Limitazione del momento torsionale selettiva per ingranaggi

Ciao,

Molte auto a trazione anteriore, anche quelle con motori potenti, non riescono a trasferire tutta la coppia del motore alla strada al primo rapporto, perché l'accelerazione, anche in condizioni di aderenza ottimale (strada piana, asciutta), raggiunge un limite di circa 5 m/s² a causa della riduzione del carico sull'asse anteriore.
Quando il conducente si trova al primo... Quando si accelera bruscamente, il sistema ESP interviene solitamente riducendo la coppia del motore fino a quando non si verifica più alcuno slittamento.
Per i motori diesel, la soluzione è abbastanza elegante tramite la riduzione della quantità di iniezione, ma nei motori a benzina ciò causerebbe singhiozzi o surriscaldamenti localizzati. Pertanto, l'accensione viene ritardata o la valvola a farfalla viene parzialmente chiusa, perché la variabile di controllo "pressione di sovralimentazione" è troppo lenta per consentire questa regolazione.
Questa è probabilmente la condizione operativa più stupida per un turbomotore: innanzitutto, si applica la massima pressione di sovralimentazione, e nel momento successivo, la coppia viene ridotta con interventi di controllo che ne compromettono l'efficienza.

Ecco perché mi chiedo perché il produttore originale (OEM) non abbia programmato una limitazione della coppia specifica per la marcia, nemmeno per i motori a benzina.
Ad esempio, la mia Polo ha, su carta e di fabbrica, 350 Nm di coppia. Anche con il carico massimo (1670 kg), la coppia è sufficiente per raggiungere un'accelerazione di 5 m/s² già al primo rapporto. Con 280 Nm di coppia, ritengo che gli ultimi 70 Nm non possano mai essere effettivamente utilizzati per l'accelerazione, ma debbano sempre essere compensati dal sistema ESP.
Con un peso minimo di circa 1270 kg (senza bagagli, con il serbatoio quasi vuoto e un guidatore leggero), i 5 m/s² nella prima marcia vengono raggiunti con circa 230 Nm, e il sistema ESP deve addirittura "annullare" 120 Nm – in condizioni di bagnato, in curva o su strade sconnesse, la quantità annullata è ancora maggiore. Ma i suddetti ~70 Nm devono sempre essere dissipati, e come detto, non possono mai essere utilizzati per l'accelerazione.

So che il MED9.1 supporta una limitazione di coppia selettiva per l'asse, che potrebbe risolvere il mio "problema": con un massimo di 280 Nm sulla prima marcia. In condizioni di carico massimo e con una perfetta aderenza, il sistema ESP non dovrebbe intervenire affatto; al contrario, con un peso minimo e una perfetta aderenza, sarebbero necessari solo circa 50 Nm di coppia da neutralizzare, invece dei 120 Nm necessari in altre condizioni.
Perché l'OEM non lo fa? È solo una questione di comodità (dato che l'ESP risolve il problema senza danneggiare nulla) o di tempo risparmiato nello sviluppo dell'applicazione software, oppure ci sono ragioni tecniche specifiche?

ulf ha scritto:

...tempo risparmiato nell'applicazione software...

Corretto, il tempo è denaro, quindi perché integrare qualcosa di non realmente necessario?!

ESP lo regola, oppure, in alternativa: semplicemente, bisogna avere un controllo migliore con il piede destro.
Inoltre: chi ordina un'auto con molta potenza e trazione anteriore, si assume la responsabilità.

TDI-GTI-4-Motion ha scritto:

quindi, a cosa serve integrare qualcosa di non realmente necessario?!

Il 99% delle auto moderne è pieno di "elettronica non realmente necessaria". Ma a quanto pare, con quelli si riescono ad attirare così tanti acquirenti che lo sviluppo ne vale la pena, a differenza del ridotto livello di eccitazione nei modelli più economici .

Avrei scommesso che saresti stato il primo a interpretare qualsiasi tipo di limitazione selettiva come una restrizione della tua libertà, una privazione di autonomia o qualcosa del genere. A volte ci si sbaglia. Ma forse è anche intenzionale, e il marketing ha scoperto che gli acquirenti medi di utilitarie sovradimensionate cercano proprio questo.
Oppure, semplicemente, un'altra prova: nello sviluppo di nuovi veicoli, nessuno si preoccupa più di niente.

Modifica semplicemente la curva di risposta del pedale dell'acceleratore... non esiste una funzione del genere?

Ha il vantaggio di permettere una migliore regolazione del gas, senza essere limitati dal momento di massima potenza.

Cordiali saluti, Rainer.

ulf ha scritto:

Ma a quanto pare, con quelle si riescono ad attirare molti acquirenti....

Esatto.

matthiasTDI96 ha scritto:

Avrei scommesso che saresti stato il primo a interpretare una qualsiasi limitazione selettiva come una restrizione della tua libera autodeterminazione, una privazione della capacità di agire o qualsiasi altra cosa del genere. Così si può sbagliare.

Tipico Ulf, a volte va bene, a volte no.
Se ci fosse un limite, ora esisterebbe anche questa discussione, in forma modificata, per ogni scommessa.

dieselschrauber ha scritto:

Perché non si modifica semplicemente la curva di risposta del pedale dell'acceleratore...? Non esiste una cosa del genere? Ha il vantaggio che permette di dosare meglio il gas, senza essere limitati dal momento di coppia massimo.

La MED9.1 ha diverse aree di mappatura dei pedali, ma senza una corrispondenza fissa con le singole marce.

Mi è chiaro come risolvere il mio problema... qui si trattava del motivo per cui l'OEM non lo fa di propria iniziativa .

ulf ha scritto:

... Per i motori diesel, la soluzione è abbastanza elegante tramite la riduzione della quantità di iniezione, ma nei motori a benzina ciò causerebbe singhiozzi o surriscaldamenti localizzati. Pertanto, l'accensione viene ritardata o la valvola a farfalla viene parzialmente chiusa, perché la variabile di controllo "pressione di sovralimentazione" è troppo lenta per consentire questa regolazione. ...

Ulf, rifletti ancora!

Di solito, non ci sono (grandi) differenze tra i motori diesel e quelli a benzina. Se si chiude la valvola a farfalla, la quantità di aria che entra nel motore diminuisce, e di conseguenza anche la quantità di carburante iniettata. Qual è la differenza con il diesel?
Nei motori diesel, la quantità di carburante iniettato viene regolata direttamente, mentre nei motori a benzina, la grandezza regolata è la portata dell'aria (che influenza indirettamente la quantità di carburante iniettato). Lo stesso effetto che si ottiene quando il conducente rilascia l'acceleratore.
Questo è il sistema di limitazione della coppia più efficace e senza perdite disponibile da oltre 100 anni.

L'accensione viene ritardata, proprio come quando si rilascia l'acceleratore. Credo che sia stato fatto per motivi legati alle emissioni nocive, ma non ne sono sicuro al 100%.

ulf ha scritto:

. . . qui si parlava del motivo per cui l'OEM non lo fa autonomamente

A causa di uno sforzo eccessivo e inutile, che potrebbe addirittura portare a ulteriori errori.

Bertil ha scritto:

Quando si chiude il corpo farfallato, la quantità d'aria va nel collettore di aspirazione e, di conseguenza, anche la quantità di carburante iniettata. Qual è la differenza con il diesel?

Nella velocità di reazione (la fasatura del motore diesel può essere modificata quasi istantaneamente, mentre un intervento di disattivazione dei cilindri agisce in modo relativamente lento) e nell'efficienza (una pressione di sovralimentazione troppo alta viene "annullata" dalla chiusura della disattivazione dei cilindri - bleah!).

ulf ha scritto:

Nella velocità di reazione...

Sbagliato!
Al contrario. La DK è decisamente più veloce.

Citazione:

... (la modifica relativa al campionato europeo diesel può essere effettuata quasi immediatamente, mentre un intervento del DK risulta relativamente lento). ...

Sbagliato!
Purtroppo, l'EM non è tutto (soprattutto per i motori a benzina).

Citazione:

... e nell'efficienza (una pressione di sovralimentazione troppo alta viene "annullata" chiudendo la valvola di controllo - bleah!).

Non del tutto sbagliato (almeno la parte relativa alla pressione di sovralimentazione è corretta)!
Devi assolutamente non togliere alcun gas!


Poiché il tuo modo di pensare limita il sistema a un numero troppo ristretto di parametri, e quindi non riesci a comprenderlo/descriverlo completamente, non ha senso spiegarti qual è il problema.


Solo per informazione:
Certo, la chiusura della valvola a farfalla elimina la pressione di sovralimentazione. Tuttavia, questo ha principalmente a che fare con l'efficienza. È risaputo che il motore a benzina disperde energia a livello della valvola a farfalla (sia che si tratti di un motore aspirato o turbocompresso). Purtroppo, non esiste un sistema più semplice (e meno costoso) per i motori a benzina rispetto al sistema di limitazione della valvola a farfalla.

Allora Ulf..., questo significa per te che, a partire da oggi, potrai usare solo le DK aperte (quindi, a tutto gas!).

Il problema della pressione di sovralimentazione può essere risolto tramite sistemi ALS. I produttori spesso rinunciano a implementarli per motivi di costo e di emissioni. Puoi tranquillamente installarne uno, sono disponibili per la tua auto. Non stupirsi del rumore, del sibilo e del fumo che ne seguiranno.

https://www.youtube.com/watch?v=TGVxnC-YxGE

Vorrei contraddirmi con Bertil e sostenere Ulf. Nel caso dei motori diesel, limitare la coppia tramite la revoca dell'omologazione europea è un processo rapido e relativamente semplice. Nel caso dei motori a benzina, la situazione è un po' più complessa, e in questo Bertil ha sicuramente ragione. Perché solo la rimozione dell'elettromobilità causerebbe i problemi di cui si è parlato.

Una valvola a farfalla non distrugge l'energia. Questa affermazione è oggettivamente errata, poiché l'energia non può essere distrutta; nel caso dei motori a benzina turbo, si verifica semplicemente un aumento della pressione prima del punto di accensione.

Mi sembra poco comprensibile, nel contesto di guida descritto, perché si parli ora di "WOT" (come Ulf ama definire) e dei relativi rendimenti in accelerazione nella prima marcia. Seriamente, l'efficienza tecnica del motore a combustione interna e i consumi rilevati al banco prova (quindi il consumo di carburante dichiarato) non vanno di pari passo. Al banco prova, non c'è assolutamente "WOT"... nemmeno lontanamente. Quindi, da quella direzione, non è sicuramente possibile raggiungere l'obiettivo di regolamentare l'eccesso di prestazioni nei livelli inferiori.

A quanto ne so, un sistema ALS serve a mantenere la velocità del turbocompressore. Quindi, non solo una riduzione della pressione prima che la valvola a farfalla si chiuda, ma una regolazione attiva della pressione attraverso un aumento dell'entalpia prima dell'ingresso della turbina (esiste davvero qualcosa del genere per i turbocompressori di serie? Secondo la mia comprensione, la temperatura dei gas di scarico potrebbe raggiungere valori a quattro cifre per un breve periodo...). In realtà, questo sistema aiuta solo a superare la pausa di cambio marcia per poter ripartire con la pressione di sovralimentazione massima. Ulf, invece, vuole un sistema elettrico che compensi la perdita di potenza ai bassi regimi. Probabilmente, gli sarebbe stato d'aiuto se il sistema intervenisse direttamente nella seconda marcia. Coppia di 350 Nm in attesa di poter superare gli alberi di trasmissione della Polo e, con una trazione ritrovata, dirigersi verso l'orizzonte... Tuttavia, tutta questa tecnologia... l'elettricità... è pesante e soggetta a guasti .

Una domanda semplice: Nella tua stima preliminare della forza di trazione, hai considerato la gommatura originale o una gommatura alternativa? Sono note tutte le informazioni riguardanti strade, pneumatici, ecc.?

Le mie gomme estive (grandi e larghe) sull'Audi, insieme all'ottima coppia (e alla trazione integrale, ovviamente), non permettono all'auto di accelerare in modo particolarmente brillante da fermo. Con i pneumatici invernali (che sono relativamente piccoli e stretti), a volte, su strada asciutta, il sistema di controllo di trazione (ESP) può intervenire.

matthiasTDI96 ha scritto:

In questo caso, vorrei contraddire Bertil e sostenere Ulf. Nel caso dei motori diesel, limitare la coppia ritirando l'iniezione multipla (EM) è un processo rapido e relativamente semplice. Nei motori a benzina, la situazione è leggermente più complessa, e Bertil ha sicuramente ragione. Infatti, rimuovere semplicemente l'EM può causare i problemi menzionati.

Nei motori diesel con pompe di iniezione individuali completamente controllate elettricamente (PD, CR), è possibile modificare l'EM all'interno di un ciclo di lavoro del motore (ad esempio, a 3000 giri al minuto, si hanno circa 40 millisecondi) da 100% a zero o a qualsiasi valore intermedio desiderato, e questo può essere fatto completamente senza inerzia, senza ritardi o sovra-oscillazioni.
Una valvola di controllo deve innanzitutto essere messa in movimento e poi rallentata quando raggiunge il valore desiderato, il che significa che può realizzare solo regolazioni ritardate ed è quindi inferiore alla regolazione a circuito chiuso (EM).
Se anche la normativa sui motori diesel per le competizioni automobilistiche venisse implementata tramite l'utilizzo di tempi di percorrenza simulati o altri artifici, ciò non cambierebbe il fatto che la normativa più restrittiva è, in linea di principio, inferiore.

Citazione:

Una valvola a farfalla non distrugge energia. Questo è oggettivamente falso, poiché l'energia non può essere distrutta; nel caso di un motore a benzina turbo, si verifica semplicemente una pressione più alta a monte della valvola a farfalla...

...e intorno alla valvola a farfalla si creano forti turbolenze che riducono la pressione nel punto in cui la pressione di sovralimentazione dovrebbe arrivare (ovvero, prima delle valvole di aspirazione), una pressione che è stata precedentemente generata con fatica, accettando un'elevata contropressione dei gas di scarico e un carico termico inutile del sistema di scarico.
Anche se questa fase viene solitamente superata in pochi secondi fino al limite di giri del motore, dal punto di vista dell'efficienza complessiva, rappresenta uno spreco di energia (o, in alternativa,). Distruzione di energia utile ).
Un tecnico che programmerebbe una situazione operativa come una condizione di regolazione standard dovrebbe, secondo me, essere classificato al primo livello. Rimandato al quinto semestre (o a un semestre qualsiasi).

Citazione:

Permettimi una domanda ingenua: Nella tua stima preliminare della forza di trazione, hai considerato la gommatura originale o la tua gommatura alternativa? Sono tutti i dati relativi alla strada, ai pneumatici, ecc., noti?

Per quanto riguarda i pneumatici, considero il normale perimetro di rotolamento della misura montata o il perimetro di rotolamento misurato più il momento di inerzia stimato per 4 ruote (ad esempio, 4 mkg² per ruote da 19 kg e con un perimetro di rotolamento di 1,86 m), come influenza sulla resistenza al rotolamento, una normale decelerazione dovuta all'attrito di 0,13 m/sec², e un fattore di slittamento di 0,05 (vedi). Diagramma di prestazioni di Ernst), e come effetto delle perdite nel sistema di trasmissione, un'efficienza complessiva di 0,96.

Considero un limite massimo di accelerazione di 5 m/s², poiché non ho mai rilevato valori superiori con le mie auto a trazione anteriore con motore TDI (ASZ-Polo da 160 CV, BUK-Ibiza da 180 CV) nei log ABS/ESP, su strada asciutta e rettilinea, quando le ruote posteriori erano in rotazione.
Non ho ancora effettuato misurazioni comparative sulla vettura WRC Polo e, pertanto, non posso escludere che possa raggiungere un'accelerazione leggermente superiore a 5 m/s². Tuttavia, questo non cambia il fatto che, a massima accelerazione nella prima marcia,… È urgente intervenire sul sistema ESP affinché il veicolo rimanga manovrabile.

Citazione:

La mia Audi, con i suoi pneumatici estivi (grandi e larghi), e con una coppia adeguata (e ovviamente trazione integrale), non mostra molta propensione ad accelerazioni vigorose da fermo. Con i pneumatici invernali (relativamente piccoli e stretti), invece, su strada asciutta, si raggiunge un punto in cui l'ESP interviene...

A mio parere, bisognerebbe anche considerare il peso delle ruote. Se nella mia calcolazione per la Polo da WRC elimino il limite di alleggerimento dell'asse anteriore a 5 m/s² e aumento solo il peso per ruota da 18 a 20 kg, l'accelerazione massima calcolata nella prima marcia diminuisce. Variazione da 7,25 a 7,0 m/s².

Citazione:

Una valvola a farfalla deve prima essere messa in movimento e poi rallentata quando si raggiunge il valore desiderato, ovvero può realizzare solo interventi di regolazione ritardati ed è quindi inferiore alla regolazione elettromagnetica pura.

La commutazione a vuoto nei motori a benzina può avvenire da un ciclo di lavoro all'altro. Se, con il diaframma completamente aperto, non viene iniettato carburante, non avviene la combustione. Se ciò accade solo ogni due cicli. Quando si verifica un fenomeno di instabilità nel funzionamento, anche un motore a farfalla può ridurre rapidamente la sua potenza della metà, senza dover considerare gli effetti dell'aria.

ulf ha scritto:

Un tecnico che programmerebbe una situazione operativa come una condizione di regolazione standard dovrebbe, secondo me, essere classificato al primo livello. Rimandato al quinto semestre (o a un semestre qualsiasi).

Si tratta di uno stato dinamico in un'unità di tempo minima. Non mi interesserebbe molto...

Qual è esattamente il tuo punto? Ti riferisci al consumo eccessivo di benzina quando acceleri facendo slittare le ruote e vieni "catturato" dal sistema elettrico? Oppure ti riferisci alla perdita di comfort che ne deriva?

matthiasTDI96 ha scritto:

Qual è esattamente il tuo punto? Ti riferisci al consumo eccessivo di benzina quando acceleri facendo slittare le ruote e vieni "catturato" dal sistema elettrico? Oppure si tratta della perdita di comfort che ne deriva?

Piuttosto, la prima cosa - e del desiderio di sostituire una soluzione problematica, anche se funzionante, con un approccio (teoricamente) migliore.