宝马 M5 飓风的燃烧分析和汽车性能调优

2022-07-07浏览次数:79

宝马 M5 飓风的燃烧分析和汽车性能调优

Case Study
Infinitas, Germany

创造新的世界速度纪录

汽车商Infinitas十多年来一直保持着最快的街头合法轿车的世界纪录。现在的记录的宝马 M5 V10双向压缩机是超越目前的 M5 V8双涡轮增压,一个项目命名为飓风2。
测量技术DEWEsoft特帮助调整引擎运行这个高度调谐运动轿车达到1000马力。

图1. 宝马 M5飓风2

家族经营的德国英飞尼达公司40年来一直在完善和提炼专用汽车。有时是关于赛道上的记录,有时是关于为长途旅行优化车辆,或者再次是关于设置引擎动力以提高环保意识的效率。无论是奢侈的精致额外的等级,独有个性化的技术小工具,或性能水平超出标准-这是个性化没有限制。
这家来自加亨巴赫的公司第一次与 Dewesoft 合作。这个项目轰动一时——用一辆改装过的宝马轿车创造了一项新的世界纪录,这辆车将被命名为“飓风2号”。
图2。目前的宝马 m 5是改装成一个飓风在大奖赛英飞尼达创造新的纪录-测量技术从 Dewesoft 有助于开发和燃烧分析。

飓风模型已经创造了不败纪录。由 V10双向压缩机驱动,飓风 RR 基于宝马 M5 V10是最快的轿车驾驶公共街道。2010年,它以372.1公里/小时(231英里/小时)的速度创造了世界纪录——大致相当于 F1赛车的最高速度。
大型增压器-空气压缩机或鼓风机增加压力的空气供应给发动机-被用来实现25% 以上的空气量。此外,汽车配备了多部分宽体组件,高性能碳陶瓷刹车,一个完全可调节的悬挂工具包,以及包裹着米其林橡胶的超大号20英寸车轮。飓风 RR 达到800马力输出(588千瓦)。汽车的发动机启动了800牛米(590磅-英尺)的扭矩,使其在4.35秒内跳到100公里/小时(62英里/小时) ,在9.5秒内跳到200公里/小时(124英里/小时)。汽车最终在25.8秒内达到300公里/小时(186英里/小时)。

使用 Dewesoft 数据采集仪器进行测试

Dewesoft 为测试和测量工程师开发了多功能和易于使用的数据采集系统。对于 M5调整项目,该公司提供了几个系统来测量驱动器,适应不同的条件和需求,并且相互联网。
超强大的 KRYPTON 数据采集系统与保护级 IP67被用于测量直接在发动机舱。KRYPTON 是一个 EtherCAT 数据采集模块,用于模拟和数字输入输出的分布式数据采集。
图3. 超强的氪数据采集模块提供 IP67级的保护。

其中 SIRIUS 高速数据采集模块用于测量数据的处理和存储。测量技术与诸如以太网上的 CAN 或 XCP 等各种接口和协议以及任何传感器的连接相结合,使得记录燃烧周期的所有相关数据成为可能。

图4。高速数据采集 SIRIUS 在 M5的主干线上提供了可靠的服务,而强大的Krpton模块数字化了引擎的传感器信号。

作为初步测试,飓风2号是在一个四轮驱动的测试台上进行的。个别的部分成功在许多阶段得到一次又一次的验证和证明。

  “有时候,这些测试是对我们调整引擎设置的考虑的确认”

Infinitas 董事总经理克里斯蒂安•斯托贝尔(Christian Stöber)在解释开发过程时表示,这个过程可能需要数周时间。

  “有了 Dewesoft,我们现在有了内置的测量技术,可以同时测量许多不同的测量值: 燃烧分析、温度、气压、频率——这使工作变得容易得多。”

增加超过1000匹马力的表现

除此之外,现代引擎优化包括:
▶  机械部件如带活塞和连杆的曲柄传动的适应性,
▶  燃料供应(喷射燃料) ,
▶  两台废气涡轮增压器,
▶  引擎管理系统
▶  排气系统

随着额外的适应数据状态的两个发动机控制单位,英飞尼达最终实现了超过1000马力。
图5。在墙前以远远超过200公里/小时的速度行驶——发动机的测量数据记录在现代的全轮驱动试验台上。

开发的重点之一主要是内燃机分析,Dewesoft 不仅有合适的 DAQs,而且有 DewesoftX 软件和相应的分析软件。
整个系统是一个高效和高度精确的发动机研究和开发的整体解决方案,也是优化个别部件和测试点火系统,排气系统和阀门控制的理想选择。
最重要的是,角度和时间为基础的测量和高度发达的算法被用于 GP 无限。除了曲柄转角,测量还包括: 
▶  气缸压力, 
▶  发动机外部的各种压力,例如增压和排气背压, 
▶  水,油,空气和其他温度的变化
▶  压缩机或涡轮增压机的转速

克里斯蒂安•斯托贝尔解释说: “记录的数据越多,评估越明智,问题和潜在的业绩潜力就能越快被发现。”。具体而言,这意味着使用 Dewesoft 数据采集系统和在滚筒底盘测功机上的持续过程中重复测试、引入变更并验证它们。
图6。在没有天气和交通影响的情况下安全地调查现状: 最终,该公司的豪华轿车时速372公里的世界纪录应该被打破!

从测试台到道路

1000马力以上的发展目标,意味着宝马 M5目前性能的显著提升,英飞尼达拥有一批感兴趣的客户。这个性能等级需要做到安全。尽管性能优良,但车辆的使用寿命必须很长。
Dewesoft 的工具能够测量各种各样的参数。一方面对仿真结果和开发目标进行了比较,另一方面也考虑了元件负载,并对元件的使用寿命进行了预测。较高的发动机输出意味着,例如,发动机必须散发更多的热量,这就是为什么必须适应冷却。
齿轮箱和差速器也只是为某一扭矩而设计的。太多可能会损坏组件,这就是为什么使用相应的测量技术进行调优总是涉及到开发的整体视图,Stöber 证实。
Dewesoft DAQ 系统也非常适合在实际条件下进行测试,并伴随着非凡的车辆进行最终的道路测试。英飞尼达团队对于系统的无故障安装及 Dewesoft 的支持尤其感兴趣。
获奖的 DewesoftX 软件,提供了一个简单和非常直观的配置过程,在这方面发挥了关键作用。“在这样的开发工作中,建立测量技术通常是一项具有挑战性的任务”,Christian Stöber 反驳道,“但是这里 Dewesoft 说服了我们。我们对这个应用程序的简单、快速和直观感到喜欢·一个人。”
图7。获奖的 DewesoftX 软件为燃烧分析提供了一个简单和非常直观的配置过程。在定义了电机、圆筒和角度传感器之后,可以立即进行测量。

总结

最后,这是一个最好的调整问题之前,M5管理似乎不可能的。内燃机分析表明,英飞尼达飓风制造公司的工程师们的工作取得了回报。几个月以来,大大小小的调节螺丝都是手工更换的,机械更换也是手工进行的,软件也经过了微调: 现在已经证明,调整后的车辆能够实现它的承诺。它是世界上最快的可以在公路上行驶的轿车,可以开出赛马场、沙漠和干盐湖。