Con il metodo spiegato alla sezione 5.1.3, sono stati simulati 795 punti operativi a cui sono stati successivamente applicati, in base ai valori sperimentali, i seguenti filtri:
▪ Giri turbo < storico del massimo valore sperimentale ▪ BMEP < storico del massimo valore sperimentale ▪ Trapping Ratio > 0.97
▪ Rimossi eventuali punti operativi accidentalmente duplicati
In questo modo i punti simulati sono stati ridotti a 660 e di questi si è andati a verificare la percentuale dei punti operativi simulati che non ha raggiunto il valore target demandato al PID (su WG o THR in base al punto operativo) entro la tolleranza
imposta: l’oscillazione del valore effettivo deve rientrare entro il 3% di variazione dal valore target per 5 cicli consecutivi. In particolare si ha:
• 2.27 % di punti operativi con errore sull’rl maggiore di ± 2% • 0 % di punti operativi con errore sull’rl maggiore di ± 5%
Il secondo risultato è talmente tanto positivo da destare qualche sospetto, che sarà analizzato meglio più avanti.
Di seguito vengono riportati gli stessi grafici utilizzati per l’analisi dati del metodo di simulazione precedente. Anche con questo metodo è possibile affermare che i due rl siano ben correlati (figura 5.25).
Figura 5.22: errore sull'rl in funzione del valore di incrocio valvole, motore 1, metodo 3
Figura 5.24: errore sull'rl in funzione del valore di rl simulato, motore 1, metodo 3
Figura 5.25: rl stimato da MapFit vs rl simulato da GT, motore 1, metodo 3
Con il nuovo metodo di simulazione è possibile affermare che i punti operativi fuori tolleranza sono veramente esigui, anche se questi si posizionano ancora una volta a bassi valori di rl simulato (figura 5.24), ad alti giri motore (figura 5.23) e ad incrocio quasi nullo (figura 5.22). La correlazione tra i due rl risulta essere sempre più elevato delle attese.
Per quanto riguarda le mappe ottenute a seguito dell’ottimizzazione, queste sono state modificate a partire dalla stessa calibrazione utilizzata per il metodo di simulazione precedente. Sono di seguito riportate le mappe di riferimento (prima immagine) con le corrispondenti mappe create in MapFit (seconda immagine):
• Correzione per fattore di conversione da pressione a carico
Figura 5.26: mappa di riferimento e in output dall'ottimizzazione per il fattore di conversione da pressione a carica, motore 1, metodo 3
• Correzione per offset di correzione pulsazione da 𝑝𝑠 a 𝑝𝑐𝑐
Figura 5.27: mappa di riferimento e in output dall'ottimizzazione per l'offset da P collettore a P camera, motore 1, metodo 3
• Correzione per fattore di conversione da pressione a carico in WOT
Figura 5.28: mappa di riferimento e in output dall'ottimizzazione per il fattore di conversione pressione in carica a WOT, motore 1, metodo 3
• Correzione per offset di correzione pulsazione da 𝑝𝑠 a 𝑝𝑐𝑐 in WOT
Figura 5.29: mappa di riferimento e in output dall'ottimizzazione per l'offset da P collettore a P camera a WOT, motore 1, metodo 3
• Fattore di interpolazione per il calcolo dell’effettiva contro pressione allo scarico per il modello di EGR interno
Figura 5.30: mappa di riferimento e in output dall'ottimizzazione per il fattore di interpolazione per EGR, motore 1, metodo 3
• Correzione del rapporto tra contro pressione allo scarico e pressione in camera di combustione durante l’incrocio, per gas inerti re-aspirati
Con questo nuovo metodo si evince un certo miglioramento della forma e dell’andamento delle mappe, pagato però con un netto peggioramento delle ultime due mappe mostrate (figure 5.30 e 5.31): queste, già oggetto di discussione durante l’ottimizzazione con il precedente metodo di simulazione, acquistano qui un andamento completamente opposto rispetto a quello di riferimento, specialmente per quanto riguarda la mappa di correzione del rapporto tra contro pressione allo scarico e pressione in camera di combustione.
Per meglio comprendere le reali differenze tra mappe di riferimento e mappe ottimizzate con i dati di GT Power, queste sono state graficate tramite il software MathWorks MatLab in un grafico 3D che le comprende entrambe. In APPENDICE B è possibile vederne il risultato sia per il caso sopra descritto, sia per il caso in cui si sia imposto smoothness = 0.2. Viene riportato inoltre lo script utilizzato a tal scopo.
Alla luce dell’analisi svolta, risulta chiaro come la calibrazione di partenza sia troppo simile a quella di riferimento: le percentuali di punti operativi ottenuti con errore sull’rl fuori tolleranza sono fin troppo basse rispetto alle aspettative, al punto da otterne una nulla (tolleranza ±5%). Partendo da questo risultato e indagando a ritroso sul metodo utilizzato, è risultato chiaro come si fosse partiti, per eseguire l’ottimizzazione, da una calibrazione già in parte ottimizzata al banco, e quindi, che non può essere considerata valida ai fini dell’esecuzione e dello sviluppo del loop esecutivo. Si è definito infatti, che una delle caratteristiche fondamentali richieste al metodo ottimale per eseguire il loop mostrato al sottocapitolo 1.2, è proprio quella di riuscire a calibrare la portata di aria in ingresso al motore su un ampio range di punti operativi, partendo da un motore totalmente diverso da quello oggetto dell’ottimizzazione.
La calibrazione di partenza qui utilizzata inoltre, pur essendo il riferimento ottimale dell’intero processo di ottimizzazione svolto, non porta a un’esatta convergenza delle mappe ottimizzate con quelle di partenza, mostrando come il modello GT e il metodo utilizzato siano ancora acerbi.
Sarà necessario utilizzare una calibrazione realisticamente diversa, da cui effettivamente si partirebbe in futuro per sviluppare un motore del tutto nuovo, ed esplorare quali possano essere i “difetti” del modello GT e del metodo utilizzato, al fine di renderli maturi ed adeguati al processo di ottimizzazione che si intende svolgere. (si veda il capitolo 6).