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. Originalas: picoauto.com. PicoScope įrangą rasite mūsų kataloge.