Электрифицированные двигатели внутреннего сгорания | АВЛ
- Обзор
- Компетенция
- Подход
- Услуги
- Новости
Технология двигателей внутреннего сгорания претерпевает радикальные изменения. Это в первую очередь обусловлено изменением климата и более строгим законодательством по CO 2 и выбросами. Электрификация силовой установки обеспечивает максимальную эффективность компоновки двигателя внутреннего сгорания вплоть до нулевого выброса углерода.
Это сложная среда, в которой мы разрабатываем оптимальное решение для вас и вашего варианта использования.
Электрифицированный двигатель внутреннего сгорания следует рассматривать как целостную систему. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на самом сгорании, мы концентрируемся на улучшении операционной стратегии. Наша целостная среда моделирования позволяет нам разрабатывать эффективные и надежные концепции и надежно и безопасно доводить их до серийного производства.
Синергия, обеспечиваемая нашим гибридным подходом, теперь повышает эффективность выше 45 %, превысив 38 %, достигнутые несколько лет назад бензиновыми двигателями в легковых автомобилях. Мы увеличили эффективность с 46 % до 50 % для дизельного двигателя последнего поколения, часто используемого в коммерческих автомобилях. Сгорание водорода позволяет создать двигатель внутреннего сгорания с нулевым выбросом углерода.
Разработка электрифицированных двигателей внутреннего сгорания требует достижения противоречивых целей в отношении законодательства, технических характеристик и минимизации затрат.
В частности, в отношении коммерческих автомобилей основное внимание уделяется совокупной стоимости владения (TCO), а не легковым автомобилям. Вот почему необходимо обеспечить общий срок службы, надежность и высочайший уровень эффективности.
Двигатель современного грузового автомобиля с эффективным КПД 50 % характеризуется:
- Способность к высокому пиковому давлению в цилиндре благодаря проектным решениям АВЛ
- Усовершенствованная схема сгорания с быстрой продолжительностью горения и высокой степенью сжатия
- AVL Охлаждение сверху вниз
- Снижение трения и паразитных потерь
- Оптимизированная подача воздуха с низким перепадом давления и высокой эффективностью турбонагнетателя
- Оптимизированные меры по нагреву и поддержанию тепла, хорошо адаптированные к базовому двигателю и требованиям применения
Специализированный гибридный бензиновый двигатель для легковых автомобилей с эффективным КПД 45 %
Основные направления нашей разработки:
- Снижение трения
- Высокое геометрическое сжатие (>16:1)
- Оптимальное соотношение диаметра и хода по отношению к КПД
- Процесс горения в условиях интенсивного перемешивания для оптимального карбюратора и максимальной устойчивости к остаточным газам
- Охлаждаемый AGR низкого давления
- E-TC/TC с оптимизированной эффективностью зарядки
- Уменьшение тепловых потерь стен (поверхностная обработка, покрытие и т.
д.)
- Инновационная система контроля сгорания AVL для максимальной эффективности и максимальной стабильности сгорания даже в высокодинамичных режимах (высокие скорости AGR)
- Инновационное зажигание (форкамерное зажигание, многоискровое, микроволновое зажигание…)
- Термическое управление
Дизельный концепт-кар с нулевым воздействием на окружающую среду
На базе Hyundai Santa Fe с дизельным двигателем объемом 2,2 л был сконструирован демонстрационный автомобиль 48 В с низким уровнем выбросов.
Исследованные технологические элементы:
- Модуль 48 В P2 с электродвигателем мощностью 20 кВт
- Каталитический нейтрализатор с электрообогревом
- Система циркуляции воздуха для подогрева выхлопной системы рядом с двигателем
- Двухдозовая система SCR
- Комбинированная система AGR (низкого и высокого давления)
- Электрифицированные вспомогательные агрегаты
- Агрессивная стратегия нагрева
- Функциональная адаптация к стратегии эксплуатации с оптимизированными выбросами и потреблением
- Дополнительно: оценка различных размеров аккумуляторов и мощности электродвигателя с помощью моделирования
Компания АВЛ уже более 70 лет занимается разработкой инновационных приводных технологий. Мы также имеем более чем 20-летний опыт работы с гибридными приводными системами.
Мы обладаем признанным во всем мире опытом серийного производства и уже 30 лет работаем над разработкой концептуальных автомобилей с известными отраслевыми партнерами.
Подробные темы:
- Высокоэффективные решения — специализированные гибридные двигатели
- Надежная стратегия эксплуатации — Расход топлива — Выбросы — Опыт водителя
- От определения системы до начала производства и управления жизненным циклом
Новости
Неуклонно движемся в будущее: узнайте, что нового в области электрифицированных двигателей внутреннего сгорания.
Новый фильм о компании: переосмысление движения
Давайте познакомимся с тем, как мы приводим вещи в движение — будь то транспортные средства, технологии или идеи.
Copyright © АВЛ, 2023. Все права защищены.
AVL List GmbH
Hans-List-Platz 1, 8020 Грац
Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — Документация на самолет
youtube.com/embed/RjjF_S69Ywk»>Трикоптер БПЛА Canberra с бензиновым двигателем. См. запись в блоге здесь
Двигатели внутреннего сгорания могут увеличить время полета, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы справиться с дополнительной сложностью и повышенной вибрацией.
Что купить
Газовый двигатель и модуль зажигания
RC Переключатель для управления питанием модуля зажигания, подобный этому, на сайте milehighrc.com
Опционально электрический стартер, подобный этому, с сайта milehighrc.com
Подключение и конфигурация
Выключатель зажигания двигателя и (дополнительно) стартер должны быть подключены к выходам сервопривода автопилота, Зажигание
и Стартер
(см. раздел ICE в разделе «Выходные функции автопилота»).
Установите ICE_ENABLE = 1, чтобы включить функцию ICE (вам может потребоваться перезагрузить параметры после установки, чтобы увидеть параметры ниже)
Установите ICE_START_CHAN на номер канала, соответствующий переключателю на передатчике, который будет использоваться для запуска двигателя.
Этот канал может запускать или останавливать двигатель через выходы
«Зажигание
» и «Стартер»
. Обычно значение ШИМ «уничтожения» меньше 1300 мкс, но его можно изменить с помощью параметра ICE_STARTCHN_MIN. Настройка этого канала и его RC-управления необходима для работы, чтобы обеспечить функцию «килл» на дроссельной заслонке, даже при отсутствии управления зажиганием или стартером.
Эти параметры также могут нуждаться в настройке:
ICE_PWM_STRT_ON — значение ШИМ, отправляемое на стартер для запуска двигателя
ICE_STARTER_TIME — время (в секундах), в течение которого должен работать стартер, чтобы запустить двигатель
ICE_PWM_IGN_ON — значение ШИМ, отправляемое на выключатель питания зажигания, когда двигатель должен работать
ICE_PWM_IGN_OFF — значение ШИМ, отправляемое на выключатель питания зажигания, когда двигатель должен быть остановлен
ICE_STARTCHN_MIN — это минимальное значение ШИМ, ниже которого ввод начального канала будет игнорироваться.
Это функция безопасности, предотвращающая остановку двигателя при неправильном вводе RC, когда коптер находится вне прямой видимости, если протокол RC настроен неправильно. По умолчанию ноль, что означает отключено.
При использовании бортового стартера важно настроить датчик оборотов двигателя. Это позволит ArduPilot обнаружить отказ двигателя в полете и попытаться перезапустить двигатель. ArduPilot поддерживает стандартные импульсные тахометры, подключенные к контактам GPIO (например, к контактам вспомогательного сервопривода на PixHawk или Cube). Тахометр может быть изготовлен с использованием простой микросхемы переключателя на эффекте Холла. В качестве альтернативы некоторые модули зажигания поддерживают выход тахометра, который можно подключить непосредственно к контактам GPIO. Модули Desert Aircraft Electronic Ignition V2 поддерживают вывод тахометра на сигнальный контакт входного разъема питания. Обратите внимание, что при подключении датчика оборотов к контакту AUX важно убедиться, что этот контакт не настроен на вывод значения ШИМ, а вместо этого является контактом GPIO.
Для настройки датчика оборотов должны быть установлены следующие параметры:
Установите RPM1_TYPE на 2 для стандартного входного контакта GPIO.
Установите RPM1_PIN в соответствующее значение для используемого вспомогательного вывода.
Установите остальные параметры «RPM_*» в соответствии с вашей системой.
Установите для ICE_RPM_CHAN значение 1.
Управление дроссельной заслонкой двигателя с ДВС аналогично управлению стандартным бесколлекторным регулятором скорости. Сервопривод дроссельной заслонки может быть подключен к любому выходу сервопривода с SERVOx_FUNCTION
установлено на 70 (Канал 3 настроен таким образом по умолчанию). Важно установить минимальное и максимальное значения ШИМ на этом выходе сервопривода так, чтобы они находились в пределах механических ограничений вашего узла дроссельной заслонки (используя SERVOx_MIN
и SERVOx_MAX
). При этом также убедитесь, что сервопривод движется в правильном направлении по отношению к ручному вводу газа. Обратите внимание, что сервопривод дроссельной заслонки не будет двигаться, если автомобиль не поставлен на охрану. Рекомендуется ставить автомобиль на охрану при отключенном зажигании для проверки сервопривода дроссельной заслонки.
После настройки пределов сервопривода дроссельной заслонки необходимо установить следующие параметры:
Установите для THR_SLEWRATE значение, подходящее для вашего двигателя. 20%/с — хорошая отправная точка.
Установите THR_MAX, если вы не хотите, чтобы ваш двигатель работал на полную мощность.
Если вы используете квадроплан и хотите, чтобы двигатель ДВС отключался во время снижения вертикального взлета и посадки, чтобы снизить риск ударов винта, установите Q_LAND_ICE_CUT на 1.
Расширенная конфигурация стартера
Для настройки процедуры запуска двигателя доступны различные параметры. Функция автозапуска будет пытаться запустить двигатель каждый раз, когда транспортное средство поставлено на охрану, двигатель включен, а измеренное число оборотов ниже ICE_RPM_THRESH. Если двигатель не запустится успешно в течение заданного периода времени, программа будет ожидать настраиваемую задержку перед повторной попыткой запуска. Важно помнить, что стартер будет работать импульсами. НЕ приближайтесь к двигателю между неудачными попытками запуска, так как стартер попытается запустить снова, если двигатель все еще включен.
ICE_START_PCT отменяет настройку дроссельной заслонки во время запуска.
Параметр ICE_START_TIME определяет максимальное время работы стартера при каждой попытке запуска.
ICE_START_DELAY устанавливает задержку между попытками запуска. Это может быть полезно, когда ваш стартер имеет ограниченный рабочий цикл.
ICE_RPM_THRESH устанавливает минимальное значение оборотов двигателя, которое считается работающим. Это должно быть установлено на значение ниже вашего холостого хода.
Чтобы позволить пилоту напрямую управлять зажиганием и (опционально) стартером с передатчика, необходимо настроить сквозное управление RC:
Обязательно проверьте поведение двигателя при выключенном передатчике, чтобы смоделировать то, что произойдет во время отказоустойчивости RC.
Запуск и остановка двигателя
При использовании библиотеки ArduPilot ICE для управления двигателем двигатель можно включить или отключить с помощью переключателя RC, с помощью команды MAVLink или с помощью команды миссии. Обычно для управления двигателем используется 3-позиционный переключатель на радиоуправляемом передатчике. Этот переключатель имеет следующие три положения:
Низкий: Принудительное отключение двигателя. Это игнорирует команды MAVLink и элементы миссии, которые пытаются контролировать состояние двигателя.
Mid: сохранить текущее состояние двигателя, но разрешить командам MAVLink и элементам миссии изменять состояние двигателя.
Высокий: Принудительное включение двигателя. Это игнорирует команды MAVLink и элементы миссии, которые пытаются контролировать состояние двигателя.
Если ICE_START_CHAN не настроен, поведение будет таким же, как если бы переключатель находился в среднем положении.
Для запуска двигателя с RC-управлением:
Для остановки двигателя с RC-управлением:
QuadPlanes также может автоматически останавливать двигатель после входа в заключительную фазу вертикального взлета и посадки, установив для параметра Q_LAND_ICE_CUT значение 1.
Примечание
Двигатель можно запустить и остановился в автономных миссиях с помощью команды миссии DO_ENGINE_CONTROL
. Это полезно перед NAV_VTOL_TAKEOFF или NAV_VTOL_LAND для запуска или остановки двигателя, чтобы предотвратить удары винта при посадке на ветру с винтом с малым зазором. См. раздел Команды миссии.
Регуляторы холостого хода и красной линии
Эти функции зависят от наличия источника оборотов двигателя. Дополнительную информацию см. в разделе Измерение оборотов.
Регулятор холостого хода позволяет автопилоту регулировать дроссельную заслонку для поддержания значения оборотов в минуту, когда управляемая дроссельная заслонка низкая. Это может быть полезно, когда двигатель ожидает взлета, и снижает нагрузку на пилота в это время. Увеличение команды дроссельной заслонки даст ожидаемую реакцию дроссельной заслонки.
ICE_IDLE_PCT Это минимальный процент выхода газа во время работы, включая снятие с охраны, но не когда выходы отключены защитным выключателем. — ICE_IDLE_RPM Это настраивает RPM, которым будет управлять регулятор простоя. Установите на -1, чтобы отключить. — ICE_IDLE_DB Это настраивает зону нечувствительности оборотов, которая допустима перед настройкой уставки холостого хода. — ICE_IDLE_SLEW Настраивает скорость нарастания, используемую для регулировки уставки холостого хода в процентах в секунду
Регулятор красной линии будет медленно уменьшать дроссельную заслонку, если число оборотов в минуту остается выше заданного значения числа оборотов в минуту.