¿Cómo se determina la carga del motor?

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Me cuesta encontrar información sobre cómo se define la carga del motor. ¿Es realmente solo una palabra elegante para la demanda de torque?

Hay tres partes en esta pregunta:

  1. ¿Existe una ecuación teórica que se utiliza para definir la carga del motor? Si es así, ¿qué es? No pude encontrar nada definitivo en el Bosch Automotive Handbook .

  2. ¿Qué parámetros mira una ECU para detectar y determinar la carga del motor? No creo que haya un solo sensor que lo devuelva todo a la carga del motor; Es probable que se combinen varias señales aquí.

  3. Algunas ECU parecen hacer una distinción entre la carga relativa y absoluta del motor. ¿Cuál es la diferencia entre los dos?

engine-theory engine-load Zaid
fuente
¿Cómo es ese libro (Bosch Automotive Handbook)? ¿Es bueno como manual de referencia para un mecánico de jardín?
anfibio
2
@amphibient: es una referencia útil para diseño automotriz / estado de la técnica. Está dirigido más a los ingenieros que a un aficionado al bricolaje, pero no recomendaría no tener una copia a mano :)
Zaid
Vale la pena señalar que existe el uso de un laico para "Carga del motor" para vehículos sin un sensor MAF. Esa es simplemente la relación del sensor de posición del acelerador a las RPM. Esto se hace referencia regularmente en motocicletas, ya que rara vez tienen un sensor MAF.
justinm410

Respuestas:

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¿Existe una ecuación teórica que se utiliza para definir la carga del motor?

No es teórico, sino real. De acuerdo con SAE International SAE J1979 / ISO 15031-5 (fecha: 2014-08-11), la carga calculada del motor se calcula mediante la siguiente ecuación :

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.

La segunda parte de esta parte (Características) le brinda mucha de la información que busca. El porcentaje dado por la ecuación indica el porcentaje del par máximo disponible.

¿Qué parámetros mira una ECU para detectar y determinar la carga del motor? No creo que haya un solo sensor que lo devuelva todo a la carga del motor; Es probable que se combinen varias señales aquí.

No hay un solo sensor que use para resolver esto. Para un motor de gasolina (o encendido por chispa), utiliza el sensor de admisión de aire (IAT), el sensor de presión absoluta del múltiple (MAP), el sensor de posición del acelerador (TPS) y el sensor de temperatura del refrigerante del motor (ECT) para hacer cálculos y descubrir si el motor está listo para hacer los cálculos. La variable de porcentaje se puede leer desde la ECU usando PID $ 04. Según el estándar, se requieren sistemas de encendido por compresión (diesel) y encendido por chispa (gasolina) para mantener esto.

Algunas ECU parecen hacer una distinción entre la carga relativa y absoluta del motor. ¿Cuál es la diferencia entre los dos?

Has visto la ecuación anterior para la carga calculada del motor. A continuación se muestra el cálculo de la carga absoluta del motor :

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.

Como probablemente pueda ver, esta ecuación se basa en el flujo de aire y básicamente en el desplazamiento del motor. Como se afirma en el cuerpo, esto se correlaciona con la eficiencia volumétrica (cuán completamente se llena un cilindro con aire en la carrera de admisión) en WOT. Esta variable se puede leer desde la ECU en PID $ 43. Solo es requerido por el estándar en sistemas de encendido por chispa.

Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
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Gran redacción. Lo que me gustaría saber qué mecanismos de detección utiliza el motor (o ECU) para determinar los factores de entrada en función de los cuales se determina la demanda de par. IOW, si el vehículo va cuesta arriba o remolca un peso pesado, la demanda de torque es mayor. ¿Cómo se miden esas demandas?
anfibio
@amphibient: estoy seguro de que la posición del acelerador, el flujo de aire en masa y las rpm son las más importantes. A medida que sube una cuesta, tiene una cierta cantidad de rpm para mantener la velocidad. Para mantener esa velocidad, necesitará más aceleración, lo que permitirá que fluya más aire. Más flujo de aire a menos rpm indicará una mayor demanda de torque. Este es un SWAG de mi parte, pero creo que es educado.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
Hola, esta es una gran respuesta. Estoy tratando de determinar si el motor está llegando a la parada. ¿Se puede usar la carga del motor para determinar esto?
Mohammed Lokhandwala
@MohammedLokhandwala: haga esta pregunta como propia y consulte esta respuesta si le ayuda a explicar lo que está tratando de preguntar.
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2
¿Por qué LOAD_PCT usaría el sensor MAP y no el MAF? Mi 98 626 ni siquiera tiene un sensor MAP, pero la ECU proporciona un PID de "carga calculada".
Robert S. Barnes
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La carga del motor se mide con el sensor MAF. En otras palabras, mide la cantidad de aire (y combustible) que está aspirando en el motor y luego compara ese valor con el máximo teórico. Cuando modifiqué los mapas de combustible, impulso e ignición de mi Subaru, todas las tablas que trazan la carga del motor a RPM hicieron referencia a la carga del motor en CFM (pies cúbicos por minuto). Básicamente significa que debido a que mi turbo fluye, por ejemplo, 350cfm máx., Cuanto más cerca está el flujo de aire real, mayor es el porcentaje de carga.

Capitán Kenpachi
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