Обсуждение физики автомобилей в деталях

Форум для обсуждения проекта "City Car Driving".

Модераторы: Kivlov, manuj, Nik

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Обсуждение физики автомобилей в деталях

Сообщение bmv » Ср мар 31, 2010 2:25 pm

В данной теме предлагается обсуждать вопросы, связанные с физическими моделями работы разных узлов автомобилей.

За флуд в этой теме будут жестоко наказывать!

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Ср мар 31, 2010 3:30 pm

Итак, чтобы поднять эту тему, давайте обсудим физику самого главного в машине - мотора.

А именно - процесс изменения кривой крутящего момента в зависимости от состояния педали газа.

Как известно, эта кривая строится для идеальных условий - при полностью открытой дроссельной заслонке. Насколько я понимаю, при этом даже снимаются воздушный фильтр и прочее навесное оборудование, не относящееся непосредственно к двигателю. Соответственно, сама кривая - это сферический конь в вакууме, который претендует на более-менее правдивое описание одного только режима в моторе - "тапка в пол".
Соответственно, у меня возник вопрос, а как именно ведет себя эта кривая при различных положениях дроссельной заслонки. И - как следствие - за счет чего происходит торможение двигателем и можно ли момент торможения вычислить из данной кривой?

Проштудировав несколько книг, в т.ч. и по моторам я только в одной видел маленькую ссылку, в которой говорилось, что кривая идеальная - вот она, а при закрытии дроссельной заслонки она уходит туда: и две стрелки в ноль по обеим осям.

Но ни закона изменения этой кривой, никакой другой информации не было.
Вот и вопрос. Может кто поделиться этими знаниями?

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 4:32 pm

Знаний таких у меня нет.
Поделюсь соображениями.
Т.е, если у кого будут более точные данные - милости прошу поправлять.

Так вот... Тут как раз я считаю, что можно просто делить эту кривую на процент нажатия педали...

Ну... Не совсем просто...
Надо учитывать несколько процессов. А именно: в двигателе сгорает топливо, вырабатывая энергию, часть которой переходит в крутящий момент. Какая часть - это косвенно определяет кривая момента (наибольший КПД двигателя обычно в области максимального момента).
С другой стороны, в двигателе есть потери на трение, которые растут с оборотами (нелинейно).
Так вот педаль газа, по сути, регулирует лишь количество топлива, сгораемого в цилиндре за один рабочий цикл. Всего таких циклов - два на оборот (четырехтактный двигатель, 4 цилиндра).
Пожалуй, можно предположить, что количество топлива педаль задает линейно. Но в этом я не уверен. Но для начала можно так попробовать.
(для умников - под топливом я понимаю воздушно-топливную смесь, и будет проще считать, что смесь у нас всегда оптимальная, как это происходит в двигателях, удовлетворяющих всяким EURO нормам).

Так вот: положение педали газа задает количество сгоревшего топлива в одном такте. Количество энергии, перешедшей из тепловой в механическую - кривая зависимости момента от оборотов (с некоторыми поправками, о которых позже), а мощность, выделяемая при этом на валу равна сумме всех этих вспышек и она чем больше, чем больше обороты.

Вот и получается, что при этом кривую моментов можно просто умножить на процент открытия педали газа.

Но ведь тут работают и другие механизмы - потери в двигателе и момент инерции в двигателе.
Момент инерции - штука постоянная и есть характеристикой двигателя (правда, где ее искать я пока не знаю).
Потери - штука сложная. Нелинейная. Тут есть как трение скольжения, так и вязкостное, а также покоя (заглохший двигатель) и еще насосные потери и все это суммируется. В простейшем случае, думаю, это можно описать полиномом второй степени. Но нужно поискать.
Так вот. Предположим, что двигатель работает на ХХ на нейтрали (Холостой Ход. Механизм его работы, а также ограничитель оборотов, а также ЭПХХ также надо реализовать, об этом позже).
Мы нажимаем на педаль газа. Сгорает топливо. Энергия, переходящая в крутящий момент, допустим, мы посчитаем. Куда уходит эта энергия? Часть уходит на потери (трение) а часть на накопление энергии вращения маховика (ее совсем просто посчитать, зная момент инерции). Обороты растут.
Когда энергия сгорания топлива и потери на трение уровняются, обороты стабилизируются.
Если мы отпустим педаль газа. Сгорание топлива прекратится (на больших оборотах совсем) и при этом уже энергия маховика будет расходоваться на потери. И так будет до тех пор, пока обороты не упадут до оборотов ХХ.
Если же педаль была нажата, но не сильно, то обороты будут опускаться медленнее, потому как на потери будет тратиться не только энергия маховика, но и энергия сгорания топлива.

Т.е. в модели в каждый момент времени должны быть посчитаны следующие величины:
А = Энергия сгорания топлива, которая в зависит от педали газа, кривой момента и оборотов.
В = Потери в двигателе. Полином второй степени (пока) от оборотов.
С = Энергия вращения маховика.

Так вот, если А=В+С, то обороты постоянны.
Если А>В+С, то обороты растут
А<В+С - обороты падают.

В случае, когда двигатель подключен к колесам, то к этом добавляется энергия движения автомобиля, которая состоит тоже из нескольких составляющих. Об этом напишу попозже.

Теперь об кривой моментов и количестве энергии, переходящей в кр. момент.
Эти кривые, насколько мне известно, измеряются уже на выходе двигателя. И уже учитывают потери в двигателе. Т.е. чтобы найти именно процент энергии, переходящий из тепловой энергии в механическую, нужно к этой кривой добавить еще вот тот полином на потери. ИМХО, так это будет правильней.
Ну и, исходными данными может быть, что КПД ДВС на максимуме кривой момента не превышает 30-40%. Хотя, по моему, эта цифра особо не нужна, ибо она сокращается...

Дальнейшие рассуждения попозже напишу. Сейчас и поработать немного нужно.. :-)

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 4:38 pm

Как работает механизм холостого хода - просто, следя за оборотами, регулирует количество сгораемого топлива, чтоб обороты держались на нужном уровне. Это, я думаю, все понимают.

Ограничитель оборотов: по достижении оборотов ограничения перекрывается подача топлива. Как бы сильно Вы не жали на газ. Но сами обороты ведь никто не ограничивал. Т.е. если при этом машина катится с крутого-крутого склона, то обороты могут продолжать расти. А вот потери на трение и момент инерции все еще никто не отменял.

ЭПХХ - в общем случае, если педаль газа брошена, а обороты превышают 1000-1300 об/мин, то подача топлива тоже прекращается совсем.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 4:53 pm

Далее - энергия двигателя переходит в энергию движения автомобиля.
Тут есть несколько составляющих:
1. Кинетическая энергия движения. Равна произведению массы на квадрат скорости (ну еще пополам).
2. Потенциальная энергия. На ровной площадке не учитывается, на горке - произведение массы, на g и на разность высот.
3. Потери на трение. Тут тоже все сложно. Я бы разделил это дело на:
- Потери в трансмиссии (шестеренки, подшипники етс) - как-то похоже на потери в двигателе, только с другими коэффициентами;
- Потери аэродинамические. Тут тоже степенная зависимость (по-моему, квадратная). Причем даже коэффициенты лобового сопротивления иногда даются в качестве характеристик автомобиля. На больших скоростях это основной вид потерь.
- Потери в шинах. Тут все очень сложно. Для начала можно упростить, но на дальнейшее - это большое поле для работы
- Потери в подвеске. При движении на ровном участке их нет, но на любых неровностях и даже при ускорении/торможении они есть. Особенно проявляются при движении на небольших скоростях по неровностям. Тут вроде как и не все так просто, как может показаться, но в то же время, вроде как все более-менее известно.

Остальным, я думаю, можно пренебречь (электричество, звук/шум и пр.)

Продолжение следует...

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Ср мар 31, 2010 5:47 pm

Круто! Целая лекция.
Теперь, наверно, моя очередь :).

Все это - мои рассуждения.
Главный тезис: Двигатель способен выдавать отрицательный момент.

Это достигается при превышении некоторых критических оборотов.
Поскольку кривая моментов снимается на полностью открытой заслонке дросселя, на ней этот момент не отображается - двигатель, когда в него закачивают такое количество смеси скорее развалится, чем дойдет хотя бы до нулевого момента.

Типичным примером нулевого момента, являющегося, как ты отметил, равновесным моментом между энергией сгорания топлива (с учетом КПД цикла Карно) и силами сопротивления является движение на холостом ходу. То есть, при полностью отпущенной педали газа дроссельная заслонка приоткрыта на некий (настраиваемый) угол, соответственно, подается минимальная энергия сгорания, а потери уже заметны.

В одной из книг я вычитал, что в двигателе существуют следующие силы сопротивления:
1. Трение - ок. 70% всех сил. При этом учитывается трение во всем навесном оборудовании, но только трение.
2. Сжатие смеси - оно постоянно на такт, поэтому потери на нем можно не считать.
3. Силы, передаваемые на навесное оборудование двигателя - на генератор, ГУР и т.д.
4. Еще что-то - вспомню- напишу, но тоже что-то малосущественное.

Основной силой является трение. При этом, поскольку трение - вязкое, она растет пропорционально квадрату оборотов (угловой скорости коленвала).

Соответственно, все силы сопротивления можно аппроксимировать квадратичным полиномом.

А вот как ее рассчитать и применить к вычислению конкретного момента в зависимости от положения педали газа - пока понять не могу.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 6:44 pm

Если под отрицательным моментом понимать то, что двигатель будет тормозить автомобиль, то я согласен.
Но, пожалуй, все же это неправильно. Правильнее будет считать энергии, выделяемые в двигателе и автомобиле и энергии, поглощаемые в двигателе (переводимые в тепло).

Трение, навесное оборудоване, насосные потери - я согласен, можно попытаться описать все квадратным полиномом. По крайней мере, от этого можно отталкиваться.
А теперь "как его посчитать". Поскольку напрямую этих данных мы вряд ли где найдем, то нужно подобрать эти коэффициенты таким образом, чтобы они совпадали с действительностью.
Какие у нас есть исходные данные?
Ну, например, скорость затухания оборотов двигателя (на нейтрали), если его раскрутить до каких-то (больших) оборотов.
Эта величина будет зависеть от двух параметров - момента инерции и потерь в двигателе (всех, вместе с навесным).
Т.е. Если бы найти момент инерции двигателя (не только маховика, но и коленвала и навесного вращающегося оборудования), то потом, подбором коэффициентов полинома, можно попробовать приблизить его к реальности.
Но, боюсь, придется и момент инерции тоже искать неким опытным путем. Ибо таких данных мы тоже можем не найти.
Если бы у двигателя были бы некие максимальные обороты, которых он достигает при полностью открытой дроссельной заслонке без всяких ограничителей оборотов, то из этого можно было бы вычислить потери (коэффициенты полинома), зная, сколько при этом сгорает топлива (ну и КПД цикла Карно на этих оборотах). Но, боюсь, такой информации у нас тоже нет.
Т.е. Два параметра - момент инерции двигателя и коэффициент полинома потерь в нем придется подбирать опытным путем. Ставить разные и пробовать что больше похоже на правду. Оставлять только постоянным соотношение между ними, при котором сохраняется время, скажем, падения оборотов от 6000 до 1000 об/м. Это можно более-менее легко измерить на реальных автомобилях.

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Ср мар 31, 2010 6:54 pm

Coolbash писал(а):
Т.е. Два параметра - момент инерции двигателя и коэффициент полинома потерь в нем придется подбирать опытным путем. Ставить разные и пробовать что больше похоже на правду. Оставлять только постоянным соотношение между ними, при котором сохраняется время, скажем, падения оборотов от 6000 до 1000 об/м. Это можно более-менее легко измерить на реальных автомобилях.
Тогда нужно знать их связь. Без этого не получится их объединить даже в систему уравнений. Будут два независимых уравнения и куча непонятных замеров.

Можно как-нибудь их связать? Чет я перед сном уже тупить начинаю. Целый день сегодня камаз оживлял.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 9:12 pm

Соотносятся они довольно просто (ну... относительно).
Итак.
Энергия вращения T=(Iz * w*w)/2
где - Iz - момент инерции двигателя (не всего двигателя, а именно маховик+коленвал+распредвал+шкивы/шестерни/помпы етс).
w - угловая скорость вращения. Измеряется в радианах в секунду. (это как бы маленькая буква омега и в формуле она в квадрате).

Думаю, сумеете перевести об/мин в рад/сек?
w=2*Pi * (об/мин) /60.

Так вот, что нужно делать в программе:
У нас в определенный момент времени была угловая скорость w.
У нас есть некий принятый нами момент инерции Iz и есть некий полином потерь от угловой скорости P(w). В простейшем случае это квадрат угловой скорости с неким коэффициентом.
Как узнать, какой будет угловая скорость через момент времени dt в предположении, что двигатель на нейтрали и педаль газа отпущена, и обороты большие, т.е.топливо не поступает совсем.

Как обычно - при бесконечно малом dt считаем, что величины, учавствующие в расчетах, неизменны.

Итак, напомню, что потери у нас измеряются в Вт, чтобы посчитать энергию потерь, необходимо умножить на время. Соответсвенно, за время dt выделится P(w)*dt Джоулей энергии.

Эту энергию необходимо вычесть из энергии вращения и затем оттуда посчитать новую частоту вращения.
У меня получилось, что через время dt квадрат угловой скорости уменьшиться на
P(w) * dt * 2 / Iz
т.е. наш полином в зависимости от оборотов, умноженный на интервал времени, умноженный на 2 и деленный на момент инерции Iz.

Замечу - уменьшиться на, а не будет такой, ну и квадрат, ну и угловой скорости, а не оборотов.
Все... Переводим все в необходимые величины, отображаем на тахометре и гудим с соответствующей частотой. Ну и переходим к следующему моменту времени.

Это я описал способ, который должен действовать в программе.
А как эти величины соотносятся без иттераций - это нужно интегрировать. Думаю, Вы (студенты) с этим лучше справятся. Я уже давно не занимался высшей математикой, могу и напартачить.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 10:36 pm

Кстати, я совсем не зря тут говорил про энергию сгорания топлива в цилиндре.
Советую этого не забывать.
Тому есть два полезных применения.
1 Создание более правильного звука двигателя.
2 Подсчет сгоревшего топлива. В 3ДИ это, возможно, не сильно нужный параметр, но уж точно пригодится вам в Перевозчике. Да и тут тоже будет полезный, если вывести на панель "расходомер" (тем более, что во многих машинах он есть) дабы пробовать учиться ездить экономично. Но это только при адекватной физике.

А теперь подробней:
Звук двигателя состоит из двух составляющих: самого "лязгота железа" и вспышек. Лязгот железа не зависит от нажатия педали газа, но зависит от оборотов.
А вот вспышки.
На каждый оборот приходится 2 вспышки. При каждой вспышке образуется хлопок. Уровень хлопка зависит от количества сгоревшего топлива, т.е. от нажатия педали газа.
Т.е. Вам необходимо записать/синтезировать звук одного хлопка. Далее перемножить его громкость на уровень нажатия педали газа и далее сложить их с удвоенной частотой вращения двигателя. Само собой, с перекрытием (т.е. начало нового хлопка не глушит старый).
Само собой, в жизни все немного сложнее, но для первого приближения это будет лучше, чем сейчас.

Ну и по поводу количества сгоревшего топлива:
Если движок будет (как в LFS) считать энергию на двигателе не как момент умонженный на обороты, умноженный на время, а как количество вспышек, умноженное на процент открытия дроссельной заслонки, ну и далее умноженный на КПД и на кривую момента и т.д., то движек сможет во-первых, очень точно оценить уровень выделенной энергии, а во-вторых, подсчитать количество сгоревшего топлива. Причем не по принципу "пробег умножим на расход" а действительно точно, в зависимости от выбраной передачи, нажатия педали газа, количества остановок-троганий-торможений-разгонов и пр.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср мар 31, 2010 11:13 pm

Теперь по поводу сцепления.
Педаль сцепления задает не процент передачи энергии от двигателя на трансмиссию, а, собственно, сам момент прокручивания диска сцепления в корзине.

Что это значит.
У любого сцепления (системы маховик-корзина-диск сцепления) есть предельный передаваемый момент. Т.е. тот момент, который прокручивает диск сцепления в корзине при полностью отпущенной педали сцепления.
Этот момент всегда больше максимального крутящего момента двигателя. (но не на много).
Тут, правда, есть нюансы, ибо трение покоя в данном случае больше трения скольжения. Так вот выдерживать максимальный момент должно именно трение покоя. А вот скольжения может и не выдерживать. Но не думаю, что нам стоит так глубоко углубляться.

Т.е. Предположим, что сцепление расчитано да крутящий момент в 100 Нм (ну.. типа Таврия).
Это значит, что мы педалью плавно можем задвать момент прокрутки диска в сцеплении от 0 до 100Нм. И это значит, что если педаль находится в 50%, то сцепление прокручивается (передает) 50Нм. А это значит, что если в этот момент двигатель развивает момент в 45Нм, то сцепление уже прокручиваться не будет! Т.е. вся(!) энергия двигателя передастся трансмисси без пробуксовки. Не смотря на то, что педаль сцепления выжата на 50% (!).
Подозреваю, что в Вашей модели сейчас в этом случае на колеса просто перейдет 50% момента, т.е. 45/2=22.5 Нм.

Линейная ли зависимость в педали - вот уж не знаю и очень даже не уверен. Но у Вас есть настройка нелинейности педали и можно будет попробовать поиграться, когда будет реализована правильная модель.
Ну и по поводу двух мертвых зон педали сцепления Вы уже в курсе. В нормальных машинах нет мертвой зоны на газу и тормозе, но всегда есть обе мертвые зоны в сцеплении.

Ну и... Уровнем педали задается момент (не % ) отбираемого от двигателя. Но энергия эта не вся сразу переходит в движение автомобиля. Часть энергии переходит в движение. А часть уходит на нагрев диска сцепления.
Чему равна эта энергия? Очень просто, нужно лишь момент умножить на угловую скорость w (ту самую, радианы в секунду) и на время dt.

Таким образом, интегрируя эту энергию, можно легко посчитать температуру сцепления. И для тренажера это будет весьма полезно.
(кстати, LFS ее считает).
(как, наверное, я Вас уже достал своим LFS :-) )

Кстати, точно так же легко посчитать и температуру тормозов. Это менее полезно с практической точки зрения, но ради прикола можно и показать.
Кстати, в тормозах принцип тот же - педаль задает момент абсолютный, а не % от чего-то... Но это, похоже, у Вас так и сделано.

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Чт апр 01, 2010 7:12 am

Эх... Придется переделывать сцепление... А казалось бы такая простая модель - сколько нажал, столько и передал. :)
Тогда в новой модели сцепления, наверно, имело бы смысл реализовать и подпружинивание диска сцепления - чтобы машина при определенных положениях педали начинала подрагивать.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Чт апр 01, 2010 10:06 am

bmv писал(а): Тогда в новой модели сцепления, наверно, имело бы смысл реализовать и подпружинивание диска сцепления - чтобы машина при определенных положениях педали начинала подрагивать.
Подпружинивание и подрагивание - это разные вещи.

Нормальные машины не подрагивают. У меня точно не подрагивает Impreza и чего-то я не помню, чтобы у меня подрагивала Таврия.
По идее, правильно подпружиненный диск сцепления как раз и должен исключать эту фичу.
Происходит подрагивание из-за разницы трения покоя и трения скольжения. Т.е. диск сцепления то "срывает" (и тогда передаваемый момент падает), то он снова "цепляется" (и тогда передаваемый момент подскакивает). При этом происходит скачкообразное изменение момента туда-сюда. Вот машина и дергается.
Зачастую это происходит на малых оборотах и "срывает" диск в середине цикла горения топлива, когда поршень в середине и момент максимален.
Пружинки на диске как раз и призваны сгладить эти неровности момента на протяжении цикла Карно. Возможно, потому моя Таврия и не дергалась, что пружинки на ней были хорошими. Их ведь легко пережечь одним-тремя "удачными" троганиями (на горку или с прицепом).

Если сможете реализовать эту разницу в моменте в трении покоя и трении скольжения - замечательно. Но не думаю, что стоит с этим сильно заморачиваться. Модель это усложняет. Где брать величины этих моментов - ХЕЗ. Ну и, повторюсь, на нормальных машинах этого не происходит.
Хотя, на будущее, как план по развитию модели, помнить об этом стоит.

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Чт апр 01, 2010 10:18 am

Coolbash писал(а): Происходит подрагивание из-за разницы трения покоя и трения скольжения. Т.е. диск сцепления то "срывает" (и тогда передаваемый момент падает), то он снова "цепляется" (и тогда передаваемый момент подскакивает). При этом происходит скачкообразное изменение момента туда-сюда.
Именно это я и имел в виду.
Такой процесс я наблюдал неоднократно - на шестерке, когда учился, на старом форде-эскорте. Если медленно отпускать сцепление, на определенном этапе чувствуется как начинает цепляться, а затем срываться диск сцепления.

Еще такой момент. По перегреву сцепления. Как ты писал выше, весь крутящий момент, выше максимально передаваемого на сцепление, идет на нагрев сцепления. При этом должен происходить процесс его остужения. То есть, сцепление должно обладать определенной теплоемкостью и коэффициентом теплоотдачи. Такие коэффициенты где-то есть? Или их опять таки надо подбирать?
Посчитать сколько энергии передается на нагрев сцепления относительно не трудно, а вот как это все остывает - большой вопрос. По идее, теплоемкость сцепления должна быть достаточной, чтобы при частично выжатом сцеплении двигаться определенное время до тех пор, пока оно не начнет перегреваться.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Чт апр 01, 2010 10:49 am

У меня таких коэффициентов нету. Надо подбирать. Ну или искать. Разработчики сцеплений уж точно более-менее знают "энергоемкость" сцепления.
Т.е, примерно "может поглотить до 500 Дж энергии, нагревшись при этом до 300 градусов". (цифры от фонаря).

Порядок, конечно, можно прикинуть. Тепло там расходуется в основном на нагрев диска, корзины и маховика. Нужно прикинуть вес этого добра (килограмм 5 – 10) и, зная теплоемкость стали, можно прикинуть теплоемкость этого добра.
А вот коэффициент теплоотдачи – тут, с одной стороны, сложнее. С другой стороны, проще, поскольку больше возможностей по подбору. Ведь в реальной жизни эта теплоотдача зависит от многих факторов – температуры воздуха под капотом, скорости, и т.п. То и мы можем гулять в больших пределах.
Смысл в том, что за время трогания машины (несколько секунд) сцепление остывать не успевает. Но до следующего светофора уже должно подостыть.
Вот и выходит, что нужно подобрать коэффициент теплоотдачи, где разница температур сцепления и окружающей среды понижается в два раза за единицы-десятки минут. Это не сложно.

Аватара пользователя
pavlo89
Эксперт
Сообщения: 755
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 6:32 pm
Откуда: dubna

Сообщение pavlo89 » Чт апр 01, 2010 4:51 pm

я учусь в МГТУ МАМИ кафедра инженер экономист автосервиса , суть не в этом в прошлом семестре нам преподавали Теорию Автомобилей , суть сдачи зачёта была в сдаче курсовой работы которая представляла собой в построении графиков:
1.Внешняя скоростная характеристика автомобиля двигателя (представляет собой зависимость мощности двигателя и крутящего момента и удельного расхода от частоты вращения коленчатого вала, это правда при полной открытой дроссельной заслонки ).
2.Тяговый баланс автомобиля(Это зависимость тяговой силы на ведущих колесах для различных передаточных чисел в трансмиссии, а также сопротивлению качению и воздуха от скорости движения ).
3.Динамическая характеристика автомобиля (зависимость динамических фактора от скорости установившегося движения автомобиля,на графике так же показывается коэффициент сопротивлению качению от скорости движения)
4.Характеристика ускорений автомобиля (это характеристика представляет собой зависимость ускорения от скорости движения при разгоне автомобиля на каждой передаче)
5.график величин , обратных ускорениям автомобиля
6.характеристика разгона автомобиля по времени (это зависимость времени от скорости движения автомобиля,при построение учитывается ускорение автомобиля в процессе трогания с места и буксования )
7.Характеристика разгона автомобиля по пути (это зависимость пути от скорости движения )
8.Мощностной баланс автомобиля (представляет собой зависимость мощности на ведущих колёсах для всех передаточных чисел трансмиссии,мощностей сопротивлению качению от скорости установившегося движения)
9.Нагрузочная характеристика автомобиля (является зависимость удельного расхода от степени использования мощности двигателя в частоты вращения коленчатого вала)
10.Экономическая характеристика автомобиля(зависимость путевого расхода топлива от скорости установившегося движения)
11.Топливный Баланс установившегося автомобиля (в отличие от его экономической характеристики, позволяет дифференцированно определять влияние различных факторов(конструктивных,сил сопротивления движению, потерь в двигателе и трансмиссии) на топливную экономичность автомобиля )

в общем вот если нужна более обширное знание могу отсканировать методичку,а если ещё хотите углублённых знаний по этому вопросу позвоните на дмитровский полигон у них есть стенд по замеру мощности автомобиля они думаю очень хорошо объяснят.

надеюсь информация будет полезной.

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Чт апр 01, 2010 9:15 pm

Я больше практик, чем теоретик.
Момент двигателя пропорционален цикловому наполению воздуха двигателя.
Вот собственно пример одного из моторов моих (2.5литра)
Изображение
По оси Z - дроссель, к сожалею под рукой нет полноценного реактора чтобы с него скрин снять.
Все моторы имеют примерно схожую характеристику момента от дросселя. На низах уже с половины дросселя момент не растет, на верхах как видно почти линейно.
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Чт апр 01, 2010 9:41 pm

Вот зависимость момента от дросселя на 2000-3000о об/мин
Изображение

А вот зависимость на 5000-6000 об/мин.
Изображение

Как видим, для данного мотора практически не зависит характер момента от дросселя от оборотов
Дроссель по осиХ, по оси У - ЦНВ
P.S. Чтобы вопросов не было, я разработчик системы управления двигателями Mikas7SPORT а также строю моторы ;) (www.jc-tech.ru), так что разбираюсь немного :-D Графики сняты даталогером системы.
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Чт апр 01, 2010 9:46 pm

pavlo89 писал(а):я учусь в МГТУ МАМИ кафедра инженер экономист автосервиса , суть не в этом в прошлом семестре нам преподавали Теорию Автомобилей , суть сдачи зачёта была в сдаче курсовой работы которая представляла собой в построении графиков:
1.Внешняя скоростная характеристика автомобиля двигателя (представляет собой зависимость мощности двигателя и крутящего момента и удельного расхода от частоты вращения коленчатого вала, это правда при полной открытой дроссельной заслонки ).
2.Тяговый баланс автомобиля(Это зависимость тяговой силы на ведущих колесах для различных передаточных чисел в трансмиссии, а также сопротивлению качению и воздуха от скорости движения ).
3.Динамическая характеристика автомобиля (зависимость динамических фактора от скорости установившегося движения автомобиля,на графике так же показывается коэффициент сопротивлению качению от скорости движения)
4.Характеристика ускорений автомобиля (это характеристика представляет собой зависимость ускорения от скорости движения при разгоне автомобиля на каждой передаче)
5.график величин , обратных ускорениям автомобиля
6.характеристика разгона автомобиля по времени (это зависимость времени от скорости движения автомобиля,при построение учитывается ускорение автомобиля в процессе трогания с места и буксования )
7.Характеристика разгона автомобиля по пути (это зависимость пути от скорости движения )
8.Мощностной баланс автомобиля (представляет собой зависимость мощности на ведущих колёсах для всех передаточных чисел трансмиссии,мощностей сопротивлению качению от скорости установившегося движения)
9.Нагрузочная характеристика автомобиля (является зависимость удельного расхода от степени использования мощности двигателя в частоты вращения коленчатого вала)
10.Экономическая характеристика автомобиля(зависимость путевого расхода топлива от скорости установившегося движения)
11.Топливный Баланс установившегося автомобиля (в отличие от его экономической характеристики, позволяет дифференцированно определять влияние различных факторов(конструктивных,сил сопротивления движению, потерь в двигателе и трансмиссии) на топливную экономичность автомобиля )

в общем вот если нужна более обширное знание могу отсканировать методичку,а если ещё хотите углублённых знаний по этому вопросу позвоните на дмитровский полигон у них есть стенд по замеру мощности автомобиля они думаю очень хорошо объяснят.

надеюсь информация будет полезной.
Эта тема и в интернете имеется ;) Я в свое время такую модель строиол, она включена в одну из версий Mikas Online Tuner, но заблокирована, ибо данная теория немного далековата от практики, и уточнять ее и вводить доп.коэффициенты - времени не было
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Аватара пользователя
pavlo89
Эксперт
Сообщения: 755
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 6:32 pm
Откуда: dubna

Сообщение pavlo89 » Чт апр 01, 2010 10:24 pm

круто конечно но по сути это датчик массового расхода воздуха =)
ясен пень что у всех похоже , так как у половину машин они одинаковые :-D
а так в обще ни о чём если честно :)
или это 1 апрельская шутка :roll:
Jetsamnaz писал(а): Эта тема и в интернете имеется ;) Я в свое время такую модель строиол, она включена в одну из версий Mikas Online Tuner, но заблокирована, ибо данная теория немного далековата от практики, и уточнять ее и вводить доп.коэффициенты - времени не было
ну у нас вел препод. который работает на дмитровском Автополигоне,
в общем коэффициентов хватает , правда не спорю мб не идеальна всё но можно много чё вычерпать из этого ,

а в общем по сути вопрос был про зависимость мощности и заслонки дросселя, в общем если уменьшить подачу топлива то и мощностной баланс упадет , т.е. надо все надо заново произвести расчёт а вот коэффициент этой зависимости найти будет крайне тяжело , хотя попробовать можно , вот и мне интересно что придумают разработчики...

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Чт апр 01, 2010 11:20 pm

pavlo89 писал(а):круто конечно но по сути это датчик массового расхода воздуха =)
ясен пень что у всех похоже , так как у половину машин они одинаковые :-D
а так в обще ни о чём если честно :)
или это 1 апрельская шутка :roll:
Сам понял чего написал то?
Если ты не знаешь, что характер циклового наполения в первом приближении пропорционален крутящему моменту двигателя, а массовый расход - мощности, то иди снова учиться. и Датчиком массового расхода воздуха картинка быть не может:-D
P.S. Этот мотор вообще не имеет в системе управления ДМРВ
Впрос был о регулировании момента заслонкой. Вот графики которые я привел в качестве примера показывают эту зависимость. Про топливоподачу и т.п. не надо, ок? Мы делаем не супертосную модель двигателя с учетом всех параметров.
Это не рисунки, графики построены по логам реального двигателя.
Так что слив засчитан тебе ;)
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Чт апр 01, 2010 11:26 pm

pavlo89 писал(а):круто ну у нас вел препод. который работает на дмитровском Автополигоне,
в общем коэффициентов хватает , правда не спорю мб не идеальна всё но можно много чё вычерпать из этого ,
тут ты прав, модель интересная.
pavlo89 писал(а):а в общем по сути вопрос был про зависимость мощности и заслонки дросселя, в общем если уменьшить подачу топлива то и мощностной баланс упадет , т.е. надо все надо заново произвести расчёт а вот коэффициент этой зависимости найти будет крайне тяжело , хотя попробовать можно , вот и мне интересно что придумают разработчики...
а не надо так углубляться и придумывать сложностей новых.
Есть характеристика момента для полного дросселя, ее экстрполироать на мелкий дроссель с учетом кривой изменения, несколько графиков я привел
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Аватара пользователя
pavlo89
Эксперт
Сообщения: 755
Зарегистрирован: Сб янв 16, 2010 6:32 pm
Откуда: dubna

Сообщение pavlo89 » Пт апр 02, 2010 12:05 am

без обид по твоим графикам тока видно количество воздуха , на определённых оборотах,ну по сути горючая смесь это есть пропорция воздуха и распыленного бензина,а педалью газа ты регулируешь подачу этой смеси , а честно говоря про то что ты писал (Если ты не знаешь, что характер циклового наполения в первом приближении пропорционален крутящему моменту двигателя, а массовый расход - мощности, то иди снова учиться) особой правдивости не вериться хотелось бы узнать где ты это узнал ну или больше конкретики , просто получается то что главный фактор это воздух ,а не бензин =)

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Пт апр 02, 2010 6:29 am

Jetsamnaz писал(а):...
Очень интересные графики. Только я кое-что не понял. Если первый график (трехмерный) показывает что момент растет по какому-то ассимптотическому закону при открытии дросселя, а из других графиков этого уже не видно - там вроде момент почти не меняется.
Или я что-то не так понял?

А как получен первый график?

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Пт апр 02, 2010 6:43 am

pavlo89 писал(а):Внешняя скоростная характеристика автомобиля двигателя (представляет собой зависимость мощности двигателя и крутящего момента и удельного расхода от частоты вращения коленчатого вала, это правда при полной открытой дроссельной заслонки ).
Есть ли методика ее расчета при не полностью открытой заслонке? Или хотя бы оценки?

Я почитал материалы по подготовке топливо-воздушной смеси, убедился что все еще более загадочно.
При нажатии на газ меняется обогащение ТВС, которое затем восстанавливается. При этом энергия, выделяемая при сгорании топлива может отличаться на десятки процентов, что уже существенно, особенно для больших оборотов, когда сопротивление двигателя становится большим.
За процесс изменения обогащения, как я понял отвечают: в карбюраторных двигателях - карбюратор, в инжекторных - бортовой комп (упрощенно). Соответственно, закон изменения обогащения - вообще зависит от конструкций карбюратора или прошивки компа.

Может кто-нибудь прокомментировать эту мысль?

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Пт апр 02, 2010 8:36 am

bmw, Гирявец А.К. теория управления бензиновым двигателем тебе в помощь! без шуток. ;) На базе алгоритмов этой книги работают большинсво ЭСУД наших январь/микас и бош (года до 2007 гдето).

Теперь рассказываю как все работает. pavlo89 ты тоже слушай.
Начну с воздуха. Воздух это осново определяющий фактор крутящего момента двигателя. Есть 2 типа воздуха в системе - цикловое наполение цилиндра за 1 такт работы двигателя и массовый расход воздуха (кг/час). Массовый = цикловый*120*обороты/1000000. Мощность и момент зависят аналогично. Мощность (лс) = момент (нм)*1,36*обороты/9550.
Если углубляться сильнее, момент двинателя пропорционален давлению сгорания. Давление сгорания в общем случае определяется кол-вом бензина которое можно сжечь, ну и разными факторами - УОЗ, степень сжатия и т.п. Так вот, макс колво бензина которое можно сжечь строго определяется кол-вом воздуха, засасываемого в цилиндр. При постоянном составе смеси и УОЗ, момент будет в первом приближении пропорционален цикловому наполнению воздухом. Почему в первом, потому что с ростом оборотов увеличиваются разного рода потери, механические и насосные, поэтому в реальности с ростом оборотов момент будет спадать при постоянном наполении, например.
Почему не надо учитывать состав топливо воздушной смеси в данной работе? потому что состав смеси обычно жестко задан таблицей в координатах обороты/фактор нагрузки...фактором нагрузки может быть тоже цикловое наполение, абсолютное давление во впуске, положение дроссельной заслонки. Если мы не говорим про нормы евро, то в классическом моторе на ХХ и малых нагрузких состав смеси выбирается всегда порядка 15-16:1, на средний нагрузках 14-15, на полной нагрузке 12.5-13.5. Соотвественно , при постоянном наполении, кпутящий момент зависит по параболе от состава смеси, макс момент наблюдается в зоне 12.8-13, правда при этом наивысшая скорость распостранения фронта пламени и высокая вероятность детонации, поэтому искуственно занижают момент немного обогащая смесь до 12.5-12.8. Далее от этой точки 13:1 в обе стороны, как с обогащением, так и обеднением смеси, крутящий момент падает. По сути дела, если говорить правильно, изначально надо брать всх двинателя на полном дросселе, по закону распределения циклового наполнения экстраполировать момент на все дроссели, как пример мои рисунки, а дальше, если pavlo89 очень хочет, еще сильнее уменьшить момент на на малых дросселях, из за того, что смесь выбирается там не "мощностная".

Теперь по поводу как рабоатет в общем случае ЭСУД (расскажу без подробностей, ибо они здесь лишние ;) .
По ДПКВ (датчик коленвала) определяется текущий угол поворота кв, текущие обороты. В опреденном окне поворота кв опрашивается датчик "воздуха". Это может быть MAF (ДМРВ) или MAP (ДАД). Если дмрв, то датчик выдает считай массовый расход воздуха, который просто по формуле с учетом разных коррекций пересчитывается в цикловое наполение цилиндра GBC. Если дад стоит - то в ЭБУ заложена целая модель пересчета из абсолютного давления в цикловое наполение, с учетом давления в ресивере, температуры заряда (учитывается темп стенок коллектора, тем засаываемого воздуза) и т.п. на выходе тот же GBC.
Далее рассчитанное GBC сравнивается с таблицами. По таблице состава смеси, например обороты/давление смотрится в какую точку попадаем по текущим обоортам и давлению, для нее цепляем требуемый состав смеси. В прошивке задана производительность форсунок приведенная к 3м барам, отсюда зная произвоительность форсунки, давление топлива, состав смеси, и кол-во воздуха за цикл рассчитывается требуемое время впрыска топлива, а по другой карте выбирается также момент впрыска (при каком угле поворта коленвала она откроется). Ну короче форсунка вливает. Дальше по текущим оборотам/давлние по карте УОЗ смотрится при каком угле до ВМТ надо искру подать, искра подается и т.д.
Для переходного режима в ЭБУ обычно используется модель "ускорительного насоса". Работает по такому принципу. Тот график 3д который я выкладывал - это базовое цикловое наполение. Оно записывается в прошивку на основе рассчитанного. Тоесть мы как бы снимаем лог наполенения и туда записываем. Оно нам нужно для того, чтобы прогнозировать изменение наполнения при открытии дросселя. Потому что в нестационар режимах, ДМРВ отдыхает несколько секунд (показывает ерунду, поэтому в этот момент не участвует в процессе), дад по сути тоже не помогает в этом режиме, но его офигевание длится гораздо меньше. Таким образом чтобы не происходило резкого обеднения смеси при нажатии на педаль, рассчитывается по таблице изменение наполения, и по формуле пересчитывается в добавку. При этом форсунка сразу начиенает вливать эту порцию топлива (асинхронно), которая с каждым новым циклом уменьшается.
Это примитивная схема работы мотора. Скажу сразу, что я не говорил про лямбда регулирование, про новые модели рассчета УОЗ, контроль детонации и пропусков воспламенения и тп... оно тут не надо. А то pavlo89 вдруг решит меня подловить :)

Теперь по поводу графиков. Я просто был не готов, поэтому таблицу 3д с одного мотора дал, а логи открыл для другово, так как у меня в основмно все на рабочем ноуте а не за стационарным компом. Я накидаю еще графиков разных моторов.
Если что, ICQ 323396690 если пооперативней надо или укажите почту, потому что на форум выкладывать все - геморрой ;)
Последний раз редактировалось Jetsamnaz Пт апр 02, 2010 9:16 am, всего редактировалось 1 раз.
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Аватара пользователя
Jetsamnaz
Опытный
Сообщения: 112
Зарегистрирован: Ср янв 27, 2010 11:31 pm
Откуда: Жуковский
Контактная информация:

Сообщение Jetsamnaz » Пт апр 02, 2010 8:53 am

pavlo89 писал(а):без обид по твоим графикам тока видно количество воздуха , на определённых оборотах,ну по сути горючая смесь это есть пропорция воздуха и распыленного бензина,а педалью газа ты регулируешь подачу этой смеси , а честно говоря про то что ты писал (Если ты не знаешь, что характер циклового наполения в первом приближении пропорционален крутящему моменту двигателя, а массовый расход - мощности, то иди снова учиться) особой правдивости не вериться хотелось бы узнать где ты это узнал ну или больше конкретики , просто получается то что главный фактор это воздух ,а не бензин =)
Почему характерситика момента обычно горбатая и имеет максимум в определенной зоне? потому что наполение цилиндра определяется геометрией впускной системы, выпускной системы, размерами и качеством впускных и выпусных каналов ГБЦ, шириной, подъемом и фазой установки распред валов - перекрытием, - все это создает резонансные процессы.
Я же говорю, я один из разработчиков aftermarket системы управления для 4х цилиндрового двигателя, на ней настроил кучу моторов, в основном двигатели атмосферные и турбодвигатели (да я еще строю турбо двигатели) на базе ЗМЗ 406-409 от волги/газели/уаза ...так же настраивал на ней двигатели москвичей УЗАМ, двигатели УМЗ, м какой то мерседесовкий 2.3.... у меня есть все параметры системы управления в любой момент времени... я проводил стендовые замеры мощности и момента - поэтому я знаю что говорю ;)
в чем сила? в турбо!
Core i7-920 @ 2.7GHz/P6T SE/6GB DDR3/HD5850/SyncMaster245B/LogitechG25/TrackIR5
мои авто:
Citroen C5 X7 2.0HDI АКПП6
Газ 3110 2.5 Turbo

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Ср апр 07, 2010 1:24 am

О! Я смотрю, тут появились более конкретные данные. Это хорошо.
Сходу сразу много полезной информации для разработчиков:
Во-первых, Видно, что наполняемость цилиндров, (а, значит, и момент) зависят от положения дроссельной заслонки (педали газа) нелинейно. Что тут за закон - то ли корень (или другая степень меньше 1), то ли какая-то экспонента… Если нету других идей, то, думаю, для начала можно просто прикинуть "на глаз" какая зависимость тут лучше подходит. Да хоть подобрать полином по методу "наименьших квадратов" (шутка).
Во-вторых, конечно же, я был абсолютно не прав, когда писал в начале темы, что кривую момента нужно просто умножить на процент открытия педали. Безусловно, любое положение педали будет иметь разный эффект на разных оборотах. Наполнение цилиндров в первом приближении будет пропорционально давлению во впускном коллекторе (по закону Бойля-Мариотта). Т.е. обратно пропорционально падению давления на дроссельной заслонке, которое, в свою очередь, пропорционально квадрату скорости воздуха (объему воздуха за единицу времени).
Честно говоря, не могу сходу прикинуть вид этой зависимости (давления за дроссельной заслонкой в зависимости от оборотов), ибо ведь и расход тоже будет зависеть от этого же давления. Но, думаю, там должно быть что-то типа дроби, где вверху будет положение дроссельной заслонки (взятое из "во-первых"), а внизу обороты в какой-то степени.
Тут тоже, думаю, (если не будет лучших идей) попробовать просто поиграться степенями/коэффициентами и добиться того, чтобы графики были похожи на приведенные здесь 3Д-картинки.
Зависимость эта должна быть похожа на гиперболу. А потери в двигателе - степень (квадрат). Соответственно, при небольших положениях педали газа мы всегда должны получить точку пересечения, когда потери в двигателе на данных оборотах равны мощности, выделяемой в нем же. Это и будут обороты двигателя на холостом ходу при заданном положении педали. Чуть ниже обороты - там и момент выше, и потери ниже (обороты растут). Чуть выше обороты - потери выше, момент ниже - обороты падают… Когда обороты достигают максимальных - срабатывает ограничитель. Ну или обороты растут до той степени, пока потери не будут равны выделяемой мощности (а это для маломощных двигателей и будут обороты где-то за 7-8 тыс).
Сейчас, насколько я понимаю, у Вас это как-то "притянуто за уши"… А должно быть именно так - потери растут по параболе, а момент падает по гиперболе. И в точке пересечения они стабилизируются.

Горячие парни тут спорят о том, что важнее - количество топлива или воздуха. Думаю, на первом этапе можно предположить, что топливно-воздушная смесь всегда "оптимальна" и количество топлива строго соответствует количеству воздуха. А уж потом, когда эта модель заработает, то можно пробовать чего-то воротить дальше. Эмулировать ускорительный насос, работу ЭБУ на переходных режимах и пр. Но там уже будет "вылавливание блох", в то время как рядом будут бегать "слоны". Т.е. я имею в виду, что, когда модель двигателя "в первом приближении" будет похожа на реальность, то дальше надо будет заняться физикой движения. Разгон-торможнеие-горка - там все просто. Работа подвески - сложнее, но тоже кое-как эмулируется. А вот самое сложное (и самое важное) начнется в эмуляции работы резины в пятне контакта с покрытием.
Но это я отвлекся. Сначала двигатель. Еще несколько комментариев:
Jetsamnaz писал(а): Начну с воздуха. Воздух это осново определяющий фактор крутящего момента двигателя. Есть 2 типа воздуха в системе - цикловое наполение цилиндра за 1 такт работы двигателя и массовый расход воздуха (кг/час). Массовый = цикловый*120*обороты/1000000. Мощность и момент зависят аналогично. Мощность (лс) = момент (нм)*1,36*обороты/9550.
Просто поясню: Мощность (Вт) = Момент (нм) * угловую скорость (радиан/сек). А вот уже как обороты перевести в угловую скорость, народ догадается. (рад/с = 2*Pi*(об/мин)/60), равно как и Вт перевести в лошадиные силы (Вт/735.5)
Ну... Это просто чтобы немного понятней было разработчикам, что где за цифры.
Ну и еще: массовый расход приблизительно равен (объем двигателя * об/мин / 60 / 2 ) * давление во впускном коллекторе (атм) * плотность воздуха при 1 атм.
Это так… вдруг поможет. :-)

bmv
Разработчик
Сообщения: 290
Зарегистрирован: Чт мар 12, 2009 3:00 pm
Откуда: Novosibirsk

Сообщение bmv » Ср апр 07, 2010 7:36 pm

Coolbash писал(а): ...
Сейчас, насколько я понимаю, у Вас это как-то "притянуто за уши"… А должно быть именно так - потери растут по параболе, а момент падает по гиперболе. И в точке пересечения они стабилизируются.
...
Это еще мягко сказано :)
Про потери - по параболе - вроде бы правильно. При этом, в частном разговоре с Jetsamnaz был выяснен очень любопытный факт про потери в трансмиссии - оказывается они не такие уж и маленькие - порядка десятков Нм (на средних оборотах) и тоже (есессно) изменяются по параболе.
А вот про гиперболу - чего-то я не уверен. Скорее что-то пропорциональное 1/S (Там что-то наиболее значимое должно кроме всего прочего учитывать площадь сечения, возможно - интегральную, тракта впуска воздуха). А S, в свою очередь, определяется как S(полная) - S(заслонки), где S(заслонки) - площадь сечения, занимаемая проекцией заслонки. Проекция должна определяться через педаль газа как функция от косинуса угла отклонения заслонки. В простейшем случае - линейная, в других - более сложная. На форде в карбюраторе стоял специальный эксцентрик, который открывал заслонку тем больше, чем больше нажималась педаль газа.

Coolbash
Новенький
Сообщения: 36
Зарегистрирован: Пт мар 26, 2010 2:03 am
Откуда: Харьков
Контактная информация:

Сообщение Coolbash » Чт апр 08, 2010 3:54 am

Про гиперболу - я имел в виду зависимость наполнения от оборотов при постоянном дросселе.
А вот зависимость наполнения от дросселя при постоянных оборотах - это может быть и корень и синусоида. А в общем-то может быть весьма сложным законом, поскольку задается формой дросселя (прилегающей стенки), эксцентриком, таблицами в ЭБУ, етс. Конкретный пример нам предоставил Jetsamnaz (я бы сказал, что-то среднее между синусоидой и корнем).
Если попытаться провести аналогию с RC-цепочкой, где вместо сопротивления будет дроссель, а вместо емкости - цилиндры двигателя, то можно попробовать выразить АЧХ такой "цепочки" формулой:
1/корень(1+квадрат(w*R*С))
Где - w - угловая скорость (см. в постах выше)
С - коэффициент, характеризующий объем двигателя
R - коэффициент сопротивления дроссельной заслонки. Например, это может быть 1/sin(угла открытия заслонки). Или другой похожий закон (1-cos()).
Я специально оставил здесь буквенные обозначения из радиоэлектроники. В общем-то, какая-то схожесть есть. И в общем-то, это будет уже как-то похоже на приведенные здесь графики (я пробовал).
Если эту функцию отнормировать к максимальным оборотам, то ее можно применять к заданной кривой момента двигателя и Вы получите то, что Вам надо. В первом приближении.

По поводу потерь в трансмиссии. Конечно же, они есть и, конечно же, весьма ощутимы и, конечно же, их надо учитывать.
Но только я бы предложил все делать по порядку.
В идеале нужно потери считать так:
1. Потери в двигателе суммарные (зависят от оборотов двигателя)
2. Потери на вращение первичного вала коробки. Добавляются при отпускании сцепления на нейтральной передачи. Зависят от оборотов двигателя. Весьма ощутимы на холодной коробке в мороз. Считаю, что ими можно пренебречь, уж точно на первых порах.
3. Общие суммарные потери в трансмиссии. Зависят от оборотов колес. На первых порах их можно просто добавить к "шинным" потерям, но на будущее я бы это все же учитывал их отдельно (т.е. колесо, раскрученное и висящее в воздухе, должно постепенно останавливаться). Причем в будущем эту модель можно усложнять (у каждого колеса свой крутящий момент, учесть потери в дифференциале и пр).
4 "Шинные" потери. Для начала - какой-нить примитив (пока не разберетесь с двигателем, тормозом и пр.), но в будущем тут грядет самая сложная работа. Зависит как от скорости движения, так и от угла поворота колес, качества покрытия, развесовки (динамической) и пр.
6. аэродинамические потери. Зависит от линейной скорости + скорости ветра.
7 Потери в подвеске. Происходят при любых "качках" автомобиля (колес).
8. Тормоза (а как же без них).
Остальное - кинетическая и потенциальная энергия автомобиля.
Дык вот для начала нужно разобраться с двигателем. А потом двигаться дальше.

Кстати, по поводу юнит-тестинга. Когда будете делать "правильный" двигатель, встройте в программу эдакую функцию, которая, скажем, по "волшебной команде" (скажем в командной строке), измеряет все характеристики двигателя и, скажем, пишет их в CSV-файл. На этапе совершенствования модели эти файлы можно всунуть в программы типа mathcad/mathlab и изучать, а на этапе тестирования просто сравнивать с эталонными.
Я имею в виду зависимости момента/мощности от дросселя/оборотов. А также кривые оборотов от времени при кик-дауне и бросании газа для ненагруженного двигателя. Ну, может, и еще чего придумаете.

Ответить