4.1. Детальный анализ участка круга
В этом подразделе мы представляем несколько тематических исследований, в которых мы применяем предложенные рамки оптимизации для практически актуальной стратегии и проектных решений. При детальном разборе мы рассматриваем только часть круга. Начнем со сравнения оптимальное управление силовым агрегатом для двух разных целей перезарядки аккумуляторов, что является параметр стратегии, который может быть изменен водителем во время гонки. После этого мы добавляем ограничение на температуру на выходе компрессора, чтобы продемонстрировать, как представленная структура может поддержать выбор конструкции интеркулера. На рисунке 12 показаны наиболее важные оптимальные состояния и входные траектории для двух разных целей по перезарядке аккумуляторных батарей и одинаковому расходу топлива. Рассмотренная часть нахлеста - это участок между точками A и B на рисунке 11. Можно заметить, что стратегия переключения передач другая: не только 8-я передача включается исключительно для аккумулятора в случае разряда (∆Eb, цель = −0,3 МДж), но и несколько повышенных передач происходят раньше по сравнению с перезарядкой аккумуляторной батареи (∆Eb, цель = 0,5 МДж). Эту тенденцию можно отнести к обилию электрической энергии в распоряжении: шестерни выбраны так, чтобы максимизировать общую мощность двигателя и, следовательно, тяговую мощность. Однако при подзарядке батареи компромисс между мощностью двигателя и рекуперацией MGU-H более выражен. Отсутствие переключения на 8-ю передачу поддерживает высокие обороты двигателя и, следовательно, давление во впускном коллекторе ниже (по сравнению с корпусом разряда АКБ). Как как следствие, мощность компрессора ниже, и МГУ-Н. Управление силовым агрегатом при переключении на более высокую передачу происходит каждый раз аналогичным образом: MGU-H регенерирует меньше, чтобы ускорить вал турбокомпрессора, в то время как дроссельная заслонка работает для достижения оптимального значения соотношения топлива и воздуха. Целевая перезарядка аккумулятора также влияет на работу перепускного клапана. В обычных бензиновых двигателях с турбонаддувом перепускной клапан используется для уменьшения мощности турбины и, таким образом, регулирует всасывание и давления в коллекторе [79]. Напротив, для рассматриваемого высокопроизводительного силового агрегата перепускной клапан используется для увеличения мощности двигателя за счет уменьшения выпускного давления в коллекторе. Снижается отбор мощности турбины и, следовательно, мощность MGU-H Рекуперация приближается к нулю (когда не происходит переключение на повышенную передачу). Давление впускного коллектор не изменяется, мощность насоса увеличивается, а вместе с ним и общая мощность двигателя. Кроме того, на работу MGU-K влияет аккумулятор. Не только резка MGU-K происходит позже на прямой, если больше энергии батареи могут быть развернуты, но также и наклон другой: аналитическое объяснение этому может быть найдено в [58]. Наконец, анализируется оптимальное поведение в углу. Оптимальный цилиндр деактивация в основном такая же, за исключением углового выхода. В этом регионе для батареи разгрузочный корпус, впрыскивается немного больше топлива. В то же время опережение зажигания незначительно замедляется и снижает эффективность опережения зажигания. Это вызывает небольшое увеличение температуры и давление в выпускном коллекторе, что позволяет MGU-H больше восстанавливать свои силы. Процедура преобразования небольшой части энергии топлива в электрическую за счет повышение температуры выпускного коллектора возможно в тех случаях, когда аккумулятор цели перезарядки позволяют это. В случае зарядки аккумулятора эта операция выполняется только на очень короткий промежуток времени, так как каждая капля топлива на счету и стратегия переключения передач не нацелен на максимальное повышение эффективности двигателя, а скорее на поиск оптимального компромисса
между двигателем внутреннего сгорания и системой рекуперации энергии. Затем мы исследуем субоптимальность, вызванную меньшим выбором интеркулера в Рис. 13. В таком случае, чтобы поддерживать ту же температуру во впускном коллекторе, компрессор необходимо снизить температуру на выходе. В качестве примера мы включаем ограничение на уменьшение максимальная температура на выходе компрессора на 3% по сравнению с неограниченной случае, т. е. ϑ Lim в 6 0,97 • макс. в основном из-за их зависимости от температуры на выходе компрессора. В дополнение Массовые потоки воздуха и топлива в двигателе, а также стратегия переключения передач заметно различаются в зависимости от конкретного случая. ранее проанализированные исследования. Поскольку давление во впускном коллекторе (косвенно) ограничено, переключения передач происходят на более высоких оборотах двигателя, чтобы избежать значительного дефицита массового расхода воздуха в двигателе после переключение на повышенную передачу. Несмотря на то, что дроссельная заслонка полностью открывается после переключения на повышенную передачу, топливо массовый расход ограничен доступным массовым расходом воздуха двигателя и допустимым соотношением топлива к воздуху. диапазон. Следовательно, впрыскиваемое топливо демонстрирует переходное поведение, вызванное всасыванием. инерция коллектора. Влияние постепенного увеличения впрыска топлива и воздуха массовый расход виден в выпускном коллекторе количествах: давление ниже из-за меньшего общего массового расхода через турбину, в то время как температура выше из-за большее соотношение топлива и воздуха. Наконец, потеря времени на круге составляет примерно 12 мс и происходит из-за дефицита мощности двигателя, возникающего после переключения на более высокую передачу.