Wie wird die Motorlast bestimmt?

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Ich habe Mühe, Informationen darüber zu finden, wie die Motorlast definiert wird. Ist es wirklich nur ein schickes Wort für Drehmomentanforderung?

Diese Frage besteht aus drei Teilen:

  1. Gibt es eine theoretische Gleichung, mit der die Motorlast definiert wird? Wenn ja, was ist das? Ich konnte im Bosch Automotive Handbook nichts Bestimmtes finden .

  2. Welche Parameter erfasst und ermittelt ein Steuergerät zur Ermittlung der Motorlast? Ich glaube nicht, dass es einen einzigen Kontrollsensor gibt, der die Motorlast zurückgibt. Hier werden wahrscheinlich mehrere Signale kombiniert.

  3. Einige Steuergeräte scheinen zwischen relativer und absoluter Motorlast zu unterscheiden. Was ist der Unterschied zwischen den beiden?

Zaid
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Wie ist das Buch (Bosch Automotive Handbook)? ist es gut als Nachschlagewerk für einen Hinterhofmechaniker?
Amphibient
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@amphibient: Es ist eine praktische Referenz für Automobildesign / State-of-the-Art. Es richtet sich mehr an Ingenieure als an Heimwerker, aber ich würde nicht empfehlen, eine Kopie zur Hand zu haben :)
Zaid
Es ist erwähnenswert, dass es für Fahrzeuge ohne MAF-Sensor eine Laienverwendung für "Motorlast" gibt . Das ist einfach das Verhältnis von Drosselklappensensor zu Drehzahl. Auf Motorräder wird regelmäßig Bezug genommen, da sie selten einen MAF-Sensor haben.
Justinm410

Antworten:

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Gibt es eine theoretische Gleichung, mit der die Motorlast definiert wird?

Es ist nicht theoretisch, sondern real. Gemäß SAE International SAE J1979 / ISO 15031-5 (vom: 2014-08-11) wird die berechnete Motorlast durch die folgende Gleichung berechnet :

LOAD_PCT = [current airflow] / [(peak airflow at WOT@STP as a function of rpm) * 
     (BARO/29.92) * SQRT(298/(AAT+273))]
Where:

- STP = Standard Temperature and Pressure = 25 °C, 29.92 in Hg BARO, 
- SQRT = square root
- WOT = wide open throttle 
- AAT = Ambient Air Temperature (in °C)

Characteristics of LOAD_PCT are:

- Reaches 1.0 at WOT at any altitude, temperature or rpm for both naturally
  aspirated and boosted engines.
- Indicates percent of peak available torque.
- Linearly correlated with engine vacuum
- Often used to schedule power enrichment.
- Compression ignition engines (diesels) shall support this PID using fuel
  flow in place of airflow for the above calculations. 

Der zweite Teil dieses Abschnitts (Eigenschaften) enthält viele Informationen, die Sie suchen. Der in der Gleichung angegebene Prozentsatz gibt den Prozentsatz des verfügbaren Spitzendrehmoments an.

Welche Parameter erfasst und ermittelt ein Steuergerät zur Ermittlung der Motorlast? Ich glaube nicht, dass es einen einzigen Kontrollsensor gibt, der die Motorlast zurückgibt. Hier werden wahrscheinlich mehrere Signale kombiniert.

Es gibt keinen einzigen Sensor, mit dem dies herausgefunden werden kann. Bei einem Ottomotor (oder Ottomotor mit Fremdzündung) werden der Lufteinlasssensor (IAT), der Krümmerabsolutdrucksensor (MAP), der Drosselklappenstellungssensor (TPS) und der Motorkühlmitteltemperatursensor (ECT) verwendet, um Berechnungen durchzuführen und festzustellen, ob Der Motor ist bereit für die Berechnungen. Die prozentuale Variable kann mit PID $ 04 aus dem Steuergerät ausgelesen werden. Gemäß der Norm sind sowohl Selbstzündungs- (Diesel) als auch Fremdzündungs- (Benzin) Systeme erforderlich, um dies aufrechtzuerhalten.

Einige Steuergeräte scheinen zwischen relativer und absoluter Motorlast zu unterscheiden. Was ist der Unterschied zwischen den beiden?

Sie haben die obige Gleichung für die berechnete Motorlast gesehen. Unten ist die Berechnung für die absolute Motorlast :

LOAD_ABS = [air mass (g / intake stroke)] / [1.184 (g / intake stroke) *
     cylinder displacement in liters]

Derivation:

- air mass (g / intake stroke) = [total engine air mass (g/sec)] / 
    [rpm (revs/min)* (1 min / 60 sec) * (1/2 # of cylinders (strokes / rev)]

- LOAD_ABS = [air mass (g)/intake stroke] / [maximum air mass (g)/intake 
    stroke at WOT@STP at 100% volumetric efficiency] * 100%. 

Where:

- STP = Standard Temperature and Pressure = 25 °C, 29.92 in Hg (101.3 kPa)
  BARO
- WOT = wide open throttle

The quantity (maximum air mass (g)/intake stroke at WOT@STP at 100% 
volumetric efficiency) is a constant for a given cylinder swept volume. 
The constant is 1.184 (g/liter 3) * cylinder displacement (liter 3/intake
stroke) based on air density at STP.

Characteristics of LOAD_ABS are:

- Ranges from 0 to approximately 0.95 for naturally aspirated engines,
  0 – 4 for boosted engines
- Linearly correlated with engine indicated and brake torque,
- Often used to schedule spark and EGR rates,
- Peak value of LOAD_ABS correlates with volumetric efficiency at WOT.
- Indicates the pumping efficiency of the engine for diagnostic purposes.

Wie Sie wahrscheinlich sehen können, beruht diese Gleichung auf dem Luftstrom und im Grunde genommen auf dem Hubraum des Motors. Wie es im Körper heißt, korreliert dies mit der volumetrischen Effizienz (wie vollständig sich ein Zylinder beim Ansaughub mit Luft füllt) bei WOT. Diese Variable kann von der ECU auf PID $ 43 gelesen werden. Dies ist nur in der Norm für Funkenzündungssysteme vorgeschrieben.

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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großartiger Bericht. Was möchte ich wissen, welche Erfassungsmechanismen der Motor (oder die ECU) verwendet, um Eingabefaktoren zu bestimmen, anhand derer die Drehmomentanforderung bestimmt wird? IOW, wenn das Fahrzeug bergauf fährt oder ein schweres Gewicht zieht, ist der Drehmomentbedarf größer. Wie werden diese Anforderungen gemessen?
Amphibient
@amphibient - Ich bin sicher, dass Drosselklappenstellung, Luftmassenstrom und Drehzahl die großen sind. Wenn Sie bergauf fahren, haben Sie eine bestimmte Drehzahl, um die Geschwindigkeit zu halten. Um diese Geschwindigkeit beizubehalten, benötigen Sie mehr Gas, damit mehr Luft durchströmen kann. Ein höherer Luftstrom bei einer niedrigeren Drehzahl weist auf eine höhere Drehmomentanforderung hin. Dies ist eine SWAG meinerseits, aber glaube, es ist eine gebildete.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Hallo, das ist eine großartige Antwort. Ich versuche festzustellen, ob der Motor zum Stillstand kommt. Kann die Motorlast verwendet werden, um dies zu bestimmen?
Mohammed Lokhandwala
@MohammedLokhandwala - Bitte stellen Sie dies als eigene Frage und verweisen Sie auf diese Antwort, wenn dies dazu beiträgt, zu erklären, was Sie zu fragen versuchen.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Warum sollte LOAD_PCT den MAP-Sensor und nicht den MAF verwenden? Mein 98 626 hat noch nicht einmal einen MAP-Sensor, aber die ECU liefert eine PID mit berechneter Last.
Robert S. Barnes
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Die Motorlast wird vom MAF-Sensor gemessen. Mit anderen Worten, es wird gemessen, wie viel Luft (und Kraftstoff) Sie in den Motor saugen, und dieser Wert wird dann mit dem theoretischen Maximum verglichen. Als ich die Kraftstoff-, Ladedruck- und Zündungskennfelder meines Subaru änderte, bezog sich alle Tabellen, in denen die Motorlast in U / min aufgezeichnet wurde, auf die Motorlast in CFM (Kubikfuß pro Minute). Das bedeutet im Grunde, dass, da mein Turbo zB maximal 350 cfm strömt, je näher der tatsächliche Luftstrom daran ist, desto höher der Ladungsprozentsatz ist.

Kapitän Kenpachi
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