پروژه استفاده از ابزار دقیق در خودروهای سواری

استفاده از ابزار دقیق در خودروهای سواری

مقدمه

ابزاردقیق (Instruments)

اولین قدم برای کنترل یک فرایند ، شناخت و درک دینامیک و رفتارهای آن فرآیند است. برای کنترل یک کمیت باید در هر لحظه اطلاعات دقیقی از آن داشته باشیم. پس باید کمیت مورد نظر را همواره اندازه گیری نماییم. معمولا دستگاه های اندازه گیری از سه بخش حسگر یا سنسور (Sensor) ، مبدل یا ترانسدیوسر (Transducer) ، انتقال دهنده یا ترانسمیتر (Transmitter) تشکیل شده اند که گاهی این بخش ها با هم توام می شوند.

یک اندازه گیر خوب باید دارای ویژگی های متعددی باشد که برخی را همراه با شرح کوتاهی در زیر می آوریم:

حوزه ی اندازه گیری (Range): محدوده ای از دامنه ی تغییرات کمیت مورد اندازه گیری است ، که اندازه گیر قدر به اندازه گیری آن می باشد.

صفر اندازه گیری (Zero): معمولا نقطه ی مشخصی را در حوزه ی اندازه گیری به عنوان نقطه ی صفر در نظر می گیرند. در نقطه ی صفر ، لزوما خروجی اندازه گیر صفر نمی باشد و ممکن است دارای مقدار باشد.

 انحراف صفر (Zero Drift): اندازه ی خروجی در نقطه ی صفر ممکن است با گذشت زمان یا دیگر عوامل تغییر کند ، این پدیده را پدیده ی انحراف صفر می گوییم.

حساسیت (Sensitivity): حساسیت یک اندازه گیر عبارت است از تغییرات خروجی اندازه گیر به واحد تغییرات در کمیت مورد اندازه گیری.

حد تفکیک (Resolution): حد تفکیک عبارت است از کوچکترین اندازه تغییرات کمیت مورد اندازه گیر ، اندازه گیری شود.

 پاسخ دهی (Response): در عمل اندازه گیر ها دارای ثابت زمانی و بعضا تاخیر خالص می باشند. ثابت زمانی عنصر اندازه گیر باید از کوچکترین ثابت زمانی موجود در حلقه ی کنترل بسیار کوچکتر باشد.

خطی بودن (Linearity): اگر شیب مشخصه ی ورودی_خروجی اندازه گیر ثابت باشد ، یک اندازه گیر مطلوب خواهیم داشت. گاهی اوقات بهترین خطی که مشخطه ی اندازه گیر را بیان می کند ، به عنوان مشخصه ی اندازه گیر در نظر گرفته می شود.

 پسماند (Hysteresis): هیسترزیس نوعی رفتار غیر خطی در اندازه گیر ها می باشد که مشخصه ی اندازه گیر در مسیر افزایش ورودی با مشخصه ی اندازه گیر در مسیر کاهش ورودی تفاوت دارد

دقت (Accuracy): تطابق مقدار اندازه گیری شده با مقدار واقعی کمیت مورد اندازه گیری است.

 تکرار پذیری (Repeatability): تکرار پذیری در اندازه گیر ها ویژگی مهمی است و به معنی نتیجه ی یکسان در اندازه گیری یک کمیت در شرایط ثابت است

در خودروهای سواری یا خودروهای سنگین برای نیل به بهترین کار کرد موتور از جمله تولید آلایندگی کمتر در گازهای خروجی از ابزار دقیق استفاده می شود. در زیر دو نمونه موتور مقایسه مورد قرار گرفته است که در یکی ابزار دقیق استفاده نشده است مثل سیستم کاربراتوری و در دیگری از ابزار دقیق استفاده شده است مثل سیستم انژکتوری از ابتدای پیدایش موتور های احتراق داخلی ،کاربراتور وسیله ای بوده که سوخت را به موتور  می رساند .   در بسیاری از ماشین های دیگر مثل چمن زن ها و اره موتوری ها هنوز کاربراتور وجود دارد اما با پیشرفت خودرو کاربراتور ها بیشتر وبیشتر پیچیده شدند تا تمام نیازهای موتور هنگام کار کردن را برآورده کنند برای بدست آوردن استانداردهای دقیق زیست محیطی مبدل های کاتالیزوری معرفی شدند،برای موثر بودن این مبدل ها،کنترل بسیار دقیق نسبت سوخت و هوا لازم است. حسگرهای اکسیژن مفدار اکسیژن در اگزوز را نشان می دهند و واحد کنترل موتور(ECU) هر لحظه این اطلاعات را برای تنظیم نسبت سوخت و هوا به کار می برد.به این یک حلقه ی کنترل بسته می گویند و رسیدن به این کنترل دقیق با کاربراتورممکن نیست پیش از استفاده از سیستم تزریق سوخت،مدت کوتاهی از کاربراتورهای الکتریکی استفاده شد اما این کاربراتورها حتی از انواع مکانیکی نیز پیچیده تر بودند

در ابتدا کاربراتورها با سیستم تزریق سوخت از ساسات(که سیستم تزریق سوخت تک نقطه ای یا مرکزی نیز نامیده می شود)جایگزین شدند که در آن سوپاپ تزریق سوخت در ساسات قرار داشت،این نوع انژکتور تقریبا یک جایگزین برای کاربراتور بود بنابراین خودروسازها تغییر جدی در طراحی موتور ندادند.

به تدریج موتورهای جدیدی طراحی شدند و سیستم تزریق سوخت از ساسات با تزریق سوخت چند راهه(که تزریق سوخت متوالی نیز نامیده می شود)جایگزین شدواین سیستم برای هر سیلندر یک انژکتور دارد که معمولا طوری قرار گرفته اند که سوخت را مستقیما به سوپاپ ورودی می پاشند.این سیستم کنترل دقیق تر و پاسخ دهی سریع تری به نیاز موتور دادند.

 ازجمله این موارد  استفاده شده در سیستم انژکتوری سنسورها و عملگرها در خودرو می باشد. سنسورهای استفاده شد به ترتیب زیرمی باشد:سنسوردورموتور- سنسورمیل سوپاپ - سنسور سرعت خودرو- سنسورموقعیت دریچه گاز  سنسورفشارهوا- سنسوردمایی آب- سنسورفشارگازکولر- سنسوردمای هوای ورودی- سنسوراکسیژن وسنسورهای دیگرکه بستگی به سیستم های انژکتوری استفاده شده در خودرو دارد.

ازعملگرهای استفاده شده در خودرو می توان به موارد زیر اشاره کرد:انژکتورها- رله دوبل -  کویل دوبل- شیربرقی کنستر- استپ موتور- پمپ بنزین وموارد دیگر که می توان استفاده کرد.

این پروژه شامل سه فصل می باشد که فصل اول مربوط به استفاده از ابزار دقیق در کنترل خودرو  می باشد. فصل دوم آشنایی با ابزار دقیق در خودرو می باشد. فصل سوم عیب یابی ابزار دقیق با دستگاه دیاگ و پیش هشدارها می باشد. که برای کسب اطلاعات بیشتر بهتر است به جزوات ایران خودرو در این زمینه مراجعه شود .