Разработка системы бесконтактного термометрирования поршня ДВС

Прогнозирование развития какого-либо процесса на основе существующих данных является важным вопросом в любой предметной области. В настоящее время существуют различные системы моделирования процессов, и все они нуждаются в точных данных. Для получения точных данных о реальном объекте наблюдения необходимы измерительные системы, которые должны обладать высокой точностью. В автомобильной промышленности всего мира, где срок создания ДВС составляет несколько лет, на стадии экспериментальной доводки, подобные системы получили широкое распространение.

При проектировании ДВС проводятся стендовые и дорожные испытания, вследствие которых получают достоверные данные о стойкости поршня на тех или иных режимах. При этом стараются сократить количество испытаний и сроки экспериментальной обработки новых конструкций поршня, материалов покрытий его днища и т.д. Уменьшение продолжительности испытаний ведет к снижению стоимости затрат. Применение САПР ускоряет процесс создания двигателя. Современные САПР позволяют достаточно точно описать физическую модель объекта, но функционирование объекта в реальных условиях всегда обусловлено наличием каких-либо внешних факторов, влияющих на него. Качество САПР зависит от полноты исходных экспериментальных данных.

Двигатель состоит из большого числа отдельных систем. Все системы ДВС должны быть согласованы в работе. Характер взаимодействия этих систем сложен из-за различной физической природы процессов, протекающих в этих системах. К процессам функционирования относятся: механические (преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное), физико-химические, процессы теплообмена и газодинамики. В процессе работы, двигатель тесно взаимодействует с окружающей средой, реагируя изменением своих характеристик наатмосферное давление, влажность воздуха и температуру, что усложняет разработку двигателя с помощью САПР.

Для задания точной модели необходима точная информация, в качестве информации при моделировании ДВС необходимо использовать экспериментальные данные о тепловом состоянии двигателя и характеристиках рабочего процесса. Получение экспериментальных данных о температуре ДВС в необходимом объеме представляет значительные трудности. Это связано с несовершенством техники теплофизического эксперимента на ДВС и в частности методов и аппаратуры измерения температуры подвижных деталей.

Для определения интересующих параметров поршня ДВС следует разработать математическую модель микропроцессорной системы, которая будет производить их одновременную регистрацию, а также обеспечивать автоматизированный ввод данных в ЭВМ для дальнейшей обработки.

Целью работы является получение опытного образца измерительной системы, с целью дальнейшего её исследования и улучшения вне рамок данного проекта.

Из технического задания следует, что разрабатываемая МПС должна функционировать в очень сложных условиях эксплуатации, и при этом обеспечивать высокую точность измерения. Измерения температуры производится в восьми фиксированных точках.

Поршень ДВС является подвижным объектом. Причем скорость вертикальных перемещений очень высока, что отрицательно сказывается на МПС. Нагрузка в этом случае будет достигать 3500g.

Температура функционирования системы является определяющим фактором при ее проектировании. Значение температуры, при которой система должна функционировать составляет от +20°С до +125°С, соответственно значительно сокращается элементная база, на которой можно построить систему, так как температура функционирования большого числа элементов составляет всего от -20°С до +85°С. Для обеспечения заданной точности измерения и разрешающей способности системы необходимо выбрать элементы, параметры которых достаточно стабильны при высоких температурах. Элементная база для реализации подобной системы значительно сокращена. В настоящее время существует множество датчиков, которые способны измерять температуру значительно выше, чем необходимо по техническому заданию. Обычно в качестве датчиков используют терморезисторы, которые способны выдерживать температуры до +600°С.

Передача полученных данных, для простоты сопряжения МПС с ЭВМ, осуществляется по последовательному каналу передачи данных. Необходимо выполнить согласование уровней сигналов микропроцессорной системы с уровнями сигналов обрабатываемых в ЭВМ.

    Прочтите также:

    Освоение метода измерения давления с помощью пьезорезистивного датчика и изучение влияния электромагнитной помехи на его показания
    Измерители давления широко распространены в нашей жизни. Они используются как на производстве, в научных исследованиях, так и в быту. В последнее время все большее применение находят пье ...

    Расчет характеристик радиолинии
    Для передачи сигналов от передающей антенны (излучателя) к радиоприёмной антенне в качестве линий передачи энергии часто используют естественную среду. Линию передачи при этом называют е ...

    Типовые динамические звенья. Анализ и синтез системы
    Таблица типовых динамических звеньев Дано: Амплитудно-частотная характеристика . Наименование: форсирующее звено . Передаточная функция . Дифференциальное уравнение, описыв ...

    Основные разделы

    2018 © Все права защищены! >> www.techeducator.ru