Д. Г. Поляк, Ю. К. Есеновский-Лашков
| Вид материала | Документы |
- Составители: адвокат Д. П. Ватман (речи по гражданским делам), адвокат, канд юрид наук,, 3647.6kb.
- История мировой экономики: Учеб для вузов по эконом спец /Г. Б. Поляк, В. С. Адвадзе,, 53.93kb.
- Парламентської Асамблеї Ради Європи від 05. 92 р. інвалідність визначена як обмеження, 112.43kb.
- Поляк Адель Исааковна, к и. н., профессор рабочая программа, 123.09kb.
- Поляк Адель Исааковна, кандидат искусствоведения, профессор элективный курс, 121.86kb.
- В. Поляк Методология в Израиле: вчера, сегодня, завтра, 175.53kb.
- «Сердцем – поляк…» Польша, 68.48kb.
- Грин александр степанович, 42.93kb.
- Очерки Русской Смуты. Еще несколько глав, и автор кончил бы там, где он начал свои, 3795.46kb.
- Методология и подходы при описании структурных особенностей нейтральной жидкой воды, 122.52kb.
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МЕХАНИЧЕСКИХ, ГИДРАВЛИЧЕСКИХ, ПНЕВМАТИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
Экономическая эффективность применения электронной системы управления агрегатами автомобиля определяется в результате сопоставления обеспечиваемых ею эксплуатационных показателей автомобиля по сравнению с иными системами управления.
Основными факторами, влияющими на эффективность использования той или иной системы управления, являются затраты на изготовление узлов системы; долговечность элементов самой системы и управляемых ею агрегатов автомобиля; расходы по обслуживанию системы, включая затраты на ее ремонт; эксплуатационные расходы автомобиля, зависящие от типа применяемой системы управления; производительность автомобиля.
Ниже рассматриваются показатели электронной системы управления в сравнении с показателями, обеспечиваемыми гидравлическими, механическими и пневматическими системами управления.
Затраты на изготовление системы управления. Для управления агрегатами автомобиля наряду с механическими, гидравлическими и пневматическими системами управления все в большей степени находят применение электронные системы. При этом от того, на какой элементной базе (аналоговой, цифровой или микропроцессорной) изготовлена электронная система, зависит соотношение между затратами на создание электронной и иных систем управления.
Для первого этапа развития электронных систем управления было характерно использование аналоговых систем, поскольку для их создания требуется меньшее число комплектующих изделий (в том числе интегральных микросхем).
В дальнейшем однако заметно расширилось применение как импульсных цифровых, так и в особенности микропроцессорных систем управления, предназначенных для реализации сложных законов управления. Объясняется это тем, что по мере расширения функций управления аналоговую систему приходится заметно усложнять, а микропроцессорные системы лишены этого недостатна. В результате при необходимости решения системой управления более широкого круга задач затраты на изготовление аналоговых и микропроцессорных систем управления существенно сближаются. Данное обстоятельство в сочетании с рядом преимуществ микропроцессорных систем (универсальность, отсутствие настроек, стабильность работы) создает благоприятные предпосылки для их применения. Это относится в первую очередь к системам управления гидромеханическими передачами большегрузных автомобилей и городских автобусов большой вместимости. Но особенно заметно расширилось применение в ряде стран микропроцессорных систем управления тормозными приводами (антиблокировочные устройства тормозных систем).
При сопоставлении затрат на изготовление электронных (в том числе микропроцессорных) систем управления и систем других типов следует иметь в виду, что, как правило, применение электронных систем позволяет решать более широкий круг задач, например защиту от аварийных режимов. Поэтому сравнительную оценку затрат на изготовление различных систем следует проводить, исходя из обеспечения ими одинаковых задач управления. При этих условиях затраты на изготовление аналоговых электронных систем управления обычно оказываются несколько выше, чем гидравлических и механогидравлических систем аналогичного целевого назначения.
Проводить сравнение затрат на изготовление микропроцессорной системы и механической, механогидравлической или гидравлической систем управления одним и тем же агрегатом неправомерно, поскольку применение микропроцессорной системы при рациональном ее использовании должно обеспечить решение более широкого круга задач управления. Затраты на изготовление микропроцессорной системы управления оказываются более высокими по сравнению с аналоговыми системами.
Долговечность элементов системы и управляемых ею агрегатов автомобиля. Электронные системы управления обладают наибольшей долговечностью по сравнению с другими системами автоматического управления. Современный уровень электроники обеспечивает долговечность элементов электронной системы управления на уровне срока службы автомобиля, что обычно недостижимо для других систем управления.
Режим работы автомобильного агрегата зависит от того, какая система автоматики им управляет. Электронная система вследствие возможности учета с ее помощью большого числа показателей, характеризующих состояние агрегата, должна обеспечивать наиболее благоприятный режим его работы. Так, электронные системы автоматического управления сцеплением по сравнению с механическими или гидравлическими системами обусловливают меньшую продолжительность работы сцепления с пробуксовыванием. Благодаря этому возрастает долговечность рабочих элементов сцепления (фрикционных накладок, выжимного подшипника). В случае оборудования автомобиля электронной антиблокировочной системой увеличивается срок службы элементов тормозной системы и шин.
При определении экономической эффективности использования электронной системы управления обязательно следует учитывать влияние этой системы на долговечность агрегатов, а также долговечность элементов самой системы.
Расходы на ремонт и обслуживание системы управления. Электронные системы управления, как правило, являются необслуживаемым объектом, поэтому можно считать, что расходы на обслуживание электронных систем отсутствуют. В этом отношении данные системы превосходят любые механические, гидравлические и электрические релейные системы управления, которые нуждаются в периодическом техническом обслуживании. Вследствие высокой долговечности элементов электронных систем требуется очень небольшой объем их выпуска в качестве запасных частей. Малы и расходы на ремонт этих элементов. Поэтому эксплуатационные расходы на обслуживание электронных систем управления значительно ниже по сравнению с аналогичными расходами для механических, гидравлических и электрических релейных систем управления.
Эти расходы оказывают существенное влияние на экономическую эффективность применения электронных систем управления.
Эксплуатационные расходы автомобиля и его производительность. Электронные системы управления агрегатами автомобилей по сравнению с другими системами yпpaвлeния обладают следующими преимуществами:
точность их настройки может быть обеспечена в пределах 1 — 3 % от заданного уровня, что создает благоприятные предпосылки для получения наилучших эксплуатационных показателей автомобиля (расход топлива, скорость движения, безопасность работы и др.);
возможна простая и быстрая перенастройка системы, например, с помощью электрических переключателей. Такая перенастройка целесообразна при изменении условий эксплуатации автомобиля (переход от движения в городе на загородные маршруты или при эксплуатации автомобиля в горных условиях);
время, необходимое на замену вышедшего из строя элемента системы, минимально. При электронной системе управления для этого достаточно отключить штепсельный разъем от отказавшего электронного блока и подключить с помощью данного разъема запасной блок.
В случае применения механических или гидравлических систем управления их Элементы обычно располагают либо внутри, либо вблизи от управляемого ими агрегата. Вследствие этого для ремонта или замены отказавшего элемента требуется значительно большее время, чем при электронной системе управления.
Таким образом, использование электронных систем управления агрегатами автомобилей создает благоприятные предпосылки для уменьшения простоя автомобилей, улучшения их эксплуатационных показателей, в том числе повышения производительности. При наличии достоверных данных о влиянии электронной системы управления на эксплуатационные показатели автомобилей они обязательно должны быть учтены при определении экономической эффективности ее применения.
Оценивая перспективы применения электронных систем управления агрегатами автомобилей с точки зрения обеспечения положительного экономического эффекта, следует указать, что по всем показателям, за исключением затрат на изготовление, электронные системы превосходят другие системы управления. Поэтому в конечном итоге все будет зависеть от того, в какой мере увеличение затрат на изготовление автомобиля в результате оборудования его электронной системой управления будет окупаться улучшением эксплуатационных показателей автомобиля.
Соответствующие расчеты при наличии необходимых исходных данных могут быть проведены по общеизвестным методикам.
ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ
Основными комплектующими элементами для автомобильной электронной аппаратуры являются резисторы, конденсаторы, полупроводниковые диоды, транзисторы и интегральные микросхемы. Номенклатура указанных изделий, выпускаемых промышленностью, весьма широка. При этом элементы различных типов по ряду характеристик незначительно отличаются один от другого, в связи с чем разработчик электронной аппаратуры имеет возможность выбора того или иного типа комплектующего элемента с требуемыми номинальными данными. Такая возможность создает опасность, ао-первых, неудачного выбора типа элемента применительно к требуемым условиям работы автомобильной электронной аппаратуры и, во-вторых, излишнего расширения номенклатуры применяемых изделий.
При выборе комплектующих элементов учитывают следующие основные требования, предъявляемые к ним:
они должны относиться к числу серийно выпускаемых изделий;
их характеристики должны оставаться стабильными в заданных климатических условиях (диапазон рабочих температур, влажность, давление и др.);
они должны обеспечивать работоспособность электронных устройств в условиях воздействия на них помех в цепях питания и электромагнитных, в том числе полевых помех;
их масса и размеры должны быть минимальными при обеспечении высокой их надежности и длительного срока службы.
ПАССИВНЫЕ КОМПЛЕКТУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Резисторы
Постоянные резисторы. Основными параметрами постоянных резисторов являются следующие.
1. Номинальное сопротивление Rном, которым обозначается резистор. Значения RНом стандартизованы, а их количество в декаде, т. е. десятичном интервале (в пределах 0 — 10 Ом, 10 — 100 Ом и т. д.), зависит от типа ряда. Ниже приведены соотношения номинальных сопротивлений (в Ом) резисторов для наиболее распространенных рядов [27]:
| Е24 ....... 1 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,5 | 1,6 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 2,7 | 3,0 |
| Е12 ....... 1 | | 1,2 | | 1,5 | | 1,8 | | 2,2 | | 2,7 | |
| Е6 ....... 1 | | | | 1,5 | | | | 2,2 | | | |
| Е24 . ..... 3,3 | 3,6 | 3,9 | 4,3 | 4,7 | 5,1 | 5,6 | 6,2 | 6,8 | 7,5 | 8,2 | 9,1 |
| Е12 ....... 3,3 | | 3,9 | | 4,7 | | 5,6 | | 6,8 | | 8,2 | |
| Еб ....... 3,3 | | | | 4,7 | | | | 6,8 | | | |
2. Допускаемое отклонение фактического сопротивления от его номинального значения. Резисторы общего применения выпускают с допускаемыми отклонениями ±1; ±2; ±5 и ±10 %, а прецизионные — с отклонениями ±0,1; ±0,25; ±0,5 и ±1 %. Следует отметить, что разделение на резисторы общего применения и прецизионные является условным, поскольку некоторые из типов резисторов, обозначаемых как прецизионные, имеют отклонения от номинальных сопротивлений более высокие, чем отклонения для особо точных резисторов общего назначения.
Резисторы с допускаемыми отклонениями ±5 % и более выпускают с номинальными сопротивлениями, соответствующими рядам Еб, Е12 и Е24. Наиболее часто применяемым является ряд Е24. Резисторы с допускаемыми отклонениями менее ±5% имеют номинальные сопротивления, определяемые рядами Е48, Е96 и Е192 (число значений в декаде равно соответственно 48, 96 и 192). Из этих рядов наиболее часто употребляется ряд Е96.
3. Номинальная мощность рассеяния РНом — наибольшая мощность, которую резистор может рассеивать в заданных условиях в течение срока службы при сохранении его параметров в заданных пределах.
Кроме того, для ряда областей применения резисторов весьма важным показателем является их температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Этот коэффициент характеризует относительное изменение сопротивления резистора при изменении его температуры на 1 °С и определяется по формуле
ТКС = (RT1 - RT2)/[Rт1 (T1 - T2)],
где Т1 и Т2 — температуры, при которых измеряется сопротивление резистора, °С; RT и RTz — сопротивления резистора при температурах соответственно Т1 и Т2, Ом.
2. В интервале температур — 60-+25°С ТКС= ±1200-10-6 1/°С для всех резисторов, а в интервале температур 25 — 125°С ТКС= ±600-10-6 1/°С — для Rном<1 кОм. ТКС= ±700х 10-6 1/°С — для Rном=11-1000 кОм и ТКС= ±1000 10-6 1/°С — для Rном>i МОм.
В электронной системе управления автомобильными агрегатами применяют в основном постоянные резисторы общего применения, к которым не предъявляют особые требования noj высокой термостабильности, и значительно реже используют резисторы с высокой термостабильностью.
1. Характеристики резисторов типов МЛТ и ОМЛТ
| Pном. Вт | Диаметр, мм | Длина , мм | Масса, г | Диапазон Rном. Ом |
| 0,125 | 2,2 | 6,0 | 0,15 | 8,2 — 3.106 |
| 0,25 | 3,0 | 7,0 | 0,25 | 8,2 — 5,1- 106 |
| 0,5 | 4,2 | 10,8 | 1,0 | 1,0 — 5,1- 106 |
| 1,0 | 6,6 | 13 | 2,0 | 1,0 — 10-106 |
| 2,0 | 8,6 | 18,5 | 3,5 | 1,0 — 10- 106 |
Примечания: 1. Для указанных резисторов допускаемые отклонения сопротивления составляют ±2, ±5 и ±10% для рядов Е24 и Е96.
Резисторы общего применения. Из числа таких резисторов в автомобильной электронной аппаратуре наибольшее распространение получили резисторы с металлодиэлектрическим проводящим слоем (непроволочные резисторы) типов МЛТ и ОМЛТ. Основными преимуществами этих резисторов являются их небольшие масса и размеры, малая стоимость, широкий температурный диапазон работы.
Из анализа основных характеристик резисторов (табл. 1) следует, что изменение температуры резисторов типов МЛТ и ОМЛТ может существенно повлиять на их сопротивление. При максимально возможных значениях ТКС увеличение температуры резисторов, например, от — 20 до +80°С приведет к изменению их сопротивления примерно на 10%. Если такое изменение сопротивления будет оказывать влияние на характеристику электронной схемы, то применять указанные типы резисторов не следует.
2. Характеристики резисторов типов С5-37 и С5-37В
| Pном, Вт | Длина, мм | Масса, г | Диапазон Rном. Ом |
| 5 8 10 | 25,8(26,2) 34,8(35,2) 44,7(45,2) | 7 9 11 | 1,8 — 100 и 110 — 5100 2,7 — 100 и 110 — 6800 3,3 — 100 и ПО — 10000 |