www.tillverkning-sverige.com
20
'09
Written on Modified on
MAPLESOFT
Den ledande biltillverkaren Renault löser ovälkomna motorbuller och vibrationer med Maple
När en motor stannar tar åtskilliga komponenter del i processen. Dessa kan ge upphov till störande oväsen och vibrationer när motorn saktar ner, vilket kan leda till att den förstörs.
Renaults Forsknings- och Utvecklingschef, Jean-Louis Ligier och hans team, hade som uppgift att lokalisera orsaken till bullret och skakningarna i en 2,2-liters fyr-cylindrig turbodieselmotor. De fann att MapleTM var det effektivaste verktyget att använda för modellering av motorn och fastställa orsaken till det störande ljudet. Och ännu viktigare, de använde även Maple för att ta fram en lösning på problemet.
Ligier, som har en doktorsexamen i maskinteknisk civilingenjörsutbildning, har använt Maple i över 20 år. Han har använt mjukvaran i åtskilliga forskningsprojekt, såsom tidsavvikande termiska analyser i växellådskomponenter, optimering av motorfriktioner samt vibreringsanalyser. Han har arbetat hos Renault i över 12 år som chef för termiskt beteende och mekanisk utmattning hos motordelar, och han har även tagit fram en ny simuleringsmetodik för Renault. Hans huvudsakliga mål genom att använda Maple var att utforma ekvationer som mycket lätt kan kontrollera motordelarna.
När matematiska modeller skapas av skilda komponenter, kan olika mjukvaror implementeras. Ligier har, genom sina experiment, funnit att Maple är den lättaste och snabbaste mjukvaran för hans uppgifter.
- I jämförelse med andra tar det Maple ett par timmar att beräkna vad andra mjukvaror behöver flera dagar till. Det naturligt matematiska skrivsättet gör att jag kan sätta mig in i ekvationerna som om jag skrivit dem för hand. Faktum är att jag kan göra symboliska kalkyler som tillåter mig att optimera det som är virtuellt omöjligt med andra mjukvaror. Dessutom är resultaten extremt noggranna, säger Ligier.
- När hastigheten minskar i en motor, genereras flera mekaniska fenomen. Om det är för mycket rörelse inuti motorn orsakar komponenterna inte enbart ett störande oväsen, utan de börjar även slitas ut för tidigt, förklarar Ligier vidare.
Målet för studien var att modellera och förstå orsaken till skakningarna. Den aktuella motorn var en fyr-cylindrig motor från Renaults Laguna-modeller. Motorn består av ett system av fem olika ekvationer, och man fokuserade främst på vevaxeln, den dubbla svängmassan (DMF), liksom hela kraftdelen. Från dessa ekvationer kunde Ligier beräkna nivån på de skakningar som uppstått under motorns inbromsning. Efter att ha ritat ett diagram över svaret på simuleringen, blev det uppenbart att skakningarna främst inträffade på grund av stötar inuti DMF. För att korrigera problemet implementerades en rätt så enkel lösning där även modifiering av luftintaget under inbromsningen ingick. Upptäckten av den exakta anledningen till problemet ledde till en kraftig kostbesparing för Renault, eftersom detta betydde att problemet kunde lösas med en enkel ”solution&mdash”; det behövdes endast en lätt förändring av motorn.
Genom att analysera simuleringsresultaten minskade Ligier bullret med så mycket som 30 %. Modelleringen av motorn i Maple gav honom möjlighet att analysera de symboliska ekvationerna, vilka gav en mer djupgående förståelse av systemet. De numeriska resultaten blev till diagram, och platsen för de besvärande ljuden upptäcktes. Maple gjorde det möjligt för Ligier att skapa och köra modellen under en dag, vilket var en fenomenal tidsbesparing i jämförelse med andra mjukvaror som behövde över en vecka för samma uppdrag.
- Jag har använt Maple i mer än 20 år och alltid tyckt om enkelheten och styrkan i programmet. Möjligheten att arbeta med både symboliska och numeriska beräkningar är en enorm tidsbesparare för mig, och ger mig resultatet på en dag istället för veckor med andra mjukvaraor, avslutar Ligier.
Ligier, som har en doktorsexamen i maskinteknisk civilingenjörsutbildning, har använt Maple i över 20 år. Han har använt mjukvaran i åtskilliga forskningsprojekt, såsom tidsavvikande termiska analyser i växellådskomponenter, optimering av motorfriktioner samt vibreringsanalyser. Han har arbetat hos Renault i över 12 år som chef för termiskt beteende och mekanisk utmattning hos motordelar, och han har även tagit fram en ny simuleringsmetodik för Renault. Hans huvudsakliga mål genom att använda Maple var att utforma ekvationer som mycket lätt kan kontrollera motordelarna.
När matematiska modeller skapas av skilda komponenter, kan olika mjukvaror implementeras. Ligier har, genom sina experiment, funnit att Maple är den lättaste och snabbaste mjukvaran för hans uppgifter.
- I jämförelse med andra tar det Maple ett par timmar att beräkna vad andra mjukvaror behöver flera dagar till. Det naturligt matematiska skrivsättet gör att jag kan sätta mig in i ekvationerna som om jag skrivit dem för hand. Faktum är att jag kan göra symboliska kalkyler som tillåter mig att optimera det som är virtuellt omöjligt med andra mjukvaror. Dessutom är resultaten extremt noggranna, säger Ligier.
- När hastigheten minskar i en motor, genereras flera mekaniska fenomen. Om det är för mycket rörelse inuti motorn orsakar komponenterna inte enbart ett störande oväsen, utan de börjar även slitas ut för tidigt, förklarar Ligier vidare.
Målet för studien var att modellera och förstå orsaken till skakningarna. Den aktuella motorn var en fyr-cylindrig motor från Renaults Laguna-modeller. Motorn består av ett system av fem olika ekvationer, och man fokuserade främst på vevaxeln, den dubbla svängmassan (DMF), liksom hela kraftdelen. Från dessa ekvationer kunde Ligier beräkna nivån på de skakningar som uppstått under motorns inbromsning. Efter att ha ritat ett diagram över svaret på simuleringen, blev det uppenbart att skakningarna främst inträffade på grund av stötar inuti DMF. För att korrigera problemet implementerades en rätt så enkel lösning där även modifiering av luftintaget under inbromsningen ingick. Upptäckten av den exakta anledningen till problemet ledde till en kraftig kostbesparing för Renault, eftersom detta betydde att problemet kunde lösas med en enkel ”solution&mdash”; det behövdes endast en lätt förändring av motorn.
Genom att analysera simuleringsresultaten minskade Ligier bullret med så mycket som 30 %. Modelleringen av motorn i Maple gav honom möjlighet att analysera de symboliska ekvationerna, vilka gav en mer djupgående förståelse av systemet. De numeriska resultaten blev till diagram, och platsen för de besvärande ljuden upptäcktes. Maple gjorde det möjligt för Ligier att skapa och köra modellen under en dag, vilket var en fenomenal tidsbesparing i jämförelse med andra mjukvaror som behövde över en vecka för samma uppdrag.
- Jag har använt Maple i mer än 20 år och alltid tyckt om enkelheten och styrkan i programmet. Möjligheten att arbeta med både symboliska och numeriska beräkningar är en enorm tidsbesparare för mig, och ger mig resultatet på en dag istället för veckor med andra mjukvaraor, avslutar Ligier.
