Просмотр полной версии : Алгоритм управления УОЗ по времени сгорания ТВС
Предлагаю обсудить алгоритм управления УОЗ, основанный на оценках времени сгорания порций ТВС. Все оценки делаются по текущей угловой скорости КВ. Алгоритм не опробован на практике.
Часть 1.
Основные соображения, которые использовал при разработке алгоритма.
1. Каких-либо возможностей влияния на процесс горения ТВС уже после поджига ТВС - нет, как и нет возможности оперативно влиять на динамику движения в пределах времени горения ТВС. Поэтому весьма трудно отнести управление УОЗ к системам с обратной связью. УОЗ можно «выбрать» оптимальным образом на основе анализа текущего состояния двигателя и динамики движения. Удачность или не удачность выбора УОЗ можно оценить только по окончании процесса горения, «после того, как», однако реально использовать такие оценки для непосредственного управления УОЗ – на мой взгляд тоже трудно, и может быть сложнее, чем заново оценить уже новую ситуацию. Такие оценки надо использовать для коррекции работы самого алгоритма, для управления УОЗ в дальнейшем. «Хотели как лучше, а получилось как всегда» (с) – это как раз описание системы, работающей не только без обратной связи, но еще и без адекватной оценки текущей ситуации. Поэтому представляется, что главнейшим вопросом для выбора оптимального УОЗ является достаточность и полнота сведений, необходимых для адекватной оценки состояния двигателя и динамики движения.
2. Вопросы из п.1 сводятся как бы к простым, на которые давно даны убедительные ответы – миллионы машин гудят вокруг. Что от чего зависит конкретно и в какой степени – как бы надежно установлено. Поэтому «новых» соображений в этом смысле в разработанном алгоритме нет. Но уточнений по поводу адекватности сигналов, используемых от датчиков, тем независимым переменным, которым они якобы соответствуют – много, мне представляется, что они будут интересны для многих участников форума.
3. В предлагаемом алгоритме выбор УОЗ определяется а) динамикой движения КВ – «графиком движения», б) конечным положением КВ, в котором ТВС должна сгореть и в) временем, необходимым для сгорания порции ТВС, находящейся в цилиндре.
4. Динамика движения КВ и конечное положение КВ, в котором ТВС должна сгореть – тут как бы понятно, о чем речь и как примерно все можно измерить или задать заранее. Если считать, что мы умеем определять время, требующееся для сгорания порции ТВС, находящейся над поршнем, то надо согласиться с тем, что для оценки УОЗ больше ничего не требуется.
5. Понятно, что измеренные значения угловой скорости относятся к событиям уже произошедшим, непосредственно до УОЗ, а сама оценка УОЗ выглядит как прогноз дальнейших событий. О самой идее прогнозов можно сказать следующее. Даже не ахти как нормально работающий двигатель, не говоря уж о действительно нормально работающем, легко реагирует на изменение количества ТВС, поступающей в цилиндр при изменении положения тапки, без всякой подстройки УОЗ, связанной с изменением количества ТВС. Реакция двигателя – в изменениях текущей угловой скорости КВ. Если мы отслеживаем за угловой скоростью, то УОЗ для изменившихся условий можно изменить уже для цилиндра, в котором ТВС в это время только еще в стадии сжатия. В алгоритме используется оценка УОЗ для вновь создавшейся ситуации, как прогноз УОЗ, а не коррекция предыдущего значения УОЗ. Предполагается, что сжимаемая порция ТВС по количеству и составу совпадает с только что сгоревшей порцией.
6. Оценки времени, требующегося для сгорания ТВС, отыскиваются на основе энергетических соображений по текущей угловой скорости КВ. Формулы для оценки времени сгорания и УОЗ содержат несколько коэффициентов, связывающих реальные характеристики двигателя, бензина, и температур с используемыми в формулах переменными.
7. Те же самые энергетические соображения можно использовать и для оценки «оптимальности» выбранных УОЗ, то есть оптимизировать на ходу упомянутые коэффициенты. Представляется, что подбор нескольких коэффициентов-параметров сделать проще, чем оптимизировать двухмерную карту УОЗ под конкретный двигатель. При этом без использования специальных стендов появится возможность ориентироваться не только на свои личные ощущения.
8. Те же самые энергетические соображения можно использовать и для оценки относительной эффективности работы отдельных цилиндров двигателя, то есть для целей диагностики и выполнения своевременного ремонта.
9. Главными отличиями предлагаемого алгоритма (надеюсь, что он будет реализован, и тогда предполагаемые пока отличия будут реальными) являются: оперативный подбор параметров алгоритма, не требующий многократных «заездов» с целью набора данных (обращение к встроенной подпрограмме подбора параметров); по идее, алгоритм должен обеспечить достаточно эффективное управление УОЗ в динамичном режиме, когда значительно изменяются скорость, нагрузка, наполнение и т.д.
Планирую постепенно изложить алгоритм. Обсуждение алгоритма может выявить и устранить ошибки или промахи, если они обнаружатся, и понять, представляет ли он интерес для практической реализации.
Буду рад активности всех участников обсуждения.
Добавлено через 6 часов 54 минуты 26 секунд
Часть 2.
Угловое положение КВ, при котором ТВС должна сгореть полностью.
В связи с тем что угловое положение КВ, когда достигается максимальный крутящий момент, достаточно ярко выражено, многократно встречались высказывания, что желательно достигать максимума давления над поршнем в области углов, совпадающей с максимумом крутящего момента, а не в области ВМТ. Для того чтобы дать оценку конкретному двигателю в отношении крутящего момента, рассчитал «идеальный» крутящий момент в предположении постоянного давления над поршнем. В этом случае угловое положение максимума не зависит от того, когда возникает максимум давления над поршнем (давление постоянно, его можно принять за единицу) и определяется только геометрией двигателя – соотношением размеров шатун – поршень – КВ и степенью сжатия. Реальный крутящий момент можно представить как произведение функции реального давления над поршнем в зависимости от угла, на функцию идеального крутящего момента. В связи с тем, что реальное давление всегда спадает по мере движения поршня от ВМТ, максимум реального крутящего момента сдвигается ближе к ВМТ. Умышленный сдвиг максимума давления в сторону более поздних углов от ВМТ приводит, естественно, к увеличению реального крутящего момента в максимуме, но одновременно уменьшает крутящий момент в области до максимума. С другой стороны, «итог деятельности» двигателя – увеличение угловой скорости КВ, определяется интегралом от величины крутящего момента по времени, или, иначе говоря – очень большой, но кратковременный крутящий момент может и не привести к желаемому результату. Кроме того, расчеты показывают, что основная масса ТВС сгорает в самом конце процесса горения, что приводит к быстрому, экспоненциальному росту давления над поршнем. Фактически это означает, что при умышленном сдвиге пика давления в область максимума идеального крутящего момента, мы значительно уменьшаем интервал времени, на протяжении которого действует крутящий момент. Особенно наглядно это видно на малых оборотах, когда полному времени сгорания порции ТВС соответствует угол поворота КВ всего 3-4 градуса. Если, например, максимум идеального крутящего момента расположен в области 24-26 градусов, то как-то никто и не делает целенаправленно УОЗ на малых оборотах 20-23 градуса после ВМТ. В целом, мое мнение на основе различных оценок и рассуждений заключается в том, что ТВС должна сгорать полностью в положении КВ примерно «несколько градусов позже ВМТ». В конце концов я остановился на выборе в качестве такого положения КВ – то положение, в котором он имеет минимальную угловую скорость. Таким образом, в алгоритме появился параметр φ мин скор – угловое положение минимума скорости КВ, и УОЗ рассчитывается всегда для этого положения. Тем не менее, представляется логичным сдвигать вычисленный УОЗ в сторону «позже» на угол, пропорциональный средней угловой скорости КВ и углу между минимумом угловой скорости и максимумом идеального крутящего момента. Например, на оборотах ХХ сдвиг равен нулю, а на 6000 – 24-26 градусов, в зависимости от двигателя. При больших УОЗ давление над поршнем повышается достаточно значительно за 15..25 град до ВМТ и пропорциональный сдвиг в область максимума крутящего момента представляется логичным. Эту поправку к УОЗ можно записать примерно так:
(2.1) φ поправка Кр Мом = ( φ мах Кр Мом – φ мин скор ) * ω ср / ( ωмах - ωмах ),
- поправка уменьшает УОЗ. Здесь
φ мах Кр Мом – угол максимально возможного крутящего момента при постоянном давлении, зависит от конкретного двигателя
φ мин скор – угловое положение минимума угловой скорости КВ,
ω ср - средняя текущая скорость КВ,
ωмах – максимальная угловая скорость КВ,
ωмин – минимальная угловая скорость КВ, начиная с которой имеет смысл вводить поправку.
В целом поправку имеет смысл вводить, когда рассчитанный УОЗ раза в 3-4 и более превышает угол от ВМТ до положения с минимальной скоростью – это опять же из соображений по поводу крутящего момента. По смыслу поправка как бы эквивалентна уменьшению УОЗ на больших оборотах на традиционных графиках УОЗ – обороты.
Итак, по второй части:
- процесс горения ТВС – от УОЗ до положения КВ с минимальной угловой скоростью,
- имеет смысл делать сдвиг максимума давления над поршнем в область максимального возможного крутящего момента, сдвиг – пропорционален угловой скорости и вводится, если УОЗ больше угла минимальной скорости в 3-4 раза.
угловое положение минимума угловой скорости КВ
вот это главная проблема, т.к. выделить это положение не представляется возможным. И подобное уже обсуждалось, но с существующим датчиком положения коленвала это практически неосуществимо, а уж на ДХ и совсем невозможно!
да и вообще - получить мгновенную скорость вращения не получится (если только не поставить высокоточный датчик угловых перемещений)...
Интересную тему ты копать начал, но меня терзают смутные сомнения - ДВС известен более столетия и в плане теории не изобретаешь ли ты велосипед? ИМХО на эту тему не одна диссертация написана.
Второй момент. Оперируя такими вещами, как мгновенная скорость/ускорение/момент, вспоминаешь ли, что выделять их в чистом виде пока еще не научились - нет того рычага, чтобы мир крутить. Т.е. без достоверной первичной информации можно цифири в компе крутить до посинения и без результата.
С наилучшими пожеланиями.
ЗЫ. Второй раз... Чуть опаздываю, встал видимо позже :)
Видимо под такое управление ДВС должен быть спроектирован специально, например эластичная посадка маховика на КВ поможет по разности фаз что-то определить. Мы же тут можем только лепить примочки на то, что уже имеем :(
Интересную тему ты копать начал, но меня терзают смутные сомнения - ДВС известен более столетия и в плане теории не изобретаешь ли ты велосипед? ИМХО на эту тему не одна диссертация написана.
Второй момент. Оперируя такими вещами, как мгновенная скорость/ускорение/момент, вспоминаешь ли, что выделять их в чистом виде пока еще не научились - нет того рычага, чтобы мир крутить. Т.е. без достоверной первичной информации можно цифири в компе крутить до посинения и без результата.
С наилучшими пожеланиями.
ЗЫ. Второй раз... Чуть опаздываю, встал видимо позже :)
Видимо под такое управление ДВС должен быть спроектирован специально, например эластичная посадка маховика на КВ поможет по разности фаз что-то определить. Мы же тут можем только лепить примочки на то, что уже имеем :(
датчик ускорения лепится примерно так
шарик в маховике и две пружинки по окружности маховика
ну и сам датчик перемещения шарика
шарик напр. магнитик, сенсор - катушка, или датчик угловых перемещений
сложность в том, как передать сигнал без проводов и питать сенсор
при ускорениях шарик перемещается в ту или другую сторону пропорционально ускорению
скорее всего такой датчик существует
идея простая, значит есть тех решение
эластичный маховие в сравнении с неподвижным маховиком - это тех реализация этой идеи
POKKAHOH
01.06.2007, 13:06
Реакция двигателя – в изменениях текущей угловой скорости КВ. Если мы отслеживаем за угловой скоростью, то УОЗ для изменившихся условий можно изменить уже для цилиндра, в котором ТВС в это время только еще в стадии сжатия.
Это косвенный метод измерения. Собственно, сейчас его и используют для настройки МПСЗ (варианты названия попомер, определение УОЗ по ускорению коленвала)
В алгоритме используется оценка УОЗ для вновь создавшейся ситуации, как прогноз УОЗ, а не коррекция предыдущего значения УОЗ.
Кстати, обычный прерыватель-распределитель тоже корректирует УОЗ для последующих цилиндров, а не для текущего.
Угловое положение КВ, при котором ТВС должна сгореть полностью.
Давно определено и составляет 5-10 градусов после ВМТ. Вопрос в том как этот момент отловить для робота. Пока есть косвенные методики.
Для того чтобы дать оценку конкретному двигателю в отношении крутящего момента, рассчитал «идеальный» крутящий момент в предположении постоянного давления над поршнем.
Рабочий ход изобарой не описывается... там адиабата... неверное предположение.
Вот справка
"В 1824 году французский инженер С. Карно рассмотрел круговой процесс, состоящий из двух изотерм и двух адиабат... на адиабатическом участке газ продолжает расширяться в отсутствие теплообмена и совершает работу. Температура газа падает ...
Как следует из первого закона термодинамики, работа (при адиабатическом расширении или сжатии) равна убыли его внутренней энергии. Для 1 моля газа A = –CV(T2 – T1), где T1 и T2 – начальная и конечная температуры газа."
Реальный крутящий момент можно представить как произведение функции реального давления над поршнем в зависимости от угла, на функцию идеального крутящего момента.
Не понял... М=Р*М??? по-моему, ерунда получается... момент умножить на давление ну никак момент не получишь...
С другой стороны, «итог деятельности» двигателя – увеличение угловой скорости КВ, определяется интегралом от величины крутящего момента по времени, или, иначе говоря – очень большой, но кратковременный крутящий момент может и не привести к желаемому результату.
Не забудьте инерционность двигателя и влияние дорожных условий. Кстати, один из недостатков текущей методики - невозможность повторения условий эксперимента (фура мимо прорехала, порывы ветра, руление и т.д.), т.е. два заезда даже по одному и тому же маршруту всегда отличаются.
Кроме того, расчеты показывают, что основная масса ТВС сгорает в самом конце процесса горения, что приводит к быстрому, экспоненциальному росту давления над поршнем.
Максимум давления достигается в 10-15 градусах после ВМТ
[/QUOTE] Эту поправку к УОЗ можно записать примерно так: (2.1) φ поправка Кр Мом = ( φ мах Кр Мом – φ мин скор ) * ω ср / ( ωмах - ωмах )[/QUOTE]
Из рассуждений следует, что φ мах Кр Мом и φ мин скор это заранее известные величины, таким образом приходим к описанию стандартного центробежного регулятора y=kx+b ;) кстати
( ωмах - ωмах ) равно нулю... т.е. поправка получается равна бесконечности... :angel:
РЕЗЮМЕ. (если кого-то инетерсует)
Весьма сумбурно изложены мысли. Реально подбирать УОЗ (калибровка МПСЗ) можно только при анализе нескольких оборотов КВ (что неоднократно говорилось Leon`ом, Hosemarkus`ом, deus`ом, а до них реализовано zhpaul :lol: ). Анализ одного рабочего хода приведет к тому, что система автоматического регулирования без обратной связи просто пойдет вразнос.
да и вообще - получить мгновенную скорость вращения не получится (если только не поставить высокоточный датчик угловых перемещений)...
Начну с пояснения исходных позиций.
Вопрос о том, какие датчики потребуются, с какими характеристиками и другие подобные вопросы, связанные с реализацией алгоритма – для меня на первом месте. Будем планировать применять датчики без экзотики, типа с разрешением в 3 минуты, но и не все подряд, что под руку попадут. ДХ не подходит.
Все что мы можем как-то измерить – измеряется с погрешностью, а требования к погрешностям определяются целями, задачами, которые мы перед собой ставим. В этом смысле использование высокоточного датчика угловых перемещений никак не приближает нас к возможности получить сведения о мгновенной скорости вращения, потому что ничего не сказано о погрешности, с которой надо знать эту мгновенную скорость. В алгоритме мы все оценим, что и с какой погрешностью надо измерять, тогда и посмотрим – устраивает нас ДПКВ или нет. На сей момент могу сказать, что предварительные оценки показывают приемлемость измерения текущей скорости как отношение угла 6 градусов к времени поворота КВ на эти самые 6 град, то есть ДПКВ и шкив 60-2 потенциально подходят. Кроме того сигнал индуктивного датчика можно обрабатывать и по-другому и вполне уверенно говорить о 3-х градусах того же датчика. И, кстати, в своем тексте я ни разу не упомянул о мгновенной скорости, как о теоретически абстрактном понятии. Речь идет о текущей угловой скорости, как об экспериментально измеряемой величине, со всеми, как говорится, вытекающими.
И подобное уже обсуждалось, но с существующим датчиком положения коленвала это практически неосуществимо
Достаточно внимательно изучил материалы обсуждения – много интересного. Понятно, что если бы со всем согласился – мне нечего было бы добавить. Можно сказать, что все доводы, которые приводились, не убеждают в невозможности измерений угловой скорости с нужной погрешностью. Наоборот, экспериментальные записи оборотов содержат большое количество данных – достаточно посмотреть данные LeoN’а, обработанные Максом, посмотреть графики hosemarkus’а. Не понятно, что именно не осуществимо? Мешает большая погрешность? Тогда надо попытаться понять, какая нас устроит и как собственно будут использоваться результаты измерений, для каких целей. На графиках просматривается систематическая погрешность датчика, для индуктивных датчиков многое известно, есть и способы коррекции, учета такой погрешности. Обнаруживаются погрешности, связанные скорее всего с относительно малой жесткостью крепления датчика к корпусу – это тоже решаемый вопрос. Обнаруживаются и погрешности, связанные со шкивом 60-2, они тоже систематические, то есть и их тоже можно учесть. И т.д. – многое видно. Кроме такого подхода – учета существующих погрешностей, можно поискать и другие схемные решения по обработке сигнала ДПКВ.
Павел, я так понимаю, что на сей момент нет убедительных доводов в практической не осуществимости. Есть мнения, которые надо учитывать и прорабатывать, потому что они взяты не с потолка и являются результатом проделанной работы. Как раз в них и могут содержаться вопросы, на которые надо ответить. Думаю, что «отрицательные» мнения связаны с представлениями о решении задачи «в лоб»: измерим скорость, продифференцируем – получим ускорение, потом найдем максимум этого ускорения, понятно, для этого опять надо дифференцировать. Исходя из этого делаются оценки погрешностей конечного результата и такие оценки оказываются не обнадеживающими. Решение задачи «в лоб» - скорее всего «ложный след», искусно и целенаправленно поддерживаемый Михайловым много лет и связанный с его датчиком. Я не знаю алгоритма работы БЗМ, могу только догадываться, как и многие другие. Поэтому лучше сделать свой алгоритм, в котором все ошибки могут быть видны всем и которые потому могут быть исправлены, чем идти по ложному следу не известно куда.
выделить это положение не представляется возможным.
Что касается углового положения минимума угловой скорости КВ, то оно практически однозначно определяется конструкцией двигателя и при его нормальной работе расположено в нескольких градусах после ВМТ. Это положение зависит, но не очень значительно, от количества сгорающей ТВС и нагрузки. Зависит, конечно, и от УОЗ, если УОЗ «выдавать» как попало, как случайные числа. Угловая скорость вблизи минимума изменяется очень мало, ускорение равно нулю. Поэтому «не попадание» измерительного углового интервала 6 градусов (если уж точно, то центра этого углового интервала), в этот минимум – будет тоже источником погрешности измерения скорости, но сама скорость мало меняется. Понятно, что если бы имелся инструмент с меньшими погрешностями за ту же цену – было бы лучше, поэтому определимся сначала, чем нас собственно не устраивает ДПКВ. Но о 3-х градусах с ДПКВ+60-2 – немного позже.
В предлагаемом алгоритме мы не будем отыскивать положение максимума ускорений. Нам потребуются значения угловой скорости, измеренные в характерных положениях КВ.
Интересную тему ты копать начал, но меня терзают смутные сомнения - ДВС известен более столетия и в плане теории не изобретаешь ли ты велосипед? ИМХО на эту тему не одна диссертация написана.
Согласен, что изобретать теорию ДВС – это действительно было бы похоже на возню с велосипедом, и в моих планах этого нет. Главное в том, что ДВС – уже есть, в каждой машине, уже работает, и я не планировал вовлечь кого-то в переделки ДВС, а тем более вносить отсебятину в теорию ДВС. В этом смысле мы «ничего не можем». Другое дело – попытаться сделать алгоритм управления ДВС, опираясь на внешние проявления самого процесса, на факты, на хорошо установленные зависимости, в том числе и теоретические. Предлагаю не терзаться сомнениями, хотя для меня лично сомнения часто являются мощнейшим стимулом что-то продумать. Давайте обсуждать…
Второй момент. Оперируя такими вещами, как мгновенная скорость/ускорение/момент, вспоминаешь ли, что выделять их в чистом виде пока еще не научились - нет того рычага, чтобы мир крутить.
Трибун, думаю что мои пояснения чуть выше дают и тебе представление о том, вспоминаю ли я.
Т.е. без достоверной первичной информации можно цифири в компе крутить до посинения и без результата.
- это да. Есть только одна особенность: знать, для чего крутить. Я не сторонник крутить цифирь до посинения, но знаю из литературы, что есть методы крутить не то что до посинения, а до перебора всех вариантов. Мне такое не нравится. Я кручу чтобы определить достоверность данных, уровень шума, что в этих данных является характеристикой измерительного прибора, а что – характеристикой изучаемого объекта.
Видимо под такое управление ДВС должен быть спроектирован специально, например эластичная посадка маховика на КВ поможет по разности фаз что-то определить. Мы же тут можем только лепить примочки на то, что уже имеем
Трибун, давай остановимся на алгоритме УОЗ – под имеющиеся ДВС. Но так, чтобы без фантазийных затей алгоритм можно было реализовать, например в МПСЗ.
Добавлено через 4 минуты 58 секунд
датчик ускорения лепится примерно так
шарик в маховике и две пружинки по окружности маховика
ну и сам датчик перемещения шарика
- такой датчик уже есть, в штатном механическом трамблере без ВР. Поворотная пластина – неподвижна при постоянной угловой скорости КВ и движется при наличии ускорения, направление движения – знак ускорения. Заменить грузики на шарик – можно, только грабли – те же. Пружина и груз – колебательная система с собственной резонансной частотой, демпфера колебаний никто вроде бы и не ставил, так как это явно увеличит и без того большую инерционность. Собственные колебания этой системы и инерционность – главная беда механического трамблера, не говоря уж о трении, старении, люфтах и долговечности смазки…
genmih пишет: Реакция двигателя – в изменениях текущей угловой скорости КВ. Если мы отслеживаем за угловой скоростью, то УОЗ для изменившихся условий можно изменить уже для цилиндра, в котором ТВС в это время только еще в стадии сжатия.
Это косвенный метод измерения. Собственно, сейчас его и используют для настройки МПСЗ (варианты названия попомер, определение УОЗ по ускорению коленвала)
- тут я не очень понял вопрос. Косвенный метод измерения – чего? Главное, на что хотел обратить внимание в этом месте – на то, что именно изменения угловой скорости КВ наиболее точно и адекватно отображают реакцию двигателя на изменения условий: подачу ТВС, наклон дороги и т.д. В том смысле, что вряд ли найдется еще такой датчик, который учитывал бы все тонкости всего и вся, что происходит вокруг. Особенность в том, что именно с учетом всех изменений скорости, какие только есть, как раз и надо выбрать УОЗ. Я говорю о скорости, а не об ускорениях КВ. Угловая скорость – функция времени, время идет, скорость меняется. Вчера была одна скорость, сегодня – другая. Для алгоритма важно – какая скорость была в конкретных, заданных угловых положениях КВ.
На вопросы, замечания, предложения, которые дальше – обязательно отвечу, но чуть позже…
genmih,
В принципе я тоже считаю данную затею осуществимой.
Хочу напомнить, что для нахождения максимума ускорения не обязательно дифференцировать
функцию, а для трудно дифференцируемых функций просто находят точку перегиба сравнивая соседние значения.
"дайте мне датчик и я оптимизирую что угодно ..." (с)
Кстати, обычный прерыватель-распределитель тоже корректирует УОЗ для последующих цилиндров, а не для текущего.
- уже говорил, что каких-либо возможностей влияния на процесс горения ТВС уже после поджига ТВС - нет, как и нет возможности оперативно влиять на динамику движения в пределах времени горения ТВС. Предлагаемый алгоритм как раз не «тоже корректирует» УОЗ, а определяет заново УОЗ по ситуации в интервале времени рабочего хода, то есть от ВМТ до НМТ. В обсуждении желательно однозначно понимать друг друга, и я поясню, как я понимаю «предыдущий – текущий – последующие цилиндры». Одновременно с рабочим ходом в одном из цилиндров идет процесс сжатия ТВС в другом, для него нам надо определить УОЗ и в соответствующий момент выдать искру. Два разных процесса, в разных цилиндрах, но происходят одновременно, оба цилиндра – текущие, только в одном ТВС либо уже сгорела либо догорает, а в другом –сжимается. Последствия горения ТВС мы можем только наблюдать, наблюдая за движением КВ и на основе этих наблюдений – выдать искру для очередного текущего цилиндра. В связи с динамичностью всех событий и процессов как бы и нет оснований для усреднения этой динамики по предыдущим нескольким цилиндрам, для того чтобы определить УОЗ для текущего, иначе – для чего тогда определять «тонкости» в движениях КВ – достаточно пользоваться средними значениями. Механический трамблер – инерционный механизм, он как раз усредняет. Это еще – полбеды, главная беда в том, что он вносит в УОЗ, мягко говоря, ничем не оправданные поправки, связанные с тем, что механика является колебательной системой с собственным резонансом. Эти «поправки» малы в стационарном движении с постоянной средней скоростью (собственные колебания - затухли), но велики и «не впопад» как раз в самые ответственные моменты – в динамике, во время набора скорости.
Что касается последующих цилиндров – понятно, подойдет их очередь и УОЗ определим и для них, как для очередного текущего.
Далее, угловое положение КВ, при котором ТВС должна сгореть полностью…
Давно определено и составляет 5-10 градусов после ВМТ. Вопрос в том как этот момент отловить для робота. Пока есть косвенные методики.
- это хорошо, что давно определено и известно. В моем алгоритме это почти главная опорная точка. Почти – потому что и это положение 5-10 градусов – по-моему зависит от оборотов в связи с разным характером изменения давления от угла (при сгорании ТВС). Соображения по этому поводу изложил в Части 2 алгоритма. «Как этот момент отловить» - изложу в Части 3. А вот по поводу косвенных методик – Рокканон, чуть поподробнее можно изложить?
Рабочий ход изобарой не описывается... там адиабата... неверное предположение.
Вот справка
- спасибо за справку… Но тут имеется в виду гораздо более простая задача: в ДВС поршень, шатун, КВ, степень сжатия. Понятно, что есть такое положение КВ, когда при одинаковом давлении над поршнем крутящий момент будет наибольшим. В положении ВМТ и НМТ – явно нулевой. Вот и подсчитал, назвал (понимаю, что это несколько нагловато – давать какие-то определения «от себя» в такой развитой науке и обширной практике; вероятно, определения для ситуации уже есть) «идеальным» крутящим моментом. Поскольку в такой зависимости идеального момента от углового положения КВ – давление постоянно, такая зависимость отображает только геометрию двигателя, то есть зависит от соотношений размеров шатуна, КВ, диаметра поршня и степени сжатия. Крутящий момент можно записать как произведение двух функций: – собственно функции давления от угла КВ, а вторая функция – производная по углу от объема над поршнем, в которую кроме перечисленных геометрических размеров ничего и не входит. Так сказать, «геометрическая» часть функции крутящего момента от угла КВ. Последняя является для данного двигателя всегда одной и той же.
Не понял... М=Р*М??? по-моему, ерунда получается... момент умножить на давление ну никак момент не получишь...
- тут ты прав, POKKAHOH,
в своем изложении – я согласен, выразился явно не корректно. Сейчас исправим. Реальный крутящий момент можно представить как произведение функции реального давления над поршнем в зависимости от угла, на производную по углу от объема над поршнем. Поскольку я действительно именно это имел в виду, и именно это использовал в расчетах, то выводы и следствия остаются без изменений.
Не забудьте инерционность двигателя и влияние дорожных условий. Кстати, один из недостатков текущей методики - невозможность повторения условий эксперимента (фура мимо прорехала, порывы ветра, руление и т.д.), т.е. два заезда даже по одному и тому же маршруту всегда отличаются.
- в алгоритме как раз учитывается реальное поведение КВ, которое все учитывает – и дорогу и порывы ветра и встречную фуру. Наша задача – использовать сведения о вращении КВ для оперативного управления УОЗ. Представляется достаточно очевидным, что КВ реагирует на все, что мы хотели бы учесть, совершенно адекватно.
кстати
( ωмах - ωмах ) равно нулю... т.е. поправка получается равна бесконечности...
- «очепятка», должно быть, ( ω мах – ω мin ), в расшифровке обозначений все записано правильно.
Из рассуждений следует, что φ мах Кр Мом и φ мин скор это заранее известные величины, таким образом приходим к описанию стандартного центробежного регулятора y=kx+b
- в смысле линейной зависимости от скорости – да, линейная зависимость. Только это поправка на сдвиг в сторону позже, поэтому отдельно от всего остального поправка могла бы выглядеть как y = – kx + b
РЕЗЮМЕ. (если кого-то инетерсует)
Весьма сумбурно изложены мысли.
Может быть, может. Со стороны – виднее.Анализ одного рабочего хода приведет к тому, что система автоматического регулирования без обратной связи просто пойдет вразнос.
- а какие для этого доводы или причины? Уже говорил, что управление УОЗ трудно отнести вообще к системе управления с обратной связью, что бы мы не делали или как бы это управление не называли. Просто потому, что после искрообразования мы никак не можем воздействовать и тем самым скорректировать процесс, как это происходит в системах с обратной связью, а можем только пассивно пронаблюдать, что из этого получилось. Поэтому оценка создавшейся ситуации и выбор на основе оценки УОЗ для текущего цилиндра – выполняется во всех алгоритмах. Только везде по-разному. Трамблер делает это по-своему, БЗМ – на основе тайн великого шамана, в МПСЗ – свой алгоритм, я предлагаю свой и т.д. Что касается усреднений результатов работы предыдущих цилиндров для использования усредненных данных для управления УОЗ, то можно сказать, что вызвано это только не адекватностью сигналов с датчиков для текущей ситуации, поэтому и приходится вносить поправки по «предистории», а также по результатам большого экспериментального материала. То есть – если ситуация складывается сейчас вот так, то поправки к УОЗ на основе текущих сигналов – должны быть вот такими… Не адекватность сигналов ситуации – хорошо понимаема, потому и оправданы усреднения и поправки. В предлагаемом алгоритме будем использовать в качестве наиболее адекватного датчика – сам КВ, задача алгоритма – выбрать наиболее характерные моменты в поведении КВ и использовать. В мирных целях…
Добавлено через 28 минут 44 секунды
В принципе я тоже считаю данную затею осуществимой.
Хочу напомнить, что для нахождения максимума ускорения не обязательно дифференцировать
функцию, а для трудно дифференцируемых функций просто находят точку перегиба сравнивая соседние значения.
- я начинал с вопроса – надо ли вообще знать положение максимума углового ускорения КВ. Очень скоро выяснилось, что знать – достаточно полезно, но использовать с толком можно только на малых оборотах, когда зависимость этого самого положения от УОЗ достаточно неплохо выражена. При увеличении оборотов – все меняется, положение максимума мало зависит от УОЗ – зависимость обнаруживается только при грубых ошибках в выборе УОЗ. Потому вопросы дифференцирования или поиска положения максимума – зачем, для чего? В предлагаемом алгоритме другой подход.
POKKAHOH
04.06.2007, 16:07
Понятно, что есть такое положение КВ, когда при одинаковом давлении над поршнем крутящий момент будет наибольшим.
угу... 90 гардусов по коленвалу... максимальное плечо приложения силы... (давление Вами приянто за постоянную величину)
По поводу "разноса" системы... спорить не буду, может быть, все будет и великолепно. Но есть гаденькое подозрение (на основании ранних экспериментов с МПСЗ), что в пределах одного полуоборота коленвала слишком мало информации для адекватного регулирования.
угу... 90 гардусов по коленвалу... максимальное плечо приложения силы... (давление Вами приянто за постоянную величину)
- вовсе не 90, а гораздо меньше, как этот не покажется странным. Геометрия там. Если есть интерес, то я могу привести сведения о расчетах более подробные. Просто считал, что это как бы известно…
Но есть гаденькое подозрение (на основании ранних экспериментов с МПСЗ), что в пределах одного полуоборота коленвала слишком мало информации для адекватного регулирования.
О подозрениях – как и о сомнениях, если можно, поподробнее. Чего там не хватает, каких данных? Потому что вполне может быть и так, что-то я упустил. Тут сомнения о малости данных, если такие сомнения хотя бы ощущаются – источник размышлений. Если можно, то – поподробнее…
Добавлено через 19 минут 20 секунд
Пока нет вопросов, замечаний:
Часть 3.
Механика: угловые скорости, ускорения, УОЗ и время сгорания ТВС.
Во второй половине рабочего хода (100 – 130 градусов после ВМТ) возникает ситуация, когда крутящий момент, развиваемый двигателем (считаем положительным), равен крутящему моменту противоположенного направления, развиваемого нагрузкой. В это время угловая скорость – максимальна, а угловое ускорение КВ равно нулю. При дальнейшем вращении КВ положительный момент уменьшается с увеличением от угла φ поворота КВ и становится намного меньше момента, развиваемого нагрузкой. Можно считать, что начиная с некоторого положения КВ угловая скорость КВ изменяется только за счет действия нагрузки. Предположение первое: будем считать, что нагрузка на двигатель постоянная (по крайней мере, в пределах текущего полуоборота КВ), то есть не зависит от угла поворота КВ. Предполагать более сложную зависимость нагрузки от угла – можно, конечно, но очевидных оснований для этого нет. Пусть до момента искрообразования измерили текущую угловую скорость КВ ω(φ) и угловое ускорение КВ А ω , например, в положении КВ 45 град до ВМТ. Таким образом, в интервале углов примерно от 45 градусов до ВМТ и далее до нескольких градусов после ВМТ (практически до минимума угловой скорости КВ), угловая скорость КВ изменяется линейно в зависимости от времени:
(3.1) ω (t) = ω 45 + А ω * t,
и достигает минимума в положении несколько градусов после ВМТ. Угловое положение КВ, если его отсчитывать, как это принято, от ВМТ (углы до ВМТ - положительные) в зависимости от времени
(3.2) φ (t) = 45 – ω 45 * t – А ω * t2 /2 .
Здесь для удобства вычислений выбрали начало отсчета времени ( t = 0 ) в положении КВ 45 град до ВМТ, а угловые положения КВ и его скорости выражены через скорость ω 45 и ускорение А ω . Понятно, что угловое положение КВ, равное 45 град до ВМТ, выбрано пока условно. Смысл в том, чтобы выполнить все необходимые измерения до момента искрообразования и как можно ближе к этому моменту. Понятно, что для конкретного двигателя и ТВС это угловое положение можно выбрать более-менее оптимально. Например, если известно, что для данного двигателя и ТВС не имеет смысла делать УОЗ более скольких-то градусов.
Минимальная угловая скорость КВ:
(3.3) ωmin = ω45 + Aω * t ω min ,
здесь t ω min – интервал времени, в течение которого КВ поворачивается от 45 градусов до ВМТ до положения с минимальной угловой скоростью. С другой стороны, для записи этой же скорости в минимуме можно использовать угол поворота КВ, а не время:
(3.4) ωmin = корень (ω45 2 + 2Aω * φот 45 до мин скор ).
Здесь (и везде в дальнейшем) корень квадратный из выражения в скобках обозначил словом «корень».
Точно таким же образом можно определить эту же минимальную скорость через скорость КВ, когда он занимает положение УОЗ:
(3.5) ωmin = ωУОЗ + Aω * tот УОЗ до мин скор ,
здесь ускорение Aω – то же самое, которое определено в области углов 45 градусов – предположили, что оно постоянно и определяется нагрузкой.
Будем считать, что ТВС должна полностью сгореть за время поворота КВ от УОЗ до достижения КВ минимальной скорости, которая наблюдается чуть позже ВМТ.
Обозначим время полного сгорания порции ТВС, находящейся над поршнем, как ТТВС. В рамках этой части рассмотрения алгоритма будем считать, что нам известно время сгорания ТВС:
(3.6) ТТВС = tот УОЗ до мин скор ,
тогда
(3.7) ωУОЗ = ωmin – ТТВС * Aω ,
и, учитывая (3.4), получаем
(3.8) ωУОЗ = корень (ω45 2 + 2Aω * φот 45 до мин скор ) – ТТВС * Aω ,
Далее, аналогично,
(3.9) ωУОЗ = ω45 + tот 45 до УОЗ * Aω = корень (ω45 2 + 2Aω * φот 45 до УОЗ ) = корень (ω45 2 + 2Aω * (45 – УОЗ)) =
= корень (ω45 2 + 2Aω * φот 45 до мин скор ) – ТТВС * Aω ,
Отсюда
ω45 2 +2Aω*(45–УОЗ)=ω45 2 +2Aω *φот 45 до мин скор – 2*ТТВС*Aω *корень (ω45 2 + 2Aω*φот 45 до мин скор)+(ТТВС)2 * Aω2 ,
или:
(3.10) (45 – УОЗ) = φот 45 до мин скор – ТТВС*корень (ω45 2 + 2Aω* φот 45 до мин скор ) + 0.5(ТТВС)2 * Aω ,
Теперь необходимо вспомнить добавку к УОЗ (формула 2.1), связанную с желанием сдвинуть пик давления в область максимума крутящего момента. В связи с допущенной ранее опечаткой напишу исправленную формулу (2.1):
(2.1) φ поправка Кр Мом = ( φ мах Кр Мом – φ мин скор ) * ω ср / ( ω мах – ω мin ),
Добавим эту поправку, учитывая, что она сдвигает УОЗ в сторону «позже»:
(3.11) (45–УОЗКрМом)=φот 45 до мин скор –ТТВС*корень (ω45 2 +2Aω* φот 45 до мин скор)+0.5(ТТВС)2 *Aω+φ поправка Кр Мом ,
или
(3.12) УОЗ=45–φот 45 до мин скор +ТТВС*корень (ω45 2 + 2Aω* φот 45 до мин скор)–0.5 (ТТВС)2 * Aω - φ поправка Кр Мом ,
Для практической реализации важно уравнение (3.11), в котором угол (45 – УОЗ) отсчитывается от положения 45 градусов до УОЗ. (Как только отсчитали угол (45–УОЗ) --> выдать сигнал зажигания). Уравнение (3.12) показывает, как зависит УОЗ от угловой скорости и ускорения КВ при известном времени ТТВС сгорания ТВС.
В уравнения входят скорости и ускорения КВ – это собственно и все, что может входить с точки зрения процесса движения. В целом, получается, что УОЗ выглядит как прогноз, на основе сведений о времени сгорания ТВС, угловой скорости и ускорении КВ, измеренных до УОЗ.
Уравнение (3.12) при нулевом ускорении – прямая, то есть УОЗ пропорционален оборотам до скоростей, когда начинаем вводить поправки-сдвиги. Увеличение нагрузки приводит к росту ускорения (отрицательное ускорение) и УОЗ уменьшается при той же скорости ω45 КВ. Как видно, нового ничего как бы и нет. Но надо отметить несколько моментов.
Изменение времени сгорания ТВС изменяет наклон этой зависимости, а вовсе не сдвигает параллельно самой себе, вверх-вниз. Это известно как бы достаточно давно, но тем не менее, рекомендации «довернуть трамблер» на некоторый угол при переходе на другой бензин, или использование октан корректоров, которые добавляют один и тот же угол ко всем точкам зависимости – широко используются. Отметим попутно, что такой же параллельный сдвиг зависимости, а не изменение наклона кривой, используется и в БЗМ, это видно из графиков зависимости УОЗ для разных бензинов, приводившийся автором БЗМ. Можно сказать так: рекомендации «довернуть трамблер» давались в прошлом веке, для вынужденных случаев не продолжительного использования бензина, не рекомендованного заводом (не менять же пружинки в трамблере для изменения угла наклона зависимости). Использование параллельного сдвига, как технического решения, никакого оправдания не имеет, параллельный сдвиг «доворотом» трамблера – вынужденная мера, с целью доехать до заправки…
Второй момент, который надо отметить. Обычно (традиционно, привычно) линейный участок зависимости УОЗ от оборотов записывают в виде
(3.13) УОЗ = a * ω ср + b,
и используют среднее значение угловой скорости ω ср . Из сравнения с (3.12) становится очевидным и понятным не адекватность средней угловой скорости КВ той текущей ситуации, для которой надо определить УОЗ. А наибольший интерес в текущей ситуации связан как раз с динамикой движения, когда текущая угловая скорость КВ изменяется в пределах полуоборота наиболее значительно. Из-за этого в традиционных алгоритмах к УОЗ, определенному по (3.13) по средней скорости за полуоборот или за целый оборот, приходится добавлять добавки, связанные с динамикой движения, исходя из различных соображений и используя сигналы датчиков, так или иначе связанных с динамикой движения.
Третий момент, который надо отметить. Результат определения УОЗ по предлагаемой формуле (3.12) связан с эффективностью работы двигателя (частично отображается в величине ω45 ) и текущей нагрузкой (опять же, ω45 и отрицательное ускорение Aω), определяемых непосредственно перед искрообразованием. То есть, получаем значения УОЗ для достаточно быстро меняющихся условий. Поэтому и сравнивать величину УОЗ, определенную по предлагаемому алгоритму, имеет смысл с только с величинами УОЗ, определенных другими алгоритмами для динамично изменяющихся условий. Сравнивать – я имею в виду с целью как-то определить, насколько успешно был выбран УОЗ по этому алгоритму.
Вопрос о том, как убедиться, что выбранный УОЗ – достаточно близок к оптимальному, является, на мой взгляд, не менее важным, чем сам по себе тот или иной алгоритм работы. В связи с этим, предлагаю использовать для оценки «успешности» выбора УОЗ соображения с «энергетической» точки зрения. Думаю, что это пригодится не только на время отладки, проверки, опробования алгоритма в целом, но и для оперативного подбора параметров алгоритма. Кроме того, к оценкам на основе личных ощущений добавятся оценки на основе доступных измерений. В дальнейшем, если вся эта затея пойдет нормально, формулы для оценки эффективности можно использовать для целей оперативной диагностики работы цилиндров. Так что в следующей части рассмотрим предлагаемый способ оценки эффективности работы отдельных цилиндров. По предварительным оценкам, он может быть использован и для уже реализованного в МПСЗ алгоритма…
- вижу, все индексы "съехали",
genmih,
Опечатался, положение максимума ускорения нам конечно мало важно,
важнее положение максимума скорости, то есть точка перегиба ускорения.
Возможно даже и не максимума скорости, а точки, где ускорение изменяется наиболее значительно
(пусть даже без смены знака) за 1 оборот КВ (или пол оборота для 4-х цилиндровых).
Добавлено через 3 минуты 40 секунд
А может все-таки лучше поставить датчик температуры на выпуск :)
тогда можно отловить момент окончания горения ТВС и подогнать его под открытие клапанов выпуска....
POKKAHOH
05.06.2007, 15:20
- вовсе не 90, а гораздо меньше, как этот не покажется странным. Геометрия там. Если есть интерес, то я могу привести сведения о расчетах более подробные. Просто считал, что это как бы известно…
при постоянном давлении (читай силе, т.к. площадь поршня постоянна) чем больше плечо, тем больше момент...
О подозрениях – ... поподробнее…
реальный лог записаный от МПСЗ это хаотичный набор точек (хоть по углу КВ хоть по УОЗ) потому на основании ОДНОГО измерения можно говорить о конкретном процессе, который как справедливо замечено - уже прошел... и сказать, что у Вас борода и усы на основании того, что у моего соседа они есть это то же самое ;) Нужна статистика т.е. усреднение и подсчет какого-то среднего значения (безусловно ошибочного в какой-то мере, т.к. мы прогнозируем то, чего еще нет)
Кстати, все (или почти все) корректировки используют программное интегрирование... (со слов автора)
Как только отсчитали угол (45–УОЗ) --> выдать сигнал зажигания).
так оно и работает :)
Уравнение (3.12) показывает, как зависит УОЗ от угловой скорости и ускорения КВ при известном времени ТТВС сгорания ТВС.
Именно, при известном, а оно может меняться... Карбюратор готовит смеси состава от 12:1 до 16:1 ... (могу ошибаться, попинайте)
В целом, получается, что УОЗ выглядит как прогноз, на основе сведений о времени сгорания ТВС, угловой скорости и ускорении КВ, измеренных до УОЗ.
О том и речь. Прогноз на основаниии механических характеристик, читай центробехный регулятор. Только нужно несколько точек перегиба (интересно почему? :blush: ). И желательно открытие дросселя учесть (это что-то вроде прогноза времени сгорания смеси ;) )
Увеличение нагрузки приводит к росту ускорения (отрицательное ускорение) и УОЗ уменьшается при той же скорости ω45 КВ.
Уменьшается или увеличивается? что-то запутался я... по логике рассуждения завершиться горение должно раньше после ВМТ (т.к. момент торможения от нагрузки больше)
Вопрос о том, как убедиться, что выбранный УОЗ – достаточно близок к оптимальному, является, на мой взгляд, не менее важным, чем сам по себе тот или иной алгоритм работы.
Вот она - абсолютная истина... можно просто задать жестко углы опережения, можно их прогнозировать, но как определить что они оптимальны?
Возвращаемся к косвенной методике оценки и субъективным ощущениям ;) Кстати, коррекция по ДД это что? на мой взгляд попытка учесть изменения параметров горения смеси на настроенных УОЗ.
POKKAHOH,
Оптимальный угол связан с ускорением КВ. Вспомним индикаторную диаграмму (давление в цилиндре в зависимости от угла). Я почти уверен, что положение максимального ускорения КВ будет совпадать с положением пика давления в цилиндре. Положение Желаемого пика давления в цилиндре нам тоже заранее известно (теоретически несколько градусов после ВМТ, сколько точно не помню). Остается регулировками УОЗ пытаться загнать положение макс. ускорения КВ в нужный сектор по углу поворота КВ.
При прямом регулировании, на каждый цикл мы будем делать солидную ошибку, т.е. если не учитывать предыдущую регулировку сохраненную в пространстве режимных точек f=УОЗ(ОБОРОТЫ, ДАД), то переходные режимы будут обрабатываться плохо.
POKKAHOH
05.06.2007, 17:07
Оптимальный угол связан с ускорением КВ.
Угу. И методика его оценки есть ;) УОЗ по ускорению. ;)
При прямом регулировании, на каждый цикл мы будем делать солидную ошибку, т.е. если не учитывать предыдущую регулировку сохраненную в пространстве режимных точек f=УОЗ(ОБОРОТЫ, ДАД), то переходные режимы будут обрабатываться плохо.
О том и речь. Нельзя один полуоборот считать.
положение максимума ускорения нам конечно мало важно,
важнее положение максимума скорости, то есть точка перегиба ускорения.
Возможно даже и не максимума скорости, а точки, где ускорение изменяется наиболее значительно
Тимофей, после того как я проанализировал зависимость максимума ускорения от выбора УОЗ, мне стало понятно, что при увеличении оборотов КВ положение максимума ускорения все в меньшей степени зависит от УОЗ (если УОЗ выбирается корректно, а не как попало). Связано это с тем, что с увеличением оборотов процесс увеличения давления над поршнем «растягивается» по углу, оставаясь примерно одинаковым во времени. В конце горения, на стадии «догорания ТВС» и на повышенных оборотах, в области углов после ВМТ давление падает за счет хода поршня и одновременно увеличивается за счет догорания ТВС. То есть создаются условия поддержания давления на каком-то уровне. Понятно, что никакого реального поддержания на каком-то уровне нет, все там меняется с изменением угла поворота КВ. Есть только тенденция к меньшему изменению давления в зависимости от углового положения КВ. В целом, угол поворота КВ, когда существует повышенное давление, увеличивается. Это приводит к тому, что сам по себе «пик давления» плохо выражен, он размазан (пик становится более плоским) хотя и существует. И если ставить задачу поиска положения максимума этого пика, то понятно, требования к погрешностям измерений возрастают очень и очень. Но главное – в другом. Изменение крутящего момента в зависимости от угла поворота КВ будет определяться в таком случае в основном не положением максимума давления, а геометрией двигателя – соотношением размеров шатуна, КВ, степенью сжатия. Таким образом связь максимума ускорения и УОЗ «теряется», становится плохо определенной. Это не только мой вывод, это подтверждено экспериментально в работе http://alexhobby.narod.ru/ , хотя сам автор (alexhobby) высказался несколько иначе. «По поводу Михайлова и его методы непосредственно оптимизировать по моменту (ускорению) на КВ. Я примерно год потратил на реализацию подобной системы и могу сказать следующее. Да система в принципе работоспособна, НО!
1. Сходимость к оптимуму неважная.
2. Разброс вокруг оптимального УОЗ слишком велик….». Конец цитаты.
Поэтому нет смысла гадать, что важно, что менее важно. Думаю, что наиболее простой и эффективный способ разобраться в том, что важно – посмотреть на задачу с энергетической стороны, а не гадать, как должно быть правильно. В предыдущем моем сообщении я обещал это прописать, надеюсь, получится.
Добавлено через 9 минут 56 секунд
при постоянном давлении (читай силе, т.к. площадь поршня постоянна) чем больше плечо, тем больше момент...
- так то оно так, при бесконечно длинном шатуне. Конструктора-дизайнеры стремятся сделать ДВС компактным, шатун - понятно, короче, потому максимум крутящего момента даже у Запорожца 968М при паспортной степени сжатия 7.2 примерно на 36-38 градусов после ВМТ, если пик давления достигнут в ВМТ. Для двигателей с большей степенью сжатия и более коротким шатуном угловое положение максимума крутящего момента еще более приближается к ВМТ.
Добавлено через 2 часа 45 минут 39 секунд
реальный лог записаный от МПСЗ это хаотичный набор точек (хоть по углу КВ хоть по УОЗ) потому на основании ОДНОГО измерения можно говорить о конкретном процессе, который как справедливо замечено - уже прошел... и сказать, что у Вас борода и усы на основании того, что у моего соседа они есть это то же самое
На основании таких данных, типа хаотичного набора точек, много чего можно сказать. Во-первых – ответь: мы что-то измеряем или наблюдаем броуновское движение? Если измеряем, то хотя бы примерно должны понимать, что могут собой представлять результаты измерений и как ими воспользоваться, как обработать измеренные значения, чтобы выудить из них нужные нам сведения. Кроме того, и из данных по наблюдению броуновского движения многое чего определили. Лет, эдак, 200 назад, просто знали, с чем имеют дело и что можно извлечь. Во-вторых: после обработки данных они будут отображать именно конкретную, наиболее важную для выбора УОЗ, самую последнюю по времени ситуацию. Именно это и нужно в предлагаемом алгоритме. И при чем тут борода? А вдруг она у меня есть, то тогда – как?
Нужна статистика т.е. усреднение и подсчет какого-то среднего значения (безусловно ошибочного в какой-то мере, т.к. мы прогнозируем то, чего еще нет)
Статистика = в известном смысле – усреднение. Я предлагаю другое, прошу: вчитайтесь в то, что я предлагаю. Я предлагаю использовать сведения о ситуации, непосредственно предшествующей выбору или прогнозу УОЗ, и говорю в явном виде – для этого не желательно усреднение. В управлении УОЗ всех волнует в наибольшей степени динамика движения. «Ездить плавно, яко лебедь» - тоже удовольствие, иногда, но это уже решенная задача, с помощью механического трамблера – инерционного механизма прошлого века. А Вы говорите о необходимости и обязательности усреднения. С какой стати? Мне было бы понятно, если бы Ваш вопрос касался бы того, как конкретно использовать данные измерений текущей скорости за последние пол-оборота, как их обработать, чтобы они оказались полезными, а не выглядели так, как сейчас Вам представляется – как хаотичный набор точек. Чувствуется Ваша заинтересованность предлагаемым алгоритмом, поэтому предлагаю внимательно прочитать, что уже озвучено, уверен, что вопросы и критика будут более конструктивными.
Кстати, все (или почти все) корректировки используют программное интегрирование... (со слов автора)
- это говорит о многом. Во-первых, авторы МПСЗ хорошо понимают степень адекватности сигналов датчиков той текущей ситуации, которая развивается. Во-вторых, в динамике: усреднение сигналов ДАД не выполняется, что очень логично, и, более того, сигнал ДАД корректируется с опережением – на основе огромного экспериментального материала, накопленного, обработанного и с толком используемого.
Именно, при известном, а оно может меняться... Карбюратор готовит смеси состава от 12:1 до 16:1 ... (могу ошибаться, попинайте)
- так вопрос-то в чем? Все сразу и быстро – не получается, поэтому сказал уже: «Обозначим время полного сгорания порции ТВС, находящейся над поршнем, как ТТВС. В рамках этой части рассмотрения алгоритма будем считать, что нам известно время сгорания ТВС»… Об чем пинаться-то?
Прогноз на основаниии механических характеристик, читай центробехный регулятор. Только нужно несколько точек перегиба (интересно почему?
- вовсе не центробежный регулятор. Если угловая скорость КВ изменилась – читай и РВ тоже, то состояние ЦР, соответствующее новому состоянию КВ, наступит только позже. В динамичных режимах – настолько позже, что сама реакция ЦР на ситуацию становится не актуальной, в смысле - проехали уже. Если б было не так, и все было адекватно – какой смысл в замене и переделках трамблера?
Уменьшается или увеличивается? что-то запутался я... по логике рассуждения завершиться горение должно раньше после ВМТ (т.к. момент торможения от нагрузки больше)
- при увеличении нагрузки увеличивается отрицательное ускорение, и при той же скорости КВ ω45 формула дает меньший УОЗ.
Возвращаемся к косвенной методике оценки и субъективным ощущениям
- все-таки, что имеете в виду под косвенной методикой. Почему возвращаемся – просветите.
При прямом регулировании, на каждый цикл мы будем делать солидную ошибку, т.е. если не учитывать предыдущую регулировку сохраненную в пространстве режимных точек f=УОЗ(ОБОРОТЫ, ДАД), то переходные режимы будут обрабатываться плохо.
- Тимофей, давай разберемся, при измерении чего будем делать солидную ошибку, и о чем идет речь. Лучше несколько лишних или добавочных слов, чтоб все воспринималось однозначно. И с другой стороны – простой как бы вопрос. Вот – не стационарное движение. Резко тапку – все изменяется, везде. Пес визжит от удовольствия. И как себе представляете все переходные режимы, если на них будет наслаиваться пред история предыдущих УОЗ? Эта предистория, она что – улучшает динамику? По какой идее, в чем она? Какие соображения вынуждают говорить об обязательности учета предыдущих значений УОЗ? Нет уверенности в измерении текущей угловой скорости КВ? Не понятны мне эти мотивы и тем более – утверждения на основе не понятных мотивов. Давайте спокойно, обстоятельно, не стесняясь выскажем соображения…
О том и речь. Нельзя один полуоборот считать.
Мне тоже расскажите, о чем речь… И в чем причина невозможности измерения текущей скорости (через 6 градусов, ДПКВ+шкив 60-2) на протяжении полуоборота.
POKKAHOH
06.06.2007, 12:47
блин... развели флуд...
вот Ваши слова
сам по себе «пик давления» плохо выражен, он размазан ... система в принципе работоспособна, НО!
1. Сходимость к оптимуму неважная.
2. Разброс вокруг оптимального УОЗ слишком велик….».
теперь берем кусочек из хвоста сообщения
Мне тоже расскажите, о чем речь… И в чем причина невозможности измерения текущей скорости (через 6 градусов, ДПКВ+шкив 60-2) на протяжении полуоборота.
понятно ПОЧЕМУ моментальные измерения не стоит брать?!
Скорость очень даже возможно померять. Как уже говорил - кто-то (не помню кто) делал своё МПСЗ. Один из выводов был такой - нельзя использовать один полуоборот. Хотя это не кажется очевидным и при первоначальном создании системы я поступил бы именно так - замерял время полуоборота.
И при чем тут борода? А вдруг она у меня есть, то тогда – как?
тогда я угадал и могу смело заявлять, что мои прогнозы точны и у всех людей есть борода ;)
ну нельзя... нельзя! на основании одного наблюдения делать заключение о чем-либо и выводить на этом основании ЗАКОН
далее
Для того чтобы дать оценку конкретному двигателю в отношении крутящего момента, рассчитал «идеальный» крутящий момент в предположении постоянного давления над поршнем.
<...>
Поскольку в такой зависимости идеального момента от углового положения КВ – давление постоянно, такая зависимость отображает только геометрию двигателя
<...>
максимум крутящего момента если пик давления достигнут в ВМТ
Но вы-то говорили о ПОСТОЯННОМ давлении!!!! перечитайте посты!!!
Статистика = в известном смысле – усреднение. Я предлагаю другое, прошу: вчитайтесь в то, что я предлагаю. Я предлагаю использовать сведения о ситуации, непосредственно предшествующей выбору или прогнозу УОЗ, и говорю в явном виде – для этого не желательно усреднение.
Это-то я понял... но как говорил выше (и раньше) система скорее всего пойдет "в разнос". Не факт, но на совоём движке проверять не стану.
Мне было бы понятно, если бы Ваш вопрос касался бы того, как конкретно использовать данные измерений текущей скорости за последние пол-оборота, как их обработать, чтобы они оказались полезными, а не выглядели так, как сейчас Вам представляется – как хаотичный набор точек.
усреднение за полоборота мало...
по-моему, (чистейшей воды IMHO и взято с потолка) стоит усреднять данные за все рабочие циклы всех цилиндров (четырёх/шести/восьми).
Об чем пинаться-то?
Тут согласен полностью :) есть рабочая система. НИОКР никто не собирается делать.
вовсе не центробежный регулятор. Если угловая скорость КВ изменилась – читай и РВ тоже, то состояние ЦР, соответствующее новому состоянию КВ, наступит только позже. В динамичных режимах – настолько позже, что сама реакция ЦР на ситуацию становится не актуальной, в смысле - проехали уже. Если б было не так, и все было адекватно – какой смысл в замене и переделках трамблера?
Вот ЦР и усредняет, веками провереный способ ;) Смысл в замене трамблера прост - возможно рисовать ломаные линии произвольной формы Тут Трибун описал примерную методику (/forum/showpost.php?p=18802&postcount=75) создания характеристик для центробежного и вакуумного регуляторов. МПСЗ позволит не усреднять и вести телеметрию. ВСЕ. Больше чудес оно не делает.
все-таки, что имеете в виду под косвенной методикой. Почему возвращаемся – просветите.
разгоняемость автомобиля. Именно это сейчас используют для настройки. Почему возвращаемся? Потому, что есть предположение о том, что при оптимальном УОЗ наилучшая ускоряемость.
блин... развели флуд...
вот Ваши слова
genmih пишет: сам по себе «пик давления» плохо выражен, он размазан ... система в принципе работоспособна, НО!
1. Сходимость к оптимуму неважная.
2. Разброс вокруг оптимального УОЗ слишком велик….».
теперь берем кусочек из хвоста сообщения
genmih пишет: Мне тоже расскажите, о чем речь… И в чем причина невозможности измерения текущей скорости (через 6 градусов, ДПКВ+шкив 60-2) на протяжении полуоборота.
понятно ПОЧЕМУ моментальные измерения не стоит брать?!
- Не понятно. честно говоря, мне не понятно, почему не стоит брать измерения скорости как отношение угла 6 градусов к времени, затрачиваемому КВ на поворот на эти самые 6 градусов. Я пытаюсь в общении с Вами прояснить возможности реализации предлагаемого алгоритма, и понятно, мне хотелось бы услышать обоснованные доводы или возражения или соображения – почему собственно «нельзя». В алгоритме много разных вопросов, которые желательно обсудить, и я не ожидал, что вопрос измерения текущей скорости окажется в такой ситуации… Никакого флуда разводить не собирался.
POKKAHOH,
Вы привели две цитаты, первая касается вопроса о поиске максимума ускорения. Я уже высказывал свое отрицательное мнение к такому подходу и конкретно эта цитата – как подтверждение моего личного мнения к такому подходу. Это важно, так как короткая цитата – это результат работы alexhobby в течение года, там об этом написано, это многого стОит и это уже не просто мнение. Но это не доказательство того, что текущую скорость измерять нельзя в пределах 6 или 3 градусов.
ну нельзя... нельзя! на основании одного наблюдения делать заключение о чем-либо и выводить на этом основании ЗАКОН
- все наоборот. Постараемся использовать давно уже выявленные закономерности и на их основе выполнять нужные нам измерения. Грубо, м.б., но похоже – как в магазине: взвесили, расплатился, получил… Разовое измерение с какой-то погрешностью. Если все честно и погрешность нас устраивает, то пользоваться результатами разового измерения – можно. И никто в пределах разового измерения не пытается заново обосновать закон тяготения, например…
Но вы-то говорили о ПОСТОЯННОМ давлении!!!! перечитайте посты!!!
- перечитал, согласен, некоторая не логичность есть: при постоянном давлении над поршнем положение максимума крутящего момента для этого же примера – около 80 градусов после ВМТ. Длинный шатун у Запора. Смысл в другом. При любой зависимости давления над поршнем от угла, угол с максимумом давления в основном не совпадает с углом максимального крутящего момента. А угловые ускорения КВ – пропорциональны крутящему моменту…
усреднение за полоборота мало...
по-моему, (чистейшей воды IMHO и взято с потолка) стоит усреднять данные за все рабочие циклы всех цилиндров (четырёх/шести/восьми).
- могу дополнительно (повторюсь) сказать, что в алгоритме используются данные о текущей угловой скорости КВ, измеренной в нескольких характерных положениях КВ на интервале в пол-оборота. Смысл алгоритма в том, что УОЗ рассчитывается на основе различий текущей скорости в этих характерных точках. Динамика движения вносит изменения в УОЗ, и рассчитанный для конкретной ситуации УОЗ как раз соответствует окончанию процесса сгорания ТВС в нужном положении КВ. Об этом положении КВ Вы сами высказывались достаточно уверенно. Потому и смысла в усреднении – просто нет. Получается, что на сей момент в нашем обсуждении вопрос в другом (опять повторюсь, но другими словами): доверяем ли мы измеренным значениям текущей угловой скорости КВ? Подчеркну: мы не ищем ускорения, не ищем максимум ускорения (это все – в других алгоритмах, не в предлагаемом), а измеряем скорости, поэтому и внимание обращаем на погрешности измерения скорости. Если они нас не устраивают – решим и этот вопрос…
Давайте не будем на основании одного - двух циклов регулировать следующий,
а будем накапливать данные о этой режмной точке и использовать данные последнего цикла
для определения поправки к сохраненному значению УОЗ в последующем цикле.
То есть УОЗ = УОЗ табл. + f(ускорение КВ, угол макс. Ускорения, ДАД, обороты, и пр.)
следующий шаг: УОЗ табл. = УОЗ.
Пока исходим из предположения, что у нас есть где хранить очень много режимных точек
УОЗ (обороты, ДАД) хотя нет никакой проблемы описать все пространство точек когда они будут найдены одной функцией УОЗ=f(обороты, ДАД).
Таким образом каждый рабочий цикл вычисление правильного УОЗ (правильный значит не оптимальный, а соответствующий какомуто алгоритму связывающему УОЗ и функцию скорости КВ) будет сходиться к тому закону, который мы хотим реализовать.
Остается выбрать из сугубо теоретических предположений зависимость, которая должна определять правильный угол. Например: "Правильный УОЗ это такой, при котором максимум угловой скорости КВ расположен в 10 градусах после ВМТ".
Вот ЦР и усредняет, веками провереный способ Смысл в замене трамблера прост - возможно рисовать ломаные линии произвольной формы Тут Трибун описал примерную методику создания характеристик для центробежного и вакуумного регуляторов. МПСЗ позволит не усреднять и вести телеметрию. ВСЕ. Больше чудес оно не делает.
- попытаюсь обосновать свое мнение о смысле замены механического ЦР. Вы совершенно правы в том, что ЦР – усредняет, тут сомнений нет. Дело в другом: веками не это проверяли, веками использовали ЦР, потому что ничего другого до поры до времени не было. Применяли не потому, что ЦР настолько хорош и не было смысла от него отказаться – просто все другое для массового производства явно гораздо дороже. Инерционность ЦР является его свойством, а не тем преимуществом, из-за которого ЦР применяется. Примерная методика, описанная Трибуном, как раз отражает адаптацию методики к главному свойству ЦР – его инерционности. Дальше – важный момент, на который хотелось бы обратить внимание: методика обеспечивает подбор оптимальных УОЗ только для стационарных режимов движения: поддерживаются постоянными нагрузка и обороты КВ – получаем соответствующий УОЗ для стационарного движения. Реальность – она вся связана с динамикой, переходными режимами, стационарное движение – редкий случай. Потому и проблемы возникают именно для переходных режимов. Кроме того, эта методика не дает каких либо ориентиров для выбора УОЗ для переходных режимов и управление УОЗ для них «выстраивается» поправками на основе анализа экспериментальных данных. Во-вторых, если бы и были какие-то рекомендации по выбору УОЗ, то механический ЦР реализовать их не сможет в принципе. Вот и получается, что эффективное управление УОЗ возможно только электронными средствами.
Добавлено через 1 час 57 минут 45 секунд
Давайте не будем на основании одного - двух циклов регулировать следующий,
а будем накапливать данные о этой режмной точке и использовать
Тимофей,
- я предлагал обсудить свой алгоритм управления УОЗ, в котором многое продумал, прежде чем решился на обсуждение. Творить «на ходу» еще один алгоритм – во-первых – одновременно сложно, во вторых, нужны основания, доводы, или хотя бы мотивы, и кроме того – нужна некая идея, на которой все должно держаться и вокруг которой все будет выстраиваться. И желательно, чтобы в общих чертах все было продумано. В моем алгоритме основные, исходные, так сказать позиции, связаны с самыми общими физическими соображениями, которые оспорить невозможно. Если эти позиции не растерять, не позабыть о них и не отвлекаться в процессе, то алгоритм должен быть работоспособным. Основной идеей алгоритма, вокруг которой должно как бы многое удерживаться, по моему замыслу является возможность управления УОЗ именно в динамике, в переходных процессах, и это управление основано не на соображениях о том «как должно быть лучше», а на давно установленных закономерностях и законах физики, по поводу «срабатывания» которых сомнений ни у кого нет.
По поводу «правильного» УОЗ: это такой, при котором увеличение кинетической энергии машины максимально при сгорании данной порции ТВС и при данной нагрузке… Именно это все желают добиться от системы управления УОЗ, естественно, при условии сохранения работоспособности двигателя…
POKKAHOH
07.06.2007, 14:36
Не понятно. честно говоря, мне не понятно, почему не стоит брать измерения скорости как отношение угла 6 градусов к времени, затрачиваемому КВ на поворот на эти самые 6 градусов.
Скорость так, безусловно, мерять можно.
Но это не доказательство того, что текущую скорость измерять нельзя в пределах 6 или 3 градусов.
...
Если все честно и погрешность нас устраивает, то пользоваться результатами разового измерения – можно.
Вот... именно о погрешности и речь. LeoN пробовал нарезать зубья с шагом 3 грауса,что бы неравномерность вращения отлавливать и тем самым "максимум кинетической энергии" ловить. HoseMarkus тоже пробовал тема что можно взять от ДПК (/forum/showthread.php?t=601&highlight=%F7%F2%EE+%EC%EE%E6%ED%EE+%E2%E7%FF%F2%F C)В
Выводы - мала частота дискретизации и пользы от замеров особой нет. Andrej тоже пытался.
При любой зависимости давления над поршнем от угла, угол с максимумом давления в основном не совпадает с углом максимального крутящего момента. А угловые ускорения КВ – пропорциональны крутящему моменту…
Вот так сейчас и пытаются строить кривые УОЗ. По максимуму ускорения. Но не КВ, а всей машины (поскольку потери в трансмиссии постоянны на всех опытах). И поэтому влияние дорожных условий сильно сказывается.
... повторюсь ... доверяем ли мы измеренным значениям текущей угловой скорости КВ? Подчеркну: мы не ищем ускорения, не ищем максимум ускорения (это все – в других алгоритмах, не в предлагаемом), а измеряем скорости, поэтому и внимание обращаем на погрешности измерения скорости. Если они нас не устраивают – решим и этот вопрос…
угу... так и подозревал, что про одно и тоже говорим... Для уменьшения погрешности измерения надо увеличивать частоту дискретизации... Больше отсчетов на прохождение одного зуба. Фронт импльса четкий, спад размыт и сдвинут (по отзывам тех, кто мерял).
ТимофейОсновной идеей алгоритма является возможность управления УОЗ именно ... в переходных процессах. По поводу «правильного» УОЗ: это такой, при котором увеличение кинетической энергии машины максимально при сгорании данной порции ТВС и при данной нагрузке…
Вот аргументы ПРОТИВ такого алгоритма:
1 Изменеие компресии.
Пример 1а. Компрессия от цилиндра к цилиндру меняется. УОЗ в 30 градусов на первом цилиндре дал скорость в контрльной точке 600градусов/с В третьем цилиндре залегло кольцо. Тот же угол дал 400 градусов/с. Что сделает алгоритм? смесь уже горит, угол изменять бессмысленно. Для четвертого цилиндра (с нормальной компрессией) изменит УОЗ получим 100 градусов/с.
Пример 1б. УОЗ в 30 градусов на первом цилиндре дал скорость в контрльной точке 100градусов/с (В нем залегло кольцо). Устройство накручивает явно ранний угол для третьего цилиндра.
2 нагрузка на колесах по времени меняется... под колесо попала пластиковая бутылка, КВ (через трансмиссию) легче крутить колесо. Угловая скорость растет быстрее.
3 изменение состава и количества ТВС, резко нажали дроссель, потом бросили. Наполнение цилиндров будет не одинаково.
Одним словом - мы смотрим в зеркало и говорим, что первый встречный будет того же пола что и отражение в зеркале.
А Тимофей просто предлагает убрать (путем накопления данных) систематические погрешности, неодинаковую компрессию, овальность колес и потери в трансмиссии.
genmih,
Прямое регулирование по формуле 2.1 нам ничего не дает, так как мы не знаем констант, которые должны быть определены для каждого конкретного двигателя.
При наличии только качественной зависимости (а при неизвестных коэффициентах в формуле, она таковой и является) мы не можем прямо вычислять конкретный УОЗ, зато можем примерно прикинуть направление в котором мы должны двигаться малыми шагами.
То есть промеряли скорость на одном цикле,определили направление корректировки, на следующем обороте скорректировали на пол градуса в + или в -, запомнили, опять промеряли, определили и т.п.
В конечном итоге нам будет не нужно придумывать теоретические зависимостей, характер которых нам не известен, а будет достаточно определить для себя, качественно при каком соотношении макс, мин угл. скоростей КВ и прочих хар-к, которые можно померять на живом двигателе нам нужно добавить УОЗ или убавить от текущего.
Прямое регулирование по формуле 2.1 нам ничего не дает, так как мы не знаем констант, которые должны быть определены для каждого конкретного двигателя.
В конечном итоге нам будет не нужно придумывать теоретические зависимостей, характер которых нам не известен,
Тимофей,
Формула (2.1) – только поправка к УОЗ, посмотри внимательно формулу (3.12). Из всех констант, которые требуются – там только время полного сгорания ТВС, о котором скажу чуть позже. В целом все – на месте, вся теория сводится к не оспариваемым закономерностям, в которых никто, никогда не наблюдал каких-либо нарушений.
Добавлено через 49 минут 31 секунду
сдается, что говорим мы про одно и то же...
- с самого начала обсуждения, моей первой задачей была задача добиться того, чтобы в процессе обсуждения мы начали бы, в конце-концов, говорить об одном и том же, понимать друг друга. Очень похоже на то, что такой момент наступает и дальше обсуждение пойдет более конструктивно. Все дальнейшее Ваше сообщение – подтверждение этому….
Вот... именно о погрешности и речь. LeoN пробовал нарезать зубья с шагом 3 грауса,что бы неравномерность вращения отлавливать и тем самым "максимум кинетической энергии" ловить. HoseMarkus тоже пробовал тема что можно взять от ДПКВ
Выводы - мала частота дискретизации и пользы от замеров особой нет. Andrej тоже пытался.
- для меня это один из самых «щекотливых» на сей момент вопросов, так как он касается в первую очередь того, что уже сделано (а сделано все энтузиастами, это надо ценить!) и только во вторую очередь касается возможных технических решений. Я просмотрел, кажется, все, что удалось найти в Инете по поводу УОЗ, и определил для себя, что наиболее «продвинутая» компания заинтересованных и подготовленных людей – здесь, на этом форуме. Понятно, что я смотрел на все со своей колокольни, с точки зрения своего алгоритма. Что было видно, как бы со стороны: здесь проделана огромная работа, которая продолжается и поддерживается энтузиазмом, любопытством и стремлением всех участников сделать что-то своими руками и головой. Это я уважаю. Постепенно я отыскал, или «докопался» до вопроса, без обсуждения которого не было бы смысла предлагать свой алгоритм. Он касается измерений текущей угловой скорости. Очень не хочу кого-нибудь обидеть, но… Что можно увидеть:
Проанализировал результаты Макса по обработке логов, Макс пишет: «Вав файл (кусок файла любезно предоставленного Марком), Sound4.wav». Из них видно, в первую очередь – низкое разрешение самого датчика ДПКВ, он принципиально искажает (смазывает) положение сигнала по отношению к граням зубьев. То есть это тот датчик, который попался, или, мягко говоря, продается в магазине. Какой датчик нужен на самом деле, в принципе, для такой задачи – скорее всего такого вопроса никто не задавал, решение о применении было принято на основе понятной логики: раз продается для шкива 60-2 – значит тут все как бы продумано. Положение переднего и заднего фронтов сигнала явно говорят о том, что диаметр сердечника датчика, а также и зазор между сердечником и цилиндрическим магнито- проводом датчика – слишком велики для геометрического размера шага (и периода) зуба шкива 60-2. Это приводит к систематической погрешности интервалов «зуб – не зуб», как ее устранить, я говорил в теме Макса, но видимо, Максу это не понравилось… Второе – индуктивные датчики выдают сигнал, максимальное значение которого соответствует границе перехода между намагниченными областями, в нашем случае – кромке зуба. А используемый сейчас для измерений текущей скорости переход сигнала через 0, а тем более равенство сигнала некоторому порогу (компаратор) – соответствует – чему? – любому месту между кромками зубьев шкива 60-2. Учитывая естественную остаточную намагниченность стали, используемую для изготовления шкива 60-2 (вряд ли в ТЗ на шкив указали, чтобы делать его из магнитно-мягкой стали, или указали, но указание не выполняется) при таком использовании сигнала получаем «пилу» из интервалов времени даже для случая равномерного вращения. Это приводит, естественно, к не доверию полученным результатам и соответственно – какие перспективы… никаких. А вопрос этот – реально решаемый, без проблем…
В такой ситуации нарезать зубья через 3 градуса – здорово, что есть такая возможность, но датчик-то надо было заменить. Что касается частоты дискретизации. В принципе имеем дело с задачей измерения времени между фронтами импульса, сейчас это можно делать почти с любой, наперед заданной погрешностью… Это ведь логии писались с помощью тех средств, которые оказались под рукой, в устройстве можно будет поставить то, что надо...
И еще раз хочу отметить: никого не хочу обидеть, я все понимаю, что все идет своим чередом, измеряли так, как могли, и это здорово. А возникают новые задачи – в них новые требования…
Добавлено через 58 минут 44 секунды
Вот аргументы ПРОТИВ такого алгоритма:
1 Изменеие компресии.
- и далее в Вашем тексте…
– это все аргументы как раз не ПРОТИВ, а ЗА алгоритм. Все, что Вы отметили, теряется при усреднении данных, в предлагаемом алгоритме – наоборот, все учитывается. Если все сказывается на угловой скорости и на угловом ускорении именно КВ, причем – в первую очередь, все это как раз и учитывается. Не одинаковая эффективность работы отдельных цилиндров учитывается путем оценки их работы с энергетической точки зрения, просто в изложении до этого еще не дошли… С самого начала говорю, что объективная оценка текущей ситуации и адекватный выбор УОЗ – как прогноз дальнейших событий. На короткое время, на время полного сгорания порции ТВС, которая над поршнем. Когда эта порция сгорит или будет еще догорать, мы снова будем оценивать ситуацию с целью выбора следующего УОЗ. К этому моменту изменятся скорость, наполнение цилиндра, да и цилиндр – другой. Все оценив, выберем новый УОЗ. Когда выдаем искру – значит соглашаемся с тем, что наша оценка соответствует действительности и дальнейшие события будут развиваться как продолжение уже произошедших. При усреднении данных за большой период (за один, два, или более полуоборотов КВ) мы будем все смазывать, как это делает механический ЦР или как это делает гидромет-центр, про погоду…
genmih,
Может пора наконец изложить конкретно, систему событий,
по которой можно написать программу для контроллера с указанием датчиков,
которые должны использоваться. Ведь в сущности по формуле вычисления УОЗ
мы и так все поймем. Мне три провода припаять к многострадальной макетке и она
заодно будет и зажиганием рулить по любой программе и логи писать на SD карту,
если RAMа хватит.
POKKAHOH
08.06.2007, 13:17
Когда эта порция сгорит или будет еще догорать, мы снова удем оценивать ситуацию с целью выбора следующего УОЗ.
Порция сгорела в 1 цилиндре. Следующий УОЗ для какого выбираем?
А вообще присоединяюсь к посту Тимофея - "огласите весь список!" (с) Операция Ы и другие приключения Шурика
– это все аргументы как раз не ПРОТИВ, а ЗА алгоритм. Все, что Вы отметили, теряется при усреднении данных, в предлагаемом алгоритме – наоборот, все учитывается. Если все сказывается на угловой скорости и на угловом ускорении именно КВ, причем – в первую очередь, все это как раз и учитывается. Не одинаковая эффективность работы отдельных цилиндров учитывается путем оценки их работы с энергетической точки зрения, просто в изложении до этого еще не дошли… С самого начала говорю, что объективная оценка текущей ситуации и адекватный выбор УОЗ – как прогноз дальнейших событий. На короткое время, на время полного сгорания порции ТВС, которая над поршнем. Когда эта порция сгорит или будет еще догорать, мы снова будем оценивать ситуацию с целью выбора следующего УОЗ. К этому моменту изменятся скорость, наполнение цилиндра, да и цилиндр – другой. Все оценив, выберем новый УОЗ. Когда выдаем искру – значит соглашаемся с тем, что наша оценка соответствует действительности и дальнейшие события будут развиваться как продолжение уже произошедших. При усреднении данных за большой период (за один, два, или более полуоборотов КВ) мы будем все смазывать, как это делает механический ЦР или как это делает гидромет-центр, про погоду…
для Роканнона - а что если данные поправки давать на этот цилиндр - т.е. расчитывать не на следующий цилиндр а на этот же цилиндр, на его следующий цикл (те по результатам прохода сгорания высчитывается компенсация на следующий цикл именно данного цилиндра).
возражения - динамика срежется.
плюсы - наиболее оптимальные именно для этого цилиндра.
это при доступе к исходным сигналам с дпкв с качественной системой датчик-источник сигнала и решениям мпсз - позволяет постепенно изготовить корректирующую систему таблиц поверх исходной - для оптимизации стационарных таблиц.
а так идея прекрасная но требует ммм... не штатных единиц практически всей системы - включая центральный процессор мпсз - ему придется потесниться - ибо там расчет понадобится более тонкий ;)
еще - прочитал до конца - и присоединяюсь - огласите весь список, пжалуйста, ик! (с) смотреть ниже ;)
- Снимаем много логов (чем больше, тем лучше, от всех возможных датчиков),
- На основе этих логов обучаем нейросеть (сложность сети и алгоритм обучения уточнить).
- Обученную нейросеть зашиваем в контроллер.
Обучить сеть можно чему угодно, в том числе и предсказанию (предсказанию УОЗ, ускорению в следующем цикле и пр.)
P.S. Возможно у штатного мелкоконтроллера может не хватить мощей для просчёта сети в реалтайме.
Zillo,
Про нейросеть - совершенно правильно думаешь,
но все упирается в критерий "правильного УОЗ", а его у нас нет.
То есть нужен критерий оптимизации для каждого цикла.
Ну скажем так. если мы обучим сеть вычислять УОЗ по заданному желаемому укорению, то критерий правильности здесь сильно не понадобится.
На вход мы ей подаём желаемое ускорение (а желаемое - это например чуть больше нуля), на выходе получаем УОЗ.
Zillo,
Ускорение автомобиля?
Я уже так обучал, где-то в глубокой истории валяется формула (вербализация сети).
Мне не очень нравится критерий - ускорения авто. т.к. это сильно усреденная характеристика.
Zillo,
Ускорение автомобиля?
Я уже так обучал, где-то в глубокой истории валяется формула (вербализация сети).
Мне не очень нравится критерий - ускорения авто. т.к. это сильно усреденная характеристика.
Нет. Ускорение коленвала.
Мысли такие.
На этапе обучения, сеть должна иметь информацию о нескольких прошлых циклах (разряжение, фактический УОЗ, интервалы времени между зубъями шкива), чтобы на этой информации получить представление о сложившихся дорожных условиях (т.е. как мотор ведёт себя в текущей обстановке - встречный ветер там, уклон дороги, масса машины и пр.). А также, реально полученное ускорение коленвала в текущем цикле и какой был при этом УОЗ.
На этапе работы сеть получает всю ту же информацию, но только в качестве последнего параметра - желаемое ускорение (минимально положительное, ну или нулевое). Результатом вычислений будет УОЗ который может это ускорение обеспечить.
...все упирается в критерий "правильного УОЗ", а его у нас нет.
Часть 4.
Оценка оптимальности выбора УОЗ.
В рамках поставленной задачи (разработка алгоритма управления УОЗ) вопрос об оценке оптимальности УОЗ имеет как бы два аспекта. Во-первых – как оценивать – оптимален или не оптимален УОЗ, во-вторых – если придумали, как оперативно оценивать, то надо использовать это для адаптации алгоритма под конкретные условия, то есть для работы с конкретным двигателем и бензином. Поясню сначала вторую часть.
Задача заключается в нахождении экспериментальным путем параметров или коэффициентов алгоритма под конкретный двигатель и бензин. Я стремился к тому, чтобы формулы алгоритма содержали только такие коэффициенты-параметры, которые действительно характеризуют свойства двигателя или бензина и не зависят от режимов движения. Собственно, описание режима движения входит в формулу алгоритма в явном виде – это сведения о скорости и ускорении КВ. Изменяя параметры алгоритма в некоторых разумных пределах и оценивая эффективность работы цилиндров, набор параметров можно оптимизировать, обеспечивая тем самым выбор наиболее оптимальных УОЗ. Границы «разумных пределов» проще обосновать на основе самых общих соображений, чем теоретически рассчитать конкретные значения параметров для конкретного двигателя, бензина или температуры. По крайней мере, мне так представляется. Параметры будут определяться экспериментально, а теорию будем использовать как обоснование того, как это сделать. Понятно, что в этой процедуре подгонки (определения или выбора) коэффициентов мы не изменяем непосредственно УОЗ – мы всегда вычисляем УОЗ по алгоритму, в который подставляем разные значения коэффициентов с целью их экспериментального выбора. Таким образом, в принципе правильный алгоритм (3.11) с неизвестными или теоретически плохо обоснованными значениями параметров (кому как нравится...) превращается в достаточно простую рабочую формулу, в которой коэффициенты определены экспериментально для конкретного двигателя и бензина, а независимыми переменными являются угловая скорость и ускорение КВ (нагрузка) в процессе сжатия. Учитывая, что двигатель легко реагирует на изменение количества ТВС, поступающей в цилиндр при изменении положения тапки, даже без всякой подстройки УОЗ, связанной с изменением количества ТВС, можно сказать (другими словами), что независимой переменной является желание водителя ехать с той или иной скоростью, или – положение тапки. Реакция двигателя – в изменениях текущей угловой скорости КВ, и за этими изменениями мы и следим. При таком способе построения алгоритма и выбора (или определения) параметров-коэффициентов алгоритма, УОЗ всегда будет оптимальным УОЗ’ом или должен быть достаточно близким к оптимальному. Все отклонения УОЗ от оптимального будут связаны только с адекватностью оценки текущей ситуации. Все встает на свои места….
Теперь – как оценивать оптимальность УОЗ.
Под эффективностью работы цилиндра будем понимать работу, которую он выполнил, а оптимальным УОЗ будем считать тот, который обеспечил максимальную эффективность.
С точки зрения задачи динамичного управления УОЗ, не имеет смысла просто «шевелить» УОЗ, добиваясь наибольшей эффективности и запоминать, для дальнейшего использования, УОЗ и весь набор условий, в которых достигнут оптимум. Не имеет смысла по нескольким причинам. Во-первых, потому что слишком велико разнообразие самих переходных режимов. Во-вторых – потому что из всего набора УОЗ, который мы будем «подсовывать» в сложившейся на сей момент ситуации, только одно значение будет обеспечивать наибольшую эффективность работы цилиндров, все остальные могут быть как близкими к оптимуму (в лучшем случае), так и весьма далекими от него (в большинстве случаев). То есть, с точки зрения задачи динамичного управления УОЗ, способ «шевеления» УОЗ пригоден только для подбора параметров алгоритма, а не для оперативного управления УОЗ.
Понятно, что достаточно простыми средствами вряд ли удастся сделать из машины сертифицированную измерительную лабораторию на колесах, которая всегда под рукой. Представляется, что «на первых порах» можно согласиться и с тем, что выполняемые оценки эффективности работы цилиндра будут числовыми сведениями в «попугаях»; тут важно, чтобы оценка в «попугаях» адекватно соответствовала текущей ситуации и чтобы эти «попугаи» были стабильными, воспроизводимыми, пригодными для сравнений и отражали собой то, что нам хотелось.
Обозначим характерные положения КВ, которые потребуются. ВМТ, НМТ – тут понятно: как всегда. Угловое положение КВ, φ min – то, в котором он имеет наименьшую угловую скорость, и по аналогии, φ max – положение КВ с максимальной скоростью. Где они расположены: φ min – в нескольких градусах после ВМТ, здесь положительный крутящий момент, быстро нарастающий с увеличением угла поворота КВ от ВМТ, равен отрицательному моменту, который можно считать постоянным и который обусловлен суммой всех сил трения, сопротивления. Это положение КВ зависит, конечно, от нагрузки: увеличение отрицательного крутящего момента «сдвигает» угол равенства моментов φ min в сторону «позже» от ВМТ. Но сдвигает на достаточно малую величину, в связи с резким ростом положительного крутящего момента. Понятно, что в ту же сторону, в сторону «позже», угол φ min сдвигается и при уменьшении подачи ТВС, при не эффективном сгорании ТВС или при слабой компрессии цилиндра.
Угол φ max – расположен во второй половине рабочего хода поршня и составляет примерно 100..130 градусов после ВМТ. В связи с достаточно «плавным» уменьшением давления над поршнем в этой области углов, угловое положение равенства положительного крутящего момента отрицательному, то есть угол φ max – более заметно зависит от нагрузки (от величины отрицательного момента). При изменении условий угол φ max сдвигается в противоположную сторону по отношению к φ min , то есть при увеличении φ min – уменьшается φ max и наоборот… В области углов, бОльших чем φ max , положительный крутящий момент значительно меньше момента, создаваемого нагрузкой (там скоро и выпускной клапан откроется).
Угловое ускорение КВ, как функция углового положения КВ, пропорционально (не равно, поэтому – значок ~) суммарному крутящему моменту:
(4.1) A(φ) ~ (P(φ) * dh/dφ – Const),
где P(φ) – зависимость давления над поршнем от угла КВ, dh – смещение поршня в цилиндре, dφ – угловое смещение КВ, а Const – крутящий момент, создаваемый нагрузкой. Будем считать нагрузку постоянной в пределах горения порции ТВС и текущего хода поршня. То есть фактически – от максимума угловой скорости предыдущего цилиндра до максимума скорости в текущем рабочем ходе. Работа (обозначим R), которую совершает ДВС, - интеграл от момента по углу:
(4.2) R = ∫ P(φ) * dh/dφ dφ ~ ∫ A(φ) dφ + ∫ Const dφ = ∫ A(φ) dφ + Const * ( φ max – φ min ),
интегрирование по углу выполняем от φ min до φ max , то есть в области, где положительный крутящий момент превосходит нагрузку.
Рассмотрим два слагаемых в правой части (4.2), по очереди. Интеграл от функции ускорения :
(4.3) ∫ A(φ) dφ = ∫dω/dt * dφ = ∫ ω dω ~ ( ω*ω ) max – ( ω*ω ) min ,
- разность квадратов скоростей, как в школе учили…
Интеграл от момента, создаваемого нагрузкой, можно определить по участку, на котором вполне уверенно можно считать, что на КВ действует только нагрузка. Для 4-х цилиндрового ДВС это угол примерно от 120..130 градусов после ВМТ (от 60..50 до ВМТ) и до следующего минимума угловой скорости, то есть весь диапазон составляет примерно 60..70 градусов. Для определенности выберем угол от 45 град (до ВМТ) до ВМТ. Для 2-х цилиндрового – этот угловой диапазон гораздо шире – от тех же примерно 120 градусов и (тоже) до минимума, который после ВМТ, то есть (60..70 + 180) градусов. Для определенности, для 2-х цилиндрового угловой диапазон можно выбрать от НМТ до ВМТ. (Тимофей, обрати внимание: чтобы не размножать обозначений, оставлю здесь ω 45 и ω ВМТ …)
Работа на этом участке:
(4.4) ω 45 * ω 45 – ω ВМТ * ω ВМТ = Const * ( φ 45 – φ ВМТ ) = 45 * Const.
Подставим, что нашли, в (4.2):
(4.5) R ~ ( ω*ω ) max – ( ω*ω ) min + { ( ω*ω ) 45 – ( ω*ω ) ВМТ } * ( φ max – φ min ) / 45
Входящие в уравнение (4.5) скорости и углы – вполне реально измерять оперативно, можно оценить и погрешности таких измерений.
Таким образом, эффективность работы цилиндра мы оцениваем по угловым скоростям КВ в характерных положениях КВ. Изменяя параметры алгоритма (не известные коэффициенты в формуле для расчета УОЗ) мы можем остановиться на том наборе коэффициентов, который обеспечивает наибольшую эффективность работы цилиндра. Этот набор коэффициентов – запомнить и использовать для дальнейшего управления УОЗ.
Таким образом, кроме личных ощущений, появляется возможность оценивать эффективность работы цилиндров количественно. Поскольку везде использовали только соотношения пропорциональности, без точного указания коэффициентов, постольку и результаты оценки эффективности получаются в «попугаях», имеют размерность квадрата скоростей, а не энергии. С точки зрения поиска максимума эффективности знание «точных» коэффициентов пропорциональности не имеет значения. Оценки показывают, что формулу (4.5) можно (и, скорее всего, имеет смысл) немного изменить, не сильно меняя суть результата. В частности, можно заменить измеренную скорость в точке 45 градусов на скорость ω max , а скорость в ВМТ – на скорость КВ в минимуме, изменив, соответственно, угол, в котором отыскивали работу:
(4.6) R ~ {(ω*ω)max – (ω*ω)min }*(1+(φmax – φmin )/(φmin – φmax)) = {(ω*ω)max – (ω*ω)min }*(1+120/60) =
= 3* {(ω*ω)max – (ω*ω)min } ~ ~ {(ω*ω)max – (ω*ω)min }
- то есть, оценка работа цилиндра пропорциональна разности квадратов максимальной и минимальной угловых скоростей КВ в пределах рабочего хода. Получили приближенный результат за счет уменьшения количества «измерительных интервалов»…
Считаю необходимым сделать несколько комментариев. 1. Формулы для оценки кинетической энергии и ее изменений – всем известны и каких-то отклонений в классической механике никто не наблюдал. 2. Реальность измерения текущих скоростей в интервалах 6 градусов КВ – близка к 100 %, так что как бы ничего и не мешает использовать формулу (4.5) или (4.6) на практике. 3. Эффективность работы цилиндра пропорциональна интегралу от функции ускорения (см. 4.3) или интегралу от функции давления над поршнем (см. 4.2, 4.1). То есть, по сути важна величина среднего значения давления в диапазоне углов. Формально интеграл может иметь одно и то же значение при совершенно разных зависимостях давления над поршнем от угла. В этой математической формальности можно увидеть следующее: имея результат измерения эффективности работы цилиндра (как разность квадратов угловых скоростей), сказать что-то об эффективности можно только после сравнения результата с другими подобными. То есть единичное измерение не дает сведений о том, далеко ли мы находимся от оптимума, кроме того, нет никаких сведений о направлении изменения УОЗ для достижения максимальной эффективности. Поэтому подбор параметров-коэффициентов алгоритма – путем последовательного перебора значений в некотором диапазоне. (Иначе говоря, для построения алгоритма, который работал бы по принципу регулятора с обратной связью, сведений об эффективности работы цилиндра явно не хватает – нет сведений о направлении регулирования и такие сведения надо отыскивать в других признаках результатов работы цилиндра). 4. Совершенно очевидно из 4.2, что работа определяется не только положением максимума давления, но и «формой» функции давления в зависимости от угла. Как раз в зависимости от угла функция давления значительно меняется при изменении оборотов, поэтому говорить об управлении (в смысле – средствами УОЗ) положением максимума давления, без сведений о самой зависимости давления от угла поворота КВ – мало толку… 5. При увеличении оборотов зависимость давления над поршнем от угла становится все более «плоской», поэтому и имеет смысл окончание полного сгорания сдвигать в более поздние углы, для достижения максимума работы. Это – к обоснованию целесообразности внесения поправки, о которой говорил в Части 2. 6. Работа, выполняемая цилиндром, при прочих равных условиях, определяется количеством сгоревшей ТВС. Это количество остается в первом приближении постоянным во всем диапазоне оборотов КВ. Это означает примерную одинаковость прироста кинетической энергии при каждом срабатывании поршня, то есть разность квадратов угловых скоростей остается постоянной при значительном увеличении оборотов. При большой скорости машины общая кинетическая энергия достаточно большая, а ее изменения составляют при каждом ходе поршня ничтожно малую, хотя и не нулевую, величину. То есть, если разность квадратов угловых скоростей {(ω*ω)max – (ω*ω)min } остается постоянной при увеличении среднего значения ωср , то просто разность {ωmax – ωmin } – значительно уменьшается. Понятно, что малые различия скоростей в пределах одного рабочего хода быстро становятся сравнимыми с погрешностями измерений. Поэтому в такой ситуации достаточно измерять величину, пропорциональную средней кинетической энергии, а не ее изменения. То есть – измерять квадрат скорости, а еще проще – просто скорость от ВМТ до ВМТ, или время полуоборота. Как мера эффективности выбранного УОЗ…
POKKAHOH
14.06.2007, 16:53
То есть – измерять квадрат скорости, а еще проще – просто скорость от ВМТ до ВМТ, или время полуоборота. Как мера эффективности выбранного УОЗ…
Два вопроса
1 Время полуоборота выбрано как способ оценки эффективности УОЗ?
2 Порядок работы цилиндров 1-3-4-2. После рабочего хода в 1 цилиндре определяем УОЗ для какого? Для первого, как zelya написал, или для какого-то другого?
Время полуоборота выбрано как способ оценки эффективности УОЗ?
- нет, способ оценки эффективности УОЗ – в оценке выполненной цилиндром работы. При больших оборотах КВ такую оценку выполнить сложно из-за малой разности угловых скоростей КВ, которые сравнимы с погрешностью измерений. Поэтому и появляется совершенно эквивалентный способ – оценка времени полуоборота. Это как бы естественно…
Порядок работы цилиндров 1-3-4-2. После рабочего хода в 1 цилиндре определяем УОЗ для какого? Для первого, как zelya написал, или для какого-то другого?
- извините, POKKAHOH, что я не ответил сразу на Ваш вопрос. В процессе рабочего хода в 1 цилиндре будем определять УОЗ для следующего по порядку работы цилиндра, то есть, для 3-го. В это время реальная скорость КВ и нагрузка (как эквивалент нагрузки, которую можно считать постоянной – постоянное ускорение), а также изменения угловой скорости КВ от минимальной (это когда только еще начал работать 1 цилиндр) до максимальной (в области углов КВ примерно 120-130 градусов) дают сведения, достаточные для определения УОЗ для 3-го цилиндра. То есть того, который и работает следующим после первого. В этом есть какой-то криминал?
genmih,
Прочитал с большим интересом.
Правда последняя фраза меня сильнее всего обрадовала.
То есть, на автомобиле ОКА я могу просто сравнивать интервалы (НМТ-ВМТ) и (ВМТ-НМТ) (там скорее всего опечатка, т.к. слово "полуоборота" и ВМТ-ВМТ стоят рядом). и пытаясь удержать разницу квадратов скоростей в этих интервалах постоянной я должен получить правильный УОЗ?
А для определения критерия по которому мы поймем добавить УОЗ или убавить можно использовать разницу первых степеней скоростей в этих интервалах (моя гипотеза).
Добавлено через 1 минуту 25 секунд
Хотя может быть имелось в виду ВМТ1- ВМТ3-ВМТ4-ВМТ2 то есть разница средних скоростей на интервалах ВМТ поцилиндрово (между соседними ВМТ)
- нет, способ оценки эффективности УОЗ – в оценке выполненной цилиндром работы. При больших оборотах КВ такую оценку выполнить сложно из-за малой разности угловых скоростей КВ, которые сравнимы с погрешностью измерений.
В этом есть какой-то криминал?
вообще-то я вижу криминал - когда измеришь полуоборот уже должна быть искра в 4 цилиндровом, 1.5 искры в 6 и 2 в восьмицилиндровом.
нужно делать оценку на через цилиндр для 4 цилиндрового при твоем методе через 2 для 6-и цилиндрового и через 3 для восьми цилиндрового.
ибо для 4цил 4тактн - 1 полуоборот - 1 цилиндр... те искра должна уйти раньше твоей оценки.
и на счет погрешностей ты прав. тут надо немного по другому. пытаться выявить минимальный период по зубам после вмт и добиваться чтобы он был в районе до 60 градусов...(учет до 10 зуба) - а там уж нормально...
но опять же как учитывать метку - там потеря будет - 4цилиндровику это будет за 120 до вмт или через 60 после (смотря для какого цилиндра). а для 6 - там потери импульсов для 2 цилиндров в вмт!!! из 6 или через 15 после вмт для 2 цилиндров из восьми.
но для массовки (4R) пойдет.
для других использовать оценки через цилиндр или через 2.
а у половинок (4такн 2R) будет прекрасный расчет как и у 4R
То есть, на автомобиле ОКА я могу просто сравнивать интервалы (НМТ-ВМТ) и (ВМТ-НМТ) (там скорее всего опечатка, т.к. слово "полуоборота" и ВМТ-ВМТ стоят рядом). и пытаясь удержать разницу квадратов скоростей в этих интервалах постоянной я должен получить правильный УОЗ?
- нет, немного не так. Перепишем формулу
(4.5) R ~ ( ω*ω ) max – ( ω*ω ) min + { ( ω*ω ) 45 – ( ω*ω ) ВМТ } * ( φ max – φ min ) / 45
конкретно для ОКА. Положение КВ с максимальной скоростью останется примерно на том же месте, как и для 4-х цилиндров, как и положение с минимальной скоростью. Положение КВ, начиная с которого поршень (ни один из двух) практически не оказывает заметного влияния на движение КВ, в сравнении с нагрузкой – для ОКА практически гарантировано – от НМТ. Это более простая и понятная ситуация в сравнении с 4-х цилиндровым случаем. То есть, от положения с максимальной угловой скоростью, и до НМТ – КВ уже замедляется за счет действия постоянной нагрузки и прекращения действия давления сгоревшей ТВС над поршнем. Этот угловой участок поворота КВ от положения с максимальной скоростью до НМТ можно спокойно пропустить – у 2-х цилиндрового большой «запас» времени для выполнения измерений. Поэтому измерение угловой скорости ω 45 – для 4-х цилиндрового спокойно заменяем на измерение угловой скорости в НМТ, для ОКА. Далее, от НМТ угловая скорость КВ ОКА уменьшается за счет действия только нагрузки – положительного момента просто нет. Поэтому изменение угловой скорости КВ от НМТ до ВМТ – конкретно – уменьшение скорости, можно использовать как меру нагрузки на двигатель. В терминах «эффективности» работы цилиндра для ОКА получим:
R ~ ( ω*ω ) 120 – ( ω*ω ) 8..10 + { ( ω*ω ) НМТ – ( ω*ω ) ВМТ } * 110 / 180
- сумма двух разностей квадратов угловых скоростей, вторая разность «взвешена» линейным приближением… Это на малых оборотах КВ, когда погрешности измерения угловой скорости КВ не велики. На больших оборотах эффективность работы цилиндров ОКА можно оценивать сравнивая временные интервалы ВМТ – ВМТ для одного и того же цилиндра при изменении параметров алгоритма. (То есть – делать это раздельно, для каждого цилиндра, они потенциально – разные). Я уже говорил, что с точки зрения динамичного управления УОЗ не имеет смысл использовать энергетические оценки непосредственно для управления УОЗ, это надо только для выбора или определения параметров, которые входят в формулы алгоритма. В рамках этого алгоритма получается, что если параметры определены по такой процедуре и используются для вычисления УОЗ, то УОЗ будет всегда оптимальным. Вся логика построения алгоритма – за это. И если тут не наделал ошибок, то так оно и должно быть. УОЗ будет оптимальным именно в смысле максимально возможного увеличения кинетической энергии за один рабочий ход.
- …Слова "полуоборота" и ВМТ-ВМТ стоят рядом – тут все правильно, это для 4-х цилиндровых.
- …Разность квадратов скоростей удерживать постоянной – не надо. Максимум разности соответствует наиболее оптимальному УОЗ в текущих условиях, а текущие условия Вы сами изменяете непрерывно – руководите тапкой. Параметры (или коэффициенты, входящие в формулы описания алгоритма) слабо зависят от текущих условий. Определив однократно параметры для двигателя и бензина, повторять эту процедуру можно после заправки бензином, мало внушающим доверия. Ну, а в принципе – конечно, когда желание есть… Постепенно коэффициенты, касающиеся двигателя, будут уточняться, в то время как коэффициенты, касающиеся вновь залитого бензина – обновляться.
А для определения критерия по которому мы поймем добавить УОЗ или убавить можно использовать разницу первых степеней скоростей в этих интервалах (моя гипотеза).
- в том-то и дело, что разность скоростей и разность квадратов скоростей – убывает при отклонении УОЗ от оптимума хоть в ту, хоть в другую сторону. Потому и сказал в самом начале – трудно отнести управление УОЗ к системам с ОС. Сравните с управлением нагревателем в термостате… М.б. – ошибаюсь, кто не ошибается?
Хотя может быть имелось в виду ВМТ1- ВМТ3-ВМТ4-ВМТ2 то есть разница средних скоростей на интервалах ВМТ поцилиндрово (между соседними ВМТ)
- нет, не имелось в виду. Для каждого цилиндра – в отдельности. Нагрузка – оценка ситуации – подстановка параметров алгоритма – выбор УОЗ – смотрим результат, то есть – делаем энергетическую оценку, запоминаем. В следующий раз, для этого же цилиндра – все то же самое, но немного с другими коэффициентами алгоритма. Если новый набор коэффициентов привел к лучшему результату – считаем этот новый набор более подходящим, для этого цилиндра. В итоге – для каждого цилиндра – свой набор. Это несколько коэффициентов, причем с достаточно прозрачным физическим смыслом, а не двухмерная карта УОЗ…
Добавлено через 33 минуты 28 секунд
вообще-то я вижу криминал - когда измеришь полуоборот уже должна быть искра в 4 цилиндровом,
- тут немного о разных процедурах. Алгоритм определения УОЗ по текущему состоянию должен работать (в смысле – мы его никак не прерываем другими процедурами) и выдавать искру в каждый следующий цилиндр. А процедура оценки параметров алгоритма, как оценка эффективности – она – фоновая и включается как подпрограмма, работающая в параллель. Она оценивает коэффициенты, определяет какой набор для залитого бензина лучше, может попутно посылать сведения о том, что какой-то цилиндр работает процентов на 25 хуже остальных. Или вдруг совсем не пашет…. Это просто коррекция коэффициентов алгоритма. Если использовать «слог» г. Михайлова – адаптация алгоритма. Только у него - не адаптируется, а подстраивается «регулировальщиками».
когда измеришь полуоборот уже должна быть искра в 4 цилиндровом, 1.5 искры в 6 и 2 в восьмицилиндровом.
- понимаю, о чем речь. Только сколько не думал, пока для 6 или 8- цилиндровых – никак не получается. Там не находится углового интервала, в котором можно было бы уверенно сказать что-то о нагрузке, с ними надо как-то по-другому. Видимо предлагаемый подход не является универсальным. А вот для 4-х и 2-х цилиндровых – вроде все должно срабатывать. Будем думать, уверен – решим, ежели это будет реальной задачей…
как ты сейчас указал наборы оценок для каждого цилиндра в отдельности - то тогда цилиндровость (до 8-и) не должна быть проблемой при оценках не полуоборота а четвертиоборота. (это если учитывать математическим методом)
тк уже основная площадь интеграла по давлению будет пройдена и остаточная будет давать меньшую долю.
кстати и четверть оборота будет давать нормальную оценку для твоих же расчетов и в восьмицилиндровике - достаточным требованием считать что φ max >90градусов - это для 8цил, φ max в районе 120 - уже достаточная оценка для 6ц и 4 цил тоже уже работает ибо указанный тобой диапазон 110-130 укладывается даже в 6ц
и оценки мои по углам что оценивать чтобы был минимальный период после вмт до 48 градусов - чтобы не попасть на метку (ибо в прошлый раз я забыл про то что там 2 зуба предшествуют и они отнимают 12 градусов).
давление падает, но пока оно еще значительна - скорость пока растет и поэтому период между зубами падает (только где мы найдем такую разрешающюю способность, чтобы четко отслеживать) и учитывать полько данные 48 градусов - 8 зубов после вмт - чтобы максимум скорости не был до него (чтобы плечо было нормальным). это если считать в лоб. ибо мощности контролера ограничены и сильно.
я тут думаю отдельно вывести формируемые уже после усилителя фронты для оценки уже на буке - только куда там вводить их в сыром виде? - в гамепорт на кнопку - и при 5000 об/м - 5тыс имп/с - хватит ли производительности 133 ммх в осях точно оценивать?
как ты сейчас указал наборы оценок для каждого цилиндра в отдельности - то тогда цилиндровость (до 8-и) не должна быть проблемой при оценках не полуоборота а четвертиоборота.
- не очень понятно, откуда цитаты, такое впечатление, что в параллель где-то еще обсуждается эта же тема… (Но это не принципиально, наверное, просто мне - любопытно). В целом понятно, о чем речь. Как я понимаю, 6-, 8- цилиндровые делают с целью обеспечить превышение положительного момента над отрицательным при любом положении КВ. В 4-х ц – есть угловой интервал (в смысле – по углу КВ) примерно от (50..60 градусов до ВМТ) и до ВМТ, в котором на КВ действует только нагрузка – в этом интервале углов эту нагрузку и оцениваем (в предлагаемом алгоритме). В 2- цилиндровом возможности для оценки нагрузки еще больше: рабочий ход через 360 град, а угловой интервал, в котором положительный момент превышает отрицательный – примерно от (5..8 град после ВМТ) до примерно 120 град. А вот в 6- и 8- ц в этом смысле не просматривается интервал углов, на котором нагрузку можно было бы оценить. М.б., конечно, ошибаюсь.
Добавлено через 14 минут 59 секунд
и оценки мои по углам что оценивать чтобы был минимальный период после вмт до 48 градусов - чтобы не попасть на метку (ибо в прошлый раз я забыл про то что там 2 зуба предшествуют и они отнимают 12 градусов).
- понял так, что ВМТ соответствуют передние кромки 20-го и 50-го зубов шкива 60-2. Потому угловые диапазоны с минимальной угловой скоростью КВ (до 10 град после ВМТ) и с максимальной (пусть от 90 до 130 градусов после ВМТ) – как бы не попадают на недостающие два зуба. Это важный момент, если я не прав, прошу сказать об этом обязательно.
zelya,
В чем проблема с разрешающей способностью в оценке периода прохождения зуба?
Предположим, что тактовая частота камня - 16 МГц, разрешение по времени порядка 1Е-07 секунды.
Насколько я понял нам просто нужно узнать скорость КВ в момент прохождения некоторотых
из 58 зубьев. То есть в течение прохождения 54 зубов камень свободен для других операций
типа умножения в квадрат скоростей зубьев и прочее.
Насколько я понял нам просто нужно узнать скорость КВ в момент прохождения некоторотых
из 58 зубьев.
- правильно. Самая большая погрешность (по моим оценкам, пока, в имеющихся реализациях) связана с формированием сигнала с ДПКВ, его интерпретацией. Для ПМСЗ – это приемлемо вполне. Это вполне приемлемо и для предлагаемого алгоритма, в том плане, что сигнал – он такой. Работать с ним трудно, но можно, варианты обработки реального сигнала просматриваются. Есть и другой путь. Думаю, что вот так просто взять и встроить в существующее устройство МПСЗ предлагаемый алгоритм – ну, наверное, можно, только это несколько сложно. Тут есть вариант подумать о компромиссе – небольшом изменении аппаратной части, чтоб был оптимум, или некий баланс нагрузок на hard and soft….
zelya,
В чем проблема с разрешающей способностью в оценке периода прохождения зуба?
Предположим, что тактовая частота камня - 16 МГц, разрешение по времени порядка 1Е-07 секунды.
Насколько я понял нам просто нужно узнать скорость КВ в момент прохождения некоторотых
из 58 зубьев. То есть в течение прохождения 54 зубов камень свободен для других операций
типа умножения в квадрат скоростей зубьев и прочее.
проблема в интерфейсе - чтобы обеспечить штатными интерфейсами ввод уже приведенных к логическим уровням данных без сильных разбросов по времени... счас буду смотреть комы и лпт по вводу данных с частотой от 300 гц до 5-6 кгц. с предсказуемыми задержками и по возможности максимально точными по времени (с постоянным разбросом).
хотя через звук с вводом синусоиды тоже вариант - даже 22050 - это уже до 5.5 -4 отсчета - больше требовать с бучной звуковухи я думаю вредно ;)
еще ядро забахать с внутренней тактовкой в килогерц (у линевых ядер штатные - 100,250,1000).
это тимофею.
для genmih:
1.в нужных диапазонах (до 48 и после 60) маркеров (выбитых зубов) нет, но надо учитывать что в диапазоне 9-10 зуба (отсчет от зуба ВМТ включительно) (48-60 градусов) - там на одном полуобороте данных нет - там придется интерполировать задержку с 8 зуба на 11-й ибо у нас там на одном полуобороте окно из 2х отсутствующих зубов.
2.ты делал оценки по полулбороту исходя из того что максимальная скорость должна быть в районе 120 градусов после ВМТ. это катит и для 6 цилиндрового, если не больше 120. для 8 цилиндрового оценка искажается накладкой еще одного рабочего процесса. и мы можем гарантировано оценивать чистый результат для одного цилиндра только до 90 градусов или четверти оборота.
И если делать оценку максимальной прибавки скорости более 90 гр., не привязываясь к 120 и т.д. - то у тебя получится оценивать уоз и для 8 цилиндровых двигателей. т.е. если коленвал ускоряется до 90 градусов то хорошо...(положительный крутящий момент больше нагрузки вплоть до 90 градусов) это менее строгое условие чем у тебя - обеспечить превосходство положительного крутящего момента над нагрузкой до 110-130 градусов. хотя и спорно.
в нужных диапазонах (до 48 и после 60) маркеров (выбитых зубов) нет, но надо учитывать что
- думаю, что задача обнаружения двух отсутствующих зубов уже решена в МПСЗ, решена задача определения и ВМТ, и зуба, который называют «первым» в последовательности. Сейчас важно то, что понимаем ситуацию одинаково: в области углов, где надо измерять – зубья имеются…
Добавлено через 12 минут 25 секунд
делал оценки по полулбороту исходя из того что максимальная скорость должна быть в районе 120 градусов после ВМТ. это катит и для 6 цилиндрового, если не больше 120. для 8 цилиндрового оценка искажается накладкой еще одного рабочего процесса. и мы можем гарантировано оценивать чистый результат для одного цилиндра только до 90 градусов или четверти оборота
- это все правильно, только в этих диапазонах углов мы можем определить только суммарный крутящий момент, как сумму положительного, развиваемого давлением сгоревших над поршнем продуктов и отрицательного, развиваемого нагрузкой. Углового диапазона КВ, в котором можно было бы оценить, хотя бы приближенно, нагрузку (отрицательный момент) как бы и не видно. Без этой оценки мы попадаем в рамки других алгоритмов, в которых оценка нагрузки делается по показаниям датчиков, весьма косвенным образом связанных с нагрузкой. Думаю, что для 6- и 8- цилиндровых предлагаемый алгоритм будем продумывать («додумывать») несколько позже, по мере, так сказать, нашего развития. Я уже говорил, что пока как бы нет (у меня, по крайней мере) идей по поводу оценки нагрузки на 6-, 8- Ц КВ непосредственно по сведениям, которые можно извлечь из сигналов от ДПКВ.
Добавлено через 29 минут 58 секунд
получится оценивать уоз и для 8 цилиндровых двигателей. т.е. если коленвал ускоряется до 90 градусов то хорошо...(положительный крутящий момент больше нагрузки вплоть до 90 градусов) это менее строгое условие чем у тебя -
- в принципе, это правильно. Подход к решению задачи для 8- цил может быть сделан с позиций формализма решений, найденных для 4-х ц. ДВС. Если обсуждение на форуме покажет приемлемость алгоритма (а я в этом уверен), то максимум прироста кинетической энергии, при произвольной и не известной нагрузке, означает выбор оптимального УОЗ. Надо будет пересмотреть выбор угловых положений КВ для 8- ц-х, в которых измеряются скорости, чтобы измеренные значения соответствовали сути задачи измерений. По-моему, должно получиться… Но сначала мне надо изложить то, что уже обещал…
zelya,
Ты напрасно привязываешься к компьютерному железу,
тут отлично справится контроллер за 150 руб. Причем гораздо лучше компа.
zelya,
Ты напрасно привязываешься к компьютерному железу,
тут отлично справится контроллер за 150 руб. Причем гораздо лучше компа.
да но я хочу только пока использовать такие или аналогичные наработки для создания таблиц именно для текущей реализации контролера мпсз ибо пока реализация новая будет в железе - возможно уже и карбюраторов почти не будет.
а в данной реализации - он уже достаточно вылизан - нет только методы обоснованой построения кривых. а этот алго дает возможность выстроить на базе практически изначально пустой (типовые кривые)
Ну насчет построения кривых для МПСЗ это само собой разумеется.
Просто под Виндосом задача нерешаема в принципе.
А любая аппаратная обвязка для цепляния к компу обойдется дороже, чем контроллер
с макеткой и десятком резисторов/конденсаторов.
Ну насчет построения кривых для МПСЗ это само собой разумеется.
Просто под Виндосом задача нерешаема в принципе.
А любая аппаратная обвязка для цепляния к компу обойдется дороже, чем контроллер
с макеткой и десятком резисторов/конденсаторов.
почему - если ттл - то лпт порт и естественно - такой комп (p166/16mb) для обработки под виндовсом - ахинея чистой воды - а если линь или под дос программа - то в принципе не все так плохо - если сделать консоль 800х600 (100х37) - то там и графика будет реалтаим и все обсчеты.
В компьютерах типа PC только один аппаратный таймер
и он уже занят множеством других дел.
Добавлено через 1 минуту 20 секунд
еще - прерывания LPT порт генерить может, но этим не очень приятно пользоваться.
про таймер в компе подтверждаю - в винде пользоваться для точных расчетов вапче смысла нет
в голом досе только если вырубить все ненужные прерывания, то можно и попользоваться тока комп в голом досе это уже пик за 150р :)
Часть 5.
Время сгорания ТВС.
Характерное время протекания единичной реакции окисления топлива – скорее всего, определяется только природой вступающих в реакцию компонентов и в этом смысле вряд ли зависит еще от чего-нибудь. В том числе и от температуры среды, в которой происходит горение. Если кинетическая энергия молекул достаточна для преодоления энергетического барьера, то молекулы сближаются на достаточное для начала реакции расстояние. То есть, температура ТВС, как мера средней энергии молекул, должна быть не ниже некоторой пороговой. Время полного завершения единичных реакции, собственно, процесс сгорания – определяется природой компонент – формулой и структурой молекул топлива. Количество таких реакций в единицу времени или скорость сгорания «массовая», определяется концентрацией молекул топлива в слое горения. Понятно, что вероятность вступления компонент в реакцию пропорциональна температуре среды – чем выше температура, чем ближе она к пороговой, тем выше вероятность «встречи» между собой нужных компонент. В таком случае «массовая» скорость горения ТВС, как отношение малой массы ТВС dm к малому интервалу времени dt, в течение которого эта малая масса сгорела, пропорциональна концентрации ТВС и температуре:
(5.1) dm/dt = k1 * (M – m) * T твс / V твс
Здесь M – исходная, начальная масса ТВС над поршнем (до момента искрообразования), m – масса уже сгоревшей части ТВС, Т твс – температура не сгоревшей части ТВС, V твс – объем, который занимает над поршнем не сгоревшая часть ТВС.
Решение уравнения (5.1) будем искать в виде функции – зависимости сгоревшей массы m ТВС от времени горения. Окончанию горения закачанной над поршнем массы М ТВС будет соответствовать m = M и соответственно время полного сгорания t = ТТВС. Уравнение, которое получится при m = M, надо будет решить относительно времени ТТВС, которое прямым образом определяет УОЗ в формулах (3.11), (3.12). В целом задача, сформулированная в самом обобщенном виде в (5.1), усложняется необходимостью конкретизации – надо записать, как зависят от времени температура ТВС в процессе ее горения и объем, который занимает не сгоревшая еще часть ТВС. При такой конкретизации будем стремиться к тому, чтобы вводить в рассмотрение параметры и коэффициенты, которые сами не зависят от процесса. С другой стороны, не будем стремиться к вычислениям таких параметров на основе теоретических предположений. Нам придется делать упрощающие предположения, чем-то игнорировать вовсе – все это, как ни крути, снижает ценность полученных решений для количественной оценки ТТВС и соответственно УОЗ. В связи с этим имеет смысл, в качестве первого шага в решении задачи, установить основные, наиболее значимые качественные зависимости ТТВС от массы всасываемой ТВС, ее температуры, температуры двигателя, пламени во фронте горения и т.п. и выявить (понять) процессы и факторы, влияющие на динамику изменений ТТВС. Далее имеет смысл эти качественные зависимости аппроксимировать кривыми первого-второго порядка, а появляющиеся при такой аппроксимации неизвестные коэффициенты определять экспериментально по достижению эффективного УОЗ. Таким образом, все как бы должно встать на свои места: итогом теоретических рассмотрений должны быть формулы, все коэффициенты в которых определяются экспериментально для конкретного двигателя и бензина.
Предлагаю решать уравнение (5.1) на основе представлений об обычном медленном, не детонационном горении. При этом объем V твс области, занятой не сгоревшей еще ТВС, можно найти по условию выравнивания давления в замкнутом объеме, что явным образом исключает возможность детонационного горения (скорость звука больше скорости распространения фронта горения).
При обычном, медленном (не детонационном) горении ТВС давление в области, которую занимает не сгоревшая еще часть ТВС, примерно равно давлению в области, которую занимают продукты горения. Граница раздела между областями – область горения ТВС, которую можно рассматривать как слой некоторой толщины, достаточно гибкий и подвижный, который является практически не проницаемым как для ТВС, так и для продуктов горения. Сгорающая масса dm повышает давление в области, занимаемой продуктами сгорания. Повышенное давление сдвигает границу раздела, которой является фронт горения, как жесткий поршень, уменьшая объем, занимаемый не сгоревшей еще ТВС и повышая давление ТВС, а значит и концентрацию ТВС и выравнивая тем самым давление во всем доступном объеме. Таким образом, при сгорании малой массы ТВС dm давление везде успевает выровняться. В грубом приближении «первого» порядка можно считать, что давление в слое горения, и соответственно, концентрация ТВС в слое горения – одинаковы с давлением и концентрацией, которые можно было бы измерить во всей области, которую занимает не сгоревшая часть ТВС.
(((
При детонационном горении выравнивания давления между областями не происходит, высокое давление продуктов сгорания приводит к расширению области, занимаемой ими. При этом давление в области, занимаемой ТВС, остается примерно постоянным, на своем исходном уровне, как и концентрация ТВС. В области горения – в не проницаемом для проникновения слое, разделяющем ТВС и продукты горения, очень большой градиент давления, как и концентрации. Концентрация ТВС в этом слое может достигать очень больших величин в связи с сильным сжатием слоя и соответственно «массовая» скорость сгорания оказывается высокой. Отметим, еще раз, что характерное время протекания единичных реакций окисления топлива остается тем же самым, что и при медленном обычном горении, не смотря на то что «массовая» скорость сгорания может отличаться на порядки. Характерное время единичных реакций определяется химическим составом и структурой молекул топлива.
Из этого простого рассмотрения видно, что условия медленного или быстрого (детонационного) горения ТВС являются относительными и связывают между собой скорость протекания единичной химической реакции окисления, упругость среды, содержащей ТВС и геометрические размеры камеры над поршнем. Собственно процесс выравнивания давления связан непосредственно со скоростью распространения волн давления или, говоря иначе – со скоростью звука в среде ТВС и размерами камеры. При обычном горении скорость звука больше или намного больше скорости распространения фронта горения, при детонационном горении – наоборот, скорость распространения фронта горения выше скорости звука в среде, или намного выше.
Понятно, что такое достаточно идеализированное представление обычного медленного и детонационного быстрого механизмов горения справедливо для случаев, когда скорость звука в среде намного больше или намного меньше скорости распространений фронта горения. В промежуточных случаях, при примерно равных скоростях, небольшие изменения объема или упругих свойств ТВС, плотности среды ТВС, легко изменяют механизм горения. Горение, начавшись как детонационное, приводит к изменению условий в замкнутом пространстве – меняются давление и температура, меняются и условия выравнивания давления. Иначе говоря, в процессе горения по мере уменьшения объема, занимаемого не сгоревшей еще ТВС, условия для поддержания детонационного горения могут исчезать. В камерах малого размера при определенном составе ТВС детонационное горение не может возникнуть в принципе, а в камерах большого размера (и тем более в слабо ограниченном пространстве) при определенном составе ТВС возможно только детонационное горение…
)))
«Внешней» стороной двух механизмов горения в замкнутом объеме является характер нарастания давления вблизи стенок камеры. При обычном медленном горении датчик давления, установленный на стенке камеры, мог бы показать плавное нарастание давления в процессе сгорания ТВС. При детонационном горении датчик показывал бы исходное давление ТВС до тех пор, пока фронт горения не достигнет датчика, при этом он показал бы скачкообразное нарастание давления и повторные колебания давления, связанные с многочисленными переотражениями ударных волн от стенок камеры. Поэтому ДД показывают эти колебания, возникшие уже после завершения детонационного горения. Картина сигналов переотраженных ударных волн усложняется тем, что фронт детонационного горения достигает различных участков стенок камеры в разное время (свеча установлена не симметрично).
Правая часть уравнения (5.1) пропорциональна давлению ТВС в занимаемом ТВС объеме. По аналогии можно записать давление для области, занимаемой продуктами сгорания:
(5.2) Р пс = kp * m * T пс / V пс = kp * m * Т пс / ( V кам – V твс )
Здесь V кам – объем камеры над поршнем в процессе горения ТВС. Так как рассматриваем не детонационное горение ТВС, то давление по обе стороны от фронта горения – одинаково:
(5.3) (M – m) * T твс / V твс = m * Т пс / ( V кам – V твс ),
откуда
(5.4) V твс = (M – m) * T твс * V кам / (m * Т пс + (M – m) * T твс)
Подставим (5.4) в (5.1):
(5.5) dm/dt = k1 * (m * Т пс + (M – m) * T твс) / V кам =
= k1 * { M * Т твс + m*( Т пс – Т твс ) } / V кам.
Прежде чем решать уравнение (5.5) относительно времени ТТВС полного сгорания ТВС с массой М, в него надо подставить зависимости температур ТВС и продуктов сгорания Т пс как функции времени и масс топлива. Оценим эти зависимости.
Зависимость температуры продуктов сгорания Т пс от времени сгорания t достаточно сложная. Тут два конкурирующих процесса. В одном процессе температура продуктов постоянно уменьшается за счет излучения, которое увеличивает температуру не сгоревшей еще части ТВС и стенок камеры сгорания. В другом – температура увеличивается за счет добавления энергии сгорающей малой порции dm ТВС. Понятно, что зависимость температуры продуктов сгорания от времени сгорания – очень интересный вопрос, но в качестве первого приближения для целей поиска хотя бы приближенного решения задачи, будем считать эту температуру постоянной, не зависящей от времени в процессе сгорания. Логично предположить, что температура продуктов сгорания остается постоянной и при изменении температуры всасываемой ТВС, при изменении температуры стенок камеры, при изменении массы сгоревшей над поршнем порции ТВС. Фактически это означает, что вместо температуры продуктов сгорания, которая может в принципе изменяться при изменении перечисленных параметров, мы берем температуру горения ТВС, которая зависит главным образом от сорта залитого бензина. Понятно, что после сгорания над поршнем всей порции ТВС, температура продуктов сгорания будет изменяться в соответствии с дальнейшими процессами, но нам сейчас важно выделить только процесс сгорания ТВС, в котором, на основании сказанного, логично допустить Т пс = Const.
Температура ТВС, Т твс, непрерывно повышается сначала за счет нагрева стенками камеры (излучением) – в процессе сжатия до УОЗ, а после искрообразования, в процессе горения – еще и за счет излучения той части топлива, которая уже сгорела. Температуру Т твс к началу процесса горения можно считать «стартовой», начиная от которой ТВС прогревается потом уже в самом процессе горения. Запишем сначала изменение температуры ТВС в процессе сжатия ТВС до УОЗ: температура повышается от начальной температуры Т ос всасываемой в цилиндр ТВС до некоторого значения. В подобных случаях скорость повышения температуры пропорциональна разности температур излучателя и нагреваемой ТВС и обратно пропорциональна массе М нагреваемой ТВС:
(5.6) d(T твс1) / dt = k2*(Т кам – Т твс1) / М,
где Т кам – температура стенок камеры, Т твс1 – соответственно, температура ТВС. Отсюда:
(5.7) Т твс1 = Т кам – (Т кам – Т ос) * exp { – k2 * t / М }
Здесь время t нагрева ТВС – отсчитывается от начала всасывания. Нам надо знать конкретное значение температуры ТВС к моменту искрообразования, поэтому для расчета Т твс1 к этому моменту надо брать время, равное примерно времени одного оборота КВ (всасывание + сжатие, до УОЗ).
(5.8) Т твс1 = Т кам – (Т кам – Т ос) * exp { – k2 * φ / ( ω * М ) },
где φ – угол поворота КВ от начала всасывания до УОЗ, ω – средняя угловая скорость КВ от начала всасывания до УОЗ, градусов/мсек. Имеет смысл выбрать фиксированное значение угла φ, например, от начала всасывания до 20 градусов до ВМТ. При этом сразу «обеспечиваем» погрешность примерно +/- 20 градусов. Относительная погрешность за счет ошибки в определении этого угла, по отношению к полному углу поворота КВ, в пределах которого происходит нагрев ТВС, составит около 5 %, что скорее всего, приемлемо. Запишем температуру Т твс1 как фиксированное значение для текущих условий к моменту УОЗ:
(5.9) Т твс1(УОЗ) = Т кам – (Т кам – Т ос) * exp { – k2 * 360 / ( ω * М ) }.
Кроме того, коэффициент k2 будет определяться экспериментально, так что произведение k2*360 уточнится в процессе подбора параметров, подобных k1, k2.
В полученное уравнение (5.9) для определения «стартовой» температуры ТВС перед началом горения входят: температура Т кам стенок камеры сгорания, температура Т ос всасываемой в цилиндр ТВС, средняя угловая скорость КВ и масса ТВС над поршнем. Температуру Т кам стенок камеры можно «измерять» как ТОЖ, возможно с некоторым коэффициентом. Не смотря на то, что температура стенок изменяется и не совпадает со средним значением ТОЖ, имеет смысл использовать ТОЖ вместо нужной нам Т кам в уравнении (5.9), так как появляется шанс учитывать в явном виде, хотя бы приближенно, влияние температуры двигателя на УОЗ.
Продолжение следует…
Продолжение следует…
многа букаф! Не асилел....
zhpaul,
понимаю, хотелось, чтобы понятно было… Прикинь – мне каково – столько буковок вместе сложить… Как-то и не получается короче. В конце сделаю короткую выборку по шагам – что и как измерять и что вычислять, м.б. там проще будет…
Добавлено через 17 часов 14 минут 21 секунду
Часть 5.
Время сгорания ТВС. Продолжение 1.
Примерно то же самое можно сказать и о температуре Т ос всасываемой в цилиндр ТВС. В качестве Т ос можно использовать температуру воздуха, поступающего в карбюратор, увеличенную на 15..30 градусов. Увеличение связано с тем, что при всасывании ТВС прогревается в цилиндре за счет смешивания с не выброшенными продуктами сгорания, имеющими достаточно высокую температуру. Оценки показывают, что при работе холодного двигателя надо добавлять примерно 15 градусов и увеличивать эту добавку по мере прогрева двигателя, при полном прогреве добавлять надо примерно 30 градусов. Эта добавка достаточно стабильна, поэтому имело смысл рассмотреть ее отдельно и не загромождать расчеты «не динамичными» процессами.
После искрообразования топливо начинает сгорать, и основным источником нагрева оставшейся не сгоревшей еще ТВС является энергия сгоревшей части топлива. В процессе горения ТВС скорость нарастания температуры пропорциональна разности температур сгоревших продуктов Т пс и текущей температуры ТВС, которую на этом временнОм отрезке обозначим как Т твс2, и обратно пропорциональна массе (M – m) не сгоревшей еще ТВС:
(5.10) d(T твс2)/dt = k3 * (Т пс – Т твс2) / (M – m),
– это такое же уравнение, как и при нагреве излучением стенок камеры (5.6), но с другим коэффициентом k3, который учитывает физические свойства излучателя (продукты горения) и приемника (еще не сгоревшая часть ТВС). ТВС продолжает также нагреваться и излучением стенок камеры, но этот нагрев, скорее всего, мал в сравнении с нагревом от продуктов сгорания. Скорее всего – потому что разность температур (Т пс – Т твс2) в уравнении (5.10) в процессе горения намного больше разности (Т кам – Т твс2) в уравнении (5.6). Поэтому при оценке изменений температуры ТВС уже в процессе горения будем пренебрегать процессом нагрева ТВС излучением стенок камеры сгорания.
Уравнение (5.10) – довольно «хитрое». Формально оно имеет решение, которое можно записать так же, как и для (5.6), интегрировать надо от состояния в момент искрообразования:
(5.11) Т твс2 = Т пс – (Т пс – Т твс1(УОЗ)) * exp { – k3 *t / (M – m) }, m ≤ M
В этом решении для температуры ТВС в процессе горения начало отсчета времени – от момента искрообразования. Однако, необходимо учесть одно «НО»: процесс сгорания новой малой порции dm ТВС может начаться только по достижении пороговой температуры горения. С этой точки зрения уменьшение разности (Т пс – Т твс2) в (5.10) всегда опережает (по времени) уменьшение разности (M – m), то есть разность (Т пс – Т твс2) становится равной нулю еще до того как будет равной нулю разность (M – m). Это означает, что к концу горения (догорание остатков ТВС) скорость увеличения температуры равна нулю и никакой неопределенности типа 0/0 (а в приведенном уравнении 5.10 она имеется) реально не существует. Чтобы как-то отобразить, наиболее простым способом, этот физический факт в формальной математической записи и ликвидировать в (5.10) раздражающую неопределенность, можно попытаться заменить непрерывно изменяющуюся разность масс (M – m) некоторым средним значением, выраженным через начальное значение закачанной в цилиндр массы М ТВС:
< M – m > = k4 * M.
В таком подходе уравнение (5.10) заменим на
(5.10*) d(T твс2)/dt = k3 * (Т пс – Т твс2) / (k4*M),
и так как нам все равно предстоит экспериментально определять коэффициент k3, а в новой записи отношение k3/k4, то обозначим это k3/k4 заново, опять как k3, поскольку k4 – безразмерный коэффициент:
(5.12) d(T твс2)/dt = k3 * (Т пс – Т твс2) / M.
Температура ТВС в процессе сгорания:
(5.13) Т твс2(t, M) = Т пс – (Т пс – Т твс1(УОЗ)) * exp { – k3 *t / M },
- в процессе сгорания ТВС температура не сгоревшей еще части ТВС плавно повышается от Т твс1(УОЗ), экспоненциально приближаясь к температуре Т пс продуктов сгорания. Постоянная времени этого процесса
τ = M / k3
По смыслу это решение (5.13) уже можно использовать для подстановки в уравнение (5.5).
(5.5*) dm/dt = k1 * { M * Т твс2(t, M) + m*( Т пс – Т твс2(t, M) ) } / V кам =
= k1*{M* [ Т пс – (Т пс – Т твс1(УОЗ))*exp{ – k3*t / M } ] + m*(Т пс – Т твс1(УОЗ))*exp{ – k3*t / M } } / V кам,
в котором Т твс1(УОЗ) – определяется выражением (5.9).
С таким уравнением (5.5*) довольно трудно бороться, в смысле разделения переменных перед интегрированием. В связи с этим есть два предложения. Первое – любителям и профессионалам в математике – найти решение. Второе – предлагаю приближенное решение, которое можно использовать, как устанавливающее основные взаимосвязи и не противоречащее наблюдаемым экспериментально зависимостям.
Приближенное решение может быть найдено, если изменяющуюся температуру не сгоревшей еще части ТВС в процессе горения заменить некоторым средним значением температуры ТВС, которое было бы характерным для конкретного процесса горения над поршнем данной порции ТВС.
По определению среднего:
(5.14) <Т твс2(M)> = (1/ ТТВС)* ∫ Т твс2(t, M) dt =
= Т пс – (Т пс – Т твс1(УОЗ))*(1 – exp{– k3*ТТВС/M})*M / (ТТВС*k3)
где Т твс1(УОЗ) определяется (5.9)
Таким образом, в уравнении (5.5*) путем замены реально изменяющейся температуры ТВС в процессе горения ее средним значением, которое не зависит от текущего времени, переменные удается разделить:
(5.5**) dm/dt = k1 * { M * <Т твс2(M)> + m*( Т пс – <Т твс2(M)> ) } / V кам.
Интегрирование по переменной m – массе сгоревшей ТВС – будем выполнять от m = 0 (начало процесса горения, t = 0) до m = M (окончание горения, t = ТТВС) – это начальные условия задачи. Это дает
(5.15) ln ( М * Т пс / М * <Т твс2(M)> ) = k1 * ( Т пс – <Т твс2(M)> ) * ТТВС / V кам
и поскольку
(5.14) <Т твс2(M)> = Т пс – (Т пс – Т твс1(УОЗ))*(1 – exp{– k3*ТТВС/M})*M / (ТТВС*k3),
то
(5.16) ln ( Т пс / (Т пс – (Т пс – Т твс1(УОЗ))*(1 – exp{– k3*ТТВС/M})*M / (ТТВС*k3) ) ) =
= k1*(Т пс – Т твс1(УОЗ))*(1 – exp{– k3*ТТВС/M})*M / (k3*V кам),
Уравнение (5.16) надо решить относительно времени полного сгорания ТТВС всей порции ТВС и записать ТТВС как функцию температуры камеры сгорания Т кам, температуры всасываемой ТВС Т ос, оборотов КВ ω, массы всасываемой ТВС М, температуры продуктов горения Т пс, то есть
(5.17) ТТВС = функция от (Т пс, Т кам, Т ос, k1, k2, k3, ω, М, V кам) – определить из (5.16).
Тут опять имеются два предложения. Первое – любителям и профессионалам в математике – найти решение (5.17). Второе – предлагаю приближенное решение известным методом итераций.
Из (5.15) следует:
V кам * ln ( Т пс / <Т твс2(M)> )
(5.18) ТТВС = ------------------------------------ ,
k1 * ( Т пс – <Т твс2(M)> )
в котором средняя температура ТВС в процессе ее сгорания, <Т твс2(M)> – сама определяется через искомое время ТТВС (формула 5.14). Способ решения основан на том, что мы задаем некоторое начальное значение ТТВС, выбранное на основе приемлемых соображений. Например, оценки времени ТТВС для АИ-96 и стационарных режимов движения дают для времени сгорания примерно 2 мс. С этим значением будем вычислять по (5.14) <Т твс2(M)_0>, затем подставим его в (5.18) для вычисления опять же ТТВС. Получим несколько отличающееся значение ТТВС_1, которое используем для новой итерации: новое вычисление <Т твс2(M)_1> и ТТВС_2, и так далее. Обычно, если математические формулировки сделаны на основе физики процессов корректно, решение задачи сходится. Окончание процесса будем задавать условием приемлемости результата – условием малого отличия вновь полученного ТТВС_n от значения на предыдущем шаге ТТВС_n-1. Например, 2(ТТВС_n – ТТВС_n-1)/( ТТВС_n + ТТВС_n-1) < 0.1, то есть 10 % погрешность определения ТТВС нас устроила бы. При хорошем знании поведения функций (5.18) и (5.14) можно задавать окончание процесса вычислений заданием количества итераций.
Еще один возможный способ увеличения эффективности вычислений связан с заменой полученных функций (5.14) и (5.18) многочленами не высоких степеней, описывающих с приемлемой погрешностью исходные функции на ограниченной области определения. Вполне возможен вариант, когда после такой замены возможно найти и аналитическое выражение для ТТВС в явном виде, для прямых вычислений без итераций…
Продолжение следует, для корректировки алгоритма постараюсь использовать любые ваши замечания, критику и предложения…
POKKAHOH
29.06.2007, 14:09
genmih, дорогой... ну, не обижайся ,всё ведь в конце концов сводится к определению времени полуоборота (или половины оборота ;)) коленчатого вала...
зачем столько формУл? Химический процесс, происходящий при варке борща описыватся такой горой уравнений, что на БСЭ тянет... а варить его мамы учат несовершеннолетних дочек, которые про химию и не слышали никогда...
итог пятистраничных рассуждений простой (и сейчас уже используется) - меряем время полуоборота...
о чем говорить?
ну, не обижайся ,всё ведь в конце концов сводится к определению времени полуоборота
- конечно, измеряют пол-оборота и используют – не спорю, не возражаю… И конечно – не обижаюсь.
Потому что дело в другом, вовсе не во времени полуоборота. Как уже говорил, наибольший интерес представляет управление УОЗ в динамичном режиме, не в стационарном. Для стационарных – да, там найдены решения, многих вообще вполне устраивает и механический трамблер и не спешная езда на дачу или по городу… Смысл всех формУл – выявить зависимость УОЗ от динамично изменяемых независимых переменных, чтобы с толком эти зависимости использовать. Вот яркий пример: время полного сгорания по (5.18) не зависит в явном виде от массы ТВС, закачанной в цилиндр, а определяется температурами двигателя Т кам, всасываемого воздуха Тос, температуры горения залитого сорта бензина Т пс, текущим объемом камеры сгорания. В стационарном режиме движения температура ТВС изменяется одинаково в каждом очередном процессе сгорания порций топлива. В динамике, при изменении массы закачиваемой ТВС, изменяется температура ТВС, это изменит и время сгорания. Насколько сильно изменит – оценим… Да даже и для стационарных режимов формула (5.18) дает сведения о том, как управлять УОЗ при прогреве двигателя, при изменении температуры воздуха…
Так что вопрос о том, сколько надо формул – у меня как-то и не возникал….
Такое не поможет? или баян?
правда сына еще уговорить надо переснять
по-видимому интересная книжка. Вот только не нашёл электронной версии в инете. одни инет-магазины. недорого конечно (рублей 70) но лень ;-). электронную версию бы почитал ;-)
HUNTERSVE
11.07.2007, 04:41
Как бы не говорили о всяких там моментах, а все это либо эмпирическое...
либо вооще просто набор данных. Потому и пользуют так часто эти самые стенды т.к. конкретных методов просто нет и быть не может. Посмотрите на то что сделал михайлов...
придумал возить с собой пол лаборатории по упрощенному исследованию скоростей вращения Р.В. и забабахался такой ценник, что по мне так выгоднее инжектор ставить.
Еще управление углом не стоит больших усилий, так вспомните мех. инжекторы... Там не было всякой ерунды напихано однако...
Иначе говоря то что на машине не обязательено должно постоянно все подправлять т.к. странно возить с собой лабораторию.
Хотя за минимумом желателен контроль
температуры (тосол и воздух), но считать ничо не стоит, просто нужно взять по образцу со старых иномарок (тупо угол от температуры ну и копить опыт по др. тачилкам)
Просто то что тут пытаются сделать видимо гдет делалось...
HUNTERSVE,
Формулы тут пишутся для того, чтобы знать форму целевой функции, в которой будут участвовать те самые эмпирические коэффициенты.
Здравствуйте все!
Vadim пишет (/forum/showpost.php?p=25928&postcount=59):
С год назад на форуме появился один человек (тоже с Н.новгорода если память не изменяет) и уверял, что сделает/напишет прогу для МПСЗ, которая по датчику положения и ДАД сама будет строить кривую УОЗ в нужном месте и в нужное время, а-ля Михайловское зажигание. Мы даже с продаж этой проги ему процент пообещали, а он куда то пропал?! Видимо не смог, а говорил как просто!
- я никогда не говорил, что разработать алгоритм - это просто. Именно поэтому не передал и не продал Вам алгоритм, как кота в мешке, а предложил сначала
genmih пишет:
«обсудить алгоритм управления УОЗ, основанный на оценках времени сгорания порций ТВС. Все оценки делаются по текущей угловой скорости КВ. Алгоритм не опробован на практике».
genmih пишет:
"Обсуждение алгоритма может выявить и устранить ошибки или промахи, если они обнаружатся, и понять, представляет ли он интерес для практической реализации.
Буду рад активности всех участников обсуждения".
А «тормознул» публикацию алгоритма по нескольким причинам. Одна из них – замахнулся на то чтобы отказаться от ДАД и все необходимые данные вытаскивать из сведений об угловой скорости КВ, тут возникли трудности (в какой разработке их нет?), материал пока сырой, а творить все на глазах уважаемой аудитории как-то не по мне. Возможно, что использовать ДАД все-таки придется… Еще одна причина – вышел на пенсию, по возрасту – это сильнейший стресс, заболел, но, слава Богу, выкарабкался, никуда не пропал. Еще одна причина – для меня самая главная: обсуждение алгоритма показывает слабый интерес и Вадима и Павла, создается впечатление, что это никому не надо. Понятно, что для устройства, которое уже разработано – не надо, но ведь оно не будет последним, так не бывает. С другой стороны – активный интерес со стороны любознательных и активных Тимофея и zelya – они пока единственные, кто хоть как-то оценили и высказались по поводу алгоритма оценки эффективности выбранного УОЗ, который хоть и является «побочным» продуктом основной задачи, но вполне может использоваться для встраивания в существующие девайсы. Думаю, что это важный результат, а то, что его «не заметили» - как раз и говорит об уровне заинтересованности.
В любом случае, если интерес к алгоритму все еще сохраняется, то я со своей стороны постараюсь продолжить разработку.
Поздравляю всех с наступающим Новым Годом! Желаю всем крепкого здоровья, успехов и удачи!
genmih могу только морально поддержать! помочь нечем
а идея оценки скорости сгорания по угловой скорости вапче впечатляет потому что я не то что не осилю такое сделать а даже думаю что это невозможно - а оттого очень интересно :)
могу только морально поддержать!
- огромное спасибо за поддержку!
По поводу «не осилю» - тут надо только захотеть и не отступать – получится. Вся практика это подтверждает.
По поводу оценки скорости сгорания по телодвижениям КВ – не знаю как Вам, а мне этот прикол понравился, особенно в предпраздничные часы Нового Года. Ну а если серьезнее – будем оценивать не скорость сгорания, а полное время сгорания, но только не по телодвижениям КВ, а на основе физики процессов. В уравнение для расчета ТТВС входят температура камеры сгорания Т кам, температура всасываемой ТВС Т ос, масса всасываемой ТВС М, температура продуктов горения Т пс, объем камеры сгорания. Что касается частоты вращения КВ ω, то тут, можно сказать, влияние косвенное – за разное время сжатия сжимаемая ТВС прогреется до разных температур. На сегодняшнем этапе надо определить массу М всасываемой в цилиндр ТВС. Наиболее очевидный способ – использовать сигналы ДАД. То что я упомянул несколько выше (отказаться от ДАД при оценке массы ТВС) – оказалось трудной задачей, хотя идея там простая – разность квадратов скоростей в конце и в начале рабочего хода пропорциональна массе ТВС, но оценить это можно для только что отработавшего цилиндра, а нам надо для текущего. Так что – время полного сгорания топлива – определяем на основе физики горения, а интересующий нас УОЗ – на основе времени сгорания и характера движения КВ.
Еще раз – поздравляю всех с Новым Годом!
а что погрешность расчетов на основе отработавшего сильно плохо? у двс вапче при любых изменениях устаканивается всё за 2-4 такта...
а что погрешность расчетов на основе отработавшего сильно плохо?
- замечательный вопрос! В той части алгоритма, которую уже изложил, всё (пока) было привязано к текущему такту сжатия порции ТВС, для которой и надо определить УОЗ. Это как бы обещает сделать управление УОЗ достаточно динамичным и соответственно повысить динамические свойства обычного ДВС, без усреднений по предыдущим тактам, для которых условия были совсем другими. Поэтому и нет пока желания опустить планку, попытка – не пытка…
В алгоритм уже ввел несколько коэффициентов. Некоторые из них достаточно просты для понимания, экспериментального определения для конкретного двигателя и оперативной калибровки «на лету». Но есть и достаточно сложные, которые не пытался даже раскрывать, им посвящены тысячи диссертаций. Сложные в том смысле, что в них запрятаны сложные физические процессы, например излучение энергии нагретым газом или стенками камеры и поглощение энергии той частью ТВС, которая к этому моменту еще не сгорела. Но все введенные коэффициенты, в том числе и упомянутые сложные – это постоянные (константы). Для них просматриваются достаточно простые способы экспериментального определения для конкретного ДВС и их корректировки «на лету», без привлечения еще каких-либо приборов и устройств. Совсем другое дело с массой ТВС, закачанной в цилиндр. Коэффициент пропорциональности между разностью квадратов угловых скоростей КВ и массой ТВС эквивалентен КПД, сильно зависит от множества условий и состояния двигателя и мне пока не удалось придумать такой же простой процедуры его калибровки.
Скорее всего, надо вернуться к задаче определения массы ТВС по сигналам ДАД и не связываться с разностью квадратов скоростей. Не потому, что задача оказалась сложной, а потому, что порция закачанной в цилиндр ТВС – независимая переменная, по отношению к которой частота вращения КВ, как и УОЗ – следствие, итог, функция.
жуть как интересно и непонятно... буду следить
где-то в сети я видел формулу расчета массового расхода воздуха по сигналу ДАД ...
где-то в сети я видел формулу расчета массового расхода воздуха по сигналу ДАД ... Например здесь (http://rotorman.nm.ru/j5-sport/dad_model.htm) есть рассуждения на эту тему.
Тимофей, VladFr, спасибо за подсказки, изучаю. А здесь, на MPSZ, это обсуждалось?
Тимофей, VladFr, спасибо за подсказки, изучаю. А здесь, на MPSZ, это обсуждалось? Пожалуйста. :) На местном форуме, насколько я помню, более-менее похожее на обсуждение вопроса связи массового расхода воздуха и сигнала ДАД было в следующих темах: /forum/showthread.php?t=521 /forum/showthread.php?p=9461#post9461 /forum/showthread.php?p=9537#post9537 /forum/showthread.php?t=547
Кстатати, здесь (http://team-rs.ru/tarticledoc.php?id=5) есть книга "Двигатели внутреннего сгорания: теория, моделирование и расчет процессов." Авторы: Шароглазов / Фарафонтов / Клементьев. Вдруг пригодится. :)
VladFr,
спасибо за ссылки, изучал упорно…
Кажется, разобрался с зависимостью времени полного сгорания ТТВС от массы закачанной в цилиндр ТВС. Зависимость есть, но она оказывается очень слабой и этой зависимостью невозможно пояснить всю сложность картины УОЗ от оборотов и сигналов ДАД. Понятно, что у меня все вопросы были в первую очередь к моей модели сгорания топлива – где ошибки и просчеты, нашел одну (ее исправление оказалась не существенной для конечного результата, но она принципиальна с точки зрения теории), но опять же оказалось, что более подробный учет факторов все равно не может объяснить упомянутую сложную картину УОЗ, используемую на практике.
В связи с этим рискну рассказать о результатах, сопровождая их моими пояснениями причин сложности картины УОЗ в обычных традиционных подходах, использующих сигналы ДАД и сведения об оборотах. Эти же пояснения могут служить обоснованием для применения предлагаемого алгоритма управления УОЗ. Лично у меня уверенность в его работоспособности значительно увеличилась.
Время полного сгорания увеличивается с понижением средней температуры той части ТВС, которая в процессе горения еще не сгорела, но находится над поршнем. Эту температуру ранее обозначил как <Т твс2(М)>. По каким бы причинам не изменялась эта средняя температура – за счет изменений температуры двигателя, массы или температуры всасываемой ТВС, отношение максимального времени сгорания (при низких температурах) к минимальному (при высоких температурах) составляет всего 1.7 – 1.9. В модели в качестве минимальной подставлял комнатную температуру, чего в реальности скорее всего не бывает, а также температуру пламени, чего тоже скорее всего не бывает. Наибольшее отношение зависит еще и от температуры во фронте пламени, но зависит очень слабо: от 1.7 до 1.9 при мыслимых температурах.
Причины слабой зависимости времени сгорания от массы ТВС. Во-первых, основная масса ТВС сгорает в самом конце процесса горения (экспонента), во-вторых, увеличение массы приводит к увеличению давления над поршнем, что увеличивает концентрацию и уменьшает тем самым время сгорания, поэтому даже значительное изменение массы (раз в 100) изменяет время очень мало, при прочих равных условиях. Прочие равные условия – тоже меняются слабо. Независимая переменная – масса ТВС – в модели можно изменять хоть в 1000 раз, но реально она изменяется в основном только в динамике. При бОльшей подаче ТВС растут обороты, общее потребление ТВС увеличивается, увеличение массы ТВС на один цикл также наблюдается, но как уже говорил, влияние этого на время сгорания мало. При увеличении нагрузки и сохранении при этом оборотов подачей большего количества ТВС – масса ТВС на цикл увеличивается, средняя температура понижается, время полного сгорания растет и этот фактор требует увеличения УОЗ, но это увеличение несравненно меньше, чем уменьшение УОЗ, определяемое в этом случае динамикой движения КВ. Замедление вращения КВ на участке от 60 градусов до ВМТ за счет нагрузки значительно увеличивает время поворота КВ до ВМТ и это приводит к уменьшению УОЗ, не смотря на то, что средняя частота вращения КВ (обороты в минуту) – сохраняется. Таким образом, величина УОЗ определяется двумя факторами – динамикой реального движения КВ и, в меньшей степени – изменением времени сгорания за счет изменения массы ТВС над поршнем.
Такие рассуждения приводят к выводу о том, что сложность картины УОЗ по сигналам ДАД и ДПКВ определяется не адекватностью оценки текущего состояния КВ для выбора УОЗ, то есть – не учетом реальной текущей угловой скорости КВ и его ускорения под действием нагрузки. Получается, что сигналы ДАД используются для коррекции УОЗ в манере ВР традиционного трамблера. Сама по себе связь сигналов ДАД с нагрузкой на КВ, с процессами горения ТВС – далеко не очевидна и в ней трудно найти какие-либо прямые руководства или «указания» для выбора УОЗ.
Тем не менее, кроме как бы отрицательного результата (слабая зависимость ТТВС от массы), полученные зависимости времени сгорания ТВС от средней температуры можно использовать на практике для коррекции УОЗ при прогреве двигателя. Удалось так же ввести поправку к времени сгорания ТВС, связанную с изменением массы ТВС, через динамику изменений текущей угловой скорости КВ. Смысл в том, что для введения поправки можно отслеживать за угловой скоростью КВ, а не за сигналами ДАД. В связи с тем, что при использовании ДПКВ измеряются интервалы времени в сигнале, а не углы, конечный результат записал тоже в виде интервала времени, отсчитываемого от некоторого фиксированного положения КВ до моменты выдачи искры. Оценки показали, что для получения достаточно хороших сведений о динамике движения КВ есть не плохие шансы использовать ДПКВ + шкив 60-2.
Продолжение следует.
genmih,
читаю, жду продолжения
genmih,
читаю, жду продолжения
аналогично.
те первичные оценки в виде фактически перенесенной трамблерной плоскости - это базис.
а динамика, вводимая алгоритмом будет минимизировать неравномерность вращения коленвала от несоответвия угла нагрузке/оборотам.
Тимофей, zelya, уверен, что алгоритм как-то оправдает ваши ожидания.
Часть 6.
Управление УОЗ в динамике.
Вариант внесения поправок к времени сгорания ТВС, связанный с изменениями массы закачиваемой в цилиндр ТВС – изложу в ближайшее время, а сейчас снова о связи УОЗ с динамикой движения КВ.
Угол поворота КВ от некоторого выбранного положения КВ до положения УОЗ – уже записывал, это формула (3.11) в сообщении 10 этой темы.
(3.11) (45–УОЗКрМом)=φот 45 до мин скор –ТТВС*корень (ω45^2 +2Aω* φот 45 до мин скор)+0.5(ТТВС)^2 *Aω + φ поправка Кр Мом.
- тут в качестве фиксированного положения для отсчета углов выбран угол 45 градусов до ВМТ, можно, естественно выбрать другое положение, а начало координат – в ВМТ.
В формуле три параметра, для выбора которых имеются достаточно уверенные ориентиры, кроме того, их можно подбирать экспериментально. Первый параметр – угловое положение КВ с минимальной скоростью, по разным данным, включая попадавшиеся патенты по поводу управления УОЗ = 5-8, 5-10, 8-15 градусов после ВМТ. Второй параметр – время полного сгорания порции ТВС, находящейся над поршнем. О времени сгорания предлагаю поговорить чуть позже, чтобы не сваливать все в одну кучу. Будем пока считать, что оно известно и постоянно. Третий параметр – поправка к УОЗ, связанная со смещением максимума давления в сторону поздних углов при высоких оборотах КВ. В обсуждении уже выяснили логику и смысл появления поправки: ее имеет смысл вводить, когда рассчитанный УОЗ раза в 3 и более превышает угол от ВМТ до положения с минимальной скоростью – это из соображений по поводу увеличения крутящего момента. Поправка широко использовалась в трамблерах и ограничивала рост УОЗ с ростом оборотов, начиная с некоторых. Для начала, в первых практических реализациях алгоритма, имеет смысл выбрать простейший способ введения этой поправки – ограничением УОЗ.
В таком случае предлагаемый алгоритм динамичного управления УОЗ по текущему состоянию КВ полностью представлен формулой (3.11). Получается, что давно уже – 4 июня 2007.
Для вычисления угла (от 45 до УОЗ) требуется измерить реальную угловую скорость для конкретного положения КВ (в приведенной формуле это 45 град,) и угловое ускорение КВ, причем скорость – в смысле мгновенного значения, соответствующего положению КВ 45 градусов. Некоторые сейчас захотят меня попинать, но я предлагаю прочитать еще немного. Мы уже делали предположение о том, что в диапазоне углов от примерно 60 град и до ВМТ уменьшение текущей угловой скорости происходит при действии силы, которую можно считать постоянной, это сумма всех сил трения, сопротивления и т.д. То есть предположили, что ускорение КВ в этом диапазоне углов – постоянное. Для двух цилиндровой Оки этот угол еще больше – точно уж при движении поршней от НМТ до ВМТ, но будем в любом случае стремиться сделать все измерения как можно ближе к УОЗ, до выбранного угла 45 градусов. Нет оснований делать более замысловатые предположения об ускорении. В таком случае, при линейном изменении угловой скорости от времени, измеренная скорость будет равна средней скорости за время измерения, то есть совпадать с реальной только в одной точке – в середине интервала времени измерения. Будем измерять время прохождения t1 и t2 двух соседних, равных по углу интервалов по Δφ градусов. (Время t2 - для более позднего интервала). Для наглядности – на примере Оки, для которой имеет смысл пропустить два первых, после паузы, зуба шкива 60-2 и измерять интервалы времени от 102 до 72 градусов (до ВМТ) – интервал t1, и от 72 до 42 – интервал t2. Для 4-х цилиндровых два одинаковых измерительных интервала надо разместить между 60 и 42 град до ВМТ, например 54-48 и 48-42 или 57-51 и 51-45. Двигатели имеют разные КВ, встречались графики скорости, на которых максимум расположен в области чуть позже 90 градусов после ВМТ. Для таких ДВС имеет смысл увеличить измерительные интервалы до 12 градусов и выбрать 66-54, 54-42.
Мгновенная угловая скорость в точке 42 град до ВМТ, ω42:
(6.1) ω42 = Δφ(1 / t2 + (1 – t2 / t1) / ( t1 + t2 ))
- «привязали» скорость к конечной точке углового интервала, а не к середине временного интервала, положение которого, понятно, каждый раз будет разным. Угловое ускорение А:
(6.2) А = 2 Δφ( (1 / t2 – 1 / t1) / ( t1 + t2 ) )
Ускорение по (6.2) надо подставлять в формулу (3.11) для вычислений угла между 42 град и УОЗ с тем знаком, который получится.
Погрешности определения угловой скорости и ускорения уменьшаются с увеличением угла измерений и интервалов времени, поэтому уменьшение углового промежутка (увеличение количества зубов шкива + датчик с более хорошим разрешением) не целесообразно при сделанном предположении о постоянстве ускорения. Если же говорить в том же ключе, в котором обычно охаиваются такие предположения и подходы – что силы и соответственно ускорения изменяются произвольным и не предсказуемым образом, то все значительно усложняется. Для оценки УОЗ в таком случае все равно надо предсказать движение КВ на промежутке УОЗ – ВМТ или даже дальше (это лучше) – до положения КВ с минимумом угловой скорости. Такие предсказания возможны путем аналитического продолжения измеренной части функции за пределы измерений – экстраполяция (это не интерполяция между измеренными точками). Понятно, что для таких усложнений (шкив, датчик, обработка сигнала с датчика и математика) должен быть повод, мотив, основания – оценка целесообразности. Так что имеет смысл сначала опробовать на практике предлагаемый алгоритм, а уж потом…
В сигнале индуктивных датчиков кромке зуба соответствует максимум сигнала, поэтому в задаче с измерением времени значащим является только положение этого максимума. Обычно его находят по изменению знака производной (изменяется как раз в максимуме входного сигнала), а для устранения возможности отлавливать ложные изменения знака производной шумами вдали от максимума – анализируют дифференцированный сигнал только в области максимума, заданием порогов намного выше шума. Если такая «сложная» обработка сигнала не планируется и предполагается использовать компаратор для формирования сигнала по фронтам входного, то измерять интервалы времени надо между одноименными фронтами сигнала ДПКВ, так как сигнал на структуре «зуб не зуб» не симметричен от природы.
В нашей задаче измеряются интервалы времени в сигнале, а не углы, поэтому имеет смысл записать конечный результат в виде интервала времени, отсчитываемого от некоторого фиксированного положения КВ до момента выдачи искры. Идея в том, что например при равномерном вращении КВ время от такого фиксированного положения до минимума угловой скорости КВ строго пропорционально времени, измеренному при прохождении выбранного для измерений углового интервала. Соответственно время поворота КВ до УОЗ меньше на время полного сгорания топлива. При вращении с замедлением (не нулевая нагрузка на КВ) соотношение между измеренным интервалом времени и интервалом до УОЗ – сложнее, но главное – при отсчете времени устраняется процедура интерполяции углов. Как было видно из формул, при линейном изменении угловой скорости угловое положение КВ изменяется в зависимости от времени квадратично, и при практической реализации алгоритма из-за этого могут возникнуть большие погрешности, связанные с интерполяцией углов как с дополнительной процедурой, погрешности процедур могут свести на нет все ожидаемые тонкости управления УОЗ. Грубо говоря, отмерить рассчитанный угол (от 42 до УОЗ) в условиях, когда этот угол изменяется не линейно во времени и с ДПКВ поступает очень мало угловых меток – задача тоже не из простых.
Время поворота КВ (t 42-min) от положения 42 градуса до положения с минимальной скоростью:
(6.3) (t от 42 до мин скор) = 2 * (φ от 42 до мин скор) / (ω42 + ωmin) = (t от 42 до УОЗ) + ТТВС,
откуда
(6.4) (t от 42 до УОЗ) = 2 * (φ от 42 до мин скор) / (ω42 + ωmin) – ТТВС,
- выглядит гораздо проще. (Пока, правда…) Угол от 42 до минимума скорости, понятно:
(6.5) (φ от 42 до мин скор) = 42 + (φ мин скор),
угловое положение КВ с минимальной скоростью (φ мин скор) – как и прежде. Введем обозначения. Отношение измеренных интервалов времени:
(6.6) kt = t2 / t1,
отношение угла (φ от 42 до мин скор) к углу измерений:
(6.7) kφ = (φ от 42 до мин скор) / Δφ
отношение мгновенных скоростей в выбранных точках (на "поздних" концах интервалов измерений):
(6.8) kω = ( 1 + kt^2 ) / ( 1 + 2kt – kt^2 )
Время от выбранного положения 42 град до минимума (с вашего позволения – не привожу подробностей вывода):
(6.9) (t от 42 до мин) = 2 kφ kt ( t1 + t2 ) / [ ( 1 + kt^2 ) ( 1 + корень из { 1 + kφ ( 1 – kω^2)} ) ]
- в явном виде в эту формулу не входят ни скорости, ни ускорения… Время от выбранного положения 42 град до УОЗ:
(6.10) (t от 42 до УОЗ) = (t от 42 до мин) – ТТВС.
- в этой формуле легче вводить поправки в ТТВС, связанные с температурой, массой ТВС и т.д.
Имеет смысл в качестве первого шага реализации сравнить результаты вычислений (t от 42 до УОЗ) по предлагаемому алгоритму с теми значениями, которые получаются в штатном алгоритме, используемом в МПСЗ: написать программу, коротая вычисляла бы по (6.10), не вмешиваясь в работу МПСЗ и выводила бы их совместно с «штатными» временами. Понятно, что эти пары интересны вместе с t1 и t2.
Формулу 6.10 надо дополнить поправкой: при оборотах выше некоторых (t1 + t2 < Tдо УОЗ мин) надо остановить дальнейшее уменьшение (t от 42 до УОЗ) – это будет сдвигать окончание горения в область рабочего хода.
Жду вашей критики…
Рад что Вы появились и продолжилась работа! Даже не знаю хорошо или плохо когда человек уходит на пенсию, филосовствовать не буду, тут совсмем другая тема поста, наверное просто поздравлю. Если коротко подвести черту под проделанной работе, то что мы имеем сейчас?
...
Мы уже делали предположение о том, что в диапазоне углов от примерно 60 град и до ВМТ уменьшение текущей угловой скорости происходит при действии силы, которую можно считать постоянной, это сумма всех сил трения, сопротивления и т.д. То есть предположили, что ускорение КВ в этом диапазоне углов – постоянное.
...
Нет оснований делать более замысловатые предположения об ускорении.
...
Жду вашей критики…
ИМХО неверный посыл. Ускорение, точнее замедление (в этом угловом окне) есть функция сил трения (которые прямо пропорциональны скорости вращения КВ) и давления в циллиндре (которое увеличивается (!), да еще и не линейно, плюс КШМ еще более усложняет эту зависимость). Так что это ускорение - никак не постоянное...
что мы имеем сейчас?
- имеем не опробованный алгоритм управления УОЗ, надо писать программы и пробовать алгоритм, например в МПСЗ. Свойства алгоритма таковы, что можно ожидать аккуратное, с малыми погрешностями управление двигателем, как при прогреве, так и в динамике. Потом, после опробования алгоритма – не надо будет записывать логи, ведь параметров всего раз два и обчелся и все они имеют ясный и давно известный смысл. Принцип оптимизации УОЗ программными средствами на ходу я тоже описал – если его также встраивать в штатное ПО, то даже малоподготовленные пользователи будут смело ставить устройство. Ну и еще – похоже, что алгоритм имеет несколько больше положительных свойств, чем я планировал достичь, говорить о них сейчас, до результатов хоть какого-то опробования – можно, конечно, но лучше – потом.
ну значит Павел должен писать новую програму с новым алгоритмом, осталось порсить его и ждать результат?
ИМХО неверный посыл. Ускорение, точнее замедление (в этом угловом окне) есть функция сил трения (которые прямо пропорциональны скорости вращения КВ) и давления в циллиндре (которое увеличивается (!), да еще и не линейно). Так что это ускорение - никак не постоянное...
- в самом общем виде – да, не постоянное. Тут выбор простой: если сравнить силы трения, связанные с вращением КВ, + силы, которые действуют на КВ при сжатии ТВС, сравнить все это с силами со стороны трансмиссии, то и оказывается, что приближение вполне обосновано. В случае работы холодного двигателя после пуска – даже и тут: трение пропорционально угловой скорости КВ но скорость изменяется на проценты, давление увеличивается не линейно но и крутящий момент падает… Так что первое приближение – считать все силы постоянными на небольшом участке поворота КВ – оно вполне обосновано. Насколько оно близко к реальности: оно гораздо ближе, чем предположение о постоянстве угловой скорости вращения КВ, которое всюду используется.
Добавлено через 3 минуты 0 секунд
ну значит Павел должен писать новую програму с новым алгоритмом, осталось порсить его и ждать результат?
- да, было бы здорово, если б осталось только ждать результат…
осталось ласково попросить Павла;)
осталось ласково попросить Павла
Павел, ну очень ласково прошу: что думаешь в связи с этой ситуацией, какое сложилось мнение об алгоритме?
ну значит Павел должен... ...:yahoo:...
абалдеть... я должен.. хм..
НЕТУ у меня времени... я на дозатор то по 10-20 минут в день еле выкраиваю, а вы хотите шоп я прошивку МПСЗ всю перелопатил. Это надо тогда с работы увольняться и сидеть безвылазно над ней месяц.
Пока у нас на работе куча дел.. Я стараюсь к весне доделать дозатор. А что будет дальше - одному богу известно.
В алгоритм не вникал, букаф многа а башка не тем забита.
Так что пока никак. Если только не нарисуете мне конечную формулу, где входные величины скорость вращения и расход воздуха, а на выходе угол.
Если только не нарисуете мне конечную формулу, где входные величины скорость вращения и расход воздуха, а на выходе угол.
Входные величины - интервалы времени, а выходная – время поворота КВ от выбранного угла до УОЗ. Формулы от (6.3) до (6.10), старался записать практически пошагово, обозначения там вроде бы понятны должны быть, пояснения в тексте. С твоим опытом, может и не понадобится читать много букв, кроме Части 6.
genmih,ну раз имеешь понятие алгоритма,то надеюсь понимаешь,что такое блок-схема. Составляешь её,что и как должно происходить и на мыло Павлу. Так будет эффективней и быстрей.:) И ещё вопрос-ты случаем не Михайлов?(по нику- Генадий Михайлов).
Составляешь её,что и как должно происходить и
- вопросов нет, если это надо, постараюсь и с блок-схемой.
И ещё вопрос-ты случаем не Михайлов?
- нет, у меня своя фамилия имеется…
глюпый вопрос - почему японцы до сих пор не догадались до этого?
почему японцы до сих пор не догадались до этого?
- не знаю, по-японски не читаю (к сожалению), может у них и есть. Возможно, что даже у нас есть – тот же БЗМ Михайлова. БЗМ – это черный ящик для всех, кроме него самого, и он такого наговорил о своем девайсе, что запросто могло оказаться так: довольно простая идея, типа моего алгоритма, смогла обрасти такой горой фантастических якобы возможностей. Думаю, что мифы ему нужны для того, чтобы скрывать простые вещи, иначе … понятно… Но свой алгоритм делал не для того, чтобы как-то повторить БЗМ – тут даже и не пахнет отслеживанием за максимумом ускорений КВ…
POKKAHOH
06.02.2008, 21:13
глюпый вопрос - почему японцы до сих пор не догадались до этого?
GDI и т.п. это от страны восходящего солнца прЮвет... они помимо УОЗ еще и топливом рулят...
тот же GDI на смесях 1:20/1:40 без нагрузки работает :crazy:
Добавлено через 1 минуту 23 секунды
глюпый вопрос - почему японцы до сих пор не догадались до этого?
GDI, VTI и т.п. это от страны восходящего солнца прЮвет... они помимо УОЗ еще и топливом рулят, и фаз перекрытием...
тот же GDI на смесях 1:20/1:40 без нагрузки работает :crazy:
они помимо УОЗ еще и топливом рулят...и фазой ГРМ...
:( POKKAHOH, не дал выпендриться!
Преобразования формул для удобства использования и оценка требований к погрешностям измерений.
В полученную формулу (6.9) для времени поворота КВ от выбранного положения до положения с минимальной скоростью внедрился корень квадратный из { 1 + kφ ( 1 – kω^2)}. Если под корнем отрицательное число, то возможны глюки при вычислениях. На самом деле отрицательное число под корнем означает, что при такой нагрузке КВ просто не сможет довернуться до положения с минимальной скоростью, то есть прекратит вращаться не достигнув этого положения. Понятно, что такая ситуация – редкость, тем не менее, для исключения остановки программы по ошибке, надо проверять подкоренное выражение на положительность. Кроме большой нагрузки, отрицательное число может получиться и за счет погрешностей измерений интервалов времени t1 и t2, за счет не одинаковости выбранных для измерений угловых интервалов. Поэтому имеет смысл заменить полученное выражение либо другой, приближенной по значениям функцией, не имеющей корня квадратного, либо таблицей заранее вычисленных значений и тем самым максимально разгрузить программу от лишних проверок и сократить количество вычислений. При таком подходе время поворота от выбранного положения до положения с минимальной скоростью можно записать в виде:
(6.11) (t от 42 до мин) = 0.5 * kφ * ( t1 + t2 ) * F(kφ, kt),
где F(kφ, kt) – функция, «точное» значение которой определяется по (6.9) и которую надо заменить приближенной функцией или таблицей. Функцию F(kφ, kt) можно считать множителем, изменяющимся от 1 до 2, в зависимости от отношения измеренных интервалов t2/t1. Функция F(kφ, kt) может изменяться всего в два раза, а ее зависимость от kφ проявляется только в растяжке диапазона возможных изменений kt. На рисунке приведены зависимости F(kφ, kt) для случаев kφ=(42+6)/6=8, kφ=(42+6)/12=4 и kφ=(42+6)/18=2.6667
Рисунок
Прежде чем заменять исходные формулы приближенными или просто таблицей числовых значений, оценим по «точной» формуле (6.9) граничные соотношения интервалов времени, углов, скоростей и попытаемся оценить погрешности, которые могли бы нас устроить.
Положительность корня дает kω < корень из { 1 + 1/ kφ }, откуда следует:
kφ kω не больше чем: kt не больше чем
48/6 1.061 1.05725
48/12 1.118 1.10611
48/18 1.173 1.14861
Здесь важно отметить, что максимальное отношение длительностей временных интервалов kt=t2/t1 оказывается достаточно малым и зависит от выбранного размера угловых интервалов для измерений времени. Реальные отношения будут меньше этих, максимально возможных и будут отличаться от единицы в основном только при нагрузке, требующей коррекции УОЗ. При малых нагрузках – отрицательное ускорение мало – мало различие t1 и t2, kt=1 и время поворота КВ определится простой пропорцией по формуле (6.11), в которой в этом случае F(kφ, kt) = 1. Если подставлять всегда F(kφ, kt) = 1, то получим алгоритм определения УОЗ без учета нагрузки на КВ, то есть в предположении равномерности вращения КВ. Угловая скорость в этом случае определяется на интервале 2Δφ, от которого до ВМТ 42 град, то есть никакого усреднения скорости за пол-оборота или более в этом случае не выполняется.
Нет ничего удивительного в том, что небольшие вариации различий t2 и t1 (kt изменяется, но близко к единице) связаны с гораздо большими изменениями времени поворота КВ: во-первых, выбранные углы Δφ для измерений времени t2 и t1 намного меньше угла, для которого делается прогноз, во-вторых – угловая скорость изменяется линейно, а не константа. То что угловая скорость КВ изменяется – это факт экспериментальный, а предлагаемые формулы просто используют ее изменения для выбора УОЗ текущего цилиндра.
Оценим погрешности определения (вычисления) (t от 42 до мин). Понятно, что само по себе измерение времени (интервалов t1 и t2) может дать один из самых наименьших вкладов в погрешность – сейчас есть хорошие кварцы и кварцевые генераторы, стабильность частоты которых более чем достаточна. Весь вопрос сводится к формированию сигналов, соответствующих угловым меткам с датчика, погрешность формирования этих сигналов полностью определяет погрешность измерения времени. В Части 4 «Оценка оптимальности выбора УОЗ» выяснили, что разность между максимальной и минимальной угловой скоростью КВ пропорциональна обратной величине средней скорости за оборот. Поэтому имеет смысл, начиная с некоторых оборотов (например, 3600) вообще не искать изменений угловой скорости, так как они малы и неизбежно станут сравнимы с погрешностью измерений. В той же Части 4 определили, что на высоких оборотах оценку эффективности выбранного УОЗ надо проводить по величине средней скорости или просто скорости, а не по разности квадратов скоростей в пределах одного цикла, как это целесообразно делать на низких оборотах.
Допустим, выбрали 3600. При равномерном вращении КВ на таких оборотах угловой интервал в 6 град пролетает за (6 град / 21.6 град/мс) мс, и при рабочей частоте измерительного кварцевого генератора 1 МГц можно насчитать около 278 импульсов генератора. Допустим, различие в количестве импульсов в двух соседних интервалах по 6 градусов, при равномерном вращении КВ, обусловлено в основном джиттером фронтов импульсов с выхода формирователя сигнала ДПКВ и может достигать двух импульсов. Отношение t2/t1 получится либо 277/279=0.993, что соответствует якобы положительному ускорению и F(kφ, kt) = 0.96, либо 279/277=1.0072, отрицательное ускорение, F(kφ, kt) = 1.04. Это соответствует ошибке в определении времени поворота до положения с минимальной угловой скоростью примерно на – 4 или + 4%. Так как выше 3600 не будем искать изменений скорости, то это максимальная ошибка, а на меньших оборотах ошибка будет уменьшаться примерно пропорционально скорости, то есть на 1200 оборотах составит чуть более +/- 1 %. Все это при условии, что датчик+формирователь сигнала обеспечивают джиттер не более 2-х мкс.
Алгоритм не требует датчика, который выдавал бы метки через градус или несколько минут (автор БЗМ гордится тем, что у него используется такой датчик), но должна быть жесткая привязка сигнала ДПКВ к кромкам зубьев, без этого – хорошего получится мало. Привязка сигнала определяется двумя факторами: способом обработки сигнала с датчика и конструкцией датчика совместно с креплением датчика на двигателе. О способах обработки говорил несколько ранее. По поводу крепления на корпус – надо делать жесткий кронштейн для датчика, исключающий вибрации датчика относительно шкива. Хаотические изменения расстояния между датчиком и шкивом изменяют амплитуду сигнала и смещают сигнал вблизи перехода через ноль, что при простейшем способе обработки гарантированно приводит к изменению углового расстояния между метками. Можно уверенно сказать, что алгоритм вполне можно реализовать при использовании шкива 60-2, тут даже есть все возможности для учета физической неодинаковости углов (если такая обнаружится), которые мы вынуждены выбрать для измерений временных интервалов. А вот по поводу датчика, формирования и передачи сигнала на блок, способа обработки сигнала – эти вопросы требуют аккуратного решения.
Хаотические изменения расстояния между датчиком и шкивом изменяют амплитуду сигнала и смещают сигнал вблизи перехода через нольСистематические могут быть учтены аналогично погрешностям в шаге зубьев, они просто войдут в них автоматически. Хаотических ИМХО следует ждать не от жесткости фиксации датчика, думаю она и так велика (обычно это прилив на передней крышке), а от фиксации КВ в подшипнике - проблема допустимого износа. Это много или мало? Я не знаю.
Хаотических ИМХО следует ждать не от жесткости фиксации датчика, думаю она и так велика (обычно это прилив на передней крышке), а от фиксации КВ в подшипнике - проблема допустимого износа. Это много или мало? Я не знаю.
- как раз хотел обратить внимание, что на ряде графиков угловой скорости, найденных в инете, характер изменений скорости говорит о наличии вибраций кронштейна, наверное был сделан из листа. Вряд ли КВ мог колебаться (относительно ДПКВ!) с такой, достаточно высокой, частотой. Износ – конечно увеличит болтанку КВ, но мы пока и не ставим задачу управлять в динамике изношенным двигателем, для него полезнее другие примочки. А в «штатном» случае зазоры в подшипниках скольжения заполнены маслом и отложениями, при вращении КВ жидкостная пленка в зазорах – это очень жесткая опора.
В любом случае, жесткий кронштейн ДПКВ – это лучше, нормальный зазоры – это тоже лучше, чем увеличенные. Ну и обработка сигнала ДПКВ с выделением положения максимума сигнала – тоже гораздо лучше, чем сравнение сигнала компаратором с заданным порогом – при обработке с выделением максимума м.б. и не увидели бы вибраций кронштейна…
- как раз хотел обратить внимание, что на ряде графиков угловой скорости, найденных в инете, характер изменений скорости говорит о наличии вибраций кронштейна, наверное был сделан из листа.
…
О каких конкретно графиках идет речь и делаются такие выводы?
LeoN,
Я просматривал графики в файле FILE1109.SCN в версии программы анализа dpkv_analize v0.3.exe. Этот файл Макс использовал для проверки работоспособности написанной им .exe-программы анализа угловой скорости, в марте прошлого года. Свои соображения, связанные с вибрацией кронштейна, которые обнаруживаются в той записи, я изложил 21.03.2007, 15:17, пост #81 , в теме «Еще одна мысль про автоматическое построение кривых», думал, что они будут кому-то интересны. Очень похоже на резонансные колебания при каком-то ударном возбуждении, насколько помню.
LeoN,
Я просматривал графики в файле FILE1109.SCN в версии программы анализа dpkv_analize v0.3.exe. Этот файл Макс использовал для проверки работоспособности написанной им .exe-программы анализа угловой скорости, в марте прошлого года. Свои соображения, связанные с вибрацией кронштейна, которые обнаруживаются в той записи, я изложил 21.03.2007, 15:17, пост #81 , в теме «Еще одна мысль про автоматическое построение кривых», думал, что они будут кому-то интересны. Очень похоже на резонансные колебания при каком-то ударном возбуждении, насколько помню.
Эти данные capture-ил я, крышка с отливом заводская, вибрация кронштейна исключена. Возможна продольная вибрация датчика, так как ушко крепится только с одной стороны, да и само ушко не шибко жесткое (пластик). А если присмотреться на графиках, то видно этот резонанс в определенном диапазоне обормотов и не на каждом обороте, а ЧЕРЕЗ ОДИН оборот... Что наводит на мысль (ИМХО) на проблемы в движке (ЦПГ, КШМ)...
LeoN,
- две головы – это лучше. Надо наверное снова поискать ту запись, а если по памяти, то кажется что на разных оборотах/мин, но в определенном угловом положении. О проблемах в движке – думаю, что сначала надо усилить пластиковое ушко, (не могу подсказать, как). На таком ушке какие хошь колебания возможны. Потом новые записи сделать, посмотреть. Миниатюрные индуктивные датчики когда-то использовались в винчестерах как датчики сигнала индекс, так там они на корпус HDD прижимались в спец канавку лапкой из жесткой пружины.
- сейчас снова посмотрел тот пост №81: …в не четных оборотах (номера вверху графика) разброс больше чем в четных, причем в соседних оборотах … колебания, по моим оценкам порядка 470 Гц … Обороты разные – колебания примерно на одной и той же частоте. Это больше похоже на вибрации, например, – крепление ДПКВ относительно шкива 60-2.
- тут можно почти уверенно говорить, что такие изменения угловой скорости не связаны с проблемами движка, все дело в креплении датчика.
Обороты разные – колебания примерно на одной и той же частоте. Это больше похоже на вибрации, например, – крепление ДПКВ относительно шкива 60-2. Короткое крепление повыше бы резонировало, а вот шкивы были с резиновым демпфером и масса обода приличная...
Короткое крепление повыше бы резонировало, а вот шкивы были с резиновым демпфером и масса обода приличная...
- повыше или пониже частота колебаний ДПКВ на пластиковом ушке (там арматура-то какая-то есть?) – трудно сказать, а вот на резиновом демпфере и на разных оборотах КВ – 470 Гц - как-то не верится... Видны колебания с частотой 470 Гц на разных оборотах КВ, это явно не КВ так колеблется, скорее ДПКВ. Тут, наверное, LeoN прояснит – с каким шкивом дело было. По крайней мере, я бы с ДПКВ начал…
Добавлено через 4 часа 53 минуты 52 секунды
- все КВ да КВ! он то м.б. и в самом деле вращается ровненько, а вот демпфированный шкив … для проверки есть или нет крутильные колебания шкива с резиновым демпфером (в общем-то, этого нельзя отбрасывать, как не возможное) – придется ставить какой-то эксперимент, например, установить еще один ДПКВ. Такой шкив не зря разработали – был какой-то серьезный повод, мотив или преодолевали какую-то проблему. Ничего об этом не знаю, пока не понятно, …м.б. …для РВ это хорошо? когда шкив с резиновым демпфером его колебает... с частотой 470 Гц, да еще и не всегда?… тогда уж для чистоты эксперимента и на РВ надо ставить что-то типа ДПКВ, выяснить, как он себя чувствует…
genmih,
Читал так, будто резинку вставили чтобы сгладить неравномерность КВ - мешала она им. Про резину - гипотеза, у нее большое внутреннее сопротивление, т.е. именно демпфер, должен колебания гасить. Но с третьей стороны шкив по ободу подобен маховику, тяжелый, а материал не заменишь, выходит крутильный маятник. Не знаю... Но ввиду это иметь надо.
HUNTERSVE
12.02.2008, 00:23
Ну думаю делать из МПСЗ аналог михайловксого идея чрезмерно навороченная и выйдет все равно хуже чем у Михайлова. А вот внести коррекцию угла от стабильности вращения еще как-то...
А то у михайлова и датчик особый и считывает он с распреда (где не стабильность усугублена...)
Так что тут у вас факт что без шансов конкурировать с ним напрямую, но вот коррекция это др. вопрос.
+++ есть диапазоны в работе двигателя которые просчитать или накатать без стенда крайне трудно тут может очень помочь какой то алгоритм... (такой который тут похоже хотят сделать...)
+++вовсе не обязательно что-бы этот алгоритм пахал постоянно... пусть периодически проверяет и правит в определенных диапазонах...
А если будет писаться лог (где правит где нет... ВАУ будет круто...)
+++можно будет снести на помойку (хотя уже снес) ДД...
+++может можно будет смириться с отсутствием термо коррекции...
---- Балин если никто не осилил термокоррекции, то мечты остануться мечтами...
Добавлено через 6 минут 1 секунду
а от фиксации КВ в подшипнике (колеьбания--непонял...)
Невероятно должен быть убит мотор....
Подшипник работает на масляной подушке причем крайне жесткой при оборотах ее даже детонация не пригибает...
Шкив тогда стоял обычный, не демпферный!
Далее, я уже описывал демпферный шкив и фотки выкладывал, венец с зубами на нем такой же как и на обычном, а на демпфере установлена очень увесистая болванка чуть меньшего диаметра, но очень увесистая. Похоже, дополнительный, но демпфированный маховик.
и выйдет все равно хуже чем у МихайловаНе считаю, что у него что то вышло.
А то у михайлова и датчик особый и считывает он с распреда А первые были с датчиком в трамблере - вот где набегает погрешностей! Как с ними работает тот особый датчик?
а от фиксации КВ в подшипнике (колеьбания--непонял...)Как гипотезы рассматривается все. Понятие "движок стуканул" - крайняя степень той свободы КВ. Стук без люфта бывает? Стучат не только убитые движки - вопрос запущености процесса.
HUNTERSVE
12.02.2008, 12:12
Не считаю, что у него что то вышло.
А первые были с датчиком в трамблере - вот где набегает погрешностей! Как с ними работает тот особый датчик?
Как гипотезы рассматривается все. Понятие "движок стуканул" - крайняя степень той свободы КВ. Стук без люфта бывает? Стучат не только убитые движки - вопрос запущености процесса.
1 ну едет на холодном
2 заводится
3 жрет чуть меньше чем без вакуум корректора (незаметно)
т.е. всеж вышло что-то
первые с датчиком в трамдлере....
а вот тута у тебя лажа тама было все не так просто... там и датчик закреплен не плохо был и погрешности вполне закономерны...
и не наю на счет первых но я видел те что в специальном модуле вместо трамблера и там получаются вовсе не погрешности, а колебания на которые и пологается алгоритм Михайлова.
Хотя я вовсе не поклонник его системы но чтото корректировать в зажиганиии от колебаний вала определенно имеет смысл особенно в МПСЗ где даже термо коррекция к общему стыду не реализована....
Стучит не от зазора на корренных шейках.... (тип инфа к размышлению...)
По поводу колебаний 470 Гц: тут вопросов много, данные – это факт, от них не отмахнешься как от какой-нибудь модели. Считаю, что этот случай важен, так как надо понять, что является источником таких сигналов ДПКВ. Реализовывать алгоритм, а потом нарваться на подобную ситуацию, в которой он явно будет давать не малую ошибку УОЗ, а причина ошибок будет не понятна и так глубоко запрятана – это плохо. Да и пользователь может оказаться не готовым к выяснению причин. Желательно четко разобраться, как надо крепить ДПКВ. LeoN сказал уже, что стоял не демпферный. Возможно, что выяснение подробностей возникновения этих 470 Гц будет полезно и другим. И еще вопросы к LeoN’у: а привод РВ не мог болтаться, входить в резонанс и в связи с этим дергать шкив поочередно в разные стороны? С той записи файла прошел почти год, как сегодня работает двигатель?
HUNTERSVE,
ты сказал:
"Ну думаю делать из МПСЗ аналог михайловксого идея чрезмерно навороченная"
- ни откуда не следует, что задумано сделать из МПСЗ аналог Михайловского БЗМ. Старался максимально подробно изложить алгоритм, чтобы было понятно, откуда берутся рабочие формулы, так что при желании что-то сказать – сопоставляй алгоритм со словесным потоком от Михайлова. Никаких максимумов ускорений во время рабочего хода мы не пытаемся отыскивать, потому что это тупиковое направление. К этому выводу можно придти прослеживая связь положения максимума углового ускорения КВ или максимума давления в цилиндре с УОЗ, я уже несколько раз говорил об этом. Такой же вывод экспериментально подтвердил alexhobby в своем РУОЗ-2, когда он на хорошем уровне повторил БЗМ «в цифре». На мой взгляд, ошибка alexhobby заключалась в самой затее: собственно он повторял не БЗМ, а тот словесный хвалебный поток от Михайлова, в котором рассказывалось, как якобы «на самом деле» работает БЗМ. Корректировать УОЗ на основе сдвигов максимума ускорений – можно, но на малых оборотах, когда реально есть корреляция. На повышенных оборотах связь теряется, потому что максимум как таковой определяется только геометрией двигателя, и поэтому возникает большая неопределенность в определении УОЗ по положению максимума ускорения или давления. Только крутые промахи в УОЗ сказываются на положении максимума ускорений. Так что наступать на те же грабли, которые попались alexhobby, не будем. Михайлов пудрит всем мозги, об этом столько уже сказано в инете, но это его проблемы, его успехи, его достижения. У меня нет никакого желания и времени продолжать дискуссии с упоминанием БЗМ, хотя сказать есть что – и о его патентах, о работе схемы, о способе рекламы, о том что в БЗМ на самом деле работает…
HUNTERSVE,
ты сказал:
«без шансов конкурировать с ним напрямую,»
- могу только сказать, что это твое личное мнение, а вовсе не прогноз. Мрачный такой, ничем не обоснованный. У меня другая оценка перспектив. Ну, а в целом – конечно, жизнь покажет. И что значит «напрямую» - это намек на … возможность «кривого» конкурирования?
По поводу отмеченных плюсов – да, это планируемые плюсы. По поводу минусов – как бы никто и не запрещает попробовать термокоррекцию. Очень похоже на то, что полученные формулы для времени сгорания ТВС соответствуют представлениям в какую сторону надо двигать УОЗ. В какую сторону – я говорил, постараюсь в ближайшее время предложить вариант – на сколько.
там получаются вовсе не погрешности, а колебания на которые и пологается алгоритм Михайлова.
- тут опять заблуждение. Это Михайлов говорит, что БЗМ отслеживает за всеми малейшими колебаниями в скорости КВ. БЗМ не полагается на такие колебания таких никто не предусматривал, они обнаружились как нечто не обычное. Такие колебания, которые наблюдал LeoN, - приведут БЗМ в глубокий транс, вернее, УОЗ, который мог бы выдавать БЗМ. Михайлов постарается вылизать все в движке, что может помешать работе, а уж потом – ставить БЗМ. Один из оппонентов Михайлова сказал в том духе, что – да эффект от установки БЗМ есть, но если б я раньше проделал с движком то что сделали перед установкой БЗМ – м.б. движок и без БЗМ работал бы также…
По поводу колебаний 470 Гц: тут вопросов много, данные – это факт, от них не отмахнешься как от какой-нибудь модели. Считаю, что этот случай важен, так как надо понять, что является источником таких сигналов ДПКВ. Реализовывать алгоритм, а потом нарваться на подобную ситуацию, в которой он явно будет давать не малую ошибку УОЗ, а причина ошибок будет не понятна и так глубоко запрятана – это плохо. Да и пользователь может оказаться не готовым к выяснению причин. Желательно четко разобраться, как надо крепить ДПКВ. LeoN сказал уже, что стоял не демпферный. Возможно, что выяснение подробностей возникновения этих 470 Гц будет полезно и другим. И еще вопросы к LeoN’у: а привод РВ не мог болтаться, входить в резонанс и в связи с этим дергать шкив поочередно в разные стороны? С той записи файла прошел почти год, как сегодня работает двигатель?
для распредвала тоже очень много - 470 гц это все-таки 28200 об.мин. хотя если привод не как у меня непосредственно шестеренками а цепной - там и не такие частоты вылезти могут. или ремень - он тоже может позволять колебания +- доли градуса в моменты изменения состояния клапанов.
genmih, 470Гц при каких оборотах? Или это в диапазоне оборотов? Если при конкретных оборотах, не работа ли это ГРМ?
Да не берите в голову-это Leon забыл автомагнитолу выключить.:)
Добавлено через 26 минут 3 секунды
Или устройство с помощью которого запись данных производилось давало наводки в цепь,но это в случае помех на графике во всём диапазоне оборотов.
С той записи файла прошел почти год, как сегодня работает двигатель?
Эти логи делались еще раньше... Движок работает также. Поставил демпферный шкив, с ним (субъективно) движок работает мягче.
Трибун, колебания начинаются от 2800 до примерно 4000. Если это резонанс датчика 470Гц / 50-70Гц (по оборотам) = 7-9 гармоника ??? :shok: :shok: :shok:
Да не берите в голову-это Leon забыл автомагнитолу выключить.:)
Или устройство с помощью которого запись данных производилось давало наводки в цепь,но это в случае помех на графике во всём диапазоне оборотов.
Моя МПСЗ "выплевывала" данные через RS-232 на бук, который питался от 220В, в гараже.
Если это резонанс датчика В телефоне, тональная посылка (например "контроль посылки вызова", "отбой" или "занятость") идет с частотой 425+/-25Гц - это для оценки на слух частоты 470Гц. Может и прав genmih с подвесом ДПКВ - так может и передняя крышка спеть.
Трибун,
Данные об оборотах, колебаниях и их частотах, которые обнаруживаются в той записи, я изложил 21.03.2007, 15:17, пост #81 , в теме «Еще одна мысль про автоматическое построение кривых», загляни, LeoN наверное смотрел.
А сейчас – продолжу…
Работа алгоритма с холодным двигателем после запуска. Нужна ли термокоррекция УОЗ?
Пишу с целью пояснения работы алгоритма, а не о том, как двигатель работает, это вы знаете лучше меня.
Время полного сгорания порции ТВС в холодной КС увеличено в соответствии с найденными соотношениями в 1.5 -1.7 раза в сравнении со «стандартным» временем прогретого двигателя. Понятно, что время сгорания ТВС залитого бензина в прогретом двигателе, которое было подобрано в предыдущих запусках двигателя, должно храниться в памяти. Алгоритм определяет УОЗ так, чтобы окончание горения ТВС приходилось на несколько градусов после ВМТ, в Части 6 выбрал угол 6 градусов после ВМТ. Во время пуска имеет смысл устанавливать функцию-множитель F(kφ, kt) = 1, так как все неравномерности вращения КВ не связаны пока с работой двигателя – двигатель прокручивается стартером. Непосредственно после запуска уже надо считать F(kφ, kt) – изменения угловой скорости КВ от максимума в конце эффективного рабочего хода до минимума (в положении 6 град после ВМТ) довольно большие – велики потери на трение. Поэтому необходимо обеспечить некоторый избыток энергии у КВ с маховиком, то есть повышенные обороты. Избыток необходим чтобы потери энергии КВ с маховиком в случае, когда в очередном цилиндре ТВС либо совсем не горела, либо горела, но с низкой отдачей – не приводили к снижению угловой скорости до 0, попросту – чтобы двигатель не заглох. Увеличение энергии маховика вместе с КВ за один рабочий ход не велико – на холодном двигателе слишком много энергии уходит на прогрев стенок КС. С другой стороны, в этом режиме нагрузка на КВ увеличена за счет увеличенного трения – зазоры в подшипниках скольжения не заполнены пленкой масла.
После пуска холодного двигателя алгоритм будет вычислять функцию-множитель F(kφ, kt) и определит УОЗ как достаточно малый – за счет малой угловой скорости. Это обеспечит «укладку» всего интервала времени горения ТВС практически вблизи ВМТ, с окончанием горения в несколько градусов после ВМТ. Увеличение оборотов двигателя непосредственно после запуска не приводит к росту УОЗ, так как достаточно велика нагрузка на двигатель – алгоритм вычислит реальный угол поворота за время горения ТВС с учетом значительного снижения угловой скорости на участке от 42 град до ВМТ. Если сравнить УОЗ при работе холодного двигателя после запуска с обычным трамблером, то трамблер установил бы УОЗ в соответствии со средними оборотами: УОЗ был бы выше найденного по алгоритму. Традиционная зависимость УОЗ от оборотов при работе двигателя с заметной нагрузкой, когда под оборотами понимается среднее значение за один или более оборотов – принципиально не верна, так как в области УОЗ угловая скорость изменяется, а величина этих изменений, зависящая от нагрузки – сильно изменяет УОЗ. Достаточно сказать, что приводимые зависимости УОЗ от средних оборотов для механических трамблеров – это характеристики именно трамблеров, а вовсе не те углы (УОЗ), которые нужны двигателю. Предлагаемый алгоритм при одной и той же средней угловой скорости и разных нагрузках выдает разный УОЗ, соответствующий нагрузке. УОЗ должен определяться в соответствии с реальным «графиком» движения КВ, что и делается в алгоритме.
По мере прогрева двигателя и заполнения зазоров маслом нагрузка на КВ будет уменьшаться, изменения угловой скорости от максимальной (в 60 град до ВМТ) до минимальной (в 6 град после ВМТ) тоже будут уменьшаться, средняя скорость за оборот будет расти. Если принудительно не снижать оборотов, алгоритм будет увеличивать УОЗ, поддерживая момент окончания горения все в том же положении КВ в 6 градусов после ВМТ.
Непосредственно после запуска задачей алгоритма, кроме управление УОЗ, является проверка работоспособности всех цилиндров. Под проверкой понимаю следующее: надо убедиться в том, что все цилиндры работают и вывести сообщение об эффективности работы каждого из них. Проверку будем выполнять сравнением текущей эффективности работы цилиндров с эффективностью этих же цилиндров при нормальной работе двигателя (сведения о «нормальной» эффективности надо хранить в памяти). Саму эффективность будем оценивать как прирост энергии за время рабочего хода, пропорциональную разности квадратов скоростей. Для этого необходимо измерять угловую скорость в пределах рабочего хода каждого цилиндра, в двух угловых интервалах: в области 0 – 6 градусов после ВМТ (или 0 – 12 градусов, это большого значения не имеет, только надо всегда одинаково измерять) и 114 – 120 град после ВМТ (или 108 - 120). Удобнее пользоваться относительными величинами, то есть для каждого цилиндра вычислить отношение разности квадратов (его) скоростей к среднему значению для всех 4-х цилиндров. Если за время проверки эффективность каждого из цилиндров приближается к типовой для двигателя, программа должна перейти к следующему этапу управления УОЗ. Если нет – значит температура стенок КС еще слишком мала и проверку надо продолжить. Эффективность работы цилиндров имеет смысл определять в течение некоторого заранее заданного времени (проще задавать количество оборотов). После этого вывести сообщение – двигатель запущен, эффективность цилиндров 1- , 2- ….
Следующий этап – «штатная» работа алгоритма. При этом будет обеспечиваться достижение максимальных оборотов при установленной подаче ТВС. Цель – в короткий срок заполнить маслом все зазоры. При этом отток энергии на прогрев стенок КС будет минимальным. После работы в течение минуты имеет смысл снижать обороты снижением подачи топлива, сохраняя обороты устойчивыми. На этом этапе надо снова измерять эффективность работы цилиндров, и если у какого-то эффективность падает, имеет смысл приостановить снижение оборотов.
Когда двигатель начнет устойчиво работать с несколько сниженными оборотами (двигатель еще не прогрет), имеет смысл изменить режим его работы для уменьшения времени прогрева. Для этого надо уменьшать время t_42_до_УОЗ ступенями по 10-15 % от времени полного сгорания ТТВС, находя компромисс между ранним УОЗ и стабильностью работы двигателя. Это приведет к снижению оборотов: при раннем УОЗ увеличится отток тепла на нагрев стенок КС и уменьшится величина добавки к энергии КВ с маховиком в каждом рабочем ходе.
Надо сказать, что увеличение УОЗ с целью уменьшения времени прогрева двигателя никак не связано с возможным увеличением времени сгорания топлива в холодной КС. Увеличивая УОЗ в этом случае, мы тем самым сдвигаем момент окончания горения топлива от 6 град после ВМТ в область ВМТ или еще раньше – в область до ВМТ, перераспределяя тем самым потоки выделившейся энергии при сгорании порции топлива. Еще – мне пока не удалось записать в виде каких-то формул, как находить этот компромисс для двигателя, который только запущен и еще не прогрет. Тут как бы нельзя заранее задать средние обороты, которые надо поддерживать – может и заглохнуть. Поэтому вся надежда на большой опыт Павла, связанный со стабилизацией частоты вращения КВ средствами УОЗ. Если это программно не удастся реализовать, то, наверное, имеет смысл доверить этот этап прогрева двигателя самому пользователю. Я имею в виду – выводить на индикатор подсказку о возможности увеличить УОЗ на этом этапе и на каждое нажатие кнопок УОЗ+ и УОЗ- принудительно уменьшать или увеличивать рассчитанное алгоритмом время до УОЗ на 10 % от ТТВС.
Что касается возврата неоправданно увеличенного на этом этапе работы двигателя УОЗ к его нормальным значениям, рассчитываемым по алгоритму, то тут можно воспользоваться датчиком ТОЖ. По мере прогрева двигателя (примерно к 70 градусам) надо ликвидировать до нуля принудительно введенную прибавку к УОЗ и уменьшать время полного сгорания ТВС от 1.7*ТТВС до значения ТТВС.
Поскольку алгоритм еще не опробован, то заранее трудно сказать, насколько это хорошо – увеличивать УОЗ с целью уменьшения времени прогрева двигателя. У меня такое мнение, что это увеличение мало чем оправдано. Уменьшить время прогрева? – так мы по жизни всегда торопимся, м.б. – пусть в своем темпе прогревается. Кроме того, возможно, что с этим алгоритмом и ехать можно раньше. Алгоритм будет устанавливать заметно меньший УОЗ для холодного двигателя, используя сведения только о нагрузке, в сравнении с традиционным трамблером для тех же самых средних оборотов и обеспечит устойчивую работу при понижении оборотов непрогретого двигателя.
genmih,
ты где этому нахватался???мысли то неплохие, да и граммотность присутствует. Вопрос лишь времени и хватит ли ресурсов тому что имеем...
Добавлено через 1 минуту 26 секунд
на каждое нажатие кнопок УОЗ+ и УОЗ- принудительно уменьшать или увеличивать рассчитанное алгоритмом время до УОЗ на 10 % от ТТВС.
но ток вот это надабно обойти....
насколько это хорошо – увеличивать УОЗ с целью уменьшения времени прогрева двигателя
самое интересное, что в реальности то все наоборот. Время прогрева уменьшается с УМЕНЬШЕНИЕМ УОЗ. Так что где то твоя теория хромает ;)
Увеличение УОЗ помогает холодному движению, уменьшение УОЗ ускоряет прогрев. Надо выбирать - греемся в движении или стоим греясь :)
Так что где то твоя теория
- сильно сказано – слишком много чести. Лично я никогда бы не решился назвать себя автором этих представлений или сказать, что это – моя теория…
Так что где то твоя теория хромает
- «эт врятли». Я и на практике не измерял времени прогрева при раннем или позднем УОЗ. Тут нам сообща надо понять, о чем идет речь. Что прогревается – стенки цилиндров, головка блока вместе с клапанами или охлаждающая жидкость – что прогревается раньше и в каком случае можно начинать движение, а каком желательно еще погреть – что полезнее для двигателя или тут вообще другой подход – тороплюсь, ждать нужного прогрева нет времени.
Известно, что при позднем зажигании температура выхлопа выше, чем при раннем – это факт экспериментальный. Поздно сгорает. Учитывая, что основная масса ТВС сгорает в самом конце горения, можно сказать, что доля преданной двигателю энергии, в виде тепла, в этом случае заметно меньше, много вылетает в трубу, улицу отапливаем. При длительном использовании неоправданно позднего УОЗ прогорают клапана, выпускной коллектор. То есть и при работе после запуска все эти детали прогреются раньше. Как бы на лицо «в реальности то все наоборот. Время прогрева уменьшается с УМЕНЬШЕНИЕМ УОЗ». С другой стороны, при раннем зажигании поршень и стенки цилиндра прогреваются до большей температуры, а температура клапанов, головки блока, отработанных газов – ниже, это тоже факт экспериментальный (это результаты не моих экспериментов). В этом случае выше доля энергии, переданной двигателю в виде тепла при сгорании каждой порции ТВС. На этом основании я и сказал, что при раннем УОЗ двигатель прогревается быстрее. При позднем УОЗ, при том же расходе горючего – заметная часть выделившейся энергии вылетает в трубу – лично я никогда бы не стал утверждать, что в этих условиях двигатель прогреется быстрее...
все это было бы правдой, если не учитывать то, что при повышении угла обороты возрастают, и водитель убавляет количество смеси. А при позднем - обороты низкие, подсос вытаскиваем больше, смеси топливной больше, КПД движка ниже, большая часть энергии уходит просто в тепло. Вот такое моё глубокое ИМХО.
genmih мне напомнил кое-что и я себя поправлю. Уменьшение УОЗ для прогрева появилось на инжах и прогревает в первую очередь катализатор для выхода на режим экологии. За сам движок ручаться нельзя.
Уменьшение УОЗ для прогрева появилось на инжах и прогревает в первую очередь катализатор для выхода на режим экологии.
Точно так! На инжах без катализатора никакой коррекции при прогреве не было. ИМХО.
- ну вот и хорошо, только поймите меня правильно: не пытаюсь отстаивать свои знания как истину в последней инстанции, это было бы глупо. Знаю только одно – если серьезно пытаться разобраться в какой-то ситуации, то все в ней становится на свои места. Иногда не сразу, правда. И когда удается узнать что-то новое и на основе новых познаний изменить свои представления о чем-нибудь, с удовольствием «себя поправляю», как сделал Трибун.
На сей момент усматриваю больше совпадения наших позиций, чем противоречий, надо уточнить, кто что имел в виду.
А при позднем - обороты низкие, подсос вытаскиваем больше, смеси топливной больше, КПД движка ниже, большая часть энергии уходит просто в тепло.
- с этим я согласен, уточним только, что именно при этом нагревается до больших температур, чем при раннем УОЗ. Так понимаю, что в этом примере предполагаются достаточно поздние углы, так что ТВС сгорает полностью гораздо позже 6 градусов после ВМТ. Я в своем тексте о таких углах ничего не говорил. КПД в этом случае падает по нескольким причинам:
- мал угол поворота КВ, в котором поршень реально пинает КВ,
- возможности для передачи тепла двигателю значительно снижаются – для этого остается слишком мало времени,
- потому следующая порция ТВС при сжатии нагреется до меньшей температуры от стенок КС, поэтому меньше давление в момент УОЗ, меньше давление и к окончанию горения.
Вот и падают обороты, тянем подсос, но – еще раз: о таких поздних углах я не говорил.
В этом случае до большей температуры прогреваются клапана, выпускной коллектор и все что дальше. Эту ситуацию имеют в виду Трибун и Mik63 упоминая прогрев катализатора. При совсем уж поздних углах может быть и так, что собственно окончание горения будет завершаться при открывшемся клапане, можно сказать – вне двигателя, какой уж тут КПД. Никак не получается, что при поздних УОЗ двигатель прогревается быстрее.
Теперь об увеличении и уменьшении оборотов при увеличении УОЗ. При относительно малых оборотах УОЗ не велик и смещение окончания горения от 6 град после ВМТ в сторону ВМТ и далее, примерно опять же до 6 град, но уже до ВМТ, действительно приводит к росту оборотов, так как в этой области углов (от + 6 до минус 6) крутящий момент очень мал при любом давлении над поршнем, а положение минимума угловой скорости КВ хоть и мало, но смещается в сторону ВМТ, я об этом говорил при обсуждении положений минимума и максимума скорости. Дальнейшее увеличение УОЗ приводит к падению оборотов, это падение я и имел в виду. Я не пробовал на практике устанавливать такой ранний УОЗ с целью прогрева двигателя, но когда-то давно пробовал устанoвить УОЗ по такому максимуму оборотов, без стробоскопа, на прогретом двигателе. Результат – плохой. На ХХ прогретый двигатель работает устойчиво, а на ходу – отвратительно, тупит. Может быть, конечно, что-то еще тогда не так делал…
Ну, а в целом – на сей момент м.б. для судьбы алгоритма это и не самый важный вопрос – делать ускоренный прогрев двигателя или не делать, а если и делать, то как – уменьшать УОЗ или увеличивать. Будет какая-то реализация алгоритма, программу по части прогрева можно будет дописать, и там уж попробовать реально – что лучше. Для прогрева катализатора, если он установлен – можно и позднее сделать, это как бы и проверено и необходимо…
При совсем уж поздних углах может быть и так, что собственно окончание горения будет завершаться при открывшемся клапане, можно сказать – вне двигателя, какой уж тут КПД. Никак не получается, что при поздних УОЗ двигатель прогревается быстрее.
При открывшемся клапане на ХХ очень сомнительно, на ХХ топливный заряд совсем мааааленький и сгорает быстро. Для опыта поставь УОЗ на ХХ градусов 40-50, сгорание до ВМТ пойдет. А позднят обычно градусов на 5-10, а клапан выпускной открывается 80-120 градусов после ВМТ (все по КВ). ИМХО.
При открывшемся клапане на ХХ очень сомнительно,....
- да это понятно, тут немного отвлеклись и рассуждали о том «что будет, если...» с целью выяснить распределение потоков тепла при том или ином УОЗ. Призывов поставить УОЗ 50-60 град до или после ВМТ в общем-то не было…