Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана)

Кафедра см-9 «Многоцелевые гусеничные машины и мобильные роботы»

Отчёт

По лабораторной работе №2

по курсу «Управление техническими системами»

по теме: «Изучение динамических характеристик датчика температуры охлаждающей жидкости автомобиля»

Выполнил: _________________________________ (Новиков А.Д.)

Студент группы СМ9-71

Принял: ___________________________________ (Бузунов Н.В.)

Содержание

1 Устройство и принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости автомобиля 3

2 Схема подключения датчиков 5

3 Получение динамической характеристики датчика температуры 6

4 Обработка результатов эксперимента 7

5 Импорт экспериментальных данных в Matlab 9

6 Модель датчика в Simulink 11

7 Моделирование системы охлаждения ДВС 14

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. 18

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. 18

1 Устройство и принцип работы датчика температуры охлаждающей жидкости автомобиля

Датчики температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ) двигателя 23.3828, 27.3828, Bosch 02080130093 и другие аналогичные (рисунок 1) предназначены для измерения температуры охлаждающей жидкости в выходном па трубке водяной "рубашки" головки цилиндров двигателя в составе системы управления двигателем совместно с блоком электронной системы управления двигателем (ЭСУД). Датчики применяются на автомобилях ВАЗ (рисунок 2) и ГАЗ, оснащенных ЭСУД.

Рисунок 1 – Внешний вид датчиков температуры

Рисунок 2 – Установка датчика на двигателе ВАЗ-1118

Основные характеристики датчика 23.3828 приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Основные характеристики датчика 23.3828

Характеристика	Значение
Рабочее напряжение, В	3,4±0,03
Сопротивление, Ом:	-
при 15°С	4033…4838
при 128°С	76,7…85,1
Резьба	M12×1,5
Размер под ключ	S19
Масса, г	30

В основе работы этих датчиков - свойство проводников и полупроводников изменять свое сопротивление при изменении температуры. Терморезистор, расположенный внутри датчика, имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления, т.е. при нагреве его сопротивление уменьшается. При высокой температуре охлаждающей жидкости терморезистор имеет низкое сопротивление, а при низкой температуре – высокое сопротивление.

2 Схема подключения датчиков

Как правило, данный тип датчиков обладает линейной характеристикой, т.е. зависимость между их температурой и сопротивлением – линейная. Поэтому при подключении датчиков данного типа к системе измерений необходимо обеспечить протекание через них тока с постоянным значением в диапазоне 0,5...1,0 мА. В этом случае при изменении температуры падение напряжения на датчике будет прямо пропорционально его сопротивлению. Изменяющееся в зависимости от изменения температуры напряжение на датчике поступает на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и регистрируется.

В данной лабораторной работе для питания датчиков используется источник постоянного тока, собранный на основе операционного усилителя (ОУ) (рисунок 3).

В данной схеме ток , А, протекающий через датчик температуры (терморезистор ), определяется по формуле:

,

(1)

где - напряжение на инвертирующем входе ОУ, В;

– сопротивление пятого резистора, Ом.

В свою очередь напряжение на инвертирующем входе ОУ В, определяется делителем напряжения , В, собранном на резисторах :

,

(2)

Значения сопротивлений резисторов подобраны таким образом, чтобы при напряжении питания ток через датчик температуры изменялся примерно в пределах от 0,5 мА до 1,0 мА за счет переменного резистора . В автомобиле аналогичное питание датчиков обеспечивается блоком ЭСУД.

Рисунок 3 – Источник тока на ОУ