Испытания автомобильной электроники
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Автомобилестроение и авторемонт
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Автор:
Набоких Владимир Андреевич
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 296
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-16-018432-6
ISBN-онлайн: 978-5-16-105169-6
Артикул: 636253.04.01
Доступ онлайн
В корзину
В учебнике обобщены, систематизированы и подробно изложены методы и особенности испытаний автомобильной электроники, получившей широкое распространение и применяющейся в том числе на автомобилях малого и среднего классов.
Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения.
Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы». Также он может быть полезен студентам, обучающимся по специальности 14.06.07 «Электрооборудование автомобилей и тракторов» направления подготовки 14.06.00 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», преподавателям, специалистам автотранспортных предприятий и автолюбителям.
Тематика:
ББК:
УДК:
- 621: Общее машиностроение. Ядерная техника. Электротехника. Технология машиностроения в целом
- 6293: Наземные средства транспорта (кроме рельсовых)
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 23.03.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- 23.03.03: Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов
- ВО - Магистратура
- 23.04.02: Наземные транспортно-технологические комплексы
- ВО - Специалитет
- 23.05.01: Наземные транспортно-технологические средства
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ИСПЫТАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ В.А. НАБОКИХ Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические средства» Москва ИНФРА-М 202УЧЕБНИК
УДК 621.3(075.8) ББК 32.85я73 Н14 Набоких В.А. Н14 Испытания автомобильной электроники : учебник / В.А. Набо- ких. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 296 с. — (Высшее образование). — DOI 10.12737/22769. ISBN 978-5-16-018432-6 (print) ISBN 978-5-16-105169-6 (online) В учебнике обобщены, систематизированы и подробно изложены методы и особенности испытаний автомобильной электроники, получившей широкое распространение и применяющейся в том числе на автомобилях малого и среднего классов. Соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования последнего поколения. Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 23.03.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы». Также он может быть полезен студентам, обучающимся по специальности 14.06.07 «Электрооборудование автомобилей и тракторов» направления подготовки 14.06.00 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», преподавателям, специалистам автотранспортных предприятий и автолюбителям. УДК 621.3(075.8) ББК 32.85я73 А в т о р: Набоких В.А., кандидат технических наук, профессор Р е ц е н з е н т ы: Малеев Р.А., кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильная электроника» Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ); Фещенко А.И., кандидат технических наук, профессор кафедры «Электротехника и электрооборудование автомобилей» Московского автомобильно- дорожного государственного технического университета (МАДИ) ISBN 978-5-16-018432-6 (print) ISBN 978-5-16-105169-6 (online) © Набоких В.А., 2017
Введение Системы электроники и автоматики, используемые в автомобилях, во многом определяют экологию окружающей среды, экономию топлива, безопасность дорожного движения и повышение управляемости и комфортабельности автомобилей, поэтому они являются наиболее важным и приоритетным направлением совершенствования автомобилей. Намечается тенденция к широкому применению в автомобилях персональных компьютеров, обеспечивающих связь через Интернет, что позволяет выполнять распорядительные и финансовые функции во время поездок. На перспективных и концептуальных автомобилях в настоящее время широко применяются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), работающие на альтернативных топливах (аммиак, водород, спирты, синтетические топлива, сжиженный и сжатый газы). Экспериментально исследуются возможности топливных элементов (электротехнических устройств, непосредственно преобразующих химическую энергию топлива в электрическую энергию). Для обеспечения надлежащего качества автомобильных электронных изделий и систем (АЭ) применяются новые материалы и технологии производства. Многие фирмы работают над созданием и внедрением автомобилей с комбинированными силовыми установками (гибридами), обеспечивающими совместную работу ДВС и силовых тяговых электроприводов, источников энергии, способных запасать электроэнергию за счет энергии торможения автомобиля в молекулярных накопителях энергии (супер-конденсаторах) и маховиках. К основным целям испытаний изделий АЭ относятся: • экспериментальное подтверждение теоретических гипотез, расчетов, показателей качества и надежности автоэлектроники при работе в условиях, близких к эксплуатационным режимам; • контроль условий производства, требований конструкторской и технологической технической документации и соблюдения технологической дисциплины; • устранение дефектов, выявленных в процессе производства и эксплуатации;
• обнаружение скрытых дефектов материалов и комплектующих изделий, не обнаруженных при существующих методах технического контроля; • обнаружение отклонений от конструкции или технологии; • определение резервов повышения качества и надежности разрабатываемого или модернизируемого изделия. Результаты испытаний в виде количественных показателей качества и надежности изделий и систем АЭ позволяют выявить в процессе производства конкретные отступления от технологической или конструкторской документации и конкретных виновников снижения требуемого уровня качества, разработать мероприятия по совершенствованию методов и средств технического контроля продукции или технологического процесса и производ- ственного оборудования. Для повышения качества и надежности производимой продукции разрабатывают специальные методы, ре- жимы и средства испытаний для выявления скрытых дефектов. Такие испытания называют тренировками, например, термото- ковая тренировка, электротренировка, тренировка термоциклами. Режимы тренировок выбирают таким образом, чтобы не вырабаты- вался ресурс испытываемых образцов изделий или систем, но при этом воспроизводились отказы, характерные для начала эксплуа- тации в процессе освоения новых изделий. Качество изделий и систем АЭ определяется показателями или критериями качества. К показателям качества относятся параметры изделий, их габаритные размеры, масса, стоимость, надежность, что, в свою очередь, определяется совокупностью конструктивных, схемотехнических, технологических и эксплуатационных факторов. Следовательно, под качеством понимается степень совершенство- вания изделий в соответствии с требованиями потребителя и воз- можностями производителя. Важнейшим показателем качества яв- ляется конкурентная способность изделий и систем АЭ, что опре- деляется темпами разработки и совершенствования конструкции, технологией производства, надежностью, способностью к самоди- агностике и приспособляемостью к внешней диагностике в про- цессе эксплуатации. Для обеспечения конкурентной способности и выполнения по- стоянно растущих требований к безопасности дорожного дви- жения, снижению токсичности отработавших газов ДВС и повы- шению комфортабельности автомобилей широко внедряются про- грессивные изделия электронной техники (ИЭТ) с высокой степенью интеграции (микропроцессорная техника и планарные технологии). Большое влияние на развитие конструкций АЭ оказы-
вают международные нормы, разработанные в рамках Европейской Экономической Комиссии при ООН по безопасности и токсич- ности «Евро-3, 4, 5 и 6». Под испытаниями понимают экспериментальное определение количественных и качественных характеристик и свойств объекта испытаний при его функционировании в процессе воздействия на него внешних и внутренних дестабилизирующих факторов, а также при моделировании объекта и внешних дестабилизиру- ющих воздействий. Основное назначение испытаний заключается в получении эмпирических данных для проектирования изделия или системы, установлении соответствия изделия проектным тре- бованиям, определении предельного состояния изделия и контроле условий производства и соблюдения технологической дисциплины. Под техническим контролем понимают проверку соответствия объекта производства установленным техническим требованиям и контроль качества его количественных и качественных характе- ристик. Любой контроль сводится к получению первичной информации, а также вторичной информации в виде сопоставления первичной информации с установленными требованиями, нормами или кри- териями. Объектом технического контроля являются продукция или тех- нологический процесс ее изготовления. На стадии разработки из- делий и систем АЭ под техническим контролем понимают проверку соответствия опытного образца техническому заданию, а конструк- торской и технологической документации — правилам оформления по единой системе контроля документации (ЕСКД). Контроль на этапе производства называют производственным, а на этапе экс- плуатации — эксплуатационным. Производственный контроль охватывает качество, комплект- ность, маркировку, упаковку изготавливаемых изделий и систем АЭ, количество предъявляемой продукции и состояние производ- ственных процессов. Эксплуатационный контроль заключается в проверке соблю- дения правил и требований эксплуатационной документации. Указанные выше назначения испытаний изделий и систем АЭ зависят от вида изделия, его целевого назначения, места установки на транспортном средстве и условий эксплуатации. Результаты испытаний используются в системе качества завода- производителя, которая является неотъемлемой частью общей системы управления научной, производственной и хозяйственной деятельностью любого предприятия.
Системы качества (СК) предназначены для решения следующих основных задач: • достижения и поддержания требуемого потребительским рынком качества продукции на мировом уровне при оптимальных за- тратах на разработку и производство изделий и систем АЭ; • обеспечения уверенности производителя в том, что требуемое качество изделий и систем будет достигнуто и станет поддержи- ваться на заданном уровне; • обеспечения потребителя изделий и систем АЭ уверенностью в том, что требования к разрабатываемой продукции, рабочей конструкторской и технологической документации на изготавливаемую продукцию будут достигнуты и станут поддерживаться на заданном уровне. При создании СК используют следующие основные принципы: • приоритет требований потребителя, которые реализуются и будут полностью реализованы при разработке, изготовлении и обеспечении эксплуатации изделий и систем АЭ; • предупреждение проблем снижения уровня качества, а не выявление их после возникновения; • комплексное решение задач по обеспечению, управлению и повышению качества продукции, технологических процессов и материалов на каждой стадии жизненного цикла изделия за счет осуществления взаимосвязанных организационно-технических мероприятий; • применение экономических методов обеспечения качества с систематическими учетом и анализом затрат на качество, оценкой экономической эффективности функционирования элементов СК и системы в целом; • обеспечение СК необходимыми людскими, материально-техни- ческими и информационными ресурсами; • ответственность и самоконтроль персонала за качество про- дукции на каждом этапе работы в сочетании с материальным и моральным стимулированием. Следует отметить, что создание СК производства отвечает ме- ждународным стандартам ИСО 9000, на базе которых в Российской Федерации в дополнение к ГОСТ 40.001–95 «Правила по прове- дению сертификации систем качества в Российской Федерации» принят ряд государственных стандартов, например, ГОСТ Р ИСО 9003–96 «Системы качества. Модель обеспечения качества при контроле и испытаниях готовой продукции». Предприятия — производители изделий и систем АЭ сертифи- цируют свои СК на соответствие стандартам ИСО серии 9000, аме-
риканским стандартам QS-9000 и европейским стандартам VDA 6.1, адаптированным к автомобильной промышленности. Следует иметь в виду, что стандарты QS-9000 и VDA 6.1 имеют трехуров- невую структуру требований к СК, а на первом уровне их неотъем- лемой и основной частью являются стандарты ИСО серии 9000. Информацию, требуемую для управления качеством выпускаемой продукции, получают в результате испытаний изделий в течение всего их жизненного цикла. В учебнике предпринята попытка систематизации информации испытаний элементов и систем электроники и автоматики, в том числе: • датчиков электронных систем управления; • исполнительных механизмов электронных систем управления; • электронных систем управления бензиновыми и дизельными ДВС; • электронных систем обеспечения безопасности водителя и пас- сажиров; • электронных систем информации о работе агрегатов транс- портного средства и условиях дорожного движения, в том числе о маршруте движения в городе и на междугородных трассах; • электронных систем климат-контроля и обеспечения ком- фортных условий обитания в автомобилях; • систем связи электронных систем автомобилей с помощью мультиплексных сетей и бортовой диагностики. Учебник даст студентам и специалистам информацию по испы- таниям электронных систем автомобилей последних выпусков или эксплуатируемых в настоящее время на дорогах Российской Феде- рации.
Глава 1 ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ АВТОМОБИЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Системы электроники и автоматики, используемые в автомо- билях, во многом определяют состояние окружающей среды, влияют на экономию топлива, безопасность дорожного движения и управляемость и комфортабельность автомобилей, поэтому их совершенствование является наиболее важным и приоритетным направлением автомобилестроения. К электронным и автоматическим системам, обеспечивающим безопасность дорожного движения, относят: • электронные системы регулировки фар ближнего и дальнего света при изменении траектории движения автомобиля; • антиблокировочные и противобуксовочные системы тормозов с электронным управлением; • системы блокировки передних и задних дверей, подушки без- опасности с электронным управлением; • электромеханические усилители руля с электронным управ- лением; • комплексные системы безопасности водителя и пассажиров при возникновении дорожно-транспортных происшествий (ДТП); • спидостат (автоматическая система поддержания постоянной скорости движения автомобиля); • электронные системы управления стеклоочистителями и сте- клоомывателями переднего и заднего стекол, фароочистителями и фароомывателями, устройствами обдува и обогрева ветрового стекла, обогрева заднего стекла и сидений водителя и пасса- жиров, противоугонными системами. К системам, влияющим на экологические показатели и эко- номию топлива автомобилей, относят: • электронные системы автоматического управления (ЭСАУ) то- пливоподачей и переключением передач;
• информационные системы (контрольно-измерительные при- боры, щитки приборов, электронные щитки приборов), встро- енные и выносные системы диагностирования автомобиля и электрооборудования в процессе эксплуатации. К системам, обеспечивающим комфортные условия в транс- портном средстве, относят: • системы климат-контроля, отопители и вентиляторы, кондици- онеры; • маршрутные компьютеры и компьютизаторы; • спутниковые микропроцессорные системы круиз-контроля. В настоящее время имеет место тенденция широкого приме- нения на автомобилях персональных компьютеров, обеспечи- вающих связь через Интернет для выполнения распорядительных и финансовых функций во время поездок. Широко применяются: • ДВС, работающие на альтернативных топливах: аммиаке, водороде, спирте, синтетических топливах, сжиженном и сжатом газах; • новые материалы и технологии производства изделий АЭ; • топливные элементы (электротехнические устройства, непосредственно преобразующие химическую энергию в электрическую энергию). Многие фирмы работают над созданием и внедрением автомобилей с комбинированными силовыми установками (гибриды), обеспечивающими совместную работу двигателя внутреннего сгорания и силового тягового электропривода колес, источников энергии, способных запасать электроэнергию за счет энергии торможения автомобиля в молекулярных накопителях энергии (супер- конденсаторы) и маховиках. Классификация электронных и автоматических систем автомобилей, их основные функции, датчики и исполнительные устройства по обеспечению их экономических и экологических показателей приведена в табл. 1.1. В данную таблицу также сведены электронные и автоматические системы, обеспечивающие безопасность дорожного движения и комфорт в салоне автомобиля. Увеличение функциональных возможностей электронных и автоматических систем транспортных средств, особенно автомо- билей, привело к широкому использованию датчиков для изме- рения различных параметров окружающей среды, например, в са- лоне автомобиля, а также определения параметров дорожного движения и безопасности водителей и пассажиров, для обеспе- чения защиты окружающей среды от отработавших газов (ОГ) ДВС.
Таблица 1.1 Классификация электронных и автоматических систем управления, влияющих на экологические, экономические показатели двигателя и на безопасность дорожного движения автомобиля Электронная система управления Функции системы управления Исполнительные устройства ЭСАУ Датчики ЭСАУ Электронные и автоматические системы снижения токсичности ОГ и улучшения экономичности автомобиля Комплексная система управления ДВС (бен- зиновым, газовым или дизельным) и транс- миссией автомобиля Выбор оптимальной цик- ловой подачи топлива (бензина, газового или ди- зельного топлива); выбор момента впрыскивания бензина, газа или дизель- ного топлива Электромагнитные форсунки; регулятор подачи дополнитель- ного воздуха на всасывании; электробензонасос; адсорбер; топливный насос высокого давления дизельного ДВС; топливные форсунки с электро- приводом и с пьезоприводом; нейтрализатор ОГ Датчик частоты вращения коленчатого вала; датчик на- чала отсчета; датчик частоты вращения распределитель- ного вала; датчик темпера- туры воздуха на всасывании и охлаждающей жидкости; датчик состава смеси (лямбда-зонд) Комплексная система управления комбини- рованной силовой установки (гибрид- ной), в том числе инвертором КЭУ Выбор режима работы МГ1 и МГ2 для обеспечения тягового режима работы и зарядки ВВБ; контроль состояния элементов системы Контактор распределения энергии; селектор управления; главное реле; насос системы охлаждения инвертора с элек- троприводом Датчик положения распреде- лительного вала ДВС; датчик положения коленчатого вала; датчик скорости автомобиля; выключатель стоп-сигнала; датчик положения селектора управления режимом пар- ковки; выключатель блоки- ровки температуры МГ2; датчик частоты вращения ротора МГ2;
Доступ онлайн
В корзину