, но и для других стран. Не секрет, что даже в Германии или США автомобили частично собираются из комплектующих, завезенных из Азии. Это обусловлено экономически — выгодно изготовлять некоторые детали там, где рабочая сила стоит дешевле.

Можно предположить, что такие бренды, как LADA, Toyota, KIA, BMW, Mercedes-Benz, Lexus и Mazda уже в ближайшее время распродадут остатки и перепишут ценники Фото: «БИЗНЕС Online»

БЫСТРЕЕ ВСЕХ ПОДОРОЖАЮТ ПОПУЛЯРНЫЕ МАРКИ

Помимо девальвации рубля, есть еще одна причина, по которой стоимость автомобилей в нашей стране растет: с 1 января 2020 года в России повысились ставки утилизационного сбора — в среднем примерно на 111%! По сути, это должно ударить только по импортным авто, поскольку за отечественные автомобили производители получают от государства субсидии. С другой стороны, когда цены на иномарки пойдут вверх, есть вероятность, что начнут переписывать прайс-листы и на локальные модели.

Кроме того, с марта 2020 года в России вводятся так называемые этикетки энергоэффективности, на которых будут указываться данные о потреблении топлива автомобиля и уровне вредных выбросов — нечто подобное мы уже видим на бытовой технике. Хотя минпромторг РФ уверяет, что их внедрение не повлияет на стоимость машин, исключать этого пока нельзя. Помимо «одноразовых» причин роста цен, на них традиционно скажется инфляция, которая только официально составляет около 4–5% в год.

Какие марки автомобилей дорожают быстрее всех? Те, чьи запасы иссякнут в России раньше, поскольку завезенные ранее авто еще можно, пускай и со «скрипом», продать по сходной цене, но вновь привезенные вряд ли обретут владельцев на вегетарианских условиях. Следовательно, можно предположить, что такие бренды, как LADA, Toyota, KIA, BMW, Mercedes-Benz, Lexus и Mazda уже в ближайшее время распродадут остатки и перепишут ценники.

Некоторые эксперты прогнозируют, что это случится уже в апреле. Все прекрасно понимают, что в подобных экономических условиях автомобиль в том числе и средство сохранения средств. И если вы вкладываетесь в понятный всем товар, то есть все шансы даже приумножить в дальнейшем эти средства, что подтверждают и цифры — по сравнению с мартом прошлого года, продажи некоторых марок уже выросли на 20%.

Также эксперты опасаются, что девальвация рубля может и вовсе заставить уйти с российского рынка некоторые модели. В зоне риска те производители, которые не локализовали производство в России: Honda, Subaru, а также и менее популярные в нашей стране Fiat и Jeep. Но и это еще не все — на фоне всех происходящих событий многие банки уже объявили о том, что могут пересмотреть кредитные условия.

Из этого можно сделать вывод, что если раньше призыв поторопиться с покупкой авто был больше частью маркетинговой кампании, то сейчас это скорее констатация факта. Конечно, в сложившейся ситуации дилеры и покупатели будут ждать мер поддержки от правительства, чтобы смягчить негативный эффект, но пока никаких действий не предпринято.

Большинство владельцев автомобилей привыкли к тому, что на приборной панели в том или ином виде присутствует информация, позволяющая узнать температуру охлаждающей жидкости двигателя.

В нашей сегодняшней статье мы поговорим о том, как узнать температуру двигателя на Рено Сандеро Степвей.

Начнем с того, что вывод информации о температуре ОЖ на Степвеях первого и второго поколения реализован по-разному.

Так, на Renault Sandero Stepway первого поколения индикация температуры охлаждающей жидкости двигателя выполнена в виде вертикальной шкалы, состоящей из девяти делений («палочек»). Водители, которые пересаживаются на Степвеи (Логаны, Сандеро, Дастеры) с других автомобилей, как правило, привыкли к более традиционной температурной шкале со стрелкой и поэтому, поначалу теряются и не понимают, как определять температуру двигателя. В принципе, ничего сложного здесь нет, это все лишь вопрос привычки.
Как уже было сказано, в Степвеях первого поколения индикация температуры ОЖ представляет собой шкалу из 9 горизонтальных «палочек». При первом запуске двигателя эта шкала в течение некоторого времени не заполнена, т.е. она пустая. Это вполне нормально, т.к. двигатель еще слишком холодный. Затем, через некоторое время, продолжительность которого зависит от погодных условий, на шкале подсвечиваются два нижних деления. Это означает, что двигатель уже достаточно прогрелся, но на оптимальную рабочую температуру еще не вышел. Два деления, обычно, соответствуют температуре ОЖ в 50-52 градуса и если включить печку, то из нее уже будет идти достаточно теплый воздух. Наконец, когда шкала показывает четыре нижних деления, это означает, что двигатель полностью прогрелся до стандартной рабочей температуры.

Больше, чем на четыре деления, шкала подниматься не должна. Если такое происходит на вашем автомобиле, это может означать либо перегрев двигателя, либо неисправность температурного датчика.

Со Степвеем первого поколения разобрались, теперь переходим ко второму.

В Степвеях второго поколения конструкторы Renault почему-то решили совсем убрать шкалу температуры двигателя. Теперь вместо шкалы на панели имеется лишь специальный сигнальный индикатор, который загорится, когда температура двигателя превысит допустимую норму. В последнее время такой подход уже стал тенденцией в мире автомобилестроения. Не только Renault, но и другие производители автомобилей стали избавляться от визуальной индикации температуры ОЖ на приборной панели. С чем это может быть связано, пока не очень понятно…
Большинству водителей такое решение явно не нравится, т.к. они привыкли оценивать температуру ОЖ в динамике. Кроме того, температурный датчик подает сигнал на приборную панель только при критическом перегреве, а вот о проблемах с не прогревающимся до рабочей температуры двигателем можно будет догадаться только по косвенным признакам, например, по долгому прогреву салона зимой. А вот если дело обстоит летом, то, к примеру, заклинивший в открытом положении термостат можно не заметить и проездить несколько месяцев на «холодную».

В Степвеях первого поколения с этим все проще, т.к., температурная шкала здесь всегда на виду и когда значения шкалы температуры ОЖ начинают скакать, это сразу бросается в глаза.

Так как же узнать температуру ОЖ двигателя на Степвее второго поколения? К сожалению, штатными средствами никак. Проблема решается установкой стороннего бортового компьютера или подключением отдельного индикатора.

А теперь хотелось бы рассказать об одной, весьма распространенной на Степвеях, а также Сандеро и Логанах проблеме, связанной с температурой ОЖ.

Если во время поездок вы замечаете, что шкала температуры ОЖ на приборной панели или показания БК (индикатора) прыгают вверх-вниз, это с высокой долей вероятности говорит о неполадках с термостатом или датчиком температуры.

Учитывая, что датчики на Степвеях выходят из строя крайне редко, в 90% случаев скачки показаний температуры – это неисправный термостат.

У меня за пять лет владения Степвеем такое случалось уже дважды. Оба раза все начиналось с необычно долгого прогрева двигателя и скачков температуры на шкале в движении с двух до четырех полосок. Оба раза причина оказалась стандартной – заклинивший термостат. При этом, как в первый, так и второй раз его клинило в открытом состоянии. Такое положение темостата приводит к тому, что антифириз в системе охлаждения всегда циркулирует по большому кругу через радиатор и двигатель не прогревается до рабочей температуры, особенно, зимой или во время поездок на высокой скорости.

Наиболее характерный симптом заклинившего в открытом положении термостата – шкала температуры или показатели БК могут лишь изредка показывать полный прогрев двигателя на малых оборотах и на низкой скорости (в медленном, городском режиме движения), но на скорости, особенно, на трассе, двигатель никогда не выходит на штатный температурный режим. Если вы наблюдаете на своей машине именно такое поведение шкалы температуры ОЖ – с вероятностью в 90% это заклинивший в открытом состоянии термостат. Я в обоих случаях даже не стал делать диагностику – сразу поехал за новым термостатом. И в обоих случаях угадал!

Как вы уже догадались, проблема решается простой заменой термостата. Цена вопроса – в районе 1 000 рублей. Можно, конечно, найти эту запчасть и в 3-5 раз дешевле, но не рекомендуется, поскольку, термостаты по цене 200-300 рублей – это кот в мешке.

Полезная информация: чаще всего термостат клинит в открытом положении, хотя иногда бывает и наоборот – в закрытом. Второй вариант гораздо хуже первого. При открытом термостате, в принципе, можно спокойно ездить, откладывая визит в автосервис до более подходящего времени, хотя, слишком затягивать не стоит. А вот термостат, заклинивший в положении «закрыто», грозит перегревом двигателя.

Кстати, если вы давно не меняли антифриз, то установка нового термостата предоставит вам удобный случай сделать это, поскольку замена термостата на автомобиле предполагает полный слив охлаждающей жидкости. Впрочем, некоторые автовладельцы вообще никогда не меняют ОЖ и всю жизнь ездят на одной и той же. Впрочем, это уже решать вам…

На этом все, удачи на дорогах!

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АДАПТИВНОЙ МОДЕЛИ

В.П. Денисов, А.П. Домбровский, С.С. Журавлев ФГБОУ ВПО «СибАДИ», Россия, г. Омск.

Аннотация. Представлен алгоритм получения прогнозных параметров динамического объекта на примере предсказания температуры двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Предсказанное на основе адаптивной модели Брауна значение температуры используется для переключения режимов работы вентилятора системы охлаждения. При превышении предсказанной температурой двигателя допустимого значения осуществляется переход на режим работы вентилятора, при котором происходит усиление турбулентности теплоносителя. Усовершенствованное управление вентилятором системы охлаждения ДВС позволяет увеличить надежность двигателя.

Ключевые слова: система охлаждения двигателя внутреннего сгорания, адаптивная модель, прогнозирование, нечеткая логика.

В статье рассмотрен вопрос прогнозирования параметров динамического объекта на примере прогнозирования температуры двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Вопрос прогнозирования температуры ДВС является актуальным, так как при достижении двигателем критического значения температуры он выходит из строя.

Для реализации процесса прогнозирования изменения температуры ДВС необходимо располагать соответствующей математической моделью, в которой температура характеризует двигатель за ряд последовательных моментов времени. Модели, построенные по данным такого типа, называются моделями временных рядов. Располагая моделью, можно получить прогнозное значение температуры.

В работе для осуществления краткосрочного прогнозирования временного ряда изменения температуры используется модель Брауна , которая обычно используется, когда требуется отслеживать тенденцию изменения прогнозируемых параметров. При достижении двигателем внутреннего сгорания критической температуры он выходит из строя. Системы охлаждение современных ДВС не располагают средствами, позволяю-

щими избежать нагревания двигателя до критической температуры.

Авторами статьи разработан метод , благодаря которому можно противодействовать процессу критического нагревания ДВС за счет использования режима повышенного охлаждения. В статье рассмотрены вопросы перехода из нормального (базового) режима охлаждения ДВС, соответствующего нормальному температурному режиму двигателя на режим повышенного охлаждения ДВС.

Наиболее распространенная в настоящее время система охлаждения автомобильных ДВС включает в себя два контура жидкостный и воздушный. В первом из них насос обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости, во втором — воздушное охлаждение радиатора осуществляется вентилятором.

Температура ДВС поддерживается на уровне, соответствующем заданному значению, благодаря функционированию этих двух контуров охлаждения. Основные элементы двухконторной системы регулирования температуры ДВС, двигатель и радиатор со своими входными и выходными сигналами, приведены на рисунке 1. В статье рассматривается поддержание оптимальной температуры T после двигателя с помощью воздушного охлаждения.

Рис.1. Структурная схема двухконторной системы регулирования температуры ДВС: Fen, Frad- возмущающие воздействия на двигатель и радиатор; дд- расход топлива;

Тд — температура двигателя; T- температура теплоносителя после двигателя; Trad — температура теплоносителя после радиатора; — частота вращения привода

насосного агрегата, — частота вращения вентилятора

Нанос и вентилятор автомобиля в недалеком прошлом приводились в действие от коленчатого вала двигателя. Таким образом, управляющим воздействием на механизмы насоса и вентилятора являлись обороты двигателя. В связи с тем, что условия эксплуатации автомобиля изменяются в очень широких пределах, использование в качестве управляющего воздействия оборотов двигателя без учета температуры не всегда позволяет поддерживать оптимальный температурный режим ДВС.

Шагом вперед к достижению оптимальности теплового режима двигателя являлось использование в системе охлаждения механической вязкостной муфты (вискомуфты). При повышении температуры вискомуфта, благодаря специальному наполнителю (вязкость которого зависит от температуры), передает на крыльчатку все больший крутящий момент. Таким образом, температура управляла частотой вращения вентилятора. Однако конструкция, реализующая такой метод, оказалась ненадежной, так как обладала малой долговечностью.

Использования электродвигателя в качестве устройства, приводящего в действие крыльчатку вентилятора, позволило как повысить надежность, так и улучшить качество управления температурным режимом двигателя путем использования в качестве управляющего воздействия температуры.

Наиболее распространенным способом управления вентилятором системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания является включение вентилятора при одном значении

температуры, а выключение — при другом (меньшем) значении температуры. Такой режим работы соответствует алгоритму релейного регулирования, основу которого составляют три элемента — датчик, реле и вентилятор. Разница (гистерезис) между температурами включения и выключения реле обычно составляет 5-7 градусов.

Схема релейной системы регулирования проста, это является ее преимуществом, но температура постоянно колеблется от точки включения до точки выключения вентилятора, что приводит к эффекту термокачки и ударным нагрузкам на бортовую сеть, особенно для вентиляторов большой мощности. Кроме того, постоянное включение вентилятора может привести к существенному разряду аккумуляторной батареи. Эти недостатки привели к необходимости создания систем, стабилизирующих температуру двигателя, что позволяет снизить расход топлива, увеличить срок службы (ресурс) двигателя, уменьшить электрическую нагрузку на бортовую сеть автомобиля.

Методы конструирования дополнительных устройств управления частотой вращения вентилятора

Устройствами, позволяющими стабилизировать температуру, могут являться приборы, управление которых основано на традиционном пропорционально-интегрально- дифференциальном (ПИД) законе регулирования или на правилах, использующих современные информационные интеллектуальные технологии, например, реализованные на базе нечеткой логики (Fuzzy Logic) . На прак-

тике настройка ПИД-регулятора крайне трудоемка, кроме того регулятор создаваемого механизма предназначен использоваться в качестве дополнительного устройства, управляющего работой электродвигателя вентилятора разных моделей автомобиля.

Параметры этих двигателей, такие, например, как динамическая постоянная времени изменения температуры, являются переменными, при этом изменяются в широких пределах. Это означает, что на практике поддержание температуры ДВС на заданном уровне при использовании традиционного ПИД- регулятора не всегда обеспечивается.

В работе приведены результаты реализации системы управления охлаждением ДВС на основе метода, позволяющего принимать правильные решения в обстановке неполной и нечеткой информации при управлении частотой вращения вентилятора. Для управления в этих условиях спроектирован регулятор, основанный на правилах нечеткой логики. Цель управления при проектировании регулятора заключалась в поддержание оптимальной температуры ДВС.

Подробно динамика модели системы управления охлаждением двигателя представлена в работе . Там же приведены результаты моделирования системы управления охлаждением двигателя в интерактивной среде для выполнения научных и инженерных расчетов MATLAB с пакетами расширения Simulink и Fuzzy Loqic Toolbox. Анализ полученных результатов показал, что спроектированная система стабилизирует оптимальную температуру двигателя с хорошей точностью (ошибка регулирования температуры не превышает 1-2 градусов), несмотря на то, что один из основных параметров системы, постоянная времени двигателя, в процессе моделирования изменялась на порядок.

Следует заметить, что эксплуатация автомобиля часто сопровождается условиями, при которых возможен перегрев двигателя. Например, в жаркую погоду автомобиль может стоять в пробках или долго работать при большой нагрузке на двигатель и т. д. В работах описан метод, реализующий возможность уменьшения температуры охпажцаю-щей жидкости без изменения конструкции системы охлаждения путем управления частотой вращения вентилятора для увеличения турбулентности охлаждающего воздуха. В этих работах теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что случайное изменение скорости вращения вентилятора (пульсирующий режим) приводит к уменьшению температуры охлаждающей жидкости.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для получения пульсирующего режима изменения скорости вращения вентилятора в микроконтроллере, используемом в цепи управления вентилятором системы охлаждения, реализуется случайный сигнал с полосовым частотным спектром. При этом автокорреляционная функция изменения скорости вращения вентилятора приближенно аппроксимируется выражением:

где параметры а и fi — коэффициенты, характеризующие затухание автокорреляционной функции и частоту периодической составляющей процесса, соответственно; а -среднее квадратичное отклонение сигнала; т — временной лаг.

Пульсации сигнала с автокорреляционной функцией данного вида соответствуют стационарному случайному процессу с полосовым частотным спектром. Это делает возможным формировать пульсации в требуемой полосе частот, изменяя параметры

Для реализации в микроконтроллере случайного сигнала необходимо выполнить его дискретизацию . Нормированная автокорреляционная функция соответствующего дискретного процесса

R(n) = e-an cos fin,

где а = at0; fi = fit0; t0 — интервал дискретизации по времени.

В микроконтроллере этот сигнал реализуется формирующим фильтром с рекуррентной зависимостью

l(n) = al(n) + al(n -1) — (n -1) — b2% (n — 2) , (1)

где l, l — входной и выходной сигналы формирующего фильтра, соответственно; a0, a1, b1, b2 — параметры формирующего фильтра, зависящие от а и fi (подробно см.). Параметры автокорреляционной функции а и fi задаются в зависимости от условий эксплуатации двигателя.

Для перехода работы системы охлаждения в режим пульсирующего изменения скорости вращения вентилятора необходимо дополнить систему, содержащую регулятор, основанный на правилах нечеткой логики, блоком, реализующим алгоритм (1). Для оп-

ределения момента перехода работы системы в режим пульсирующего изменения скорости вращения вентилятора в соответствии с этим алгоритмом следует воспользоваться прогнозом температуры двигателя. Получение прогнозного значения температуры выполним с помощью адаптивной модели.

Так как эксплуатация автомобиля сопровождается широким спектром меняющихся условий, использование адаптивных моделей, учитывающих информационную неравномерность данных, является наиболее оправданным . Реализуем адаптивную модель на базе на схемы скользящей средней (СС-модель). Согласно схеме скользящей средней оценкой текущего значения прогнозируемой переменной является взвешенное среднее значение всех предшествующих значений переменной, причем веса при переменных убывают по мере удаления от последнего значения переменной, т.е. информационная ценность значений признается тем большей, чем они ближе к концу интервала наблюдений.

Для получения прогнозного значения температуры воспользуемся наиболее часто используемой базовой СС-моделью — моделью Брауна . Ниже приведен алгоритм перехода на режим случайного изменения скорости вращения вентилятора при превышении температурой ДВС критического значения, прогнозное значение которой вычисляется с помощью модели Брауна (рис. 2).

Рассмотрим подробнее алгоритм, положенный в основу методики управления частотой вращения вентилятора, позволяющего осуществлять поддержание температуры ДВС в требуемых пределах. Представленный алгоритм, реализованный в блоке управления частотой вращения вентилятора, содержит следующие этапы.

1. По первым пяти текущим значения температуры теплоносителя (количество начальных измерений принято в соответствии с методикой построения модели) оцениваются

значения а(н и а1г параметров модели с помощью метода наименьших квадратов для линейной аппроксимации временного ряда.

2. На втором этапе с использованием

параметров а(н и а1г делается прогноз на

один шаг вперед для получения точечного прогнозного значения температуры:

3. Далее сравниваются расчетное значение Т+1 с критическим значением температуры охлаждающей жидкости Ткр, и если

ТП > Ткр , то включается режим увеличения

турбулентности путем случайного изменения скорости вращения вентилятора.

Если расчетное значение меньше критического, то происходит корректировка параметров модели а0 и аМ, и продолжается работа вентилятора под управлением регулятора, использующего правила нечеткой логики.

4. На этом этапе расчетное (прогнозное) значение температуры сравнивают с фактическим (измеренным) значением температуры и находят величину отклонения:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Затем проводится корректировка параметров модели по следующим формулам:

а0(г+1) — а0г + а1г + (1 — УХ ,

а1(г+1) — а1г + (1 — У)2 Х^+1 ,

где у — коэффициент дисконтирования данных, отражающий большую степень доверия более поздним значениям температуры. Новые параметры модели используются для получения прогнозного значения (пункт 2).

6. Заключительный этап. Если в процессе работы вентилятора в режиме увеличенной турбулентности достигается диапазон рабочих температур двигателя, то осуществляется переход в базовый режим: управление передается регулятору, построенному на основе правил нечеткой логики. Таким образом, частота вращения вентилятора будет поддерживать оптимальную температуру ДВС, при этом возобновляется вычисление прогнозного значения температуры путем перехода к пункту 2.

Ввод текущего значения ‘ Тт_

Рис. 2. Алгоритм работы блока управления частотой вращения вентилятора

В результате проведенных исследований получена методика управления частотой вращения вентилятора, позволяющего осуществлять поддержание температуры ДВС, отличающейся от оптимального значения не более, чем на 1-2 градуса.

Предложенная методика основана на прогнозировании температуры работы двигателя, которое осуществляется непрерывно во время его работы. Для прогнозирования используется адаптивная модель Брауна, позволяющая учитывать непрерывно меняющиеся условия работы двигателя.

Если прогнозируемое значение температуры двигателя не превышает критического уровня, то частотой вращения вентилятора управляет регулятор, реализованный на базе

нечеткой логики, отрабатывающий незначительные возмущения (базовый режим управления). При превышении прогнозируемым значением температуры двигателя критического значения система охлаждения переводится в режим пульсирующего изменения частоты вращения вентилятора, увеличивающего турбулентность теплоносителя. Использование этого режима позволяет уменьшить температуру двигателя.

При понижении температуры ДВС ниже критического значения управление частотой вращения вентилятора осуществляется в базовом режиме регулятором на базе нечеткой логики. Тем самым реализация предлагаемой методики позволяет повысить экономичность и долговечность работы двигателя.

6. Изерман, Р. Цифровые системы управления / Р. Изерман. — М.: Мир, 1984. — 541 с.

8. Александров, А.Г. Оптимальные и адаптивные системы / А.Г. Александров. — М.: Высшая школа, 1989. — 263 с.

FORECASTING TEMPERATURE OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE USING ADAPTIVE MODEL

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

V P. Denisov, A.P. Dombrovsky, S.S. Zhuravlev

Keywords: cooling system of an internal combustion engine, adaptive model, forecasting, indistinct logic.

6. Izerman R. Cifrovye sistemy upravlenija . Moscow, Mir, 1984. 541 p.

8. Aleksandrov A.G. Optimal’nye i adap-tivnye sistemy . Moscow, Vysshaja shkola, 1989. 263 p.

Денисов Владимир Петрович (Россия, г. Омск) — доктор технических наук, профессор кафедры «Тепловые двигатели и электротехника и автотракторное электрооборудование», ФГБОУ ВПО «СибАДИ»; профессор кафедры «Информатика и информационные технологии», Омский филиал Финансового университета при правительстве РФ. (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: vpdenisov@mail333. com).

Домбровский Андрей Петрович (Россия, г. Омск) — аспирант ФГБОУ ВПО «СибАДИ». (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: dombrovskiy@list.ru).

Журавлев Сергей Сергеевич (Россия, г. Омск) — аспирант ФГБОУ ВПО «СибАДИ». (644080, г. Омск, пр. Мира, 5, e-mail: zhuravliovss@list.ru).

Датчик температуры охлаждающей жидкости предназначен для измерения температуры охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя. Датчик включен в систему управления двигателем.

Информация от датчика используется системой управления для корректировки основных параметров работы двигателя в зависимости от теплового состояния:

• частоты вращения коленчатого вала;
• качественного состава топливно-воздушной смеси;
• угла опережения зажигания.

Таким образом, работа датчика температуры охлаждающей жидкости обеспечивает быстрый прогрев двигателя при запуске и поддержание оптимальной его температуры на всех режимах.

В недалеком прошлом датчик температуры охлаждающей жидкости на двигателе внутреннего сгорания был представлен термореле, например, в системе впрыска K-Jetronic. Применение данного устройства обеспечивало только два режима работы:

1. прогрев двигателя при запуске за счет обогащения топливно-воздушной смеси (при открытом контакте термореле);
2. поддержание номинальной температуры (при закрытом контакте термореле).

В настоящее время датчик температуры охлаждающей жидкости является элементом электронного управления системы охлаждения, с помощью которого осуществляется непрерывный контроль и регулирование температурного режима двигателя. В качестве датчика применяется термистор – резистор, изменяющий сопротивление в зависимости от температуры.

Термистор изготавливается из полупроводниковых материалов (оксид никеля, оксид кобальта), которые характеризуются ростом свободных электронов при увеличении температуры и соответственно уменьшением сопротивления. Термистор помещается в защитный теплопроводный корпус, на котором выполнена крепежная резьба и электрический разъем для соединения.

Термистор имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. его сопротивление уменьшается с ростом температуры. Когда двигатель холодный сопротивление датчика максимально. На датчик подается напряжение порядка 5В, которое уменьшается с изменением сопротивления датчика. По падению напряжения на датчике блок управления двигателем рассчитывает температуру охлаждающей жидкости.

Датчик температуры охлаждающей жидкости ввернут в выпускной патрубок головки блока цилиндров. Новые возможности температурного регулирования открываются с применением двух датчиков температуры охлаждающей жидкости. Один из датчиков устанавливается на выходе из двигателя, другой – на выходе из радиатора.

Необходимая температура охлаждающей жидкости определяется в зависимости от нагрузки двигателя (массе засасываемого воздуха) и частоте вращения коленчатого вала двигателя. По показаниям датчиков определяется характер работы вентилятора, степень открытия термостата, включение реле дополнительного насоса охлаждения в системе рециркуляции отработавших газов, реле охлаждения двигателя после остановки.

Статьи по теме:

Смотрите также: Chevrolet Bel Air и Tri-Five Шевроле 1957 года 1957 Chevrolet Bel Air Sport…

Система охлаждения двигателя УМЗ-421 жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией жидкости и расширительным бачком, с подачей…

Самой сложной частью автомобиля для сварочного ремонта являются детали из чугуна. Сваривание серого чугуна доставляет…

Всем привет!Пришел к завершению новый проект. Свап шеви-нивы нормальным японским двигателем с автомобиля Toyota altezza…

Перегрев двигателя

136 6 115k

Калькулятор расчета мощности двигателя автомобиля

5 способов произвести расчет мощности двигателя автомобиля. Калькулятор для определения мощности ДВС онлайн

Эта статья была написана из-за отсутствия подробной информации по перегреву двигателя в интернете.

Чтобы решить вопрос почему же случился перегрев двигателя для начала нужно разобраться в схеме системе охлаждения, нужно понять принцип ее работы. Так же стоит узнать по каким кругам идет охлаждающая жидкость при открытом и закрытом термостате.

Если вы столкнулись с проблемой перегрева, то у нас есть подробная видео инструкция как с ней справиться, также информация как работает система охлаждения двигателя.

Где искать причину перегрева двигателя

Некоторые автомобилисты обнаруживают, что мотор греется, но не могут найти признаки этой проблемы. Сразу в голову приходит вопрос: «Что прежде всего проверять и менять?». На мой взгляд, в первую очередь нужно проверить двигатель на прорыв выхлопных газов.

Через отверстие или трещину в головке или блоке цилиндров, причиной также может стать пробитая прокладка головки блока. Заодно сразу можно провести тест на работу радиатора и крышки расширительного бачка. Данный тест описан ниже.

старый и новый термостаты; проверка на прорыв выхлопных газов

Если возраст автомобиля переступил порог десяти лет, обязательно нужно заменить термостат. В том случае, если работа термостата действительно вызывает подозрения, на помпу грешить вовсе не нужно.

Меняем его, если не помогло, то нужно снять помпу и проверять уже её. Когда результат без изменений, то тогда нужно промыть систему охлаждения. Проверка остальных деталей требует более глубокое уточнение.

Если у вас ещё возникнут вопросы, то у нас есть материал о причинах перегрева двигателя.

Проверка системы охлаждения

Запускаем мотор и прогреваем до рабочей температуры, обратите на то, как нагревается верхний патрубок, он должен нагреваться постепенно, примерно в пять раз медленнее, чем двигатель. Это связано с тем, что в термостате есть небольшое отверстие, из него потихоньку сбрасывается горячая охлаждающая жидкость в большой круг.

Если автомобиль только начал прогреваться, но верхний патрубок начал греться с той же скоростью, что и движок, то потрогайте нижний патрубок радиатора. Если нижний патрубок греется так же, значит, что термостат заклинило в открытом положении.

Его нужно заменить. В данном, заклинившим в полуоткрытом положении, мотор прогревается в два раза дольше. При нагретом двигателе, примерно 50-70 градусов, нижний патрубок радиатора должен оставаться прохладным. Теперь ждем, пока движок прогреется до рабочей температуры. На тех автомобилях, на которые установлены электрические вентиляторы охлаждения, придется подождать, когда вентилятор начнет работать. Если вентилятор начинает срабатывать тогда, когда мотор закипел, значит присутствует дефект расширительного бачка или крышки радиатора, может также не срабатывать датчик включения вентилятора и может плохо работать помпа.

Как только двигатель прогреется, вискозная муфта начнет крутиться на полную нагрузку и вентилятор включится, тога нужно будет пощупать верхний патрубок, а лучше — латунную ванночку радиатора, она должна быть горячей; после нужно потрогать ванночку радиатора или нижний патрубок. Амплитуда температур на входе и выходе равна примерно 20 градусам. В том случае, если разница на входе радиатора охлаждающей жидкости и выходе больше 20 градусов, то, скорее всего, не качает помпа, либо термостат открывается не до конца.

А может и забило радиатор изнутри. Если нижний патрубок горячий (его температура может быть равна температуре верхнего), значит причиной стал засор радиатора снаружи.

Теперь, как двигатель прогрелся полностью, глушим его и ждем примерно минуту. Если охлаждающая жидкость закипела, то ждем пока она перестанет кипеть, после, примерно через две минуты, аккуратно открываем крышку радиатора. Охлаждающая жидкость должна быть под самую крышку.

Если это не так, то, скорее всего, неправильно работают клапана в крышке радиатора, также нельзя исключить, что крышка не повреждена.

Может кипеть и сам двигатель. После снятия крышки часть ОЖ вылилась, её нужно долить, теперь запускаем двигатель, крышка радиатора должна быть открыта. Охлаждающая жидкость в горловине крышки будет немного подрагивать. Увеличиваем количество оборотов до 2000-2500 об мин.

Уровень жидкости должен опустится — это говорит о том, что отсутствует засор радиатора, при этом помпой создаётся разрежение, в результате чего тосол всасывает быстрее, чем втекает. Если в радиаторе засор, а помпа при этом работает исправно, то ОЖ просто выдавит через горловину наружу.

Но нужно уточнить: если греется сам движок, он кипит только в том случае, когда запущен, то в двигателе происходит утечка отработавших газов, а если ОЖ кипит еще несколько минут после остановки мотора, то тогда двигатель имеет перегрев. Причиной которого является забитый термостат, неисправная помпа, или же забитый радиатор. Иногда выбивает прокладку головки.

Cлева направо: пробитая прокладка ГБЦ, загрязненность термостата, поломка помпы.

Такое случается от постоянной быстрой езды, или из-за «слишком» раннего зажигания. Если выбило прокладку, значит из выхлопной трубы будет выходить пар, давим на газ, смотрим в зеркало, если за Вами тянется туман, сомнений тогда не останется. Зачастую, все расширительные бачки оборудованы небольшими патрубками, устанавливаются для того, чтобы удалять воздух из системы охлаждения.

Чтобы выявить прорыв выхлопных газов в систему охлаждения, понадобится прогреть двигатель, а на горловину радиатора или расширительного бачка надеть презерватив или целлофановый пакет, после ждем примерно десять минут, не забываем время от времени повышать обороты. Затем, через десять минут, снимаем его и нюхаем пары. Если запах бензина отсутствует, значит, проблема в забитом радиаторе, термостате или помпе, а в том случае, если присутствует запах бензина, значит прокладка пробита. На этом наши поиски причины перегрева двигателя не завершены.

Продолжение (вторая часть) читайте дальше.

Источник Источник Источник http://myavtoreviews.ru/temperatura-dvigatelya/
Источник Источник Источник http://etlib.ru/blog/74-peregrev-dvigatelya