Testprotokoll Version.0 Dokumentansvarig: Christoffer Florell Datum: december 203 Status Granskad Camilla Larsson 203-2-0 Godkänd
Projektidentitet Gruppmail: Hemsida: Beställare: Kund: Kursansvariga: Projektledare: Handledare: camla529@student.liu.se http://www.isy.liu.se/edu/projekt/reglerteknik/203/turbo/ Lars Eriksson, Linköping Universitet Telefon: 03-284409, Mail: larer@isy.liu.se Fredrik Wemmert, Volvo Cars Corporation Telefon: 03-3254033, Mail: fredrik.wemmert@volvocars.com David Törnqvist, Linköping Universitet Telefon: 03-28882, Mail: tornqvist@isy.liu.se Daniel Axehill, Linköping Universitet Telefon: 03-284042, Mail: daniel@isy.liu.se Camilla Larsson Andreas Thomasson, Linköping Universitet Telefon: 03-286862, Mail: andreast@isy.liu.se Gruppmedlemmar Namn Ansvarsområde Telefon Mail (@student.liu.se) Camilla Larsson Projektledare 073-694796 camla539 Benjamin Lundahl Informationsansvarig 073-623456 benlu392 Christoffer Florell Testansvarig 073-5045066 chrfl746 Johan Thornblad Ansvarig knack 070-466996 johth660 Olof Juhlin Dokumentansvarig 076-8303539 oloju37 Robin Karlsson Kvalitets- & leveransansvarig 070-35290 robka927 Svante Löthgren Ansvarig SuperTurbo 070-4885286 svalo459 Viktor Nyman Designansvarig 073-58385 vikny77
Dokumenthistorik Version Datum Ändringar Utfört av Granskad.0 203--30 Första utkastet MOTOR CL
Innehåll Beskrivning 2 Hela systemet 2. Test............................................... 2.2 Test 2............................................... 2.3 Test 3............................................... 2 2.4 Test 4............................................... 3 3 Seriellt dubbelturbosystem 4 3. Test 5............................................... 4 3.2 Test 6............................................... 4 3.3 Test 7............................................... 5 3.4 Test 8............................................... 5 3.5 Test 9............................................... 6 4 SuperTurbo 7 4. Test I............................................... 7 4.2 Test 0.............................................. 7 4.3 Test.............................................. 8 4.4 Test 2.............................................. 8 4.5 Test 3.............................................. 9 5 Knack 0 5. Test 4.............................................. 0 5.2 Test 5.............................................. 2 6 Scavenging 4 6. Test 6.............................................. 4 7 Appendix 5 7. Seriellt dubbelturbosystem................................... 5 7.. Test 5........................................... 5 7..2 Test 7........................................... 5 7..3 Test 8........................................... 7 7.2 SuperTurbo............................................ 9 7.2. Test 0.......................................... 9 7.2.2 Test.......................................... 9 7.2.3 Test 2.......................................... 22 7.3 Knack............................................... 25 7.3. Test 5.......................................... 25 7.4 Scavenging............................................ 28 7.4. Test 6.......................................... 28
MOTOR Beskrivning Detta testprotokoll avser att redovisa de test som utförts enligt testplanen samt redovisa krav i kravspecifikationen som uppfyllts. Det första testet under SuperTurbo 4 benämnt som Test I är ett test som inte är benämnt i Testplanen. Detta test finns för att uppfylla test under Hela systemet. 2 Hela systemet 2. Test Avser krav: 5 Testbeskrivning: Testet avser att validera modeller som används för alla delsystem. Se nedanstående avsnitt 3.2 och 4.. 2.2 Test 2 Avser krav: 6 Testbeskrivning: Testet visar att PID-regulatorer tar hänsyn till integratorupvridning. Likadana steg i pedalposition med fast varvtal har gjorts med och utan hänsyn till integratoruppvridning för samma PID-regulator, i detta fall den för högtrycksturbons wastegate. Samma metod har använts på samtliga PID-regulatorer. Integratoruppvridning måste tas hänsyn till eftersom styrsignaler till wastegate-aktuatorer innehåller olinjäriteter i form av mättningar. Testresultat: Som ses i figur hindras I-delen i regulatorn från att växa okontrollerat när regulatorn tar hänsyn till integratoruppvridning. Vid tid t = 30 sekunder görs ett steg från 20 % till 00 % i pedalposition med konstant varvtal 2500 rpm 30 25 Med anti windup Utan anti windup 20 Storlek på I del 5 0 5 0 5 0 0 5 0 5 20 25 30 35 40 Figur : I-del på PID-regulator med och utan hänsyn till integratoruppvridning. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Olof Juhlin Datum: 203--28
MOTOR 2 2.3 Test 3 Avser krav: 7 Testbeskrivning: För att testa hur stötfria modövergångar är görs tester med stegsvar, rampsvar samt test av körcykel. Figur 2 visar tryckföljning då motorvarvtal rampas upp och pedalposition hålls låst. I figur 3 görs steg från 20 % till 00 % med varierande varvtal. Figur 4 visar ett kort segment av en körcykel där bypassventilen öppnas. Testresultat: För testen i både figur 2 och 3 ser man ett tryckfall på ungefär 2000 Pa då bypassventilen öppnas. Detta fenomen ses också i figur 4 som visar en öppning av bypassventilen under en körcykel. Här är däremot tryckfallet lägre, cirka 300 Pa..6 x 05.55.5 Tryck [Pa].45.4.35 Referenstryck i insugsrör p im,ref.3 Tryck i insugsrör p im.25 Modövergång till mid range Modövergång till endast lågtrycksturbo.2 30 40 50 60 70 80 90 00 Figur 2: Modövergångar då motorvarvtal ökas i ett rampsvar. 2.5 x 05 Tryck [Pa] 2.5 Referenstryck i insugsrör p im,ref Tryck i insugsrör p im Modövergång till mid range Modövergång till endast lågtrycksturbo 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Figur 3: Modövergångar då steg görs i pedalposition med varierande varvtal.585 x 05 Referenstryck i insugsrör p im,ref.58 Tryck i insugsrör p im Modövergång till endast lågtrycksturbo Tryck [Pa].575.57.565 473 473.5 474 474.5 475 475.5 476 476.5 477 Figur 4: Öppning av bypassventil i körning av körcykel Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Olof Juhlin Datum: 203--28
MOTOR 3 2.4 Test 4 Avser krav:,2,3 Testbeskrivning: För systemet med seriell dubbelturbo finns säkerhetsfunktioner implementerade där gränser kan sättas för att strypa styrsignaler till wastegates. Detta beskrivs djupare i test 7 som hänvisar till krav 2 och 22 vilka motsvarar krav 2 och 3, men specifikt för system med dubbelturbo. Där visas även test med gräns för temperatur vilket motsvarar krav. För SuperTurbo finns motsvarande test och krav dokumenterade under 4.4
MOTOR 4 3 Seriellt dubbelturbosystem 3. Test 5 Avser krav: 4 och 5 Testbeskrivning: Testet avser att validera motormodellen och identifiera felaktiga parametrar. Delmodeller lyfts ut från motormodellen och valideras utifrån analys av dess utdata. Testresultat: Hela motormodellen har validerats. Några stycken modelländringar har utförts på högtrycksturbon och trotteln. Parameterändringarna finns dokumenterade i appendix 7.. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Christoffer Florell Datum: 203--28 3.2 Test 6 Avser krav: 20 Testbeskrivning: Testet avser att validera att regulatorn styr systemet mot aktuellt referensryck. Testet utförs genom att simulera modellen under en körcykel samt steg i trottel med konstant varvtal på motorn (5000 rpm). Testresultat: Både körcykel- och stegsvarstestet enligt figur 5 tyder på att regulatorn styr mot det aktuella referenstrycket. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Christoffer Florell Datum: 203--27 (a) Körcykel (b) Steg i trottel, konstant motorvarvtal 500 rpm Figur 5: Insugstrycket med referenssignal
MOTOR 5 3.3 Test 7 Avser krav: 2,22 Testbeskrivning: Med säkerhetsfunktioner aktiverade går det att sätta gränser för tryck, temperatur och varvtal för turbiner och kompressorer. När en gräns överskrids börjar styrsignalen strypas för lämplig wastegate. I det här testet ökas motorvarvtalet som ett rampsvar från 800 till 5500 varv per minut. Testresultat: I figur 6 har gränser för tryck, temperatur och varvtal aktiverats var för sig och jämförts med motsvarande simulering då säkerhetsfunktionen inte varit aktiv. Endast resultat för lågtryckskompressor visas då samma beteende ses för högtryckskompressor, högtrycksturbin samt lågtrycksturbin. Likadana plottar för dessa finns bifogade i appendix, figurer 4 till 6. 3 x 05 2.5 Tryck [Pa] 2.5 Tryck utan vakt Tryck med vakt 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 500 Temperatur [K] 450 400 350 300 Temperatur utan vakt Temperatur med vakt 250 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 2 x 05 Varvtal [rpm].5 0.5 Varvtal utan vakt Varvtal med vakt 0 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 Figur 6: Demonstration av vakter för lågtryckskompressor Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Olof Juhlin Datum: 203--28 3.4 Test 8 Avser krav: 23 Testbeskrivning: Testet avser att validera observatörens skattade turbinvarvtal mot modellens turbinvarvtal under simulering. Observatörernas syfte är att skatta höga varvtal väl så dessa kan användas som varvtalsvakter till regulatorn. Observatörerna testas för två körfall, körcykel (EDE-5 följt av EUDC) och steg i trottel med konstant varvtal på motorn (2500 rpm). Testresultat: För lågtrycksturbon skattas varvtal med bra följning vid höga turbovarvtal (> 20000 rpm). Vid låga turbovarvtal (< 20000 rpm) skattas varvtalen för lågt med ett relativt fel mellan 2000 och 3000 rpm. Högtrycksturbon har liknade lågtrycksturbon svårt att skatta låga vartal (< 50000
MOTOR 6 rpm). De lågavarvtalen skattas för högt med en maximal amplituddifferens på 90000 rpm. För höga turbovarvtal (< 90000 rpm) har observatören bra följning. Aktuella plottar finns i appendix 7..3. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Christoffer Florell Datum: 203--27 3.5 Test 9 Avser krav: 9, 25 och 26 Testbeskrivning: Testet avser att validera att observatören dels är frånkopplad från regulatorn och att observatören är körbar både med och utan regulator närvarande. Två tester har utförts där det ena simulerar en modell där både regulator och observatör är implementerad samt den andra simulerar en modell där regulatorblocket är borttagen. Testresultat: Båda testen simulerar och observatören skattar värden. Gällande modellen där regulatorn är bortplockad är körbarheten begränsad i vilka signaler som skickas in istället för regulatorsignaler. Dock beror körbarheten på att modellen simuleras med dåliga värden som får simuleringen att stanna, inte på grund av observatörsimplementeringen. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Christoffer Florell Datum: 203--26
MOTOR 7 4 SuperTurbo 4. Test I Avser krav: 27 och 28 Testbeskrivning: Testet avser att validera att en modell för mekanisk kompressor är skapad samt att en fullständig modell för för SuperTurbo är implementerad. Testresultat: En mekanisk kompressor finns implementerad i Simulink, plottar för modelldata mot kompressormappdata syns i figur 7. En fullständig modell för SuperTurbo är implementerad i Simulink. Modellen är benämnd M odell ST.slx Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Christoffer Florell Datum: 203--28 (a) Tryckkvot mot korrigerat massflöde (b) Verkningsgrad mot korrigerat massflöde Figur 7: Modellerad och mappdata för mekanisk kompressor 4.2 Test 0 Avser krav: 30 och 3 Testbeskrivning: Syftet med testet är att visa att regulatorn är fristående från observatören (krav 30) och reglerar det önskade trycket baserat på begärt moment (krav 3). För att visa att regulatorn är fristående genomförs en simulering med och en utan observatören. Ytterligare en simulering görs för att jämföra det begärda trycket med insugstrycket. Testresultat: En simulering med observatören inkopplad samt en utan observatören visar att regulaotrn fungerar även utan observatören. Regulatorn och observatören är implementerade i separata block i modellen. Figur 2 i appendix 7.2. visar tydligt att insugstrycket följer det begärda trycket. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Benjamin Lundahl Datum: 203--28
MOTOR 8 4.3 Test Avser krav: 32 Testbeskrivning: Detta test ämnar att verifiera att systemets (fordonets) prestanda i stort förbättras då en mekanisk kompressor med tillhörande regulator används tillsammans med ett turboaggregat jämfört med endast ett turboaggregat. Med prestanda avses sådant som stigtid och följning för begärt insugstryck, motormoment och hastighet. Testet genomfördes i två delar. Den första delen bestod av att göra stegsvar i begärt insugstryck (det vill säga begärt motormoment), vilket gjordes genom att hålla ett konstant varvtal och göra ett steg i pedalposition. Detta gjordes vid fem olika varvtal där den mekaniska kompressorn är aktiv. I del två kördes den specificerade körcykeln (ECE-5 följt av EUDC) och stigtid samt följning i begärt insugstryck jämfördes. Även hastighetsföljning jämfördes i det senare fallet. Testresultat: Från stegsvaren kunde det, enligt figur 22 till 26 bifogade i appendix 7.2.2, observeras att stigtiden förbättras med SuperTurbo i samtliga fall även om skillnaden blir marginell vid högre motorvarvtal (>2500 RPM). Vid lågt varvtal är förbättringen absolut signifikant. Inget märkbart statiskt reglerfel uppstår heller jämfört med singelturbo. Momentföljningen anses valideras genom tryckföljningen. När körcykeln körs är stigtiden i stort sett oförändrad enligt figur 27 i appendix 7.2.2 och en del oscillationer uppstår till följd av att kompressorn kopplas in och ur. Följningen är likvärdig för båda fallen och överslängen blir något lägre med SuperTurbo. Dock beror den uteblivna förbättringen av att körcykeln inte ligger i rätt punkter och att turboaggregatet egentligen är onödigt litet för ett SuperTurbosystem. Med ett större turboaggregat, som skulle kunna ge högre laddtryck men samtidigt är svårare att varva upp, skulle troligtvis en markant förbättring ske i linje med stegsvarexperimentet. Hastighetsföljningen för körcykeln var god enligt figur 28 i appendix 7.2.2. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Viktor Nyman Datum: 203--28 4.4 Test 2 Avser krav: 33 och 34 Testbeskrivning: Syftet med testet är att validera att krav 33 och 34 är uppfyllda, det vill säga att tryck och temperatur i systemet hålls inom tillåtna gränser och att den mekaniska kompressorn inte används då motorn har ett varvtal högre än 3300 varv per minut. För att testa tryck och temperaturvakterna gjordes steg i pedalpositionen från 0.2 till 0.8 med konstant motorvarvtal. För att tydliggöra vakternas inverkan gjordes testen en gång med och en gång utan vakter. Att kompressorn inte ska vara aktiv då motorn har varvtal högre än 3300 rpm kan visas med hjälp av styrsignalerna. Testresultat: Test 2 visar att icke tillåtna värden inte överskrids då vakterna är aktiva. Resultatet av de genomförda testerna är bifogade i appendix 7.2.3 och man kan tydligt se var vakterna har ingripit. Vakterna håller värdena 5% under det maximalt tillåtna värdet för att förhindra överslängar in i det förbjudna området.
MOTOR 9 Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Benjamin Lundahl Datum: 203--28 4.5 Test 3 Avser krav: 36, 37 Testbeskrivning: Testet avser att testa observatören som skattar turboaggregatets varvtal. Testet görs med ett stegsvar i pedalposition. Pedalens läge omsätts nämligen till en momentreferens som i sin tur översätts till ett referenstryck i insugsröret och för att åstadkomma överladdning i insugsröret behöver turboaggregatet varva upp. Detta varvtal behöver av säkerhetskäl övervakas för att inte turboaggregatet skall ta skada. Testresultat: Resultatet från testerna kan ses i figur8 nedan. Observatören fungerar bra för varvtal över 30000 RPM. För lägre varvatal fungerar observatören mindre bra. Dock är detta område är inte intressant att observera eftersom syftet med observatören är att förhindra att turbon varvar över sitt maximal varvtal. Det skattade värdet ligger en liten bit över det modellerade vilket ger en marginal mot maxvarvtalet. Figur 8: Jämförelse av modellerat och skattat turbovarvtal Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Svante Löthgren Datum: 203--28
MOTOR 0 5 Knack 5. Test 4 Avser krav: 40 Testbeskrivning: Testet avser att validera knackmodellen och körs därför med knackregulatorn urkopplad. Testet körs först med en tändvinkel(delta theta)= 0 och sedan med en tändvinkel (delta theta)= för att validera att modellen beror på tändvinkel. De insignaler som övervakas är knacksignalen och trycket i insugsröret. Trycket i insugsröret är av intresse eftersom knackintensiteten ska öka då vi har ett tryck i insugsröret som är högre än atmosfärstryck. Testresultat: Resultatet från testerna kan ses i figur 9 och figur 0. Här ser vi tydligt att när trycket i insugsröret är högre än atmosfärstryck så ökar knackintensiteten markant. Om knacksignalen mellan figur 9 och figur 0 jämförs med varandra ser vi att om tändvinkeln dras tillbaka så sjunker andelen knack. 0.8 Knacksignal 0.6 0.4 0.2 0 0 00 200 300 400 500 600 5 x 04 Tryck i insugsrör [pa] 0 5 0 0 00 200 300 400 500 600 Figur 9: Knacksimulering med delta theta = 0 och regulatorn avstängd
MOTOR Knacksignal Tryck i insugsrör [pa] 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 00 200 300 400 500 600 5 x 04 0 5 0 0 00 200 300 400 500 600 Figur 0: Knacksimulering med delta theta = och regulatorn avstängd Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Robin Karlsson Datum: 203--28
MOTOR 2 5.2 Test 5 Avser krav: 43, 44 och 45 Testbeskrivning: Testet avser att i simuleringsmiljö utvärdera de två framtagna knackregulatorernas förmåga att reagera på förekomsten av knack och reglera med en lämplig förändring av tändvinkeln, θ. Testet gjordes först för den normala körcykeln och sedan för fallet då hastighetesvektorn i körcykeln sätts till det dubbla normala värdet. Testresultat: Båda regulatorerna drar tillbaka tändvinkeln då knack har detetkterats samt avancerar tändvinkeln när detta när motorn inte knackar. Kompenseringen av tändvinklen ses i 7.3.: 37 för den konventinella regulatorn samt i 7.3.: 38 för den summerande regulatorn när den vanliga körcykeln används. Fördelningen hos θ för de två regulatorerna när den normala körcykeln används visas i och 2 där det ses att medelvärdet för tändvinkeln ligger närmare det optmiala värdet ( θ = 0) för den summerande regualtorn. Figur : Histogram över delta theta för hajfensregulator vid normal körcykel.
MOTOR 3 Figur 2: Histogram över delta theta för summerande regulator vid normal körcykel. Medelvärdet på θ blir för den konventionella regulatorn -0.532 grader med en knackförekomst på 0.68%. Motsvarande siffror för den summerande regulatorn är -0.3327 grader och 0.79%. Hur tändivnkeln förändras samt histogram över θ för de båda regulatorerna när hastighetsprofilen dubblats ses i 7.3.. Testutfall: Lyckades Utfärdat av: Johan Thornblad Datum: 203--28
MOTOR 4 6 Scavenging 6. Test 6 Avser krav: 49 Testbeskrivning: Meningen med testet är att se om det är möjligt att få turbinen att accelerera snabbare genom att tillåta ett visst överlapp på ventilernas öppningstider vid gaspådrag. Under tiden både insugs- och avgasventilerna är öppna så hjälper laddtrycket till att trycka ut avgaserna ur cylindern. Detta ökar dels trycket i grenröret samtidigt som avgaserna även kommer att ha en högre temperatur vilket möjliggör en större expansion hos över turbinen. Testet utfördes med bypassventilen öppen, wastegaten till högtrycksturbon öppen samt wastegaten till lågtrycksturbon stängd. Motorvarvatalet hölls konstant vid 750 rpm med lambda satt till 0.9. Vidare öppnades wastegaten till lågtrycksturbon med 5 % per kpa när trycket före trotteln översteg 60 kpa. Mätningarna gjordes över ett steg på trottelvinkeln från 32 grader till 38 grader. Stegen togs med ett lämpligt tidsavstånd så att steady state kunde antas råda vid varje mätcykels början. Mätningarna utfördes med ett antal varierande konfigurationer på kamaxelvinkeln på både insugs- och avgassidan. Testresultat: Skillnaden i stigtid för turbinvarvtalet för olika konfigurationer ses i 3 där den röda kurvan representerar varvtalstransienten då val av kamaxelvinklar görs av motorns stytsystem. Den turkosa kurvan visar transienten då ventilöverlappet är maximalt och blåa kurvan när ett mindre överlapp används. Figur 3: Transient för turbinvarvtal beroende av ventilöverlapp Resterande plottar ses i 7.4. Testutfall: Testet är positivt och visar på möjligheter för ökad transientprestanda då scavenging utnyttjas Utfärdat av: Johan Thornblad Datum: 203--27
MOTOR 5 7 Appendix 7. Seriellt dubbelturbosystem 7.. Test 5 Vid genomgång och validering av motormodellen gjordes nedanstående ändringar: Högtryckskompressorn och högtrycksturbinen hade angivits samma parametrar för respektive lågtryckskomponent (TC ENGINE.LPTurbine och TC ENGINE.LPCompressor). Samtliga parametrar i högtryckskomponenterna ändrades så dessa anropar korrekta workspaceparameterar (TC ENGINE.HPTurbine och TC ENGINE.HPCompressor). Trottelmodellen har ändrats så att den effektiva arean A eff beräknas från trottelvinkelreferensen α ref enligt: α th = τ th (α ref α th ) () A eff = a 0 + a cos(α th ) + a 2 cos 2 (α th ) (2) Till modellen användes följande konstanter: τ th = 0.027 a 0 = 0.037 a = 0.0255 a 2 = 0.0088 7..2 Test 7 I figurerna 4 till 6 ses figurer som visar att säkerhetsfunktioner fungerar för högtryckskompressor, högtrycksturbin samt lågtrycksturbin. 3 x 05 2.5 Tryck [Pa] 2.5 Tryck utan vakt Tryck med vakt 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 500 Temperatur [K] 450 400 350 300 Temperatur utan vakt Temperatur med vakt 250 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 2.5 x 05 Varvtal [rpm] 2.5 0.5 Varvtal utan vakt Varvtal med vakt 0 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 Figur 4: Demonstration av vakter för högtryckskompressor
MOTOR 6 Tryck [Pa].6 x 05.5.4.3.2. Tryck utan vakt Tryck med vakt 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 400 200 Temperatur [K] 000 800 600 400 Temperatur utan vakt Temperatur med vakt 200 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 2 x 05 Varvtal [rpm].5 0.5 Varvtal utan vakt Varvtal med vakt 0 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 Figur 5: Demonstration av vakter för lågtrycksturbin 3.5 x 05 3 Tryck [Pa] 2.5 2.5 Tryck utan vakt Tryck med vakt 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 600 400 Temperatur [K] 200 000 800 600 Temperatur utan vakt Temperatur med vakt 400 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 2.5 x 05 2 Varvtal utan vakt Varvtal med vakt Varvtal [rpm].5 0.5 0 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 00 Figur 6: Demonstration av vakter för högtrycksturbin
MOTOR 7 7..3 Test 8 Figur 7: Lågtrycksturbo under körcykel Figur 8: Högtrycksturbo under körcykel
MOTOR 8 Figur 9: Lågtrycksturbo under ett steg i trottel, med konstant motorvarvtal 5000 rpm Figur 20: Högtrycksturbo under ett steg i trottel, med konstant motorvarvtal 5000 rpm Anledningen till de stora amplitudvariationerna som uppstår i ovanstående figurer är att de båda observatörerna är mycket känsliga för tryck- och massflödesändringar på grund av dess avsaknad av modellerad dynamik mellan kompressor och turbin. För lågtrycksturbon syns detta väl i 7 där spikarna i det relativa felet är på grund av dessa snabba variationer. För högtrycksturbon 8 är det framförallt trögheten mellan kompressorn och turbinen som gör att de låga varvtalen är svåra att skatta med liten felmarginal.
MOTOR 9 7.2 SuperTurbo 7.2. Test 0 Figur 2: Begärt och levererat insugstryck vid körning av körcykeln 7.2.2 Test.9.8 2 x 05 p im,ref p ic,turbo p ic,superturbo.7.6 Tryck [Pa].5.4.3.2. 0.9 295 300 305 30 35 320 Figur 22: Stegsvar i begärt insugstryck vid motorvarvtal 800 RPM och steg i pedalposition från 0.2 till 0.8
MOTOR 20.9.8 2 x 05 p im,ref p ic,turbo p ic,superturbo.7.6 Tryck [Pa].5.4.3.2. 0.9 295 300 305 30 35 320 Figur 23: Stegsvar i begärt insugstryck vid motorvarvtal 2200 RPM och steg i pedalposition från 0.2 till 0.8.9.8 2 x 05 p im,ref p ic,turbo p ic,superturbo.7.6 Tryck [Pa].5.4.3.2. 0.9 295 300 305 30 35 320 Figur 24: Stegsvar i begärt insugstryck vid motorvarvtal 2500 RPM och steg i pedalposition från 0.2 till 0.8.9.8 2 x 05 p im,ref p ic,turbo p ic,superturbo.7.6 Tryck [Pa].5.4.3.2. 0.9 295 300 305 30 35 320 Figur 25: Stegsvar i begärt insugstryck vid motorvarvtal 2750 RPM och steg i pedalposition från 0.2 till 0.8
MOTOR 2.9.8 2 x 05 p im,ref p ic,turbo p ic,superturbo.7.6 Tryck [Pa].5.4.3.2. 0.9 295 300 305 30 35 320 Figur 26: Stegsvar i begärt insugstryck vid motorvarvtal 3000 RPM och steg i pedalposition från 0.2 till 0.8 x 0 5 Tryck [Pa].2. 0.9 p im,ref p ic 52 54 56 58 520 522 524 526 528 530 532 534 x 0 5.2 p im,ref Tryck [Pa]. 0.9 p ic 52 54 56 58 520 522 524 526 528 530 532 534 Figur 27: Tryckföljning vid tung belastning i körcykeln, övre plotten är för enkelturbo och undre plotten för SuperTurbo 20 00 Referens Superturbo Turbo Hastighet [km/h] 80 60 40 20 0 0 00 200 300 400 500 600 Figur 28: Hastighetsföljning i körcykeln
MOTOR 22 7.2.3 Test 2 Figur 29: Tryck efter turboaggregatets kompressor vid steg i pedalposition från 0.2 till 0.8 med ett motorvarvtal på 3200 varv per minut (p max =.5e5) Figur 30: Temperatur efter turboaggregatets kompressor vid steg i pedalposition från 0.2 till 0.8 med ett motorvarvtal på 3000 varv per minut (T max = 35)
MOTOR 23 Figur 3: Tryck efter mekaniska kompressorn vid steg i pedalposition från 0.2 till 0.8 med ett motorvarvtal på 3200 varv per minut (p max =.6e5) Figur 32: Temperatur efter turboaggregatets kompressor vid steg i pedalposition från 0.2 till 0.8 med ett motorvarvtal på 3200 varv per minut (T max = 340)
MOTOR 24 Figur 33: Kopplingens styrsignal och motorns varvtal med maxgränsen inritat. Figur 34: Turboaggregatets varvtal vid steg i pedalposition från 0.2 till 0.8 med ett motorvarvtal på 3200 varv per minut (N max = 8000)
MOTOR 25 7.3 Knack 7.3. Test 5 Figur 35: θ för hajfensregulator vid normal körcykel. Figur 36: θ för summerande regulator vid normal körcykel.
MOTOR 26 Figur 37: θ för hajfensregulator vid ökad hastighetsprofil. Figur 38: θ för summerande regulator vid ökad hastighetsprofil.
MOTOR 27 Figur 39: Histogram över θ för hajfensregulator vid ökad hastighetsprofil. Figur 40: Histogram över θ för summerande regulator vid ökad hastighetsprofil.
MOTOR 28 7.4 Scavenging 7.4. Test 6 Figur 4: Tryck innan trottel vid trottelsteg, röd: kamvinklar valt av ECU, turkos: maximalt ventilöverlapp, blå: litet ventilöverlapp Figur 42: Moment vid trottelsteg, röd: kamvinklar valt av ECU, turkos: maximalt ventilöverlapp, blå: litet ventilöverlapp