Описание

Учебно-лабораторный стенд должен быть предназначен для проведения практических работ по изучению системы управления дизельного двигателя COMMON RAIL, принципов её функционирования и режимов работы, а также формированию первоначальных навыков по диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту автомобиля.
Общие требования
1. Учебно-лабораторный стенд должен представлять собой действующую модель системы управления дизельного двигателя с аккумуляторной системой впрыска топлива Сommon Rail.
2. В составе электронной системы управления должны быть использованы оригинальные автомобильные датчики, электронные блоки и исполнительные механизмы.
3. В стенде должны быть заложены возможности исследования работы системы управления в режимах стартерного пуска, холостого хода, работы двигателя под нагрузкой и в аварийных режимах.
4. В стенде должны быть предусмотрены возможности задания скорости вращения коленчатого вала, температуры двигателя и нагрузки на валу, а также введения неисправностей (ошибок) в работу системы управления дизельного двигателя.
5. В стенде должны быть обеспечены возможности с помощью специализированной диагностической программы исследовать работу топливной системы, выводить на экран монитора в табличной и графической форме параметры работы электронной системы управления дизельного двигателя, осуществлять поиск введённых в работу электронных систем легкового автомобиля неисправностей.

Технические характеристики:
– электропитание от сети переменного тока, В 220
– частота напряжения питания, Гц 50
– потребляемая мощность ВА, не более 550
– габаритные размеры, мм, не более 1210х620х860
– масса, кг, не более 60
– количество учащихся на рабочем месте, чел. 3

Состав:
– каркас;
– лицевая панель;
– ноутбук;
– специализированное программное обеспечение;
– комплект силовых и информационных кабелей;
– техническая документация;
– программно-методический комплект «Электрооборудование автомобилей»

Краткое техническое описание элементов стенда
1. Каркас.
Каркас должен быть выполнен из алюминиевого профиля и иметь габаритные размеры не более 1210х160х810. В каркасе должны быть установлены лицевая панель и две задние раздвижные панели из ДВП толщиной не менее 3 мм.
Внутри каркаса должны быть установлены:
– блок питания с входным напряжением 220 В и тремя выходными каналами со стабилизацией по напряжению и защитой по току (+12 В, 2,0 А; -12 В, 0,3 А; +5 В, 3,0 А);
– преобразователь частоты с входным напряжением 220 В, номинальной мощностью не менее 0,2 кВт и диапазоном регулирования частоты от 1 до 200 Гц;
– электродвигатель переменного тока 3ф 220 В мощностью не менее 90 ВА с зубчатым диском, закреплённый на валу, диаметром не менее 100 мм и толщиной не более 3мм;
– электронная плата «цифровая модель двигателя», моделирующая работу дизельного двигателя, со следующими функциями:
— управление работой преобразователя частоты,
— получение и обработка информации с датчиков положения педали акселератора, температуры двигателя, нагрузки на валу,
— получение и обработка информации о внесении неисправностей в работу системы управления двигателем автомобиля;
– контроллерный модуль управления и обработки данных 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.
На боковой поверхности каркаса должен быть установлен автоматический выключатель на напряжение 220В и ток срабатывания не более 6 А.
2. Лицевая панель.
Лицевая панель должна быть выполнена из анодированного алюминия толщиной не менее 3 мм и иметь габаритные размеры не более – 1200х800 мм. На лицевую панель методом цветной металлографики должна быть нанесена мнемосхема мультиплексорной электронной системы управления дизельным двигателем Сommon Rail.
На лицевой панели должны быть смонтированы оригинальные электронные компоненты системы управления дизельным двигателем Сommon Rail:
– электронный блок управления двигателем;
– форсунка впрыска топлива;
– топливная магистраль в сборе с датчиком и регулятором давления;
– топливный насос высокого давления;
– турбокомпрессор в сборе;
– датчик положения коленчатого вала;
– датчик положения распределительного вала;
– свеча накаливания;
– датчик массового расхода воздуха;
– датчик температуры воздуха;
– датчик давления наддува.
На лицевой панели должны быть смонтированы элементы индикации и управления:
– модель датчика положения педали акселератора (потенциометр),
– модель датчика температуры двигателя (потенциометр),
– модель нагрузки на двигатель (потенциометр),
– модель автоматической коробки передач (тумблер с двумя светодиодными индикаторами положения);
– тумблеры со светодиодными индикаторами для ввода неисправностей в систему управления дизельным двигателем – не менее 11 шт.
3. Ноутбук.
Ноутбук должен иметь следующие характеристики:
— процессор с частотой, не менее 2,16 ГГц;
— жесткий диск объемом, не менее 500 Гб;
— оперативная память объемом, не менее 2 ГБ
— диагональ экрана, не менее 15”;
— предустановленная лицензионная операционная система.
4. Специализированное программное обеспечение.
В ноутбуке должно быть предустановлено специализированное программное обеспечение MT10 LIGHT (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);
– индикацию ошибок в работе дизельной системы:
— датчик положения коленчатого вала;
— датчик положения распределительного вала;
— датчик температуры охлаждающей жидкости;
— датчик давления топлива в рампе;
— форсунка;
— клапан рецеркуляции EGR;
— датчик давления наддува;
— датчик температуры воздуха на впуске;
— датчик присутствия воды в топливном фильтре;
— датчик разряжения в топливном фильтре;
— датчик массового расхода воздуха.
5. Комплект силовых и информационных кабелей:
– кабель питания длиной не менее 1,8 м;
– кабель USB для соединения компьютера со стендом длиной не менее 1 м.
6. Техническая документация.
Техническая документация должна быть выполнена в виде брошюр формата А4 или А5 и включать:
– паспорт стенда;
– техническое описание;
– методические указания по проведению лабораторн6ых работ.
7. Модуль управления питанием и дистанционного контроля стенда предназначен для предотвращения несанкционированного преподавателем использования стенда, дистанционного контроля за режимом работы стендового оборудования, управления питанием нагрузок и измерения потребляемой мощности всеми узлами системы. Модуль должен состоять из двух независимых блоков: контроля и удаленного управления. Для повышения ресурса модуля все переключательные элементы должны быть выполнены по сенсорной технологии: модуль должен обнаруживать приближение пальца к лицевой панели. Модуль должен содержать в себе коммутатор питания, который позволяет управлять подключением нагрузок и измерять потребляемую ими мощность. Управление модулем должно осуществляться следующими способами: вручную с помощью управляющих клавиш; с помощью персонального компьютера (в комплект поставки не входит), который должен подключаться к модулю через интерфейс USB, через терминал и посредством ПО, прилагаемого к стенду, посредствам блока удалённого управления. Для наглядного отображения измеряемых параметров в модуле должен быть установлен полноцветный TFT дисплей с возможностью отображения данных как в числовом, так и в графическом формате. Состав блока контроля: многофункциональный дисплей; измеритель потребляемой мощности; емкостные (сенсорные) клавиши управления (более 10 шт.); светодиоды для индикации состояния модуля (не менее 10 шт.); разъемы для подключения потребителей (более 7 шт.); разъем для подключения к питающей сети; сменный плавкий предохранитель в держателе, смонтированном на задней панели модуля, для защиты от перегрузок всех каналов одновременно; разъем для подключения к управляющему компьютеру; мастер-ключ для отключения парольного запроса в случае утери блока удаленного управления (не менее 1 шт.). Многофункциональный дисплей: диагональ – не менее 7,5 см; технология отображения — TFT; число допустимых отображаемых цветов – не менее 65 тысяч. Измеритель потребляемой мощности: диапазон измерений: от не более 0 до не менее 1 КВт по каждому из доступных каналов; должно производиться измерение активной, реактивной мощности, угла разности фаз, коэффициента мощности, действующих значений напряжения и тока; не менее 4 независимых каналов для подключения потребителей. Емкостные (сенсорные) клавиши управления (более 10 шт.): управление питанием подключенных потребителей (более 2 шт.); управление питанием модуля (не менее 1 шт.); управление измерением мощности (более 5 шт.); должны реагировать на приближение пальца; должны отсутствовать движущееся механические части для увеличения ресурса. Светодиоды для индикации состояния модуля (не менее 10 шт.): не менее 3 светодиодов для отображения состояния связи с управляющим компьютером; не менее 3 светодиодов для отображения состояния нагрузок; не менее 1 светодиода для отображения наличия питания модуля; не менее 1 светодиода для отображения состояния блока удалённого управления. Разъемы для подключения потребителей (более 7 шт.): не менее 6 разъемов для подключения стандартных евро-вилок 220 вольт; не менее 1 разъема СНП-226 для подключения потребителей. Разъем для подключения к питающей сети должен представлять собой стандартный СНП-226 разъем для питания системы (не менее 1 шт.). Разъем для подключения к управляющему компьютеру: формат: USB 2.0 интерфейс; гальваническая развязка интерфейса от питающей сети и компонентов модуля; необходимо наличие драйверов для операционных систем Windows и Linux. Состав блока удалённого управления: графический дисплей с сенсорной панелью с возможностью вывода и ввода графической информации; модуль приема и передачи информации для управления устройством дистанционного контроля стендом с обеспечением криптографически стойкого шифрования; источник автономного питания с возможностью быстрой замены и подзарядкой от однофазной бытовой сети переменного тока; энергонезависимые часы реального времени для обеспечения генерации ключей шифрования с элементами псевдослучайности. Функциональные возможности блока удалённого управления: управление питанием всех каналов системы (включение/отключение) в ручном режиме с лицевой панели устройства или с помощью команд с подключенного персонального компьютера; система должна обеспечивать надежное шифрование данных между своими элементами криптостойким алгоритмом с поддержкой шифрования AES; система должна обеспечивать управление работой стенда при помощи особого ключа доступа или дистанционно, по запросу преподавателя, а данные должны передаваться беспроводным способом по зашифрованному каналу; должно проводиться измерение активной, реактивной мощности, разности фаз тока и напряжения, коэффициента мощности и действующих значений напряжения и тока по каждому каналу отдельно; вывод измеренных показаний должен производиться одновременно на TFT-дисплей, в компьютер, в блок удалённого контроля; должна присутствовать защита от непреднамеренного включения/отключения модуля специальной емкостной клавишей с задержкой действия; должна присутствовать возможность задавать исходное (после включения) состояние всех выходов. Отображение результатов измерения на многофункциональном TFT-дисплее должно производиться в следующих режимах: режим отображения численных измерений по всем каналам; режим отображения одного или двух графиков измеряемых величин по времени; графическое меню с управлением при помощи емкостных кнопок; меню настроек для выбора исходного состояния выходов модуля и разрешения управления с компьютера. Интерфейс USB 2.0 для подключения к персональному компьютеру должен обеспечивать: передачу всех измеренных параметров в компьютер; управление выходами модуля, если это разрешено в его настройках. Технические характеристики модуля управления питанием и дистанционного контроля стенда: подключение не менее 4 групп различных устройств с питанием 220 вольт с индивидуальным управлением каждой; максимальная допустимая суммарная потребляемая мощностью по всем каналам не менее 2000 Ватт; измерение потребляемой мощности каждого канала с точностью не хуже 5%; собственная потребляемая мощность от сети не более 25 Ватт; максимальная мощность приемопередатчика на устройстве дистанционного контроля: не более 80 милливатт; напряжение питания блока контроля: 220 вольт ±30%; напряжение питания блока удаленного управления: не более 5 вольт; время автономной работы блока удалённого управления: не менее 48 часов; число отображаемых цветов на дисплее блока удаленного контроля: не менее 65535; диагональ дисплея блока удаленного контроля: не менее 8 см. Конструктивные особенности блока контроля: лицевая и тыльная панели корпуса должны быть изготовлены из анодированного алюминия с надписями и рисунками, нанесенными методом металлографики, а также пластиковыми элементами из двухслойного материала, надписи на которых должны быть выполнены методом фрезеровки; TFT дисплей должен быть расположен на передней панели модуля и должен быть защищен от внешних воздействий защитной прозрачной накладкой; габариты модуля, не более (Ш х Д х В): 450 х 230 х 90 мм; материал корпуса: пластмасса; USB-BF розетка для соединения с компьютером должен находиться в задней части модуля; специализированный разъем для мастер ключа для отключения парольной защиты должен находиться на задней части модуля.
Перечень лабораторных работ
1. Изучение работы системы Common Rail в режиме холостого хода.
2. Изучение работы системы регулирования давления наддува.
3. Изучение работы система управления моментом начала впрыска.
4. Изучение работы система управления давлением топлива.
5. Изучение системы рециркуляции отработавших газов.
6. Диагностика и поиск неисправностей.