Выпускная квалификационная работа на тему: «Разработка автомобильного датчика фаз»

1.

Калужский филиал
федерального государственного бюджетного
образовательного учреждения высшего образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
(национальный исследовательский университет)»
(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)
ФАКУЛЬТЕТ
ИУК Информатика и управление
КАФЕДРА
ИУК1 Проектирование и технология производства электронных приборов
Выпускная квалификационная работа
на тему: «Разработка автомобильного датчика фаз»
Выполнил: студент гр. ИУК1-81Б
Руководитель:
Гуськов Д.А.
Адарчин С.А.
Калуга, 2024

2.

Датчик фазы
Датчик фазы
Датчик фазы и вал со штифтами

3.

Физический принцип работы
датчика фаз
Отметчик в зоне магнитного потока
Отметчик вне зоны магнитного потока
На данном слайде представлен линейный датчик фаз. В самом общем виде его работа выглядит так:
на распредвале есть специальный штифт (зубчатое колесо, звезда) и в момент,
когда поршень первого цилиндра находится в верхней точке, его зубец проходит возле чувствительного элемента
датчика, который генерирует сигнал для ЭБУ.

4.

Цели и задачи работы
Цель:
Модернизация датчика фазы для предотвращения
самопроизвольного срабатывания
Модернизация датчика фазы направлена на устранение текущих проблем и включает
следующие задачи:
- Повышение точности измерений для более точного определения положения фаз.
- Упрощение процесса установки и настройки датчика.
- Повышение износостойкости для увеличения срока службы устройства.
- Разработка механизмов, предотвращающих самопроизвольное срабатывание, что обеспечит
стабильную и надежную работу двигателя.
- Обеспечение широкого диапазона рабочих температур (от -40 °С до +130 °С) для надежной
работы в различных климатических условиях.

5.

710
720
690
700
Относительные единицы
Относительные единицы
Тестирование зависимости
индуктивности от температуры
670
650
630
610
590
680
660
640
620
600
580
560
570
540
550
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
Температура, ° C
Зависимость индукции от температуры магнита
«Пегас»
140
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
Температура, ° C
Зависимость индукции от температуры магнита
«Техномаг»
140

6.

Тестирование зависимости
индуктивности от температуры
Разность относительных единиц индукции магнитов "Пегас" и "Техномаг"
5
Температура, ° C
Относительные единицы
4,5
Относительные
единицы
0
0
20
0,2
3,5
40
1,7
3
55
3,6
60
3,5
65
4
70
4,4
1,5
75
3,5
1
80
3,6
85
1,7
90
0,2
95
0,1
100
0
105
0
125
0
135
0
140
0,2
4
2,5
2
0,5
0
0
20
40
60
80
100
120
140
Температура, ° C
Разность относительных единиц индукции магнита
"Техномаг" и магнита "Пегас".
160

7.

Выводы по результатам тестирования
1. Самопроизвольные срабатывания датчика могут происходить в результате нелинейной зависимости
индукции новых магнитов от температуры на интервале от 50 до 110 градусов Цельсия.
2. При простом отдалении отметчика и элемента датчика Холла от магнита не будет и срабатывания
датчика фазы при прохождении отметчика.
3. Задача по модернизации состоит в изменении конструкции датчика фазы для увеличения примерно на
20% размаха индуктивности при прохождении отметчика, чтобы происходило срабатывание датчика
фазы при удалении отметчика от магнита и, соответственно, не происходило ложных срабатываний из-за
низкого качества магнитов.

8.

Модернизация датчика фазы
Чертеж оригинального датчика фазы
Чертеж измененного датчика фазы

9.

Заключение
В результате работы поставленные цель и задачи
достигнуты:
1.
Было проведено тестирование магнитов
2.
Смоделированы базовая и модернизированная системы датчика фазы
3.
Проведена модернизация датчика фазы
4.
Рассчитан экономический эффект от модернизации составляющий 493278,6 руб. в год
5.
Проведена оценка безопасности труда и экологической безопасности в процессе
производства датчиков фазы. Разработаны меры защиты водного бассейна. Рассчитана
система очистки воздуха. Проведен расчет защитного заземления