Tukšgaitas izlīdzināšana. Paaudzes
Šajā postā - ļoti īsi par to, kā evolucionējusi tukšgaitas stabilizēšana benzīna dzinējiem. Pieminēšu tieši cilindru efektivitātes izlīdzsvarošanu.
No ražotāja, kā parasti, ir nulle informācijas, attiecīgi, numerācija ir mana inerpretācija par tēmu. Visa zemākaprakstītā informācija apkopota, novērojot DME darbību. Kā piemērus minēšu 6 cilindru benzīna dzinējus, bet identiski principi ir izmantoti arī citas konfigurācijas attiecīgās paaudzes spēka agregātos.
Generation 0. Sensenos laikos, piem., M20 (gan Jetronic, gan pirmie Motronic) cilindru darbību neizlīdzināja. Ja kāda sprausla bija ''aktīvāka'', attiecīgais cilindrs arī strādāja ņiprāk. Dzinējs (ne)daudz (paliekoši) vibrēja, bet - īsti risinājumu nebija. Ja nu vienīgi - sprauslu maiņa vai pielasīšana.
Generation 1. Līdz ar populārajām MS41/42/43 vadības sistēmām sākās cilindru izlīdzināšana tukšgaitā. Mērot katra cilindra darba ciklu (izmantojot kloķvārpstas sensoru), tika salīdzināta cilindru veiktspēja. DME ilgākā laikā (sistēmas reakcijas laiks - minūtes) mērīja vidējo katra cilindra veiktspēju un lēnām, solīti pa solītim piekoriģēja iesmidzināšanas ilgumu (iesmidzinātās degvielas porciju) katrā cilindrā.
Generation 2. N sērijas dzinējos (sākot ar N52) tukšgaitas izlīdzināšana kļūst sarežģītāka. Tiek ieviests enerģētiskā modeļa princips. Tiek ieviests Valvetronic (tas būtiski sarežģī tukšgaitas vadību). Papildus ''parastai'' efektivitātes izlīdzināšanai nu DME arī paredz nākotnē plānoto mehānisko slodzi, mainoties ārējiem apstākļiem (AC, ģeneratora, stūres pastiprinātāja slodzei, utml.). Cilindru darbības izlīdzināšana joprojām notiek, ilgākā laikā salīdzinot katra cilindra vidējo mehānisko slodzi un palēnām kompensējot pamanītās atšķirības no ideāla.
Generation 3. Šo paaudzi atzīmēju N53 sērijas dzinējos. Interesanti, ka E sērijā šiem dzinējiem tiek izmantoti būtiski atšķirīgi algoritmi Homogēnam režīmam un Stratified charge iesmidzināšanai. Homogēnam režīmam joprojām tiek izmantoti iepriekšējās paaudzes lēndarbīgie algoritmi. Savukārt, Stratified charge režīmā DME reaģē daudz ātrāk. Tipiski jau dažu (2 .. 5) sekunžu laikā tiek izlīdzināta visu cilindru mehāniskā efektivitāte. Turklāt, katra cilindra darba cikls ir sadalīts vairākos segmentos. Izvērtējot katra cilindra efektivitāti katrā segmentā, tiek modificēts gan iesmidzinātās degvielas daudzums katrā no vairākām iesmidzināšanas porcijām, kā arī tiek adaptēts aizdedzes brīdis katram cilindram individuāli. Turklāt, katrā no režīmiem (gan Homogēnā, gan Stratified charge) DME veic virkni specifisku sprauslu testu (cilindru ķīmiskās efektivitātes testi) - mēra gan sprauslu fly-time, gan pilēšanu, gan atomizācijas kvalitāti. Visi šie testi tiek izmantoti, lai paredzētu sprauslu uzvedību mainīga režīma apstākļos. DME plāno sprauslu uzvedību ''uz priekšu'' - tukšgaitai jāpaliek ideāli stabilai pat ieslēdzot/izslēdzot AC, grozot stūri vai mainot ģeneratora slodzi. Cilindru izlīdzināšanas princips gan paliek iepriekšējais - DME skatās katra cilindra vidējo mehānisko efektivitāti ilgākā laikā un to (relatīvi lēnām) tuvina ideālam.
Generation 3A. N53 sērijas dzinējiem F paaudzē un nākošajiem N sērijas DI dzinējiem tiek izmantoti relatīvi ātrdarbīgi algoritmi - līdzīgi tiem, ko iepriekš izmantoja E sērijas N53 sērijas dzinējiem Stratified charge režīmā. DME relatīvi ātri (reakcijas laiks - dažas sekundes) reaģē uz katra cilindra vidējās mehāniskās enerģijas atšķirībām no ideāla un šo atšķirību soli pa solim kompensē.
Generation 4. Jauns kvalitatīvs lēciens redzams B sērijas dzinējos. B sērijas dzinējos izmanto relatīvi ātrdarbīgas vidējās mehāniskās efektivitātes izlīdzināšanas metodes - līdzīgas tām, kas tika izmantotas pēdējos N sērijas DI dzinējos. Taču ir vēl viens būtisks papildinājums. Jaunie DME neaprobežojas ar vidējās mehāniskās enerģijas izlīdzsvarošanu (mērot to relatīvi ilgā laikā - vairāku sekunžu intervālā). Jaunie DME reaģē nekavējoši, jau aktuālajā Combustion ciklā! Kā tas notiek? Papildus esošajai vidējās efektivitātes izlīdzināšanas metodei (tās uzdevums ir novērst lielas un paliekošas/stabilas atšķirības starp cilindru efektivitāti), tiek izmantota jauna papildmetode. Ja DME pamana, ka kāds cilindrs esošajā darba ciklā ir nedaudz ''noslinkojis'', nākošais cilindrs (pēc firing order) tiek ''aktivizēts'', lai iepriekšējā cilindra slinkošanu nekavējoši kompensētu. Un otrādi - ja kāds cilindrs nedaudz noslinkojis, nākošais (pēc firing order) tiek ''forsēts''. Šādi tiek maskētas īslaicīgās/neprognozējamās cilindru darbības fluktuācijas. Kas nepieciešams, lai realizētu šo jauno papildmetodi?
a. DME jābūt ļoti jaudīgam vadības procesoram;
b. vidējais degmaisījums jātur nedaudz liess, t.i.: Lambda ap 1.01;
c. jāveido papildus adaptācijas kartes katras sprauslas ''vektora'' reakcijai.
Īsi komentāri par katru niansi:
a. no DME tiek prasīta zibenīga reakcija - šoreiz nav runa par reakciju vairāku sekunžu laikā. Iesmidzināšanas korekcijas jāaprēķina un jāveic sekundes tūkstošdaļās! Turklāt, šie aprēķini jāveic paralēli simtiem citu ''pamatdarbu'', kurus neviens nav atcēlis;
b. ja vidējais degmaisījums ir nedaudz liess (Lambda 1.01) - katrs cilindrs izplūdē ''izmet'' ap 1% gaisa. 6 cilindru dzinējiem tas nozīmē - ja nepieciešams, kāda (viena) cilindra degmaisījums var tikt bagātināts pat par +5%, bet joprojām - CO katalizators korekti sadedzinās visu degvielas pārpalikumu.
c. es šo tukšgaitas izlīdzināšanas papildmetodi nosaucu par ''vektora'' metodi. Tā nosaucu, jo grafiski attēlota, šī korekcija izskatās kā vektors (virziens) uz nulles (ideālo) mehāniskās efektivitātes vērtību. Lai katra cilindra reakcija būtu precīza, DME veido reakcijas adaptāciju kartes. DME novēro, kā konkrētajam cilindram veicās ar ar šo vektora korekciju iepriekšējās reizēs un maina veiktora korekcijas ''jaudu''. Ja iepriekš cilindrs problēmu novērsa nepilnīgi, vektora jauda (adaptācijas kartes vērtība) tiek palielināta. Ja cilindram sanāca pārkompensācija - vektora jaudas koeficientu (adaptāciju vērtība) tiek samazināta.
Piezīme: šī vektora papildmetode tiek izmantota tikai tad, ja DME darbojas pilnas funkcionalitātes režīmā (DME un saistītajām sistēmām nav nekādu problēmu un/vai ierakstītu kļūdu). Šīs metodes efektivitāte (korekcijas apjoms) ir ierobežota un darbojas efektīgi tikai tad, ja dzinēja darbība ir pietiekoši stabila jau pat bez šīs metodes izmantošanas.
Kāds ir ieguvums no šīs papildmetodes?
Iepriekš (N sērijas DI dzinējiem) normāla skaitījās līdz pat +/-5 .. 8% cilindra momentānās mehāniskās efektivitātes atšķirība no ideāla. Jā, dzinējs strādāja vienmērīgi, tomēr īpaši kaprīzi lietotāji varēja just, ka tas darbojas. Līdz B sērijai tas bija normāli - zem motora pārsega ir 300+hp jaudīgs spēka agregāts! Tā darbība taču IR jājūt!
B sērijas dzinēji spēj uzturēt cilindru mehānisko efektivitāti ar +/-1 .. 3% precizitāti. Dzinējs darbojas tik vienmērīgi, ka to vispār nejūt auto salonā!
Lūk, kā izskatās korekti strādājoša B58 tukšgaita:
Komentāri
Ierakstīt komentāru