Case Study
Infinitas, Germania

Stabilire un nuovo record mondiale di velocità

Il produttore automobilistico Infinitas detiene da oltre dieci anni il record mondiale di berlina stradale più veloce. Ora il record del bi-compressore BMW M5 V10 sta per essere superato con la modifica di un attuale bi-turbo M5 V8, un progetto denominato Hurricane 2.

La tecnologia di misura Dewesoft ha aiutato a mettere a punto il motore di questa berlina sportiva di alto livello per raggiungere oltre 1000 CV.

The BMW M5 Hurricane 2Figura 1. La BMW M5 Hurricane 2.

L'azienda tedesca a conduzione familiare Infinitas perfeziona e rifinisce automobili esclusive da 40 anni. A volte si tratta di record in pista, a volte di ottimizzare il veicolo per lunghi viaggi o ancora di impostare la potenza del motore su un'efficienza rispettosa dell'ambiente. Che si tratti di raffinatezza di lusso della classe extra, gadget tecnologici individuali o livelli di prestazioni oltre la norma, è individualizzazione senza limiti.

Per la prima volta l'azienda di Gachenbach in Baviera ha collaborato con Dewesoft. Il progetto è stato sensazionale: ha stabilito un nuovo record mondiale con una berlina BMW messa a punto, che si chiamerà Hurricane 2.

The current BMW M5 is modified to a hurricane at GP Infinitas to set new recordsFigura 2. L'attuale BMW M5 viene modificata in hurricane al GP Infinitas per stabilire nuovi record: la tecnologia di misura Dewesoft aiuta con lo sviluppo e l'analisi della combustione.

I modelli Hurricane hanno stabilito record imbattibili. Spinta da un bicompressore V10, la Hurricane RR basata su una BMW M5 V10 è la berlina più veloce. Nel 2010 ha stabilito il record mondiale con 372,1 km/h (231 mph), all'incirca la stessa velocità massima delle auto da corsa di F1.

I grandi compressori - compressori d'aria o soffianti che aumentano la pressione dell'aria fornita al motore - sono stati utilizzati per ottenere il 25 percento in più di volume d'aria. Inoltre, l'auto era dotata di un kit widebody multiparte, freni in carbonio-ceramica ad alte prestazioni, un kit di sospensioni completamente regolabile e, non ultimo, ruote da 20 pollici oversize avvolte in gomma Michelin.
 

L'Hurricane RR ha raggiunto una potenza di 800 cavalli (588 kW). Il motore della vettura ha erogato una coppia di 800 Nm (590 lb-ft), consentendole di saltare a 100 km/h (62 mph) in 4,35 secondi e 200 km/h (124 mph) in 9,5 secondi. Alla fine l'auto arriva a 300 km/h (186 mph) in 25,8 secondi.

Alla guida della BMW M5 Hurricane sulle autostrade tedesche

Test con la strumentazione di acquisizione dati Dewesoft

Dewesoft sviluppa sistemi di acquisizione dati versatili e di facile utilizzo per ingegneri di test e misura. Per il progetto di messa a punto M5, l'azienda ha fornito diversi sistemi per misure di azionamento, adattati alle diverse condizioni ed esigenze e collegati in rete tra loro.

I sistemi DAQ ultra robusti KRYPTON con classe di protezione IP67 sono stati utilizzati per le misure direttamente nel vano motore. KRYPTON è un modulo DAQ EtherCAT per l'acquisizione di dati distribuiti con ingressi e uscite analogici e digitali.

Ultra-robust KRYPTON DAQ modulesFigura 3. I moduli DAQ KRYPTON ultra robusti con grado di protezione IP67

Altri moduli DAQ SIRIUS ad alta velocità sono stati posizionati all'interno del bagagliaio durante le misure per elaborare e memorizzare i dati dei test. La combinazione della tecnologia di misura con varie interfacce e protocolli come CAN o XCP su Ethernet e il collegamento di eventuali sensori hanno reso possibile la registrazione di tutti i dati rilevanti insieme al ciclo di combustione.

SIRIUS modular data acquisition systemSIRIUS DAQ system in the trunk of BMW M5Figura 4. Il DAQ SIRIUS ad alta velocità ha eseguito in modo affidabile acquisizioni eccellenti nel bagagliaio dell'M5, mentre i robusti moduli Krypton hanno digitalizzato i segnali dei sensori del motore.

Per i test iniziali, l'Hurricane 2 era su un banco prova a trazione integrale. I singoli successi parziali sono stati verificati e provati più e più volte in molte fasi.

"A volte questi test sono la conferma delle nostre considerazioni per aggiustamenti alla messa a punto del motore,"

quanto afferma l'amministratore delegato di Infinitas Christian Stöber, spiegando il processo di sviluppo, che può richiedere settimane.

"Con Dewesoft ora abbiamo a bordo una tecnologia di misura che può mettere in relazione numerosi dati diversi tra loro tutti misurati in modo sincrono: analisi della combustione, temperature, pressioni dell'aria, frequenze, che hanno reso il lavoro molto più semplice".

Aumento delle prestazioni di oltre 1000 cavalli di potenza

Tra le altre cose, la moderna messa a punto del motore include:

  • l'adattamento di componenti meccanici come la trasmissione a manovella con pistoni e bielle,
  • il carburante di alimentazione (carburante iniettato),
  • i due turbocompressori a gas di scarico,
  • il sistema di gestione del motore, o
  • l'impianto di scarico.

Con l'ulteriore adattamento dello stato dei dati delle due unità di controllo del motore, Infinitas ha finalmente raggiunto più di 1000 CV.

The engine combustion measurement recorded on a modern all-wheel-drive dynamometer test benchFigura 5. Guidare a oltre 200 km/h di fronte un muro: i dati di misura del motore vengono registrati su un moderno banco prova a trazione integrale.

Uno dei principali obiettivi di sviluppo è stata l'analisi del motore a combustione, per la quale Dewesoft non solo dispone di DAQ adeguati, ma grazie anche al software DewesoftX è stato possibile effettuare analisi approfondite.

Il sistema Dewesoft nel suo complesso è una soluzione globale efficiente e altamente precisa per la ricerca e lo sviluppo del motore ed è ideale anche per ottimizzare i singoli componenti e per testare i sistemi di accensione, i sistemi di scarico e i controlli delle valvole.

In GP Infinitas sono stati utilizzati soprattutto misure angolari e basate sul tempo e algoritmi altamente sviluppati. Oltre alla misure angolari, sono state incluse misure relative a:

  • la pressione del cilindro, 
  • varie pressioni esterne al motore come pressione di sovralimentazione e contropressione allo scarico,
  • varie temperature in acqua, olio, aria e
  • le velocità di compressori o turbocompressori.

"Più dati vengono registrati e analizzati in modo intelligente, prima è possibile identificare i problemi e il potenziale di prestazioni nascosto", spiega Christian Stöber. In termini concreti, ciò significa utilizzare il sistema di acquisizione dati Dewesoft durante il processo in corso sul banco dinamometrico a rulli per testare ripetutamente, introdurre modifiche e convalidarle.

Investigating the status quo safely without the influence of weather and trafficFigura 6. Indagare sullo status quo in sicurezza senza l'influenza del tempo e del traffico: alla fine, il record mondiale dell'azienda di 372 km/h per una limousine dovrebbe essere superato!

Dal banco prova alla strada

L'obiettivo di sviluppo di 1000 CV e oltre, per il quale Infinitas ha una base di clienti interessati, rappresenta un aumento significativo delle prestazioni attuali della M5 di BMW. E questo grado di prestazione deve essere reso sicuro. Nonostante le elevate prestazioni, il veicolo deve avere vita lunga.

Gli strumenti Dewesoft permettono di misurare un'ampia varietà di parametri. Da un lato, confrontano la simulazione e l'obiettivo di sviluppo, ma dall'altro considerano anche il carico dei componenti e prevedono la vita utile. Una maggiore potenza del motore significa, ad esempio, che il motore deve dissipare più calore, motivo per cui il raffreddamento deve essere adattato.

Anche i cambi e i differenziali sono progettati solo per una determinata coppia. Troppo potrebbe danneggiare i componenti, motivo per cui la messa a punto con la tecnologia di misura associata implica sempre una visione olistica dello sviluppo, conferma Stöber.

Il sistema DAQ Dewesoft è ideale anche per i test in condizioni reali e accompagna lo straordinario veicolo anche ai test finali su strada. Il team Infinitas è stato particolarmente entusiasta dell'installazione senza problemi del sistema e del supporto competente di Dewesoft.

Il pluripremiato software DewesoftX, che offre un processo di configurazione semplice e molto intuitivo, gioca un ruolo chiave in questo. "L'impostazione della tecnologia di misura è di solito un compito impegnativo nel lavoro di sviluppo", obietta Christian Stöber, "ma qui Dewesoft ci ha convinto. Siamo rimasti piacevolmente sorpresi di quanto sia semplice, rapida e intuitiva l'applicazione".

DewesoftX combustion engine analysisFigura 7. Il premiato software DewesoftX offre un processo di configurazione semplice e molto intuitivo per l'analisi della combustione. Subito dopo la definizione del motore, del cilindro e del sensore angolare è possibile effettuare la misura.

Conclusioni

Per concludere, saranno necessarie alcune modifiche più fini prima che l'M5 gestisca l'apparentemente impossibile. L'analisi del motore a combustione mostra che il lavoro degli ingegneri della produzione Hurricane di Infinitas ha dato i suoi frutti. Per mesi, le viti di regolazione grandi e piccole sono state cambiate a mano, sono state apportate modifiche meccaniche, il software è stato messo a punto: ora è stato dimostrato che il veicolo realizzato mantiene ciò che promette. È ufficiale si tratta della berlina più veloce al mondo che può essere guidata al di fuori di piste da corsa, deserti e laghi salati asciutti.