Ricavare la curva di coppia della propria auto senza un banco a rulli

Salve a tutti,

Con il benestare del moderatore Andras, da outsider di questo forum apro un nuovo thread per dare consigli e suggerimenti sul foglio di calcolo di cui si e` iniziato a parlare in quest'altro: http://www.bmwpassion.com/forum/showthread.php?t=97118&page=14

In breve, mediante una videocamera od una rilevazione OBD e` possibile ricavare la curva di coppia alla ruota della propria auto mediante un foglio di calcolo da me ideato e l'immissione di alcuni dati tecnici. Tutte le istruzioni ed il file zip contenente il foglio di calcolo in versione excel ed Openoffice si trovano nel mio sito (http://www.shirakawaakira.net/curvecoppia/) accessibile anche dalla mia firma. Ci sono anche vari video che permettono di capire come deve essere il video e che requisiti deve avere.

Alcuni esempi di curve di coppia ricavate con il mio foglio di calcolo (provenienti anche da versioni precedenti):

http://www.shirakawaakira.net/img/integra02-03.png
http://www.shirakawaakira.net/img/integra02-04.png (plot delle curve di coppia alla ruota nelle varie marce con tracciamento degli attriti, rilevazione dei regimi di migliore cambiata e velocita` massima)


http://www.shirakawaakira.net/img/alfa147_19mjtd_140.png
http://www.shirakawaakira.net/img/alfa147_19mjtd_140_curvespinta2.png

http://www.shirakawaakira.net/img/alfa147_19mjtd_2nd_01.png
http://www.shirakawaakira.net/img/alfa147_19mjtd_2nd_02.png


http://www.shirakawaakira.net/img/corsamenoanticipo.png (Opel Corsa 1.4 60 cavalli prima di modificare l'anticipo)
http://www.shirakawaakira.net/img/corsapiuanticipo.png (Dopo modifica dell'anticipo)

http://www.shirakawaakira.net/img/fiatpunto_12_sporting_80_1.png

http://www.shirakawaakira.net/img/opeltigra_a_14_90.png

http://www.shirakawaakira.net/img/peugeot306_14_75_camme90mappa.png

http://www.shirakawaakira.net/img/volkswagen_golf16_105.png
http://www.shirakawaakira.net/img/volkswagen_golf16_105_curveaccel.png

Queste prove sono state tutte fatte con la videocamera. Con la mia ho usato un'interfaccia OBD e fatto la somma interpolata di 10 prove in terza marcia.
Chiaramente i risultati sono molto piu` precisi e veritieri:

http://tinyurl.com/24cdb2

Infine vorrei far presente che i risultati sono estremamente dipendenti dall'accuratezza dei dati forniti e che comunque non sono che un'approssimazione della realta`. Come precisione possono al massimo raggiungere quella di un banco inerziale, per come e` svolta la prova necessaria per i calcoli.

 

In realta` l'esempio che hai preso di non-necessita` di tirare le marce non e` il massimo, perche' il grafico e` di una Honda Integra con cui le massime prestazioni si raggiungono cambiando sempre a limitatore.

Ecco invece lo stesso esempio con un turbodiesel elaborato dalla curva di potenza complessivamente piatta, il mio (curva di coppia in firma):

http://www.shirakawaakira.net/img/10provecurveaccregimiottimali.png

I regimi massimi sulle varie curve vedi equivalgono a circa 5150 giri, i regimi di cambiata ottimali sono, per le varie marce in ordine: 5050, 4850, 4750, 4500 giri.

Devo far presente comunque che per questi calcoli il foglio di calcolo tiene conto solo limitatamente dell'inerzia del motore e che non considera che la turbina (le turbine) puo` entrare in pressione differentemente a seconda della marcia innestata. Le differenze evidenti sarebbero solo sulle marce piu` corte pero`.

 

Mai preso spunto da altri fogli di calcolo, al limite ripreso il concetto da dei vecchi programmi che si occupavano di fare lo stesso lavoro in tempo reale via OBD od in via simulata. All'inizio anzi, ossia qualche anno fa, l'intenzione era quella di creare un foglio di calcolo che facesse le stesse cose di CarTest per DOS (Link). La fisica e` sempre la stessa per tutti.

Inoltre il foglio del sito e` solo parte di un altro piu` grande e soprattutto piu` incasinato, che contiene fra l'altro il grafico delle curve di coppia alla ruota per ogni marcia vs velocita`.

 

Per una lista abbastanza completa dei parametri aerodinamici di varie automobili ecco qui un sito apposito (che ho cominciato a trascrivere nel caso scompaia, ma e` un vero e proprio lavoraccio): http://www.ajovalo.net/Ilmanvastus2.htm

Purtroppo la resistenza al rotolamento e` un dato che raramente viene divulgato, quindi solitamente uso 0.010 per auto dalle gomme fuel economy, 0.013 per gomme normali, 0.015-0.017 per gomme di sezione larga e/o sportive.

In teoria sarebbe possibile ricavare in un colpo solo tutti gli attriti lasciando decelerare l'auto con la frizione innestata ed analizzandone la decelerazione nel tempo, ma sarebbe problematico separare la loro origine (aerodinamica, delle gomme, della trasmissione), ed inoltre su strada in condizioni non controllate darebbe tale operazione luogo a risultati troppo imprecisi in quanto il movimento dell'auto in folle e` molto influenzato da fattori esterni.

Il miglior compromesso e` dare per buoni Cx ed S della propria auto e trovare la coppia alla ruota aggiungendo a questi semplicemente gli attriti approssimati degli pneumatici. In ogni caso la maggior parte dei programmi OBD od accelerometri con tale funzionalita` neanche tengono conto di questi parametri...

Si`, la mia idea era anche, invece di trascrivere i parametri aerodinamici di tutte le auto del sito di prima, di inserire mano a mano, ogni volta che servono, quelli delle auto testate.

E` una tabella piuttosto complessa che richiederebbe parzialmente la riscrittura e la reimpostazione del foglio di calcolo scaricabile nel mio sito. Dovrei aggiungerla, che e` piuttosto utile, assieme ad altre funzionalita` non presenti.

(ad esempio la somma e l'interpolazione di piu` curve di coppia simili come ho fatto per quella della mia Wagon R+)

 

Quanti giri sono?

Q. Ho utilizzato il contagiri digitale della mia BMW come consigliato sul suo sito e la curva di coppia viene tutta frastagliata. Che cosa succede? Come posso risolvere il problema?

A. Mentre in via teorica un contagiri digitale permette la massima precisione possibile dopo la rilevazione via OBD, ci sono due principali problemi: la velocita` di aggiornamento ed il tempo di reazione dei cristalli liquidi. Se l'aggiornamento non e` in tempo reale non e` garantito che il dato che appare sullo schermo corrisponda a quanti giri il motore stia andando in quel momento. Se durante l'utilizzo normale puo` essere un compromesso praticamente irrilevante, nell'analisi dell'accelerazione anche un decimo di secondo di differenza puo` dar luogo a risultati non corretti.
Bisogna considerare anche il tempo di reazione dei cristalli liquidi: solitamente, anche nelle auto di alta gamma, non e` granche', ed i numeri, durante la visione fotogramma per fotogramma, appaiono sfocati rendendo difficile la loro interpretazione. Un tempo di aggiornamento molto veloce poi peggiore ulteriormente il problema.

La soluzione, nel caso di un tempo di aggiornamento piuttosto veloce, e` di fare diverse prove per poi unirle insieme ed interpolarle. Scrivendo manualmente tutti i dati dal video, e` un po' un lavoraccio.

In caso contrario la curva appare piu` o meno cosi`:

Qui devo ancora finire il lavoro di interpolazione con un'altra prova.

 

Si`, e` una cosa che sto per terminare in questo momento, solo che non e` presente nel foglio di calcolo del mio sito, perche' in realta` e` pensato per una sola prova.

In pratica bisogna copiare da una parte le curve di coppia risultanti (valori in blu) una di seguito all'altra come se fossero una sola, ordinare i valori e quindi interpolare. Interpolare in tempo reale e` problematico non solo perche' dopo tutto e` sempre un foglio di calcolo ma anche perche' servono tanti dati (campionamenti) che possono solo provenire da piu` prove consecutive.

Un'altra funzionalita` da aggiugnere alla TODO list.

 

Sto verificando se conviene fare almeno 3 o 4 prove consecutive con il contagiri digitale per interpolare in seguito, secondo me si` ... pero` devo riprogettare il foglio di calcolo in modo da rendere meno macchinoso il procedimento.

Comunque ho visto che non tutte le BMW hanno tale contagiri che si aggiorna cosi` velocemente. Ad esempio quello della 335d di Nicola Spinazzola si aggiorna quasi una volta ogni secondo, troppo poco.

 

Ecco la curva non interpolata/filtrata:


Qui la curva dopo il trattamento:


Valori massimi alla ruota approssimativi:
290.31 Nm @ 2300 giri
95.85 kW @ 3719 giri

Piu` prove consecutive si eseguono piu` precisi vengono i risultati finali, a patto che le condizioni di prova siano equivalenti. Ricordo ancora una volta che essi dipendono fortemente dai dati forniti.