Alternatīvais ģenerators. Part 2

 

Pēc sava posta par alternatīvā ģeneratora reportu, esmu dzirdējis vairākas versijas, kā varētu rīkoties:

a.       Nopirkt Magneti Marelli ģeneratoru (lista cena ap 800 UER)

b.       Nopirkt Bosch sprieguma regulatoru (cena ap 40 EUR)

c.       Nopirkt Valeo ģeneratoru (lista cena ap 260 EUR)

 

Diemžēl, visas šīs idejas nav pareizajā virzienā. Kāpēc?.

Šoreiz sīkāk pastāstīšu, kas ir sprieguma regulators un ar ko atšķiras dažādas tā versijas.

 

Piebilde. Uzreiz gan piebildīšu – daļu no ierīcēm, par kurām runa būs šajā postā, patiesībā nemaz nevar saukt par sprieguma regulatoriem. Bet, kā bieži minu savā blogā: par visu pēc kārtas.

 

Sprieguma regulatori (kā jau izriet no to nosaukuma) ir paredzēti auto borta sprieguma stabilizēšanai. BMW līdz E38/39 auto paaudzei izmantoja ‘’parastus’’ sprieguma regulatorus. Šie sprieguma regulatori nodrošināja fiksētu spriegumu uz ģeneratora spailēm. Zinošākie auto industrijā noteikti ir lietas kursā: pieejamas ir regulatoru versijas - 14.0..14.1V ‘’normāla’’ klimata zonai un 14.4V ‘’ziemeļu klimata’’ zonai.

Šajos regulatoros tipiski ir daži tranzistori (vienkāršākajās versijās), bet tie var ietvert arī specializētu mikroshēmu vai ‘’parastu’’ OPampu ar jaudas tranzistoru. Neskatoties uz it kā vienkāršību, pat šie ‘’aizvēsturiskie’’ regulatori nav vienādi! Ar ko tie atšķiras?

a.       Uzturamā sprieguma references vērtības (ilgtermiņa) stabilitāte. Šis parametrs nosaka, cik precīzi noteiktais spriegums (14.1/14.4V) atbilst reālajam izstrādājumam. Lētajiem produktiem +/-5% atšķirība no ideāla ir pašsaprotama. Tātad, 14.1V vietā šādi regulatori patiesībā var uzturēt 13.4..14.8V. OEM un zināmu brandu (nejaukt ar zināmiem pārpakotājiem) sprieguma regulatoru precizitāti būs daudz labāka: ap +/-1..2%;

b.       Uzturamā sprieguma īstermiņa stabilitāte. Sprieguma īstermiņa stabilitāte ietver gan pulsācijas, gan pārejas procesus mainīgos darba apstākļos. Auto gadījumā darba apstākļi mainās nepārtraukti – mainās ģeneratora RPM, mainās slodze, mainās temperatūra. Un atkal – lētajiem variantiem īstermiņa stabilitāte un vadības pārejas procesi būs daudz sliktāki kā OEM risinājumiem. Kā tas izpaužas? Sprieguma viļņošanās, palielināts ‘’zjū’’ skaņas aprīkojumā, īslaicīgi sprieguma kritumi, strauji pieaugot slodzes strāvai, utml. OEM risinājumi reaģēs daudz ātrāk un nemanāmāk, nebūs nekādas sprieguma viļņošanās, ‘’zjū’’ būs minimāli iespējamais;

c.       Regulēšanas diapazons. Ar šo es domāju – cik efektīvi regulators spēj izmantot ģeneratora potenciālu. OEM regulators spēs nodrošināt lielāku strāvu konkrētos apstākļos (it īpaši kritiskajos režīmos, piem.: tukšgaita);

d.       Kopējā kvalitāte. Šeit būtiskais: brāķu kopējais īpatvars. Slotiņu atsperīšu, savienojumu, materiālu kvalitāte, ‘’garums’’, u.c. Kvalitatīva izstrādājuma slotiņas kalpos ilgāk, mazāk nodeldēs kolektoru.

Ceru, ka man izdevās jūs pārliecināt, ka dažādi ‘’vienkāršie’’ regulatori var būt (un ir) dažādi. Neskatoties uz to, ka vizuāli tās ir ‘’parastas tabletes’’, to tehnoloģiskais līmenis var atšķirties dramatiski.

  

Šajā brīdī esam nonākuši līdz BMW E6X/8X/9X un jaunāku auto paaudzes ‘’sprieguma regulatoriem’’. Kāpēc lieku pēdiņās? Tāpēc, ka šie vairs NAV sprieguma regulatori! To funkcionalitāte ir daudz plašāka! Dažu tranzistoru vietā - vairāki miljoni!

Ieviešot IBS sistēmu, BMW izdarīja loģiskus secinājumus – akumulatora enerģijas uzskaitīšana nedod neko, ja nav jaudīgs un īpaši vadāms enerģijas avots – ģenerators. Kādas gan jaunas ‘’fīčas’’ tie pieprasītas no ģeneratora?

a.       BMW auto elektrības patēriņš ir milzīgs. Attiecīgi – vajadzīgs maksimāli jaudīgs ģenerators. Diemžēl, situāciju apgrūtina apstāklis, ka motortelpā ieplūst karstais gaiss no dzeses radiatora, arī paša ģeneratora enerģijas daļa ‘’aiziet’’ siltumā, silstot gan tinumiem, gan taisngriezim, gan regulatoram. Ņemot šo visu vērā – ģeneratoram jāmēra svarīgo mezglu temperatūra, jāierobežo maksimālā strāva, lai pasargātu pašu ģeneratoru no bojājumiem;

b.       Ģeneratora spriegumam jābūt maināmam/vadāmam. Šim ir vairāki iemesli. Pirmkārt – mums taču interesē spriegums uz akumulatora(!), nevis paša ģeneratora spailēm! Šie spriegumi atšķiras – pat 100% augstākās kvalitātes vara vada pretestība ir tālu no 0. Otrkārt – jo aukstāks akumulators, jo lielāks spriegums nepieciešams tā uzlādei. Treškārt – īpašos apstākļos (piem, dziļas akumulatora izlādes gadījumā, Overrun režīmā) ģeneratoram jāattīsta paaugstināts spriegums, lai maksimāli ātri uzlādētu akumulatoru vai nodrošinātu enerģijas rekuperāciju (ietaupītu nedaudz degvielas);

c.       Ģeneratoram jāredz slodze, ko tas pats rada dzinējam. Ja DME redz dzinējam radīto slodzi, tas var gan precīzi vadīt tukšgaitu, gan pareizi adaptēt (automātisko) ātrumkārbu tukšgaitas režīmā. Slodzes parametru zināšana un reportēšana DME ir nepieciešama arī gaitā, jo arī gaitā DME veic virkni servisa procedūru (piem., mēra sprauslas, citus mezglus), gan kārbas vadības bloks – adaptē ātrumkārbas pārslēgšanos;

d.       Ģeneratoram jāspēj pārslēgties specifiskos režīmos. Piemēram – saudzējošā režīmā, ja akumulators ir ļoti izlādēts. Ja ģenerators to nemācēs, tiks bojāts ne tikai akumulators, bet arī elektronikas moduļi!

e.       Ģeneratoram jāmāk atslēgties uz brīdi un veikt citas servisa procedūras, kad/ja DME izdomā testēt akumulatoru vai pašu ģeneratoru;

f.        Ģeneratoram jāreportē savs veselības stāvoklis, jāziņo visi live parametri (temperatūra, attīstītā strāva, ierosmes tinuma strāva, attīstītais spriegums, noslodze, u.t.t.).     

 BMW AG izlēma ‘’iebāzt’’ visu šo funkcionalitāti ‘’parastas tabletes’’ korpusā. Patiesībā tā ir sarežģīta mikroprocesoru vadības sistēma, kurai nav daudz kas kopīgs ar ‘’vecā’’ tipa tabletēm. Šo situāciju varētu salīdzināt ar aizvēsturisku telefonu ar ‘’ripu’’ un mūsdienu smartphone. Ar abām iekārtām var (ar pirmo – varēja) piezvanīt, taču tām nav daudz kopīgu detaļu un funkciju.

Datu apmaiņas protokols (saziņas ‘’valoda’’), kādā sazinās DME un ģeneratora vadības modulis, ir ražotāja (BMW AG) know-how, vai ja jums labāk patīk - noslēpums. Minēšu dažas (izstrādes inženieriem pašsaprotamas) nianses:

a.       Katrs šāds vadības modulis satur identifikatoru – kodu, kas apraksta konkrēto modeli un ļauj DME izvērtēt, vai šī ir ‘’savējā’’ vai ‘’sveša’’ detaļa;

b.       Katrs vadības modulis satur kodējuma datus. Kodējuma dati apraksta, kādam dzinējam (benzīns, dīzelis, 4/6 cilindri, kādai max strāvai, temperatūrai, kāda funkcionalitāte ietverta, u.c.) modulis paredzēts;

c.       Katrs modulis satur adaptāciju datus. Daļa adaptāciju datu tiek ierakstīti rūpnīcā (tie kompensē sensoru u.c. elementu tolerances), daļa tiek upgreidoti darba laikā (lai optimizētu reakcijas laiku, pārejas procesus, utml.).

Šī garā posta senstence: šīs (un jaunāku) paaudzes BMW ģeneratoram iespējams tikai viens risinājums! Tas ir – OEM ģenerators un OEM vadības modulis.

Kādēļ kritisks ir tieši OEM ģenerators (viss, izņemot vadības moduli)? Gan statora, gan rotora tinumiem (to elektriskajiem parametriem: pretestībai, induktivitātei), taisngriezim (tajā izmantotajām diodēm, to parametriem, dzesēšanas nosacījumiem) jāatbilst vadības modulī ietvertajiem datiem. Ja realitāte atšķirsies no plānotā, nestrādās termālā aizsardzība, arī sprieguma vadības nosacījumi būs tālu no ideāla. Iespējama sprieguma viļņošanās, nestabilitāte.

Kādēļ kritisks OEM vadības modulis? Kā jau minēju iepriekš – saziņas ‘’valoda’’ ir zināma tikai ražotājam, t.i.: BMW AG. Jā, trešo pušu uzņēmumi var mēģināt to atšifrēt, izmnatojot reverse engineering principu. Diemžēl, kā rāda prakse, rezultāts ir nožēlojams.

Iepriekšminēto iemeslu dēļ nederēs ne (bloga sākumā minētie) Bosch vadības modulis (kas derot 1/3/5/6 series BMW), ne Valeo ģenerators, ne pat dārgais Magneti Marelli variants.