Системы ABS, ESP и TSC. Принцип работы
Автомобили имеют весьма простые по конструкции и эффективные тормозные системы. Но время идет вперед — электроника проникает даже в эти, казалось бы, заповедные зоны. В данной статье попробуем разобраться с принципом работы систем ABS, ESP и TSC
Первые системы, предотвращающие блокировку колес и позволяющие водителю, слишком надавившему на педаль тормоза, управлять автомобилем, появились более тридцати лет назад. Данные антиблокировочные системы стали называть ABS.
Любая ABS состоит из трех основных элементов: датчиков скорости вращения колес, модулятора тормозного давления и электронного блока управления. Задача датчиков — фиксировать начало блокировки колес. Как только это произошло, сигнал передается блоку управления, который в свою очередь отдает команду модулятору, понижающему давление жидкости в гидросистеме тормозов. Когда колесо разблокировалось и снова начало вращаться, давление жидкости возвращается к первоначальной величине и вновь заставляет тормозные механизмы срабатывать.
Процессы торможения и растормаживания колес будут циклически повторяться до тех пор, пока угроза блокирования не исчезнет. Водитель ощущает работу ABS по толчкам, передающимся на педаль тормоза.
Колеса способны также сорваться в скольжение в момент начала движения, при разгоне, в случаях энергичного движения по участкам с разнородными по сцепным свойствам покрытиями. Желание избавиться от этих недостатков обусловило появление TCS — Traction Control System.
Конструкторы воспользовавшись компонентами ABS. Блок управления ABS ‘обучили’ распознавать колеса. Когда ведущие начинают вращаться быстрее, чем катятся ведомые, это логично воспринимается процессором как пробуксовка. Далее возможны два варианта. Первый — электроника ‘придушит’ двигатель, не обращая внимания на то, как активно давит на педаль газа водитель, второй — ведущие колеса притормаживаются до тех пор, пока не перестанут буксовать и не зацепятся протектором за покрытие. Впрочем, обычно ‘работают’ оба сценария.
Что в TCS примечательно, так это способность системы, которая по своей сути является ‘довеском’ к ABS, самостоятельно управлять двигателем и тормозами отдельных колес. Конструкторы смогли вплотную подойти к разработке еще одного электронного помощника — программы электронной стабилизации ESP (Electronic Stability Program). Кроме того, возможность электронного управления тягой и тормозами впоследствии воспользовались, чтобы имитировать блокировку дифференциала.
В чем заключается недостатки ABS? Эта система, регулируя давление тормозной жидкости, предохраняют колеса от блокировки и обеспечивают водителю даже при его панических действиях возможность управлять автомобилем. Но выходить из критической ситуации он должен сам, полагаясь исключительно на собственное мастерство и хладнокровие. А если и того и другого оказывается недостаточно?
Пример: автомобиль входит в вираж на слишком высокой скорости, и в зависимости от направления поворота его сносит либо в кювет, либо на встречную полосу.
Водитель в ответ резко тормозит и дополнительно выворачивает руль в сторону сноса, желая остаться на безопасной траектории. В итоге — снос или занос, хотя ABS и не позволила колесам скользить.
Будь автомобиль оборудован ESP, такого не произошло бы. ESP уменьшит подачу топлива, чтобы мощность двигателя и его обороты, а с ним и скорость машины точно соответствовали требованиям конкретной ситуации. Но главное — ESP выберет тормозные усилия для каждого колеса отдельно, причем таким образом, чтобы результирующая тормозных сил противодействовала моменту, стремящемуся развернуть автомобиль, и удерживала его на оптимальной траектории.
Если при входе в поворот начнется занос задней оси, ESP обеспечит подтормаживание наружного переднего колеса. Благодаря этому возникнет стабилизирующий момент сил, возвращающий автомобиль на безопасную траекторию движения. Если же поворачиваемость автомобиля будет недостаточной, из-за чего по причине сноса передних колес он не вписывается в вираж, ESP притормозит заднее внутреннее колесо, помогаю водителю сохранить контроль над машиной.
Чтобы ESP работала, к имеющимся колесным датчикам потребовалось добавить датчики курсового отклонения, поперечного ускорения и положения рулевого колеса, а также в очередной раз расширить программное обеспечение процессора. В результате ESP не только контролирует скорость вращения каждого из колес и давление в тормозной системе, как это делает ABS, но и одновременно следит за поворотами руля, боковым ускорением автомобиля, его угловой скоростью, а также управляет режимами работы двигателя и трансмиссии.
Продолжение статьи: Что такое EBD, BAS и система VSC. Принцип работы
Принцип работы ESP — АВТОСВІТ
Важность электронной системы контроля устойчивости (динамической стабилизации) подчеркивает тот факт, что во многих странах она должна входить в базовую комплектацию автомобиля.
К примеру, в странах Евросоюза все автомобили, выпущенные после ноября 2011 года, должны обязательно оснащаться ЭКУ. Аналогичное решение в разное время на законодательном уровне было принято в Австралии, Израиле, Канаде и США.
Самая распространенная аббревиатура ЭКУ на сегодняшний день — ESP (Electronic Stability Program). Эта торговая марка была запатентована компанией Bosch, первой начавшей массовое производство системы в 1995 году. Интересно, что в этом году компания отметила своеобразный юбилей — выпуск 75-миллионного ESP. Позже собственные разработки в этой области представили и другие компании. Хотя системы ЭКУ в настоящее время известны под многочисленными наименованиями (ASC, DSC, ESC, ESP, PSM, StabiliTrak, VDC и так далее), принцип их работы и технические характеристики практически идентичны. Эти системы обеспечивают автоматический контроль за работой тормозов каждого из колес, помогая водителю сохранять управление автомобилем во время экстремальных маневров и поддерживать заданное направление движения.
Задача ЭКУ заключается в том, чтобы контролировать поперечную динамику автомобиля и предотвращать занос или снос ведущих колес, а также не допускать бокового скольжения. То есть сохранять курсовую устойчивость, траекторию
движения и стабилизировать положение автомобиля в процессе выполнения маневров, что особенно актуально на высокой скорости или скользком дорожном покрытии.
17 лет на конвейере
Первые работы по созданию системы стабилизации датируются 1959 годом, когда главный конструктор Daimler-Benz AG профессор Фриц Наллинген запатентовал control device — устройство, которое предотвращало бы проскальзывание ведущих колес путем управления тормозами и подачей топлива к двигателю. Идея была хороша, но долгое время оставалась нереализованной. Причина — в то время не существовало датчиков и управляющих устройств, способных обеспечить стабилизацию автомобиля. Только с развитием микроэлектроники идея стала обретать реальные формы. Первым камнем в ее реализации стало появление уже известной нам антиблокировочной системы (АБС), которая дебютировала на серийном седане Mercedes-Benz S-класса (W116) в 1978 году.
Совместная работа инженеров компаний Daimler-Benz AG и Bosch над новым устройством контроля устойчивости началась в 1992 году, а с 1995 года система, получившая название ESP, стала серийно устанавливаться на купе Mercedes-Benz S600. Чуть позже она появилась и на других моделях марки. За 17 лет система стабилизации стремительно эволюционировала благодаря развитию электроники, а ее размеры и вес существенно уменьшились.
Как она работает?
Современная ЭКУ активно взаимодействует с другой бортовой электроникой,
в частности с АБС и контролем тяги, а также блоком управления двигателем. Фактически все электронные устройства и датчики объединены в общую систему, обеспечивающую комплекс мер по безопасности. ЭКУ состоит из электронного блока, который получает и обрабатывает сигналы от многочисленных датчиков: угловой скорости, поперечного ускорения, скорости вращения колес, положения рулевого колеса и давления в тормозной системе. Первые два датчика фиксируют возникновение бокового скольжения в вертикальной плоскости и определяют его величину.
Будьте благоразумны!
ЭКУ является важнейшим элементом комплекса активной безопасности автомобиля. Она позволяет компенсировать ошибки водителя, когда контроль над автомобилем уже потерян.
Підпишіться на наш Telegram-канал та Facebook або читайте нас в Google News, щоб нічого не пропустити.
Электростатический осадитель – принцип работы, типы и области применения
Обычно пар или газы на электростанциях могут быть получены путем сжигания топлива. Дымоход на заводе может использоваться для выпуска газов в атмосферу. Эти газы очень вредны для окружающей среды, а также для живых организмов, когда они поглощаются, потому что они содержат вредные частицы. Из-за этих вредных газов у людей и других организмов возникнут проблемы со здоровьем. Таким образом, эти загрязняющие вещества могут вызвать глобальное потепление, загрязняя окружающую среду. Таким образом, чтобы преодолеть эти проблемы, следует использовать фильтр перед выпуском этих газов из промышленности в окружающую среду.
Таким образом, фильтр, который используется для фильтрации этих газов, известен как электростатический осадитель. В этой статье обсуждается обзор электрофильтра, включая его работу, принцип работы и области применения.
Электрофильтр представляет собой устройство для очистки от частиц пыли вредных дымовых газов, выходящих из котла паросиловой установки.
В основном, пар, вырабатываемый в котле электростанции, использует горячие дымовые газы для производства электроэнергии. Горячие дымовые газы после утилизации выбрасываются через дымоход, обеспечиваемый вытяжным или нагнетательным вентилятором. Эти горячие дымовые газы содержат вредные карбонатные частицы, которые влияют на жизнь людей. Таким образом, перед дымоходом устанавливается ЭСП для фильтрации вредных частиц из дымовых газов до того, как они попадут в окружающую среду.
Принцип работы ESP
ESP работает по принципу эффекта коронного разряда. На две пластины или электроды подается высокое постоянное напряжение.
Отрицательно заряженная пластина притягивает частицы пыли, которые в процессе ионизации притягиваются к положительно заряженному электроду. Коронный разряд показан на рисунке ниже.
Коронный разряд
Рассмотрим пример. Обратите внимание на разницу в уровне загрязнения между двумя электростанциями с установкой ESP и без нее.
Электростанция без электрофильтра показана на рисунке ниже.
Перед использованием ESP
Электростанция, использующая ESP, показана на рисунке ниже.
После использования ESP
Работа ESP включает четыре основных процесса. Они
- Коронный разряд
- Электростатическое притяжение
- Сбор частиц пыли и
- Удаление этих собранных частиц пыли.
Компоненты
- Источник питания высокого напряжения и система управления
- Сетка
- Система газораспределения
- Бункер
- Собирающая пластина
- Разрядный электрод
- Система для ударов молотком или встряхивания
На электроды подается постоянный ток высокого напряжения для возникновения коронного разряда.
Сетка используется как в качестве предварительного, так и в качестве постфильтра для сбора частиц пыли. Предварительный фильтр собирает пыль перед отправкой дымовых газов на ионизацию. Постфильтр используется для фильтрации частиц пыли, если таковые имеются после процесса ионизации.
Система газораспределения используется для надлежащего прохождения дымовых газов через процессы предварительной фильтрации и ионизации.
Бункер используется для сбора частиц пыли, собранных сборной пластиной.
Собирающая пластина представляет собой положительно заряженный электрод, который собирает частицы пыли по принципу притяжения, которые ионизируются сильно отрицательно заряженным электродом.
Разрядный электрод представляет собой сильно отрицательно заряженный электрод, который ионизирует частицы пыли, которые проходят через него.
Через определенные промежутки времени на сборную пластину наносят удары молотком, чтобы собрать эти частицы пыли в бункере.
Конструкция и работа электрофильтра
На электроды подается постоянный ток высокого напряжения, один из которых заряжен положительно, а другой — отрицательно. Частицы пыли из котла подаются в ЭЦН. ESP имеет предварительный фильтр, расположенный в передней части. Частицы пыли проходят процесс предварительной фильтрации перед осаждением. Работа электростатического осадителя обсуждается ниже.
ESP
После предварительной фильтрации частицы будут подвергаться воздействию сильно отрицательно заряженных частиц, проходящих через отрицательно заряженный электрод, расположенный после предварительной фильтрации. Из-за высокого отрицательного заряда частицы пыли будут ионизированы. По принципу притяжения ионизированные отрицательно заряженные частицы будут притягиваться к положительно заряженному электроду.
Этот положительно заряженный электрод действует как собирающий электрод, тогда как отрицательно заряженный электрод действует как излучающий электрод.
В процессе молотка (система встряхивания) собранные частицы пыли будут сбрасываться внутрь бункера, расположенного на дне ЭЦН. Изображение механической системы Rapper показано ниже.
Механический рыхлитель
Оставшиеся частицы газа будут подвергнуты постфильтрации, при которой будут отфильтрованы любые другие частицы. Чистый газ будет отправлен в дымоход, чтобы выставить наружу.
Различные типы электрофильтров
- Пластина
- Сухой
- Влажный и
- Трубчатый
Пластинчатый тип
В пластинчатом типе две пластины или электроды расположены вертикально, через которые эти газы будут проходить горизонтально. Благодаря принципу коронного разряда частицы пыли будут притягиваться к положительной пластине за счет электростатического притяжения.
Сухой тип
Сухой тип ESP используется там, где отфильтруемые частицы пыли должны быть сухими. Он используется в цементной промышленности для обработки золы.
Вредные частицы пыли из золы будут отфильтровываться с помощью ЭЦН сухого типа.
Влажный тип
Влажный тип ESP используется там, где удаляемые частицы пыли должны быть влажными. Он используется на нефтеперерабатывающих заводах, где используется жидкое топливо.
Трубчатый тип
Трубчатый ESP используется в тех случаях, когда удаляемые частицы пыли должны быть клейкой природы. Здесь используются электроды трубчатого типа, на которые подается высокое напряжение. Они расположены в различных формах, таких как круглая или шестиугольная. Газы, подлежащие фильтрации, проходят по этим трубкам либо вверх, либо вниз.
Преимущества
- Начальная стоимость меньше
- Меньше обслуживания
- Помогает защитить окружающую среду
- Эффективность высокая
- Хорошо работает по сравнению с другими сепараторами
- Простота в эксплуатации
- Высокая надежность
- Крупные частицы пыли легко удаляются.
- Можно очистить примерно 90 процентов пыли.
- Загрязнение воздуха можно свести к минимуму.
Недостатки
- Дополнительные текущие расходы
- Высокая стоимость по сравнению с другими устройствами
- Требуется большая площадь
Применение
- Используется на электростанциях, в целлюлозно-бумажной, металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности.
- Используется для удаления грибка в медицинской промышленности.
- Используется для удаления вредных частиц в химической промышленности.
Поэтому в этой статье содержится обзор электрофильтра. Можно сделать вывод, что ЭЦН – это устройство, которое играет решающую роль в процессе пылеудаления на электростанции. По сути, это фильтр, используемый для фильтрации частиц пыли до того, как они попадут в окружающую среду. В приведенной выше информации это также включает использование ESP, работу, преимущества и недостатки.
B&W Learning Center Articles » Babcock & Wilcox
Сухой электростатический осадитель (ЭСФ) заряжает частицы золы и создает сильное электрическое поле в дымовых газах для их сбора и удаления. ЭСП состоит из ряда параллельных вертикальных металлических пластин (собирающих электродов), образующих проходы, через которые проходит дымовой газ. В центре между собирающими электродами находятся разрядные электроды, которые обеспечивают зарядку частиц и электрическое поле. На этом рисунке показан вид в плане типичной секции ЭЦН, который показывает схему процесса.
Комплект трансформатора-выпрямителя (Т-Р) с автоматическим регулятором напряжения (АРН) обеспечивает подачу высокого напряжения и однонаправленного тока на разрядные электроды. Обычно для питания электрофильтра требуется несколько комплектов T-R.
Типовая конфигурация сухого электрофильтра
Зарядка
Собирающие электроды обычно электрически заземлены и подключены к положительной полярности высоковольтного источника питания.
Разрядные электроды подвешены в потоке дымовых газов и подключены к выходу (отрицательная полярность) высоковольтного источника питания. Между разрядным и собирающим электродами устанавливается электрическое поле, и разрядные электроды проявляют активное свечение или корону. Когда дымовой газ проходит через электрическое поле, твердые частицы приобретают отрицательный заряд.
Коронный разряд на высоковольтном проводе ЭЦН
Сбор
Отрицательно заряженные частицы притягиваются к заземленным собирающим электродам и мигрируют поперек газового потока. Некоторые частицы трудно заряжать, требуя более длительного времени пребывания. Другие частицы легко заряжаются и движутся к пластинам, но также могут легко потерять заряд после контакта с заземленным CE, что требует перезарядки и повторного сбора. Удельное сопротивление является обратной мерой способности частицы принимать и удерживать заряд. Более низкое удельное сопротивление указывает на улучшенную способность принимать заряд и собираться в ЭЦН.
Скорость газа между пластинами также является важным фактором в процессе сбора, поскольку более низкие скорости дают больше времени для движения заряженных частиц к CE и снижают вероятность миграции обратно в газовый поток (повторный унос). Ряд секций CE и DE, как правило, необходим для выполнения общих требований по сбору твердых частиц.
Частицы золы образуют слой золы, накапливаясь на сборных пластинах. Частицы остаются на поверхности сбора из-за сил электрического поля, а также сил сцепления между частицами. Эти силы также имеют тенденцию заставлять отдельные частицы агломерироваться или слипаться.
Очистка
Периодически необходимо удалять слой золы. Наиболее распространенным методом удаления является постукивание, которое включает в себя механические удары по поверхности сбора для удаления пепла. Важно, чтобы частота встряхивания позволяла собирать пыль достаточной толщины на пластинах, чтобы накопившуюся золу можно было удалить листами.
Это защитное покрытие важно для предотвращения повторного уноса отдельных частиц в поток дымовых газов, что требует дополнительной перезарядки и повторного сбора на выходе.
В то время как большая часть частиц притягивается к ЦЭ, частицы, находящиеся в непосредственной близости от ДЭ, получают положительный заряд и поэтому притягиваются к ДЭ. Если позволить скапливаться зольному слою, это подавит генерацию короны. Поэтому для удаления отложений с DE и поддержания надлежащей работы используется отдельная система встряхивания.
Смещенные листы падают с поверхности сбора в бункеры. После того, как твердые частицы достигли бункера, важно убедиться, что они остаются там в сыпучем виде с минимальным повторным уносом до тех пор, пока бункер не будет опорожнен. См. нашу статью об основах удаления золы в Учебном центре.
Области применения
Поскольку уголь является распространенным топливом для выработки пара, улавливание частиц угольной золы с помощью ЭСП исторически является наиболее часто используемой системой улавливания.
Чтобы соответствовать правилам контроля твердых частиц для коммунальных предприятий, а также требуемой высокой эффективности улавливания, особое внимание должно быть уделено деталям размеров электрофильтра, питания, электрического управления, встряхивания, распределения потока и обхода газа вокруг коллекторных пластин. Результатом станет коллектор, который может непрерывно работать, чтобы соответствовать требованиям по выбросам твердых частиц на выходе. ЭСП также были установлены на котлах, которые сжигают нефть в качестве основного топлива, и работают с уровнями выбросов, аналогичными ЭСП, работающим на угольных установках.
Помимо угля, промышленные парогенерирующие установки , в которых успешно применяются электрофильтры, включают муниципальные мусоросжигательные заводы и котлы, работающие на дровах или коре. Для этих применений золу в дымовых газах, как правило, легче собрать, чем летучую угольную золу, поэтому ЭСП небольшого размера легко улавливает твердые частицы.