ЭЛЕКТРОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТОПЛИВОПОДАЧЕЙ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММНОГО ПИД-РЕГУЛИРОВАНИЯ

Представлена принципиальная схема электронного управления дизельным двигателем внутреннего сгорания стандарта Euro-3, описана программно-аппаратная платформа пневматического привода регулятора топливного насоса высокого давления, позволяющая реализовать электронное управление топливоподачей дизельного двигателя КамАЗ-740. В основу концепции электронного управления положена стратегическая зависимость углового положения рычага регулятора топливного насоса высокого давления от углового перемещения электронной педали акселератора. Реализацию указанной зависимости осуществляли путем подачи модулированного широтно-импульсного сигнала определенной скважности от контроллера на обмотку пропорционального электромагнитного клапана, отвечающего за величину давления сжатого воздуха в рабочей полости силового пневмоцилиндра, шарнирно соединенного с рычагом регулятора топливного насоса высокого давления. При этом в цепь управления вводили обратную связь по положению рычага регулятора топливного насоса высокого давления, а управление оборотами коленчатого вала двигателя осуществляли с использованием программного ПИД-регулятора непрерывного действия. Разработанная стратегия дает возможность в режиме реального времени отследить отклонение регулируемого параметра от заданной величины и практически мгновенно выработать управляющее воздействие на исполнительные механизмы для устранения этого отклонения, обеспечивая минимальное время переходного процесса. Настройку параметров регулятора (пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих) производили эмпирическим путем с использованием классического метода Циглера – Никольса, основанного на анализе запаса устойчивости системы автоматического регулирования. Приведены результаты расчета коэффициентов пропорционального интегрально-дифференциального регулятора, а также осциллограммы полунатурного эксперимента по апробации предложенной стратегии управления топливоподачей дизельного двигателя с использованием средств визуализации CoDeSys V2.3.

1. Интеллектуальная система управления стенда автоматизированного силового агрегата автомобиля / О. С. Руктешель [и др.] // Весцi Нацыянальнай акадэмii навук Беларусі. Серыя фізiка-тэхнiчных навук. 2009. № 4. С. 31–36.

2. MT Series Mechatronic Throttle Pedal with vSENSETM Technology [Electronic resource] // Konsberg Automation Gmbh, 2009. Mode of access: http://www.controlsandcables.com/assets/Uploads/Throttle-Pedals-MT-Series.pdf.. Date of access: 20.07.2012.

3. Шило, И. Н. Электронные системы мобильных машин / И. Н. Шило, А. И. Бобровник, В. Г. Левков. Минск: Белор. госуд. аграрный техн. ун-т, 2013. 320 с.

4. Autoelektrik, Autoelectronik / Robert Bosch GmbH. Springer, 2002. 503 p.

5. Электронная педаль Глобал управления подачей топлива серии МТ [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://kopa.ru/netcat_files/instr/MT_Series.pdf. Дата доступа: 21.07.2012.

6. Устройства для регулирования давления и расхода [Электронный ресурс] // SMC Corporation – пневматика, гидравлика, вакуумная техника, контроллеры. Mode of access: http://www.smc-pneumatik.ru/cat.php?sub=89. Date of access: 31.06.2012.

7. System Manual Ecomat Mobile Controller Range R360 for CoDeSys from Version 2.3 and Target Version 04.xx.xx / Ifm Electronics Gmbh. Germany, Essen, 28.07.2006.

8. Кусяк, В. А. Исследование динамики дизельного двигателя при электронном управлении моторным тормозом / В. А. Кусяк // Изобретатель. 2014. № 09. С. 45–48.

9. SAE International TM: Surface Vehicle Recommended Practice. J1939-71: Vehicle Application Layer. SAE Truck and Bus Control and Communications Network Subcommittee, 2003. 379 р.

10. Реализация концепции электронного управления при автоматизации дизельного двигателя с механической топливоподачей / А. Г. Баханович [и др.] // Новости науки и технологий. 2015. № 1 (32). С. 11–18.

11. Руководство пользователя по программированию ПЛК в CoDeSys V2.3. Смоленск: Пролог, 2008. 452 с.

12. John, Karl-Heinz. IEC 61131-3 Programming Industrial Automation Systems: Concepts and Programming Languages, Requirements for Programming Systems, AIDS to Decision-making Tools / Karl-Heinz John, Michael Tiegelkamp. New York: Springer, 2001. 376 р.

13. Ziegler, J. G. Optimum Settings for Automatic Controllers / J. G. Ziegler, N. B. Nichols // Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control. 1993. Vol. 115, №2B, 220-222.

14. Digitale Regelung und Steuerung in der Versorgungstechnik (DDC-GA) / S. Baumgarth [et al.]. Berlin: Springer-Verlag, 1993. 450 p.