駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)的分析研究

1、駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)的分析研究車(chē)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(guò)對(duì)駐車(chē)加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),工作原理以及控制模式進(jìn)行分析介紹,以現(xiàn)有駐車(chē)加熱器為模型,闡述設(shè)計(jì)駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,對(duì)駐車(chē)加熱器的控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì).關(guān)鍵詞:駐車(chē)加熱器;控制系統(tǒng);優(yōu)化設(shè)計(jì)中圖分類(lèi)號(hào):U418_3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10024786(2011)22-014603AnalysisandDiscussion0nControlSystemofVehicle-UseParkingHeaterCAOXiaoguang,CAORui(

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

3、ntrolsystem;obtainingdesign1駐車(chē)加熱器的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題近年來(lái),為了乘車(chē)舒適性得到進(jìn)一步提高,更多的新技術(shù)和新裝備不斷在汽車(chē)上得到應(yīng)用,駐車(chē)加熱器就是其中之一.我國(guó)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(huì)達(dá)到零下十幾度甚至零下幾十度,在這樣的溫度下,人進(jìn)車(chē)后會(huì)感到很不舒適,啟動(dòng)汽車(chē)空調(diào)后,很長(zhǎng)時(shí)間才能使汽車(chē)駕駛室達(dá)到理想溫度,而且水箱容易凍裂,這不僅會(huì)影響正常的行駛而且還會(huì)造成一定的損失,如果在低溫條件下啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車(chē)輛,不但不容易啟動(dòng),而且對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的使用性能和使用壽命會(huì)產(chǎn)生很大的負(fù)面影響_lJ.駐車(chē)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(zhuān)門(mén)燃燒加熱機(jī)構(gòu)中燃燒所產(chǎn)生的熱量,直接加熱空氣或通過(guò)介質(zhì)(一般為冷卻液)吸收熱量后再加熱發(fā)動(dòng)機(jī)或車(chē)內(nèi)空氣實(shí)現(xiàn)常溫啟動(dòng)或取暖的裝置.駐車(chē)加熱器的廣泛應(yīng)用,大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性能.降低了冷啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損,同時(shí)也提高了汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性.從汽車(chē)車(chē)內(nèi)采暖的角度來(lái)講,發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和發(fā)動(dòng)機(jī)高溫排氣也可以作為熱源,但易受汽車(chē)的運(yùn)行工況影響而汽車(chē)加熱器作為獨(dú)立熱源既不受氣候,路況等外在環(huán)境制約,也不受車(chē)輛運(yùn)行等內(nèi)在因素干擾,所以可以視為理想的熱源21.駐車(chē)加熱器不僅可以對(duì)車(chē)室內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱來(lái)提高駕乘人員的舒適性,又可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)預(yù)熱以解決

5、冷啟動(dòng)困難和低溫啟動(dòng)排放高,磨損嚴(yán)重并且減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損,提高使用壽命,降低暖車(chē)油耗,提高燃油經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題.隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展,以及人們對(duì)乘車(chē)舒適性要求的提高.駐車(chē)加熱系統(tǒng)在私人轎車(chē)上獲得了廣泛的應(yīng)用.在冬季寒冷地區(qū)獲得了用戶(hù)的青睞,作為選裝部件在私人轎車(chē)中應(yīng)用較廣.目前我國(guó)許多轎車(chē)均配備了駐車(chē)加熱裝置.目前國(guó)產(chǎn)加熱器存在工作性能差,燃燒效率低,啟動(dòng)過(guò)程碳煙排放高問(wèn)題,而進(jìn)口加熱器的價(jià)格又高,嚴(yán)重制約了加熱器在汽車(chē)上的應(yīng)用3】.針146l交通標(biāo)準(zhǔn)化VehicfeEngineering車(chē)輛工程對(duì)駐車(chē)加熱器目前存在的問(wèn)題.可以通過(guò)改進(jìn)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(chē)加熱系統(tǒng)的燃

6、油經(jīng)濟(jì)性.擬通過(guò)對(duì)加熱器的燃燒過(guò)程和加熱發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的循環(huán)提供更精確的數(shù)據(jù),并對(duì)整個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì).主要從燃油供給技術(shù),點(diǎn)火系統(tǒng),控制系統(tǒng),總體結(jié)構(gòu)四個(gè)方面著手解決問(wèn)題.2駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)2.1駐車(chē)加熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)駐車(chē)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(jī),遙控裝置等部分組成(如圖1所示).注:1.進(jìn)氣管;2.燃燒空氣鼓風(fēng)機(jī);4.點(diǎn)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(jì)量泵.圖l駐車(chē)加熱器剖視圖駐車(chē)加熱器的工作原理如圖2所示.圖2駐車(chē)加熱系統(tǒng)工作原理圖駐車(chē)加熱系

7、統(tǒng)的工作過(guò)程可分為五個(gè)工作步驟:進(jìn)氣階段,噴油階段,混合階段,點(diǎn)火燃燒階段以及換熱階段.2.2駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)原理駐車(chē)加熱器的控制系統(tǒng)由ECU電控單元,傳感器,故障檢測(cè)及報(bào)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(cè)及報(bào)警裝置油泵水泵風(fēng)機(jī)電熱塞圖3駐車(chē)加熱器的控制系統(tǒng)該系統(tǒng)啟動(dòng)后,傳感器采集信息傳送至ECU電控單元,ECU單元對(duì)接受到的信息進(jìn)行分析,然背后將控制信號(hào)發(fā)送至執(zhí)行單元從而對(duì)加熱器的時(shí)間及溫度進(jìn)行控制.2_3駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)控制模式駐車(chē)加熱器的控制系統(tǒng)的控制模式由兩個(gè)部分組成,首先根據(jù)用戶(hù)的指令,選擇控制的模式,駐車(chē)加熱器的

8、控制模式主要包括:時(shí)間控制模式,溫度控制模式以及時(shí)間一溫度控制模式.選定控制模式后,駐車(chē)加熱器在后臺(tái)根據(jù)模式運(yùn)行.圖4為控制加熱器的控制流程圖.圖4駐車(chē)加熱系統(tǒng)控制模式圖時(shí)間運(yùn)行模式:可實(shí)現(xiàn)定時(shí)啟動(dòng),定時(shí)加熱功能.加熱時(shí)間為20rain60rain,高于60min時(shí)駐車(chē)加熱系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉,設(shè)置步長(zhǎng)為5rain,用戶(hù)可在設(shè)定2011年11月第22期I147上翠車(chē)輛工程VehicleEngineering時(shí)間內(nèi)自行選擇加熱時(shí)間長(zhǎng)短.該模式運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)將設(shè)定時(shí)間讀入內(nèi)存與系統(tǒng)時(shí)間比較,每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)進(jìn)行一次比較,若還未到設(shè)定時(shí)間,則進(jìn)入下一個(gè)時(shí)鐘周期進(jìn)行對(duì)比,當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間等于設(shè)定時(shí)間時(shí),控制系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間

9、運(yùn)行模式的控制程序,計(jì)時(shí)器隨即記錄系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間,此時(shí)時(shí)間運(yùn)行模式設(shè)定的加熱時(shí)間由控制器的內(nèi)部的時(shí)間模塊減數(shù)計(jì)數(shù)器進(jìn)行控制,當(dāng)減數(shù)計(jì)數(shù)器值減為零時(shí),加熱時(shí)間到,此時(shí)控制系統(tǒng)將輸出一個(gè)高電平脈沖,同時(shí)產(chǎn)生定時(shí)器中斷,加熱器停止工作51.溫度運(yùn)行模式:能實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)加熱器控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作的信號(hào).冷卻液在加熱器的熱交換器加熱后送至發(fā)動(dòng)機(jī)水套和空調(diào)熱交換器.分別給發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)和車(chē)廂供暖.傳感器測(cè)得的溫度信號(hào)作為負(fù)反饋傳送到控制器,當(dāng)冷卻液溫度或車(chē)廂溫度低于設(shè)定溫度時(shí),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(chē)廂溫度高

10、于設(shè)定的最高值時(shí),ECU再次發(fā)出指令,控$ECU執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行,加熱器停止工作7l.時(shí)間一溫度運(yùn)行模式:兼有時(shí)間運(yùn)行模式和溫度運(yùn)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(jì)數(shù)器進(jìn)行時(shí)間控制,當(dāng)減數(shù)器數(shù)值減為零時(shí),設(shè)定時(shí)間到,加熱器開(kāi)始工作,控制系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制加熱器的運(yùn)行.冷卻液經(jīng)熱交換器加熱和發(fā)動(dòng)機(jī),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(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻傳感器和車(chē)廂溫度傳感器將測(cè)得的溫度信號(hào)反饋至控制器,控制器內(nèi)部經(jīng)信號(hào)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后與設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較,當(dāng)反饋數(shù)值到達(dá)設(shè)定值時(shí),控制器發(fā)出指令.加熱器各執(zhí)行機(jī)構(gòu)相繼停止工作.3駐車(chē)加熱器控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)選取實(shí)驗(yàn)對(duì)象為

11、國(guó)產(chǎn)某型號(hào)駐車(chē)加熱器,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求,設(shè)計(jì)能全面測(cè)試駐車(chē)加熱器性能的試驗(yàn)臺(tái),要求能夠?qū)︸v車(chē)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(jìn)行全面測(cè)試.實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備有:低溫箱,廢氣分析儀,積分聲級(jí)計(jì),防凍液等.設(shè)定低溫箱的溫度,當(dāng)溫度達(dá)到所設(shè)定值時(shí),用駐車(chē)加熱器的迷你表控制器啟動(dòng)駐車(chē)加熱器,通過(guò)控制器,不僅可以控制駐車(chē)加熱器的工作時(shí)間,還可以控制駐車(chē)加熱器在預(yù)先設(shè)定時(shí)間段自行啟動(dòng)工作.駐車(chē)加熱器經(jīng)過(guò)60s左右的自檢后,進(jìn)入正常工作狀態(tài),試驗(yàn)臺(tái)就能全程監(jiān)控不同操作實(shí)驗(yàn)條件下,加熱器的各項(xiàng)性能指標(biāo)變化翻(如圖5,表1所示)圖5駐車(chē)加熱器試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)圖表1某駐車(chē)加熱器工作時(shí)電流的測(cè)量l電源電壓1

12、2.5V)剛啟動(dòng)時(shí)的電流值/A平穩(wěn)工作時(shí)的電流值/A測(cè)得兩個(gè)時(shí)刻測(cè)得七個(gè)時(shí)刻的電流值為第一次啟動(dòng)電流值為ll,97.593.552.523第二次啟動(dòng)測(cè)得兩個(gè)時(shí)刻測(cè)得三個(gè)時(shí)刻的電流值為(18min后)電流值為1l,97.5,9,5實(shí)驗(yàn)分析:通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到l2.5V,=11A,=2A.由P=U/得出結(jié)果:=12.5Vxl1V=137.5W;=12.5Vx2A=25W.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過(guò)本實(shí)驗(yàn)測(cè)出并計(jì)算得到此駐車(chē)加熱器工作時(shí)的最高耗電功率為137.5W,最低耗電功率為25W.4結(jié)語(yǔ)隨著我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量的不斷攀升,駐車(chē)加熱器在我國(guó)的東北部冬季嚴(yán)寒地區(qū)有著很廣闊的應(yīng)用潛力和市場(chǎng)價(jià)值,其研究和生產(chǎn)還有很大的發(fā)展空

13、間,對(duì)駐車(chē)加熱器的工作原理及控制模式進(jìn)行介紹,并對(duì)其搭建的駐車(chē)加熱器試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了簡(jiǎn)單闡述,在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和戶(hù)外分別進(jìn)行了相應(yīng)實(shí)驗(yàn),測(cè)得了大量數(shù)據(jù).但是本項(xiàng)工作尚處于探索階段,駐車(chē)加熱器的研究設(shè)計(jì)還存在不足之處,還有大量的研究和試驗(yàn)工作需要進(jìn)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(yùn)工程船閘總儺設(shè)計(jì)l及.J運(yùn)行管理巾幾個(gè)問(wèn)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(yùn)河江蘇省交通運(yùn)輸廳蘇北航務(wù)管理處,江蘇淮安223002)摘要:在船舶通過(guò)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(jì)和船閘運(yùn)營(yíng)管理中應(yīng)注意的一些問(wèn)題.關(guān)鍵詞:船閘;總體設(shè)計(jì);運(yùn)營(yíng)管理中圖分類(lèi)號(hào):U641文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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(zhǎng)足

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