Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Про байтики и логику ЭБУ
User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

В этой теме предлагаю обсуждать подходы и реализации расчёта фактора нагрузки на двигатель.

На данный момент, насколько мне известно, есть три основных методики расчёта фактора нагрузки на двигатель:
Mass Air Flow (ДМРВ)
Speed Density (ДАД)
Alpha N (ДПДЗ)

У всех на выходе получаем величину нагрузки на двигатель коррелирующую с величиной циклового наполнения.

User avatar
AndreyB
Site Admin
Posts: 10828
Joined: Wed Aug 28, 2013 1:28 am
Location: Jersey City

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by AndreyB »

ДАД - это MAP, Manifold Air Pressure. Я голосую за него.

С другой стороны, есть ли у нас шанс вообще что-либо по-честному рассчитать? В Speed Density вываливается магическая таблица эффективности наполнения :( Как только у нас расчёт начинает базироваться хоть на одной магической таблице - то всё, можно расчёт упростить и просто заменить его на таблицу fuel = f(rpm, MAP)

Т.е. есть ли у нас способ объективно получить данные об эффективности наполнения, чтоб ставить её в фундамент какой-то математики?
https://rusefi.com/s/howtocontribute
very limited telepathic abilities - please post logs & tunes where appropriate - http://rusefi.com/s/questions
my skype is arro239

User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

Таблицу VE можно построить при помощи широкополосной лямбды. Однако во время настройки на наполнение будут влиять ряд других факторов, которые будут вносить ошибку в таблицу VE.

Вообще хотелось бы в расчётах по возможности использовать физическую модель. Эмпирическая модель как правило не даёт нужной стабильности параметров во всех возможных режимах, особенно если речь идёт о каждодневной эксплуатации.

nikll
Posts: 186
Joined: Tue Oct 15, 2013 5:45 am

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by nikll »

Вариантов расчета наполнения на самом деле только два:
1. физическая модель, к примеру по температуре заряда которую я описывал на старом форуме sequ-3
2. табличная модель с кучей взаимосвязанных таблиц либо одной многомерной таблицей (ДАД/ДМРВ/ДПДЗ - обороты - темпиратура_воздуха - темпиратура_двигателя)

По второй модели работают например январь и микас с заводскими прошивками. По первой модели работают прошивки trs j5ls и mikas-sport. Во всем этом в свое время провел много ночей в дизассемблере ).

Если отталиватся от датчиков определяющих наполенние то:
1. дроссель - самый тупой и самый простой вариант, годится только для атмосферников с постоянной автоподстройкой по ДК либо настраивать перед каждым выездом, применяется как правило на многодроссельных движках
2. ДМРВ он же MAF - дает тупо массовый расход воздуха, но довольно медлителен и пиздит на широких валах из за обратных выбросов (на средних оборотах под нагрузкой в 1,5-2 раза завышает)
3. ДАД он же MAP - дает абсолютное давление в рессивере, через таблицу эффективности наполнения двигателя и с учетом темпиратуры заряда мы можем расчитать точную массу кислорода в двигателе, проблемы возникают на движках с нестабильной картой VE, например с гидротолкателями (не путать с компенсаторами) где высота подьема клапанов сильно зависит от темпиратуры масла и оборотов. Так же с ДАДом довольно геморойно настраивать движки с продвинутым управлением распредвалами (VTEC VVTI и прочие). На том же вемсе на движках с VVTI долго и упорно откатывают карты по всем режимам со всеми углами сдвига фаз, без стенда почти не реально отстроить.

Так же системы с ДМРВ меньше реагируют на изменение наполнения движка т.к. отталкиваются именно от расхода а не от давления, но зато системы на ДАДе гораздо проще настраиваются, легче переносятся на другие модели двигателей и существенно быстрее и точнее реагируют на изменение нагрузки. Так же турбированные движки хоть и могут работать по ДМРВ но существенный наддув с ДМРВ просто опасен т.к. нет обагащения по скачку давления и есть существенный лаг в изменении расхода воздуха, к примеру летим по трассе на всех парах, турбина раскручина, буст еденица, сбрасываем газ на секунду, лишний воздух вылетает из клапана сброса, турбина еще крутится, ДМРВ показывает что расход воздуха упал, а теперь резко даем полный газ, т.к. турбина еще не успела остановится сразу скачком получаем давление в 0,6-0,8 избытка и краткую но бешенную детонацию ибо тормозной ДМРВ сообразит об изменении расхода воздуха только через пару десятков оборотв коленвала, что является приговором для поршневой.


Так что на мой взгляд ДМРВ (особенно с учетом стоимости и ограничений) на свалку т.к. это вообще не вариант.
По минимуму надо отталкиватся от дросселей и ШДК с постоянной автоподстройкой многомерной таблицы, по хорошему надо делать систему на ДАДе с алгоритмом расчета наполенния по темпиратуре заряда.

User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

Maxi который описал алгоритм температуры заряда писал, что он применяет его не всегда и не везде и что он сложен в настройке. поэтому я бы остановился пока что на модели в которой поправка температуры сделана просто как функция k = f(Tair), иначе когда на двигатель нет никаких исходных таблиц, получится очень сложно настраиваемая система.
2. ДМРВ он же MAF - дает тупо массовый расход воздуха, но довольно медлителен и пиздит на широких валах из за обратных выбросов (на средних оборотах под нагрузкой в 1,5-2 раза завышает)
Впускной вал 288/12.0 это широкий или нет? Никаких проблем на нём нет. Постоянная времени современных ДМРВ < 20 мс.

Я думаю не нужно исключать реализацию на дмрв. многие серийные машины работают на них и не плохо было бы в итоге реализовать plug and play блок управления.

nikll
Posts: 186
Joined: Tue Oct 15, 2013 5:45 am

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by nikll »

Я не призивают исключить все варианты кроме расчета по темпиратуре заряда, я предлагаю делать достаточно универсальный код чтобы можно было использовать любой вариант просто переключением флага компиляции.
К примеру у меня на мотоцикле оппозитный 825сс с воздушным охлаждением и довольно широкими фазами. Городить туда ДМРВ из области бреда, ДАД приколхозить можно но настраивать будет довольно сложно т.к. рабочая темпиратура 200-240 градусов и зазор клапаннов по мере изменения темпиратуры двигателя меняется существенно. Думаю отстраивать втупую, по ШДК откатать четырехмерную карту вида обороты-ДПДЗ-ДТВ-темприатура_головки_двигателя, пропущенные точки заполнить по аналогии в полуручном режиме при помощи многомерной интерполяции. Ездить будет, а +-5% ухода смеси похер, не тот обьем двигателя и не та мощность чтобы за этими процентами гонятся.
Вполне допускаю мысль что кому то понадобится система с ДМРВ (например нижневальный виэйт с длинным ходом гидротолкателей). Благо что в аппаратной части проблем не будет, если железо поддерживает ДМРВ то ДАД подключается без проблем.

Для настройки системы с алгоритмом по темпиратуре заряда требуется ШДК с работой по closed-loop и несколько прогонов при разной темпиратуре воздуха, ну и довольно простой алгоритм раскладывания полученных данных на VE и карту зависимости темпиратуры заряда через обратный пересчет формулы.

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

самое интересное начинается на турбомоторах, где ДМРВ установлен перед турбиной :)
к тому же ВСЕ реально быстрые машины собраны на ДАДах. Ф1 - ДАДы.
всякие фаррари-ламборджини - ДАДы :)
и так далее.
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

Nissan GT-R - MAF :)

nikll
Posts: 186
Joined: Tue Oct 15, 2013 5:45 am

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by nikll »

Турбодвижок с ДМРВ это приговор поршневой т.к. даже если задрать смесь в богатую область до грани разумного всеравно можно словить переобеднение. А что такое детонация под бустом в бар избытка хорошо покажет ютуб :twisted:
Почему в серийном производстве не применяют дад? да потому что им тупо лень калибровать каждый движок. Разброс наполнения +-10% ДМРВ почти нивелирует, в отличие от ДАДа с которым отклонение в 10% это уже доуя.

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

Sergey89 wrote:Nissan GT-R - MAF :)
ни один турбодвигатель не может работать только на МАФе :))))))
в ГТР используется одна из разновидностей гибридной модели расчёта воздуха MAF + MAP. это сделано ради экологии и МАФ нужен для холостых и частичных нагрузок.
в режиме фулл-троттл он едет на ДАДах :)
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

фактор нагрузки лучше всего привести к физической модели двигателя - айрмассу воздуха на каждое сгорание. (которая так же легко табличным способом может быть преобразовано в другую физическую величину - крутящий момент на валу двигателя)
приведя фактор нагрузки к айрмассе на сгорание мы сразу получим ряд бонусов - например очень легко рассчитать кол-во грамм топлива, необходимое для впрыска, а затем зная производительность инжектора преобразовать во время открытия форсунки.
если пойти по упрощённой системе - например в качестве фактора нагрузки использовать давление во впускном коллекторе, а на выходе сразу получить время открытия форсунки, то да, все расчёты сокращаются буквально до одной таблицы, но за то настройка превращается в метод научного тыка.
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
AndreyB
Site Admin
Posts: 10828
Joined: Wed Aug 28, 2013 1:28 am
Location: Jersey City

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by AndreyB »

XDA wrote:зная производительность инжектора преобразовать во время открытия форсунки
Проблема в том, что даже этого мы возможно не знаем :( У форсунки есть время открытия, зависящее к тому же от текущего бортового напряжения.
https://rusefi.com/s/howtocontribute
very limited telepathic abilities - please post logs & tunes where appropriate - http://rusefi.com/s/questions
my skype is arro239

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by frig »

Лаг от напряжения обязательно надо учитывать, как минимум одним значением.
фактор нагрузки лучше всего привести к физической модели двигателя - айрмассу воздуха на каждое сгорание
Сложновасто это. От температуры заряда зависит многое, а ее просто так не посчитать, от давления в выпусном коллекторе. Вообще можно брать за основание MAP и обязательно делать поправки на температуру воздуха и двигателя. Так можно будет настроить, хотя и морочно.
skype: frig_frig

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

russian wrote:
XDA wrote:зная производительность инжектора преобразовать во время открытия форсунки
Проблема в том, что даже этого мы возможно не знаем :( У форсунки есть время открытия, зависящее к тому же от текущего бортового напряжения.
никаких проблем не вижу.
для каждой форсунки производитель предоставляет производительность в CC/min или g/min, а так же таблицу времени открытия форсунки от напряжения.
т.е. легко делается процедура, которая исходя из необходимой массы впрыска заряда топлива и бортового напряжения выдаёт нужную ширину импульса.

а вообще - можно сделать преобразователь напряжения и питать форсунки стабилизированным напряжением :)
Last edited by XDA on Thu Oct 24, 2013 6:32 pm, edited 1 time in total.
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

frig wrote:Лаг от напряжения обязательно надо учитывать, как минимум одним значением.
фактор нагрузки лучше всего привести к физической модели двигателя - айрмассу воздуха на каждое сгорание
Сложновасто это. От температуры заряда зависит многое, а ее просто так не посчитать, от давления в выпусном коллекторе. Вообще можно брать за основание MAP и обязательно делать поправки на температуру воздуха и двигателя. Так можно будет настроить, хотя и морочно.
масса заряда - она останется массой при любой температуре :)
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by frig »

XDA, проблема в том, чтобы посчитать массу воздуха. У нас либо подгонка под результат - самодельная таблица VE, либо сложная физическая модель, которой нет.
skype: frig_frig

User avatar
AndreyB
Site Admin
Posts: 10828
Joined: Wed Aug 28, 2013 1:28 am
Location: Jersey City

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by AndreyB »

XDA wrote:для каждой форсунки производитель предоставляет производительность в CC/min или g/min, а так же таблицу времени открытия форсунки от напряжения.
Если так - то хорошо. Но где взять эти таблицы времени открытия? Например моя форсунка Denso 195500-2110 (она 120cc)
https://rusefi.com/s/howtocontribute
very limited telepathic abilities - please post logs & tunes where appropriate - http://rusefi.com/s/questions
my skype is arro239

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

frig wrote:XDA, проблема в том, чтобы посчитать массу воздуха. У нас либо подгонка под результат - самодельная таблица VE, либо сложная физическая модель, которой нет.
нет такой проблемы. на ДМРВ мы получаем айрмассу сразу, на ДАДах получаем VE таблицу через широкополосный лямбда-зонд. это делается один раз для каждого конкретного железного сетапа и дальше проблемой быть перестаёт.

а вот скажите тогда, как Вы подсчитаете кол-во топлива, если не знаете сколько массы воздуха вошло в цилиндр?
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by frig »

russian, коррекцию по напряжению можно посчитать, если есть лямбда. Меняем напряжение - корректируем смесь, разница во времени открытия и есть наше искомое значение.

Что-то тема ушла в обсуждение алгоритма расчета топлива.

XDA, я же говорю - либо строим таблицу VE, либо точная модель, которой нет. Только к таблице VE надо еще присовокупить температуру заряда, которую тоже надо посчитать. Но на этой ниве Maxi потрудился :)
skype: frig_frig

User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

Ещё меня интересует такой вопрос. Когда у нас нет таблицы VE, то при попытке получить её по ШДК на реальное наполнение будут влиять в том числе температурные факторы, которые ещё не учтены. Выходит, что даже эта таблица будет подгоном под ответ.

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by frig »

Верно, и при изменении температуры смесь уйдет.
Есть смысл сразу прорабатывать алгоритм, чтобы потом не править его и не перестраивать все заново.
skype: frig_frig

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

russian wrote:
XDA wrote:для каждой форсунки производитель предоставляет производительность в CC/min или g/min, а так же таблицу времени открытия форсунки от напряжения.
Если так - то хорошо. Но где взять эти таблицы времени открытия? Например моя форсунка Denso 195500-2110 (она 120cc)
вообще я пользуюсь сайтом http://injector-rehab.com/shop/lag.html
например у меня сейчас стоят форсунки Siemens DEKA 630cc, для Ваших форсунок с ходу время не было найдено, но оно может быть измерено экспериментально, с использованием стенда по проливке форсунок.
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

frig wrote:XDA, проблема в том, чтобы посчитать массу воздуха. У нас либо подгонка под результат - самодельная таблица VE, либо сложная физическая модель, которой нет.
таблица VE - это вполне реальная физическая характеристика двигателя и поддаётся косвенному измерению, почему Вам не нравится её получение использование? :)
точно так же вместе с таблицей обогащения и таблицей УОЗ?
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

Sergey89 wrote:Ещё меня интересует такой вопрос. Когда у нас нет таблицы VE, то при попытке получить её по ШДК на реальное наполнение будут влиять в том числе температурные факторы, которые ещё не учтены. Выходит, что даже эта таблица будет подгоном под ответ.
айрмасса на сгорание не зависит от температуры.
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

Если под этим ты подразумеваешь цикловое наполнение, то влияет исходя из уравнения состояния идеального газа.

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by frig »

айрмасса на сгорание не зависит от температуры.
Плотность воздуха зависит и от температуры и от атмосферного давления, так что и масса в итоге при том же самом VE будет зависеть, нет?

Я не против таблицы VE, просто много достаточно регуляторов выходит.
skype: frig_frig

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

если мы знаем, что в цилиндр вошло, допустим, 200 миллиграмм воздуха, то какая разница с того, какая у него температура?
мы впрыснем 200/14.7=13.6054 грамм бензина и получим идеальное стехиометрическое сгорание, не? ;)
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

User avatar
Sergey89
contributor
contributor
Posts: 839
Joined: Wed Sep 25, 2013 5:30 pm
Location: Russia, Velikiy Novgorod

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by Sergey89 »

Мы не знаем что вошло именно 200 мг, т.к. не учли температуру смеси. Мы должны вычислить эти 200 мг.
Last edited by Sergey89 on Thu Oct 24, 2013 7:01 pm, edited 1 time in total.

User avatar
XDA
Posts: 441
Joined: Wed Oct 23, 2013 7:28 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by XDA »

frig wrote:
айрмасса на сгорание не зависит от температуры.
Плотность воздуха зависит и от температуры и от атмосферного давления, так что и масса в итоге при том же самом VE будет зависеть, нет?

Я не против таблицы VE, просто много достаточно регуляторов выходит.
поверь мне, такое разделение на таблицы существенно упрощает настройку двигателя ;)
Теория хороша в том и только том случае, если она может достоверно предсказать результаты каждого нового опыта

frig
contributor
contributor
Posts: 569
Joined: Wed Oct 23, 2013 8:05 pm

Re: Расчёт фактора нагрузки на двигатель

Post by frig »

Мы не узнаем, сколько миллиграм вошло, в том и проблема. Мы узнаем, что столько - то миллиграм вошло при условиях, когда карта откатывалась. А когда условия изменится - изменится и реальное наполнение.

А Sergey89 постоянно отправляет сообщения на пол секунды раньше меня. И с этим надо что-то делать :D
skype: frig_frig

Post Reply