Povećanje efikasnosti ispitivanja motora SUS primenom dinamičkih metoda

Abstract

Sa povećanjem obima i broja zahteva koje savremeni motori SUS moraju da zado- volje, drastično se povećavaju potrebe za razvojnim resursima. Povećanjem dimen- zionalnosti upravljačkog sistema motora SUS, ukupan broj upravljačkih parametara raste, što za posledicu ima značajno usložnjavanje procesa optimizacije s obzirom na priblizno eksponencijalno povećanje broja mogućih kombinacija diskretnih vrednosti upravljačkih parametara. Plan stacionarnog ispitivanja motora SUS se formira na osnovu prethodno ste- čenog znanja o ispitivanom objektu. U ovom radu analizirana je jedna od metoda dinamičkog ispitivanja motora na osnovu koje se nivo predznanja proširuje radi for- miranja kvalitetnijeg i efikasnijeg plana ispitivanja. Predmetna metoda se zasniva na sporoj promeni jednog globalnog upravljačkog parametra, dok se ostali zadržava- ju na konstantnom nivou. U literaturi se ovakav vid dinamičkog ispitivanja naziva Slow Dynamic Slope (spor dinamički nagib - SDN). S obzitom na to da je motor SUS izrazito nelinearan i dinamički sistem, u radu su analizirani rezultati sipiti- vanja dva različita pristupa sprovođenja dinamičkog eksperimenta. Prva kategorija SDN sekvenci započinje stacionarnim radnim režimom, dok drugu kategoriju čine sekvence sa isključivo dinamičkim karakterom tj. sa potpunim odsustvom ustaljenog upravljanja. Za potrebe ovog istraživanja, variran je parametar opterećenja motora po nagib- noj funkciji različitih gradijenata. Na osnovu dinamičkih odziva, tj. srednje linije karakterističnih ovojnica merenih signala (posmatranih u domenu varirane pobu- de), formirne su aproksimacije koje u većoj ili manjoj meri opisuju stacionarni odziv posmatranog sistema na delu gobalnog radnog polja motora SUS. Time je, relativ- no kratkotrajnim dinamičkim ispitivanjem, prikupljena velika količina informacija o približnoj stacionaranoj karakteristici ispitivanog motora, a te informacije mogu da se iskoriste za dalju nadogradnju plana stacionarnog ispitivanja. Pokazano je da postoje određene oblasti globalnog radnog polja motora SUS u okviru kojih bi bilo poželjno povećati gustinu stacionarnih radnih režima kako bi se formirali precizniji aproksimativni modeli. Takođe, zahvaljujući ovako stečenom predznanju, moguće je formirati približno idealan redosled ispitivanja posmatrano sa aspekta minimizacije neophodnog vremena stabilizacije za niz stastacionarnih radnih režima predviđenih planom ispitivanja motora SUS u laboratorijskim uslovima.

With ever-increasing demands that modern internal combustion (IC) engines must meet, needed development resources drastically increases as well. Higher di- mensionality of the IC engine control system, results in a significant complexity of the optimization process, due to the approximately exponential increase in the total number of possible control parameters value combinations. The plan for stationary testing of the IC engine is formed based on the previously acquired knowledge about the tested object. In this Dissertation, one of the dyna- mic engine testing pre-knowledge acquisition methods is analyzed, with the goal of obtaining a better and more efficient stationary test plan. This method is based on a slow change of one global control parameter, while the others remain at a constant level. In the literature, this type of dynamic testing is called Slow Dynamic Slope (SDS). Given that the IC engine is a highly nonlinear and dynamic system, the Dis- sertation analyzes the results of two different approaches to conducting a dynamic experiment. The first category of SDS sequences begins with a stationary operating mode, while the second category consists of sequences with an exclusively dynamic character, i.e. with a complete absence of (quasi-) steady state engine management. For the scope of this research, the engine load parameter was varied according to the slope function of different gradients. Based on dynamic responses, i.e. middle lines of characteristic envelopes of measured signals (observed in the domain of va- ried excitation), stationary base approximations are formed, which, to some extent, describe the stationary response of the observed system on the global IC engine ope- ration field. Thus, a relatively short-term dynamic test, allows for the collection of a large amount of information on the approximate stationary characteristics of the tested engine, and this information can be used to further upgrade the stationary test plan. It has been shown that there are certain areas of the global IC engine operation field within which it would be desirable to increase number of stationary operating points in order to form more precise approximation models. Also, thanks to the acquired pre-knowledge, it is possible to form an almost ideal test sequence from the aspect of minimizing the necessary stabilization time for a number of stationary operating regimes defined by the test plan, and thus perform laboratory IC engine testing in more effective way.