DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2025.11(42).1.213-222
Удосконалення управління мехатронною системою впорскування двигуна внутрішнього згорання автомобіля
Про авторів
Д. В. Голуб, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: Dimchik529@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-4984-1161
В. В. Аулін, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: AulinVV@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2737-120X
Анотація
Проаналізовано сучасні методи та технічні рішення, що використовуються в мехатронних системах впорскування паливо-повітряної суміші, з метою зменшення токсичності викидів, покращення динамічних характеристик та економічності роботи двигуна внутрішнього згоряння автомобіля. Розглянуто сильні та слабкі сторони резонансного, механічного й газотурбінного підходів до наддуву.
Приділено увагу імпульсному способу наддуву з використанням повітряно-тактових клапанів, який досі не застосовувався в двигунах внутрішнього згоряння та зроблено припущення що система впорскування, оснащена пристроєм імпульсного наддуву з повітряно-тактовими клапанами, здатна для існуючих конструкцій бензинових і дизельних двигунів внутрішнього згоряння знизити витрату пального, зменшити вміст шкідливих речовин у вихлопних газах і підвищити крутний момент у діапазонах низьких і середніх частот обертання.
Розроблено інтегровану математичну модель, яка об'єднує електричні та механічні компоненти, забезпечує можливість чисельного аналізу динамічних властивостей електромагнітного приводу, а також моделювання керованого об'єкта під час створення методів і алгоритмів роботи системи управління.
Розроблено метод керування швидкодіючим електромагнітним механізмом резонансного типу, який дозволяє забезпечити мінімальну швидкість посадки якоря під заданий час перемикання, навіть за умов зовнішніх збурюючих впливів. Запропоновано варіант створення адаптивної системи керування таким механізмом без використання спеціалізованих датчиків для визначення положення та швидкості виконавчого органу. Особливістю підходу є те, що регулювання кінцевої швидкості посадки якоря здійснюється на основі аналізу характеристик струму та напруги обмоток керування електромагнітним механізмом. Представлено методику визначення початкових параметрів для налаштування алгоритму керування електромагнітом.
Ключові слова
мехатронний привід, управління, двигун внутрішнього згоряння, система впорскування, структурна схема, електромагнітний механізм, повітряно-тактовий клапан
Повний текст:
PDF
Посилання
1. Aulin, V. V., Holub, D. V., & Ahaponenko, M. I. (2018). Development of criteria for improving the technical maintenance system of vehicles considering necessary diagnostic information. Mizhvuzivskyi zbirnyk "Naukovi notatky", (62), 17–20 [in Ukrainian].
2. Aulin, V. V., & Holub, D. V. (2023). Substantiation of the operational mechanism of the automotive windshield mechatronic system. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 7(38), Part 1, 167–176 [in Ukrainian].
3. Aulin, V. V., Holub, D. V., & Zamurenko, A. S. (2023). Development of a mathematical model of a mechatronic steering module for trucks. In Improving reliability and efficiency of machines, processes, and systems: Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference, April 19–21, 2023 (pp. 9–11). Kropyvnytskyi: CNTU [in Ukrainian].
4. Holub, D. V., & Aulin, V. V. (2024). Mathematical model for improving control quality of the automotive cabin microclimate mechatronic system. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 9(40), Part 2, 186–197 [in Ukrainian].
5. Myhal, V. D. (2018). Intelligent systems in automotive maintenance [Monograph]. Kharkiv: Maidan [in Ukrainian].
6. Pavlenko, T. P., Shavkun, V. M., Kozlova, O. S., et al. (2019). Modern electromechatronic complexes and systems [Textbook]. Kharkiv: O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv [in Ukrainian].
7. Gogola, R., & Kósa, A. (2014). Electronic control of fuel mixture preparation and injection in internal combustion engines. American Journal of Mechanical Engineering, 2(7), 231–238.
8. Bolton, W. (2015). Mechatronics: Electronic control systems in mechanical and electrical engineering. Harlow: Pearson.
9. Tutaj, J., & Fijałkowski, B. (2018). A new fuel-injection mechatronic control method for direct-injection internal combustion engines. Acta Mechanica et Automatica, 12(4), 276–280.
10. Kortam, M. (2018). Development of a mechatronic control system for a mechanical fuel injection system of a four-cylinder automotive diesel engine. Advances in Automobile Engineering, 7, 2–9.
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Аулін В.В., Голуб Д.В., Агапоненко М.І. Розробка критерію вдосконалення системи технічної експлуатації засобів транспорту з врахуванням необхідної діагностичної інформації. Міжвузівський збірник "Наукові нотатки". 2018. №62. С.17-20.
2. Аулін В.В., Голуб Д.В. Обґрунтування механізму функціонування мехатронної системи склоочищення автомобіля. Кропивницький: ЦНТУ, 2023. Вип. 7(38). Ч.1 С. 167-176.
3. Аулін В.В., Голуб Д.В., Замуренко А.С. Розробка математичної моделі мехатронного модуля системи рульового управління вантажних автомобілів. Підвищення надійності і ефективності машин, процесів і систем: V Міжнар. наук.-практ. конф., 19-21 квіт. 2023 р., м. Кропивницький : матеріали конф. Кропивницький: ЦНТУ, 2023. С. 9-11.
4. Голуб Д.В., Аулін В.В. Математична модель підвищення якості управління мехатронною системою мікроклімату салону автомобіля. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Вип. 9(40). Ч.2, 2024. С. 186-197.
5. Мигаль В. Д. Інтелектуальні системи в технічній експлуатації автомобілів: монографія. Харків: Майдан, 2018. 262 с.
6. Павленко Т. П., Шавкун В. М., Козлова О. С. та ін. Сучасні електромехатронні комплекси і системи: навч. посібник. Харків: ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2019. 116 с.
7. Gogola R., Kósa A. Electronic control of fuel mixture preparation and injection in internal combustion engines. American journal of mechanical engineering, 2014, Vol. 2, No. 7. P. 231-238.
8. William Bolton. Mechatronics: electronic control systems in mechanical and electrical engineering. Harlow: Pearson, 2015. 663 p.
9. Tutaj J., Fijałkowski B. A new fuel-injection mechatronic control method for direct-injection internal combustion engines. Аcta mechanica et automatica, Vol. 12, No. 4, 2018. Р. 276-280.
10. Kortam M. Development of a mechatronic control system for a mechanical fuel injection system of a four cylinder automotive diesel engine. Advances in Automobile Engineering, Vol. 7, 2018. P. 2-9.
Copyright (c) 2025 Д. В. Голуб, В. В. Аулін
Удосконалення управління мехатронною системою впорскування двигуна внутрішнього згорання автомобіля
Про авторів
Д. В. Голуб, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: Dimchik529@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-4984-1161
В. В. Аулін, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: AulinVV@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2737-120X
Анотація
Ключові слова
Повний текст:
PDFПосилання
1. Aulin, V. V., Holub, D. V., & Ahaponenko, M. I. (2018). Development of criteria for improving the technical maintenance system of vehicles considering necessary diagnostic information. Mizhvuzivskyi zbirnyk "Naukovi notatky", (62), 17–20 [in Ukrainian].
2. Aulin, V. V., & Holub, D. V. (2023). Substantiation of the operational mechanism of the automotive windshield mechatronic system. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 7(38), Part 1, 167–176 [in Ukrainian].
3. Aulin, V. V., Holub, D. V., & Zamurenko, A. S. (2023). Development of a mathematical model of a mechatronic steering module for trucks. In Improving reliability and efficiency of machines, processes, and systems: Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference, April 19–21, 2023 (pp. 9–11). Kropyvnytskyi: CNTU [in Ukrainian].
4. Holub, D. V., & Aulin, V. V. (2024). Mathematical model for improving control quality of the automotive cabin microclimate mechatronic system. Tsentralnoukrainskyi naukovyi visnyk. Tekhnichni nauky, 9(40), Part 2, 186–197 [in Ukrainian].
5. Myhal, V. D. (2018). Intelligent systems in automotive maintenance [Monograph]. Kharkiv: Maidan [in Ukrainian].
6. Pavlenko, T. P., Shavkun, V. M., Kozlova, O. S., et al. (2019). Modern electromechatronic complexes and systems [Textbook]. Kharkiv: O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv [in Ukrainian].
7. Gogola, R., & Kósa, A. (2014). Electronic control of fuel mixture preparation and injection in internal combustion engines. American Journal of Mechanical Engineering, 2(7), 231–238.
8. Bolton, W. (2015). Mechatronics: Electronic control systems in mechanical and electrical engineering. Harlow: Pearson.
9. Tutaj, J., & Fijałkowski, B. (2018). A new fuel-injection mechatronic control method for direct-injection internal combustion engines. Acta Mechanica et Automatica, 12(4), 276–280.
10. Kortam, M. (2018). Development of a mechatronic control system for a mechanical fuel injection system of a four-cylinder automotive diesel engine. Advances in Automobile Engineering, 7, 2–9.
Пристатейна бібліографія ГОСТ
1. Аулін В.В., Голуб Д.В., Агапоненко М.І. Розробка критерію вдосконалення системи технічної експлуатації засобів транспорту з врахуванням необхідної діагностичної інформації. Міжвузівський збірник "Наукові нотатки". 2018. №62. С.17-20.
2. Аулін В.В., Голуб Д.В. Обґрунтування механізму функціонування мехатронної системи склоочищення автомобіля. Кропивницький: ЦНТУ, 2023. Вип. 7(38). Ч.1 С. 167-176.
3. Аулін В.В., Голуб Д.В., Замуренко А.С. Розробка математичної моделі мехатронного модуля системи рульового управління вантажних автомобілів. Підвищення надійності і ефективності машин, процесів і систем: V Міжнар. наук.-практ. конф., 19-21 квіт. 2023 р., м. Кропивницький : матеріали конф. Кропивницький: ЦНТУ, 2023. С. 9-11.
4. Голуб Д.В., Аулін В.В. Математична модель підвищення якості управління мехатронною системою мікроклімату салону автомобіля. Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки. Вип. 9(40). Ч.2, 2024. С. 186-197.
5. Мигаль В. Д. Інтелектуальні системи в технічній експлуатації автомобілів: монографія. Харків: Майдан, 2018. 262 с.
6. Павленко Т. П., Шавкун В. М., Козлова О. С. та ін. Сучасні електромехатронні комплекси і системи: навч. посібник. Харків: ХНУМГ ім. О. М. Бекетова, 2019. 116 с.
7. Gogola R., Kósa A. Electronic control of fuel mixture preparation and injection in internal combustion engines. American journal of mechanical engineering, 2014, Vol. 2, No. 7. P. 231-238.
8. William Bolton. Mechatronics: electronic control systems in mechanical and electrical engineering. Harlow: Pearson, 2015. 663 p.
9. Tutaj J., Fijałkowski B. A new fuel-injection mechatronic control method for direct-injection internal combustion engines. Аcta mechanica et automatica, Vol. 12, No. 4, 2018. Р. 276-280.
10. Kortam M. Development of a mechatronic control system for a mechanical fuel injection system of a four cylinder automotive diesel engine. Advances in Automobile Engineering, Vol. 7, 2018. P. 2-9.
Copyright (c) 2025 Д. В. Голуб, В. В. Аулін