Skip to Content

BMW Valvetronic sistemos vertinimas

Pabandysiu labai trumpai papasakoti ilgą istoriją:


BMW 114i (N13) dėl alyvos trūkumo užstrigo vakuuminis siurblys. Dėl to užsiblokavo išmetimo skirstomasis velenas, kuris savo ruožtu sukiojo išmetimo pusės Vanos mazgą tol, kol nutrūko jį laikantis varžtas. O visa kita, kaip sakoma, jau istorija.

Po variklio remonto pamačiau puikią progą išmatuoti Valvetronic mazgo (atsakingo už įsiurbimo vožtuvų pakėlimo reguliavimą) valdymo signalus; šis mazgas naudoja trifazį bešepetėlį nuolatinės srovės variklį.

Verta paminėti, kad Valvetronic (VT) pirmiausia skirta kuro sąnaudoms mažinti, o kartu duoda daug naudingų šalutinių efektų, pavyzdžiui, geresnį variklio efektyvumą ir mažesnę išmetamųjų dujų taršą. VT veikimas leidžia droselinei sklendei likti fiksuotoje padėtyje esant įvairioms variklio darbo sąlygoms, o oro įsiurbimas valdomas keičiant įsiurbimo vožtuvų pakėlimą!

Atjungus VT vykdiklį, variklis gali veikti įprastai, oro įsiurbimą valdydamas droseline sklende, o vožtuvų pakėlimas lieka fiksuotas (nustatytas į didžiausią).

Žemiau matome variklio sūkius, pavaizduotus kartu su droselinės sklendės padėtimi ir kolektoriaus slėgiu (VT neveikia). Čia matome tipinį MAP jutiklio atsaką: atsidarius droselinei sklendei įleidžiamas atmosferos slėgis, o vėliau, dėl turbokompresoriaus veikimo, slėgis pakyla virš atmosferinio.

1 paveikslas

Žemiau pateikta variklio sūkių, droselinės sklendės padėties ir MAP jutiklio veikimo apžvalga didinant variklio sūkius nuo tuščiosios eigos iki vidutinių, o paskui iki WOT (visiškai atidarytos droselinės sklendės; VT neveikia). MAP jutiklio ir droselinės sklendės svyravimai rodo, kad oro įsiurbimas valdomas tik droseline sklende, o ne VT mazgu. Šį įrašą galima naudoti kaip įrodymą, kad VT sistema neaktyvi.

2 paveikslas

Dabar pereikime prie WOT testo su prijungta ir veikiančia VT.

Papildomi kanalai šio įrašo apačioje prijungti prie VT variklio; juos aptarsiu vėliau. Atkreipkite dėmesį į visiškai kitokį MAP jutiklio parašą WOT metu: kolektoriaus slėgis beveik nekinta iki maždaug 26,03 sekundės, kai droselinė sklendė pasiekia didžiausią padėtį ties 4,47 V. Čia derinamas kintamas vožtuvų pakėlimas ir droselinės sklendės valdymas. (Pastaba: vairuotojui pareikalavus didžiausios galios, WOT įvyks nepriklausomai nuo to, ar VT sistema aktyvi, ar ne.)

3 paveikslas

Žemiau pateikta variklio sūkių, droselinės sklendės padėties ir MAP jutiklio veikimo apžvalga didinant variklio sūkius nuo tuščiosios eigos iki vidutinių, o paskui iki WOT (VT veikia). Sutelkus dėmesį į MAP jutiklį, nuo tuščiosios eigos iki vidutinių variklio sūkių svyravimai minimalūs, palyginti su 2 paveikslu (VT neaktyvi). Tai lemia droselinės sklendės valdymo ir kintamo įsiurbimo vožtuvų pakėlimo derinys. Šį įrašą galima naudoti kaip įrodymą, kad VT sistema aktyvi.

4 paveikslas

Sutelkime dėmesį į MAP jutiklio įtampą. Kolektoriaus slėgis praktiškai nekinta, kol nepereiname į WOT. Įtampa čia fiksuota ties 1,775 V, nepriklausomai nuo variklio sūkių, o tai gana įspūdinga, kai pagalvoji, kad esant atmosferos slėgiui su įjungtu uždegimu ir neveikiančiu varikliu MAP jutiklis rodo 1,859 V. Kolektoriaus slėgis sąmoningai laikomas žemesnis už atmosferinį, kad per EVAP sistemą būtų galima ventiliuoti kuro baką. Taip pat įtraukiau keletą matavimų, rodančių droselinės sklendės padėtį ir MAP jutiklio kilimo laiką / kilimo spartą, kad būtų aiškiau, kaip skirtingos oro įsiurbimo valdymo strategijos veikia šias reikšmes.

Toliau perėjau prie Valvetronic variklio valdymo. Žemiau įtraukiau kanalų žymes, kad būtų lengviau atpažinti kiekvieną kanalą.

5 paveikslas

Čia sutelkiau dėmesį į MAP jutiklio veikimą su aktyvia VT pereinant iš WOT į variklio stabdymą (overrun). Pasirinkau būtent šią signalo formos sritį, o ne perėjimą nuo tuščiosios eigos iki WOT, nes visose signalo formose yra triukšmo dėl uždegimo / įpurškimo ir trifazio veikimo.

Atkreipkite dėmesį į kiekviena VT vykdiklio faze tekančią srovę bei vieną iš penkių Holo efekto padėties jutiklių, patvirtinantį rotoriaus veikimą ir judėjimą.

6 paveikslas

Norėdami įvertinti VT vykdiklio elektrinį vientisumą, galime palyginti fazių sroves pagal pasikartojamumą, vienodumą ir reikšmes nuo pikos iki pikos (peak-to-peak). Teoriškai jos turėtų būti beveik vienodos. Žemiau matome tam tikrą G kanalo („U“ fazės) peak-to-peak reikšmės nuokrypį. Kadangi automobilis veikia be klaidų, prie šios reikšmės galbūt dar grįšiu, kad patikrinčiau galimą matavimo paklaidą, pavyzdžiui, srovės replių dreifą.

7 paveikslas

Žemiau atkreipkite dėmesį, kaip trys fazės puikiai sutampa su kiekviena srovės pika (120° tarpais; sukimosi liniuotėmis pažymėta 0–360°, o paskui padalyta į tris dalis, kad matytųsi trys fazės). Žinau, kad bėgant metams šis matavimas taps dažnesnis nei 0–720°, padalyti į keturias dalis. Pažiūrėkite į „U“ fazės įtampą, fiksuotą ties maždaug 14,58 V (D kanalas), ir kaip proporcingai auga „U“ fazės srovė (G kanalas) — abu pažymėti geltonai.

8 paveikslas

Galiausiai, kad vaizdas taptų dar aiškesnis, galime pasitelkti matematiką ir filtravimą.

9 paveikslas

Kaip nubraižyti VT vykdiklio trifazės srovės efektinę (RMS) vertę, žiūrėkite „Maths is cool“ forumo įrašą čia.

Kai tik galėsiu, pabandysiu daugiau parašyti apie tuos VT vykdiklio padėties jutiklius.

Tęsdamas ankstesnę pastabą apie penkis į VT vykdiklį integruotus Holo efekto padėties jutiklius, žemiau pateikiu visus penkis padėties jutiklius veikime su kanalų žymėmis. Čia VT vykdiklį perkeliame nuo tuščiosios eigos iki WOT, atgal į tuščiąją eigą, o paskui išjungiame uždegimą. Atkreipkite dėmesį, kaip jie visi skiriasi savo išėjimo signalu ir orientacija.

10 paveikslas

Žemiau priartinome WOT momentą ir po jo einantį akceleratoriaus pedalo atleidimą (MAP jutiklis, C kanalas, įrašo pabaigoje pradeda kristi).

11 paveikslas

Paskutiniame įraše žemiau apžvelgiamos visų trijų fazių įtampos išjungimo metu (pasyviojo išsikrovimo laikotarpiu).
Anksčiau, vertindami VT vykdiklio elektrinį vientisumą, žiūrėjome į fazių srovę (6 ir 7 paveikslai). Fazių srovė lyginama pagal pasikartojamumą, vienodumą ir peak-to-peak reikšmes, kurios teoriškai turėtų būti beveik vienodos (čia kiekviena fazė apkrauta).

Stebint trijų fazių įtampas „automobilio išjungimo“ momentu, galima užfiksuoti įtampos kritimą pasyviojo išsikrovimo fazėje. Ir vėl — jis turėtų būti beveik vienodas, be „iškritimų“ per numatomą kritimo laiką. Ši trukmė nėra reglamentuota, todėl žemiau pateiktą įrašą ties maždaug 26 sekundėmis laikome tipiniu pavyzdžiu (čia kiekviena fazė be apkrovos).

12 paveikslas

Straipsnis išverstas iš Pico Technology bibliotekos su gamintojo leidimu. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.

PicoScope 7 oskiloskopo mokykla, 2 dalis: kitas žingsnis