Лабораторный стенд «Система управления дизельного двигателя COMMON RAIL»

Назначение. Лабораторный стенд должен быть предназначен для проведения комплекса практических и лабораторных работ по изучению системы управления дизельного двигателя COMMON RAIL, принципов ее функционирования и режимов работы, а также формированию первоначальных навыков по диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту автомобиля в курсах «Устройство автомобильной техники», «Эксплуатация автомобильной техники», «Конструкция и расчет автомобильной техники».

Описание. Комплекс должен представлять собой модель основных электронных систем, осуществляющих управления дизельными двигателями автомобиля с непосредственным впрыскиванием топлива. Исполнение комплекса - стендовое компьютерное. Комплекс должен включать каркас с встроенной в него лицевой панелью, персональный компьютер с предустановленным специализированным программным обеспечением (ПО), контроллерный модуль управления и обработки данных, комплект соединительных проводов. На лицевой панели комплекса изготовленной из анодированного алюминиевого листа толщиной не менее 2мм должны быть смонтированы оригинальные автомобильные датчики, электронные блоки, исполнительные механизмы, устройства индикации и управления и нанесена, путем металлографической печати, цветная мнемосхема их соединений. Мнемосхема соединений должна соответствовать функциональной схеме аккумуляторной системы подачи топлива дизелей (Common rail). В комплексе должна быть предусмотрена возможность введения неисправностей в работу электронных систем автомобиля. Комплекс должен быть предназначен для проведения следующих учебных работ:

– Изучение работы системы Common Rail в режимах: «Зажигание», «Стартерный режим», «Режим холостого хода», «Нагрузка».

– Изучение работы топливного насоса высокого давления  в режимах «Зажигание», «Стартерный режим», «Режим холостого хода» «Нагрузка».

– Изучение работы турбокомпрессора в режимах «Зажигание», «Стартерный режим», «Режим холостого хода» «Нагрузка».

– Изучение работы форсунок в режимах «Зажигание», «Стартерный режим», «Режим холостого хода» «Нагрузка».

– Изучение работы блока управления дизельным агрегатом в режимах «Зажигание», «Стартерный режим», «Режим холостого хода» «Нагрузка».

– Анализ работы системы Common Rail при внесении неисправностей.

– Поиск и устранение внесённых неисправностей.

Состав комплекса:

1. Каркас – 1 шт.:

– выполнен из алюминиевых профилей;

– лицевая панель встроенная в каркас;

– задняя съёмная панель выполнена из ДВП толщиной, не менее 3 мм.

2. Лицевая панель – 1 шт.:

На лицевой панели должны быть смонтированы серийно устанавливаемые на легковой автомобиль с аккумуляторной системой подачи дизельного топлива и объёмом двигателя не менее 2 л и не более 2,5 литров: 

- форсунка впрыска топлива (электромагнитного типа) – 1 шт.;

- топливная магистраль в сборе с датчиком и регулятором давления (должна быть рассчитана на давление топлива не менее 300 МПа) – 1 шт.;

- топливный насос высокого давления (должен создавать давление топлива не менее 200 МПа) – 1 шт.;

- турбокомпрессор в сборе (должен создавать давление не менее 2 бар) – 1 шт.;

- датчик положения коленчатого вала (индуктивного типа) – 1 шт.;

- датчик положения распределительного вала (индуктивного типа)- 1 шт.;

- свеча накаливания (закрытого типа) – 1 шт.;

- датчик массового расхода воздуха (диапазон измерения не менее 0… 100 кг/час) – 1 шт.;

- датчик температуры воздуха (резистивного типа) – 1 шт.;

- датчик давления наддува (диапазон измерения не менее  0… 2 бар) – 1 шт.;

- элементы индикации и управления (светодиоды, не менее – 5 шт., потенциометры, не менее – 3 шт.).

3. Персональный компьютер с характеристиками:

- процессор Core Duo (или эквивалент) с частотой не менее 2,4 ГГц;

- жесткий диск  не менее 500 Гб;  

- оперативная память не менее 1 ГБ

- привод DVD-RW;

- дисплей LCD не менее 19” – 1 шт.;

- клавиатура (не менее 101 клавиш, PS/2) – 1 шт.;

- мышь (оптическая, USB) – 1 шт.;

- предустановленная операционная система MS Windows 7 (возможности операционной системы: поддержка разрешения экрана свыше 1440 x 900 точек, возможность изменять параметры настройки системы и межсетевого экрана, повышенная безопасность – шифрование файлов и управление доступом к файлам; русская версия; срок использования – срок действия исключительного права на программы для ЭВМ);

- предустановленное специализированное программное обеспечение (срок использования – срок действия исключительного права на программы для ЭВМ), обеспечивающее:

– моделирование основных режимов работы дизельного двигателя с аккумуляторной системой топливоподачи (режим «зажигание», «стартерный пуск», «холостой ход», «нагрузка»);

– вывод на экран монитора основных параметров работы топливной системы (обороты двигателя, температура двигателя, момент на валу двигателя, давления воздуха, массовый расход воздуха, длительность впрыска по каждой из четырёх форсунок);

– задание характерных неисправностей дизельной системы с аккумуляторной системой (неисправность форсунок, неисправность ТНВД, неисправность свечей накаливания, неисправность турбокомпрессора);

– индикация ошибок, найденных диагностическим оборудованием, в работе дизельной системы (неисправность топливного насоса высокого давления, неисправность в работе турбокомпрессора, неисправность в датчике положения коленчатого вала, неисправность в датчике положения распределительного вала, неисправность свечей накаливания, неисправность в датчике массового расхода воздуха, неисправность в датчике температуры воздуха на впуске, неисправность в датчике давления наддува).

4. Контроллерный модуль управления и обработки данных (1 шт.) с характеристиками:

– АЦП: количество каналов – не менее 8; разрядность – не менее 12 бит; время преобразования – не более 10 бит; максимальная частота преобразования (на 1 канал) – не менее 100 кГц.

– ЦАП: количество каналов – не менее 2; разрядность – не менее 12 бит; максимальная частота преобразования (на 1 канал) – не менее 25 кГц; время установления – не более 8 мкс; диапазон выходных сигналов, не менее - ± 10 В.

– Цифровые входы и выходы: входной порт  - не менее 8 бит КМОП, серия НСТ; выходной порт - не менее 16 бит КМОП, серия НСТ; напряжение низкого уровня - мин 0 В, макс 0,4 В; напряжение высокого уровня - мин 2,4 В, макс 5,0 В; выходной ток низкого уровня (макс) - не более 6 мА.

5. Комплект информационных плакатов (не менее 4 шт.) (формат А1, материал – полимерная пленка, наличие пластиковой рамки по верхнему и нижнему краю, подвеса) по темам:

- состав и характеристики аккумуляторной системы подачи топлива дизелей;

- системы управления дизельными двигателями с непосредственным впрыском топлива;

- режимы работы дизельного двигателя с системой Common Rail (режимы «зажигание», «стартерный пуск», «холостой ход», «нагрузка»);

- характерные неисправности дизельной системы с Common Rail (неисправности форсунок, ТНВД, свечей накаливания, турбокомпрессора). 

5. Комплект силовых и информационных кабелей:

– кабель питания электрическим током с диаметром сечения не менее 1 мм2 и длиной не менее 1,8 м (2 шт.);

– кабель USB для соединения компьютера со стендом длиной не менее 1 м (1 шт.).

6. Интерактивный программно-информационный комплекс по курсу «Электрооборудование автомобиля»

Программно-информационный комплекс  должен являться учебно-наглядным пособием, объединяющим в себе структурированный комплект демонстрационных модулей по курсу «Электрооборудование автомобиля» для проведения аудиторных занятий с использованием интерактивной доски или мультимедиа-проектора. Комплекс должен поддерживать режимы двумерной визуализации (2D) и трехмерной визуализации (3D), передающий группе обучаемых значительно больше информации о принципах работы изучаемых типов реле в простой для восприятия форме с целью как более глубокого понимания материала, так и ускорения обучения. Виртуальные модели приборов выполнены по технологии трехмерного имитационного моделирования с высокой степенью детализации, полным соответствием виртуальной модели действию реальных объектов. Интерактивные элементы управления позволяют задавать схемы подключения, параметры работы приборов, проводить эксперименты, наглядно демонстрирующие принципы работы в режиме реального времени. Пользовать динамически может выбирать необходимый угол обзора, приближать и удалять объекты. Просматривать работу моделей как в 2D (восприятие на плоскости экрана), так и в 3D режиме (режим пространственного восприятия). Также входящие в состав комплекса модули должны содержать компьютерную анимацию, рисунки, схемы, таблицы, формулы, графики, позволяющие преподавателю наглядно демонстрировать темы изучаемого курса. Для управления демонстрацией анимационных роликов в них должны быть предусмотрены интерактивные элементы управления. Объединяющая модули программная оболочка, должна иметь оглавление, позволяющее просмотреть модуль по выбранной теме. Программно-информационный комплекс  должен содержать не менее 149 модулей по следующим разделам курса «Электрооборудование автомобиля»:

1. Назначение, устройство и работа аккумуляторной батареи;

2. Устройство и принцип действия свинцовой аккумуляторной батареи (АКБ) ;

3. Основные характеристики АКБ ;

4. Маркировка АКБ ;

5. Обслуживание и хранение АКБ;

6. Назначение, устройство и работа генераторной установки;

7. Устройство генератора ;

8. Принцип работы генератора ;

9. Назначение регулятора напряжения ;

10. Классификация регуляторов напряжения;

11. Назначение, устройство и работа системы зажигания;

12. Общая схема системы зажигания; 

13. Катушка зажигания (назначение, устройство и принцип работы) ;

14. Провода высокого напряжения (назначение и устройство) ;

15. Свечи зажигания (назначение, устройство, маркировка) ;

16. Устройство управления накопителем энергии ;

17. Контактная система зажигания (распределитель зажигания) ;

18. Контактно-транзисторная система зажигания ;

19. Бесконтактная система зажигания;

20. Назначение, устройство и работа стартера;

21. Устройство стартера ;

22. Состав системы электростартерного пуска ДВС;

23. Назначение, устройство и работа приборов освещения, световой и звуковой сигнализации, контрольно-измерительных приборов (КИП).

24. Системы освещения и сигнализации ;

25. Обязательный комплект световых приборов для всех автомобилей (требования к системам освещения) ;

26. Маркировка и система обозначений световых приборов; 

27. Системы световой сигнализации ;

28. Сигнализация поворотов ;

29. Сигнализация торможения ;

30. Аварийная сигнализация ;

31. Сигнализация заднего хода ;

32. Система освещения автомобиля КамАЗ ;

33. Система освещения автомобиля ВАЗ-2110 ;

34. Устройство и принцип работы передней фары с двухнитевой лампой ;

35. Современные системы освещения ;

36. Звуковая сигнализация ;

37. Контрольно-измерительные приборы (КИП) (требования, состав) ;

38. Электрические провода (бортовая электрическая сеть) ;

39. Коммутирующие устройства ;

40. Защитная аппаратура и помехоподавительные устройства.

Необходимо наличие документации по инсталляции, настройке и эксплуатации программно-информационного комплекса. Документация по информационному ресурсу должна содержать следующую информацию: Инструкция по инсталляции и настройке программно-информационного комплекса; Инструкция по эксплуатации программно-информационного комплекса, которая должна содержать подробные сведения о порядке и правилах работы, основных функциях и операциях при работе с программой.

Технические характеристики комплекса:

Напряжение питания – 220 В.

Частота тока питания – 50 Гц.

Потребляемая мощность, не более –  550 ВА.

Габариты  комплекса, не более – 1200х800х650 мм.

Диапазон рабочих температур, не менее  от +10 до +35°С.

Влажность воздуха – до 80%.

Количество одновременно работающих человек на комплексе: 2…3 чел.