駐車加熱器控制系統(tǒng)的分析研究

1、駐車加熱器控制系統(tǒng)的分析研究車輛工程vehicleEngineering分析研究曹曉光.曹蕊(東北林業(yè)大學(xué),黑龍江哈爾濱150040)摘要:通過對駐車加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),工作原理以及控制模式進行分析介紹,以現(xiàn)有駐車加熱器為模型,闡述設(shè)計駐車加熱器控制系統(tǒng)的實驗過程,對駐車加熱器的控制系統(tǒng)進行全面的優(yōu)化設(shè)計.關(guān)鍵詞:駐車加熱器;控制系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計中圖分類號:U418_3文獻標(biāo)識碼:A文章編號:10024786(2011)22-014603AnalysisandDiscussion0nControlSystemofVehicle-UseParkingHeaterCAOXiaoguang,CAORui(

2、NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)Abstract:Byanalyzingandintroducingthecarheatingsysteminthestructure,functioningprincipleandcontrolmode,thepaperexpatiatesonanexperimentalprocessaboutdesigningthecontrolsystemofparkingheater.Optimaldesignofthesystemcanbeobtained.Keywords:parkingheater;co

3、ntrolsystem;obtainingdesign1駐車加熱器的現(xiàn)狀及存在的問題近年來,為了乘車舒適性得到進一步提高,更多的新技術(shù)和新裝備不斷在汽車上得到應(yīng)用,駐車加熱器就是其中之一.我國地處溫帶及亞熱帶地區(qū).地理緯度跨度大.這就意味著在華北尤其是東北地區(qū)冬季氣候比較寒冷.室外的溫度一般會達到零下十幾度甚至零下幾十度,在這樣的溫度下,人進車后會感到很不舒適,啟動汽車空調(diào)后,很長時間才能使汽車駕駛室達到理想溫度,而且水箱容易凍裂,這不僅會影響正常的行駛而且還會造成一定的損失,如果在低溫條件下啟動機動車輛,不但不容易啟動,而且對機動車的使用性能和使用壽命會產(chǎn)生很大的負面影響_lJ.駐車加熱器即

4、利用液體或氣體燃料(柴油,汽油,天然氣,液化石油氣等)在專門燃燒加熱機構(gòu)中燃燒所產(chǎn)生的熱量,直接加熱空氣或通過介質(zhì)(一般為冷卻液)吸收熱量后再加熱發(fā)動機或車內(nèi)空氣實現(xiàn)常溫啟動或取暖的裝置.駐車加熱器的廣泛應(yīng)用,大大提高了發(fā)動機的冷啟動性能.降低了冷啟動時發(fā)動機的磨損,同時也提高了汽車的燃油經(jīng)濟性.從汽車車內(nèi)采暖的角度來講,發(fā)動機冷卻水和發(fā)動機高溫排氣也可以作為熱源,但易受汽車的運行工況影響而汽車加熱器作為獨立熱源既不受氣候,路況等外在環(huán)境制約,也不受車輛運行等內(nèi)在因素干擾,所以可以視為理想的熱源21.駐車加熱器不僅可以對車室內(nèi)的空氣進行加熱來提高駕乘人員的舒適性,又可對發(fā)動機進行啟動預(yù)熱以解決

5、冷啟動困難和低溫啟動排放高,磨損嚴重并且減少發(fā)動機的磨損,提高使用壽命,降低暖車油耗,提高燃油經(jīng)濟性等問題.隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,以及人們對乘車舒適性要求的提高.駐車加熱系統(tǒng)在私人轎車上獲得了廣泛的應(yīng)用.在冬季寒冷地區(qū)獲得了用戶的青睞,作為選裝部件在私人轎車中應(yīng)用較廣.目前我國許多轎車均配備了駐車加熱裝置.目前國產(chǎn)加熱器存在工作性能差,燃燒效率低,啟動過程碳煙排放高問題,而進口加熱器的價格又高,嚴重制約了加熱器在汽車上的應(yīng)用3】.針146l交通標(biāo)準(zhǔn)化VehicfeEngineering車輛工程對駐車加熱器目前存在的問題.可以通過改進系統(tǒng)硬件,優(yōu)化控制,提高精度和穩(wěn)定性等方法,提高駐車加熱系統(tǒng)的燃

6、油經(jīng)濟性.擬通過對加熱器的燃燒過程和加熱發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的循環(huán)提供更精確的數(shù)據(jù),并對整個控制過程進行全面的優(yōu)化設(shè)計.主要從燃油供給技術(shù),點火系統(tǒng),控制系統(tǒng),總體結(jié)構(gòu)四個方面著手解決問題.2駐車加熱器控制系統(tǒng)2.1駐車加熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)駐車加熱系統(tǒng)是由顯示裝置,控制裝置,燃燒室,電熱塞,熱交換機,遙控裝置等部分組成(如圖1所示).注:1.進氣管;2.燃燒空氣鼓風(fēng)機;4.點活塞;5.霧化器;8.顯示裝置;9遙控裝置;10.梳狀換熱片(熱交換器)11.燃燒室;12.尾氣出口;13.油管;15.入水管;I6.燃油計量泵.圖l駐車加熱器剖視圖駐車加熱器的工作原理如圖2所示.圖2駐車加熱系統(tǒng)工作原理圖駐車加熱系

7、統(tǒng)的工作過程可分為五個工作步驟:進氣階段,噴油階段,混合階段,點火燃燒階段以及換熱階段.2.2駐車加熱器控制系統(tǒng)原理駐車加熱器的控制系統(tǒng)由ECU電控單元,傳感器,故障檢測及報警裝置等部分組成(如圖3所示)燃燒室溫度傳感器=電平電壓傳感器冷卻液溫度傳感器ECU電控單元故障檢測及報警裝置油泵水泵風(fēng)機電熱塞圖3駐車加熱器的控制系統(tǒng)該系統(tǒng)啟動后,傳感器采集信息傳送至ECU電控單元,ECU單元對接受到的信息進行分析,然背后將控制信號發(fā)送至執(zhí)行單元從而對加熱器的時間及溫度進行控制.2_3駐車加熱器控制系統(tǒng)控制模式駐車加熱器的控制系統(tǒng)的控制模式由兩個部分組成,首先根據(jù)用戶的指令,選擇控制的模式,駐車加熱器的

8、控制模式主要包括:時間控制模式,溫度控制模式以及時間一溫度控制模式.選定控制模式后,駐車加熱器在后臺根據(jù)模式運行.圖4為控制加熱器的控制流程圖.圖4駐車加熱系統(tǒng)控制模式圖時間運行模式:可實現(xiàn)定時啟動,定時加熱功能.加熱時間為20rain60rain,高于60min時駐車加熱系統(tǒng)自動關(guān)閉,設(shè)置步長為5rain,用戶可在設(shè)定2011年11月第22期I147上翠車輛工程VehicleEngineering時間內(nèi)自行選擇加熱時間長短.該模式運行時,系統(tǒng)將設(shè)定時間讀入內(nèi)存與系統(tǒng)時間比較,每個時鐘周期內(nèi)進行一次比較,若還未到設(shè)定時間,則進入下一個時鐘周期進行對比,當(dāng)系統(tǒng)時間等于設(shè)定時間時,控制系統(tǒng)執(zhí)行時間

9、運行模式的控制程序,計時器隨即記錄系統(tǒng)的運行時間,此時時間運行模式設(shè)定的加熱時間由控制器的內(nèi)部的時間模塊減數(shù)計數(shù)器進行控制,當(dāng)減數(shù)計數(shù)器值減為零時,加熱時間到,此時控制系統(tǒng)將輸出一個高電平脈沖,同時產(chǎn)生定時器中斷,加熱器停止工作51.溫度運行模式:能實現(xiàn)對加熱器定溫控制,控制系統(tǒng)以溫度為輸入量,經(jīng)調(diào)節(jié)器(控制器)處理后.轉(zhuǎn)換為驅(qū)動加熱器控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)工作的信號.冷卻液在加熱器的熱交換器加熱后送至發(fā)動機水套和空調(diào)熱交換器.分別給發(fā)動機暖機和車廂供暖.傳感器測得的溫度信號作為負反饋傳送到控制器,當(dāng)冷卻液溫度或車廂溫度低于設(shè)定溫度時,加熱系統(tǒng)ECU發(fā)送工作指令,控制加熱器工作,當(dāng)冷卻液或車廂溫度高

10、于設(shè)定的最高值時,ECU再次發(fā)出指令,控$ECU執(zhí)行機構(gòu)停止運行,加熱器停止工作7l.時間一溫度運行模式:兼有時間運行模式和溫度運行模式的功能,采用混合控制策略,系統(tǒng)利用控制器內(nèi)部的減數(shù)計數(shù)器進行時間控制,當(dāng)減數(shù)器數(shù)值減為零時,設(shè)定時間到,加熱器開始工作,控制系統(tǒng)通過執(zhí)行機構(gòu)控制加熱器的運行.冷卻液經(jīng)熱交換器加熱和發(fā)動機,空調(diào)熱交換器冷卻后重新回到加熱器的熱交換器中,同時發(fā)動機冷卻傳感器和車廂溫度傳感器將測得的溫度信號反饋至控制器,控制器內(nèi)部經(jīng)信號放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后與設(shè)定的溫度值進行比較,當(dāng)反饋數(shù)值到達設(shè)定值時,控制器發(fā)出指令.加熱器各執(zhí)行機構(gòu)相繼停止工作.3駐車加熱器控制系統(tǒng)實驗選取實驗對象為

11、國產(chǎn)某型號駐車加熱器,并根據(jù)實驗的要求,設(shè)計能全面測試駐車加熱器性能的試驗臺,要求能夠?qū)︸v車加熱器耗油量,有效熱效率以及功率,排放污染物成分等指標(biāo)進行全面測試.實驗主要設(shè)備有:低溫箱,廢氣分析儀,積分聲級計,防凍液等.設(shè)定低溫箱的溫度,當(dāng)溫度達到所設(shè)定值時,用駐車加熱器的迷你表控制器啟動駐車加熱器,通過控制器,不僅可以控制駐車加熱器的工作時間,還可以控制駐車加熱器在預(yù)先設(shè)定時間段自行啟動工作.駐車加熱器經(jīng)過60s左右的自檢后,進入正常工作狀態(tài),試驗臺就能全程監(jiān)控不同操作實驗條件下,加熱器的各項性能指標(biāo)變化翻(如圖5,表1所示)圖5駐車加熱器試驗臺簡圖表1某駐車加熱器工作時電流的測量l電源電壓1

12、2.5V)剛啟動時的電流值/A平穩(wěn)工作時的電流值/A測得兩個時刻測得七個時刻的電流值為第一次啟動電流值為ll,97.593.552.523第二次啟動測得兩個時刻測得三個時刻的電流值為(18min后)電流值為1l,97.5,9,5實驗分析:通過實驗得到l2.5V,=11A,=2A.由P=U/得出結(jié)果:=12.5Vxl1V=137.5W;=12.5Vx2A=25W.實驗結(jié)論:通過本實驗測出并計算得到此駐車加熱器工作時的最高耗電功率為137.5W,最低耗電功率為25W.4結(jié)語隨著我國汽車產(chǎn)銷量的不斷攀升,駐車加熱器在我國的東北部冬季嚴寒地區(qū)有著很廣闊的應(yīng)用潛力和市場價值,其研究和生產(chǎn)還有很大的發(fā)展空

13、間,對駐車加熱器的工作原理及控制模式進行介紹,并對其搭建的駐車加熱器試驗臺進行了簡單闡述,在實驗室內(nèi)和戶外分別進行了相應(yīng)實驗,測得了大量數(shù)據(jù).但是本項工作尚處于探索階段,駐車加熱器的研究設(shè)計還存在不足之處,還有大量的研究和試驗工作需要進行.而且其智能控制方面也有很大的發(fā)展空間.148I交通標(biāo)準(zhǔn)化MarineTrafficEngineering水運工程船閘總儺設(shè)計l及.J運行管理巾幾個問題舊a坦仃官埋【I】JI?I-刪題i喇L一一_一一j搽討王杭州(京杭運河江蘇省交通運輸廳蘇北航務(wù)管理處,江蘇淮安223002)摘要:在船舶通過量大,船型不規(guī)范前提下,分析和探討內(nèi)河船閘閘室船舶停泊間距,船舶吃水,

14、引航道尺度及布置以及靠船設(shè)施,船閘附屬設(shè)施設(shè)計和船閘運營管理中應(yīng)注意的一些問題.關(guān)鍵詞:船閘;總體設(shè)計;運營管理中圖分類號:U641文獻標(biāo)識碼:A文章編號:10024786(2011)22014904AnalysisonShipLockOverallDesignandOperationManagementWANGHangzhou(JingHangCanalNo.hemJiangsuNavigationalFairsManagementOfficeofJiangsuProvincialTransportDepartment,Huaian223002,China)Abstract:Underthe

15、shipthroughthelargeandnon-standardship,thisarticleanalyzesanddiscusseslockchamberofparkingspace,shipdraft,scaleandlayoutofapproachchannel,berthingfacilities,designoflockanciliaryfacilitiesandlockoperationandmanagement.Keywords:shiplock;overalldesign;operationandmanagement1引言目前,江蘇省內(nèi)河航道的通行船舶在規(guī)范化方面有了長足

16、進步,船型趨于系列化,標(biāo)準(zhǔn)化.但隨著經(jīng)濟的發(fā)展及滿足自身增強競爭能力的需求,船舶大型化,非標(biāo)準(zhǔn)化的趨勢仍很迅猛.蘇北運河作為內(nèi)河限制性二級航道,是一條貨運單向性明顯的資源性河流.2010年運量達2.O6億t.貨物周轉(zhuǎn)量387億t/kin,煤炭運量7610萬t.從皂河至淮安航段,下行單向運量均接近億噸.截至2010年底.蘇北運河航行的吊拖船隊約1500個,貨船約15000艘,頂推船隊僅占1%左右且多年來一直增長緩慢.船隊平均噸位,船隊駁船平均噸位,爾希;乖!綿筇.秘乖參考文獻1】葛悅濤.駐車加熱器C50型遙控裝置設(shè)計D.長春:長春理工大學(xué),2006.【2黃勇.三種燃料在駐車加熱器中的性能試驗和分析D.長春:吉林大學(xué)