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虚拟解决方案

融合硬 和软 于一体的解决方案让意大利法拉利车队的测试工程师通过无线方式实时掌握每个动力装置测试单元的工作情况。

文: CLAUDIA FLISI 图: GETTY IMAGES,KWOK-KEUNG CHENG

网上服务 状态监控 汽车

事实

法拉利简介

成立时间:1929年(历史),1947年(生产汽车)

管理层:主席Sergio Marchionne;首席执行官Amedeo Felisa

所在地:意大利马拉内罗(摩德纳)

股东:菲亚特克莱斯勒汽车公司占90%;Piero Ferrari占10%

产品线:赛车和跑车

产量:>7,000台

营收:25亿欧元

 

Turnover: 2.5 billion euros

www.ferrari.com

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销售联系方式

Laura Baracco, Laura.Baracco@skf.com

一匹优秀的赛马以一鼻距离的微弱优势赢得胜利,但法拉利车队的飞驰铁马需要做得更好,特别是最近,由于1级方程式赛车的规则在2014赛季之前做了大幅调整,瞬间的优势对决定胜负比以往更为关键。

2014年规则的大幅改变促使位于意大利马拉内罗的法拉利车队工程师改造和生产新一代动力装置测试单元。以前,不是所有的测试单元都有专用系统以连续监测传动系统的振动行为,它们也没有集成到单一软件平台上。法拉利遥测系统只在线提供低频数据,实时后处理能力也有限。

法拉利车队动力装置测试部的测试设备、机械和液压开发团队负责人Mario Kuluridis解释说,“你需要到每个单元查看当前的运行情况。你无法实时在线检查高频数据。故障排除速度太慢,你无法根据测量数据的变化趋势预测部件寿命。”

2011年,这些缺点,特别是缺乏集成,迫使Kuluridis和其团队开始研究替代监测系统。SKF是该项研究工作的参与者,因为两家公司有着非常密切的关系,双方从1947年就开始合作,创造了一级方程式历史上最长的一次合作。

在考虑了市场上现有的解决方案以及内部开发的解决方案后,法拉利车队最后认为SKF IMx平台以及SKF @ptitude Observer软件,是一个非常好的选择。SKF IMx能实时提供状态监测、资产保护和预防维护计划,这些都是位于马拉内罗的工程师们所追求的功能。

不过,还需要进行定制来满足该团队的特殊要求。“SKF既是合作伙伴也是正式赞助商,这保证他们能提供系统定制所需的技术支持,从而满足我们的要求,”Kuluridis说道。

法拉利车队曾设想研制一个集成无线系统,在装置高频振动测试时监测每个元件。2014年,法拉利车队推出SKF IMx-T,正在朝实现这个目标努力,当年技术规则变更的宣布,凸显了加快更新测试单元的必要性并增加了复杂性。发动机成为多部件动力装置,ERS技术正在变成主要因素,可靠性对整体性能非常重要。

以前,标准SKF IMx平台适用于风力发电等行业,但它无法以法拉利车队希望的速度来处理大量数据、大量信道和大量计算。需要开发新的解决方案,把硬件和软件集成到一起。这个“虚拟”解决方案不是独立的,而是附加到IMx-T,完全集成在SKF @ptitude Observer软件上。

今天,该安装平台每秒最多可处理10万次观测数据。它能够处理复杂分析,并将结果发送到遥测系统,使开发工程师能在线检查被测试装置的状态。因为数据量很大,数据计算和传输速度也非常关键。SKF @ptitude Observer软件以每秒10到20次的速度将观测数据合成为易处理的结果。Kuluridis说,这有助于团队重视“结果,而非数据”

这位测试工程师表示,从2013年起,法拉利车队动力装置测试单元就使用这个平台,优势非常明显。集成意味着一个工程师能以无线的方式实时看到每个单元的运行情况。通过开发专用分析程序和诊断方法,在潜在问题恶化为可造成严重损失的停机故障前,该平台就能识别并解决它们,从而减少了停机时间。

因为故障可能导致传动系统部件损坏,在最坏情况下能导致被测部件损坏,所以提前发现问题有助于提高效率。Kuluridis说,“在某个零件损坏前我们就能介入。我们只需更换有问题的零件,系统就可立即重新工作,从而减少停车时间和损失。所以我们可定量提高效率。

@ptitude是SKF集团的注册商标。


一级方程式2014年技术规则变更

BBC体育记者Andrew Benson表示,2014年标志着”一级方程式史上最大的规则改动”。改动涉及比赛、设计和技术等方面,技术改动包括用1.6升V6涡轮增压发动机代替自2006年使用的自然吸气2.4升V8发动机。Benson写道,“发动机功率将再次造成性能的差别”。

发动机现在被称作动力装置。新规则限制每个团队每赛季每辆车只能用5台发动机,而且每台发动机运行里程数要达到4,000公里。车手每场比赛用油限制到100公斤(约130升);转速超过12,000 r/min时,耗油速度限制为每小时100升。相比之下,2013年车队每场比赛的耗油量约为150公斤,而且没有耗油量和耗油速度的限制。这些限制难以通过ERS(动能回收系统)技术补偿。

ERS不是新技术。多年来,动能回收系统回收和利用刹车时汽车后轴的动能,然后把能量存储在电池中供加速时使用,每圈发电30秒产生120千瓦的电能。而在2014年前,产电量不到一半,那时每圈最多发电6.7秒产生60千瓦的电能。2014年的新规定允许为涡轮增加一台电机:它使用原本以热量形式散掉的能量。用量不受限制,可以存储在电池中,也可用来加速。


SKF的“虚拟”解决方案

为处理快速流过法拉利车队的SKF IMx平台的大量数据,SKF开发了“虚拟”解决方案。(“虚拟”这一名称不是非常准确,因为这个解决方案既包括软 ,又包括硬 )。法拉利车队将附加的硬 集成到该平台现有的硬 上,但使用同样的软 进行控制。

“虚拟”的意思是操作者不需要打开第 个软 应用或控制第 个硬 ,就能设定测量数据并显示结果,测试团队工程师力求避免复杂的操作。

标准的SKF IMx平台有16个传感器,其算法以六个月或一年为一个周期。法拉利车队需要可扩展的系统,并且每周或每两周更新一次。该虚拟系统具有这个功能,它具有多达30个传感器,能以非常短的周期处理程序化计算。

这个信息能让法拉利车队预测问题,及时进行干预,在零 损坏前就予以更换。

德国车手Sebastian Vettel驾驶法拉利赛车在备战2015年4月F1巴林站大奖赛的最后训练中全速前进。 芬兰车手Kimi Räikkönen和他的法拉利车队,在西班牙Montmelo的Circuit de Catalunya赛道的冬季测试中更换轮胎。 2015年7月26日匈牙利布达佩斯,赢得一级方程式匈牙利站大奖赛后,Sebastian Vettel走向Parc Ferme进行庆祝。 法拉利测试设备团队负责人Mario Kuluridis和机械工程师Luca Bacigalupo。

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