LR2_YTS / Новиков_ЛР2
.pdf
Рисунок 8 – Блок датчика с параметрами
Рисунок 9 – Модель датчика в Simulink
11
Для дальнейшей работы необходимо задать начальные значения
двух искомых параметров, а также в последующем идентифицировать
данные значения, задав начальные приближения для параметров
передаточной функции (рисунок 10), а затем провести оптимизацию
параметров передаточной функции (рисунок 11).
Рисунок 10 – Результаты уточнения параметров передаточной функции
Рисунок 11 – Совмещенные графики экспериментальных данных (синим цветом) и результатов моделирования (красным цветом), а так же
результаты оптимизации передаточной функции.
12
7 Моделирование системы охлаждения ДВС
Разработанная и идентифицированная модель датчика температуры может быть использована для отработки закона управления вентилятором в системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания автомобиля.
Поскольку разработка модели системы охлаждения выходит за рамки данной лабораторной работы, ниже приведено ее описание в иллюстративной форме (рисунки 12, 13, 14).
Рисунок 12 – Схема системы охлаждения ДВС
Рисунок 13 – Схема для моделирования системы охлаждения
13
Рисунок 14 – Схема контроллера вентилятора по типу вкл/выкл
Содержание исполняемого файла для задания параметров системы охлаждения представлено ниже:
c_md = 500; % Удельная теплоемкость чугуна, Дж/(кг*К)
c_mr = 420; % Удельная теплоемкость алюмин. сплава, Дж/(кг*К) c_f = 4217; % Удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*К)
m_md = 180; % Масса пустого двигателя, кг
m_fd = 8; % Масса охлаждающ. жидкости в двигателе, кг m_mr = 8; % Масса пустого радиатора, кг
m_fr = 5; % Масса охлаждающ. жидкости в радиаторе, кг ro_f = 1000; % Плотность воды, кг/м^3
T_e = 273 + 50;%Температура окружающего воздуха, К
alfa_d = 10; % Коэффициент теплообмена двигателя с окруж. средой,
Вт/(м^2*К)
alfa_r_off = 20; % Коэффициент теплообмена радиатора с окруж. средой при выключенном вентиляторе, Вт/(м^2*К)
alfa_r_on = 400; % Коэффициент теплообмена радиатора с окруж. средой при включенном вентиляторе, Вт/(м^2*К)
S_d =0.8; % Площадь двигателя, участвующая в теплообмене,м^2 S_r =2.5; % Площадь радиатора, участвующая в теплообмене, м^2 Q_d = 30e3; % Тепловая мощность двигателя, Вт
G_f = 2e-3; % Расход охлаждающей жидкости, м^3/с
C_fd = c_f * m_fd; % Теплоемкость жидкости в двигателе C_md = c_md * m_md; % Теплоемкость пустого двигателя
C_d = C_fd + C_md; % Теплоемкость "заправленного" двигателя C_fr = c_f * m_fr; % Теплоемкость жидкости в радиаторе C_mr = c_mr * m_mr; % Теплоемкость пустого радиатора
C_r = C_fr + C_mr; % Теплоемкость "заправленного" радиатора T=15; % Постоянная времени датчика
14
Рисунок 15 – Графики рабочих процессов в системе охлаждения
Рисунок 16 – Графики рабочих процессов в системе охлаждения в оптимизированном режиме
Таким образом, в результате оптимизации рабочих процессов в системе охлаждения удалось уменьшить частоту включения вентилятора,
тем самым значительно увеличить его потенциальный ресурс.
15
Заключение
В результате лабораторной работы была получена модель работы датчика температуры охлаждающей жидкости автомобиля, построены экспериментальные и теоретические графики его работы, оптимизированы начальные коэффициенты передаточной функции для работы модели.
Также была смоделирована работа системы охлаждения двигателя с учетом включения и выключения охлаждающего устройства, построены графики рабочих процессов в данной системе, проведен их анализ и дальнейшая оптимизация, позволившая уменьшить частоту включения вентилятора системы охлаждения.
16