Šiame straipsnyje pasitelkiame PicoScope matematinius kanalus išsamiam 12 V ir 48 V užvedimo sistemų palyginimui, o bandomuoju automobiliu pasirinkome Audi A8. Analizuosime energijos sąnaudas, sukimo momentą ir sukimo greitį, kad išryškintume 48 V technologijos privalumus.
Tęsdamas mūsų Pico praktinio variklio įvertinimo klausimų ir atsakymų temą čia, norėjau giliau panagrinėti 48 V MHEV privalumus lyginant su 12 V sistemomis.
Dabartinis Audi A8 pasirodė esąs puikus automobilis tokiam eksperimentui, nes jį galima užvesti arba įprastu 12 V starteriu, arba 48 V generatoriaus-variklio (MG) sistema.
Užvedimo požiūriu 48 V sistema suteikia daugiau sukimo momento ir galios be 12 V sistemai būdingo delsimo „Stop/Start“ fazėje.
Turėdamas tai omenyje, pagalvojau, kad būtų puiku šiuos palyginimus atlikti su matematika ir į matematinių kanalų lygtis įtraukti „laiką“.
12 V sistemos analizė su PicoScope
Pradėkime nuo 12 V sistemos: žemiau matome V6 3.0 TDI variklio sukimą ir užvedimą įprastu starteriu:
Aukščiau matematiniu kanalu įtampa x srovė apskaičiavau starterio energijos sąnaudas, o variklio sūkius – pagal alkūninio veleno jutiklio signalo dažnį (pritaikęs filtrą), žr. čia.
Žemiau pridėjome kelis matematinius kanalus: sukimo momentą (Nm) pagal galią ir variklio sūkius, vatvalandes (Wh) pagal galią ir „laiką“ ir galiausiai vatsekundes (Ws) pagal galios integralą (integralas – tai plotas po galios matematiniu kanalu).
Žvelgdami į aukščiau pateiktus matavimus galime susidaryti vaizdą apie įvykius, vykstančius per 460 ms sukimo, reikalingo varikliui užvesti.
Pastaba: tiesiog atsisiųskite .psdata failą čia. Tada jums tereikės kiekvieną matematinį kanalą išsaugoti savo kompiuteryje.
48 V galia: tiesioginis palyginimas
Dabar pažvelkime į tą patį variklį, užvedamą 48 V MG sistema.
Vėlgi žiūrime į sukimo momentą (Nm), vatvalandes (Wh) ir galiausiai vatsekundes (Ws), kad galėtume tiesiogiai palyginti abi sistemas.
Pirmas dalykas, kuris „krenta į akis“ – 48 V sistemos sukimo trukmė 277 ms, palyginti su 460 ms 12 V sistemos atveju. Būkime atviri, 460 ms yra geras rezultatas, tačiau atkreipkite dėmesį į dramatišką sukimo greičio šuolį nuo nulinių sūkių iki tuščiosios eigos su 48 V sistema.
Čia per ketvirtį sekundės pasiekiame daugiau nei 600 sūk./min!
Apibendrinant
Pirminiai bandymų rezultatai
Man reikės grįžti prie 12 V sistemos energijos pagal „laiką“ rezultatų, nes jie neatrodo teisingi. Taip galėjo nutikti dėl to, kad įraše yra 3 sukimo ir užvedimo įvykiai, o 48 V sistemos įraše – tik vienas. Grįžtamąjį ryšį pateiksiu kuo greičiau
Apskritai visi šie papildomi galios, sukimo momento ir greičio privalumai kyla iš visiškai nepriklausomo maitinimo šaltinio (48 V sistemos), todėl poveikis 12 V sistemai „Stop/Start“ fazėje yra absoliučiai minimalus.
Pridėkime prie to faktą, kad pagerėja kuro sąnaudos, emisijos, energijos rekuperacija ir užvedimo sukimo momentas – dabar privalumus matau aiškiai.
Dar vienas įdomus faktas: 48 V MG sistema gali kompensuoti tipinių variklio virpesių eilių, tokių kaip E3, poveikį šiame V6 variklyje – tai tiesiog neįtikėtina!
Dar kartą DIDELIS ačiū mūsų matematikos guru Pico Martyn už visą pagalbą šiame nuotykyje.
Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.