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Le prove su strada di veicoli con motore a combustione interna sono suscettibili a numerose variabili ambientali che portano a risultati imprecisi. Al contrario, un banco prova permette di garantire risultati oggettivi, facilitando la generazione di risultati riproducibili e validabili.

Per lo sviluppo di motori a combustione interna, Porsche AG dispone di banchi prova motori e banchi prova powertrain. I banchi prova powertrain valutano l'intera catena cinematica del veicolo, mentre i banchi prova motore si concentrano esclusivamente sulle prestazioni del motore. Entrambi sono strumenti fondamentali per lo sviluppo e il controllo della qualità, ma richiedono elevati costi di investimento da parte dell’azienda.
Per ammortizzare questi costi, l’ obiettivo è utilizzare i banchi prova nel modo più efficiente possibile. Bisogna infatti considerare la vita utile di un banco prova, che di solito dipende dai progressi tecnologici dei motori e dei metodi di prova. È quindi possibile ottenere risultati utili da un banco prova fino a quando la sua tecnologia non diventa troppo obsoleta a causa di nuovi sviluppi tecnologici.

Attualmente, i banchi prova powertrain presso Porsche AG sono completamente utilizzati, mentre i banchi prova motore sono spesso liberi. Si intende dunque implementare un metodo per ottenere con banchi prova motore gli stessi risultati ottenibili con banchi prova powertrain. Ciò consentirebbe, da un lato, di accelerare il processo complessivo di sviluppo e convalida dei motopropulsori e, dall'altro, di ammortizzare in tempi più brevi i costi di investimento sostenuti in passato. Inoltre, i test su banchi prova motore comportano costi di gestione inferiori rispetto a test su banchi prova powertrain. Allestire un banco prova powertrain richiede infatti un maggior tempo e, poiché il numero di componenti meccanici testati è maggiore, anche la possibilità di guasti è più alta.

Pertanto, l'obiettivo è quello di implementare e convalidare un concetto che consenta di ottenere risultati al banco prova motore paragonabili a quelli ottenibili coni banchi prova powertrain o banchi prova a rulli.
Per raggiungere questo obiettivo, è necessario implementare una simulazione della trasmissione sul banco prova motore. La simulazione della trasmissione permettere di replicare virtualmente il comportamento dei componenti fisici mancanti in un banco prova motore rispetto a un banco prova powertrain. Per fare ciò ci si avvale del supporto della ditta ZF Friedrichshafen AG, responsabile della produzione e della fornitura dei cambi di Porsche AG.

Si ha a disposizione il modello del cambio ZF 8HP, un cambio automatico a 8 rapporti e convertitore di coppia. Viene in particolare considerata la variante 8HP95AX, montata sulla Porsche Cayenne Turbo GT. Il modello del cambio è stato interamente sviluppato da ZF Friedrichshafen AG e successivamente fornito a Porsche AG con l'obiettivo di sviluppare e testare l'integrazione del cambio con l'intero veicolo.

Synopsys, Inc. fornisce il supporto per l'integrazione del modello del cambio all’interno del banco prova motore, creando un ambiente di simulazione in tempo reale. Il software Silver viene utilizzato su un computer con sistema operativo Windows e integrato nel banco di prova mediante un'interfaccia di rete FlexRay/CAN.
Dopo l'integrazione della simulazione del cambio, vari test valuteranno la riproducibilità dei risultati. In particolare, verrà preso in considerazione il ciclo di guida WLTP. Il ciclo WLTP è stato introdotto per fornire una rappresentazione più accurata delle prestazioni del veicolo rispetto al precedente ciclo NEDC.
Infine, si intende convalidare i risultati, cioè capire quanto i risultati ottenuti rispecchino la realtà.

Real tests of combustion engines on the road would are susceptible to numerous environmental and material variables leading to inaccurate results. In contrast, a test bench makes it possible to guarantee objective test results, ensuring a high degree of repeatability and facilitating the generation of reproducible and validatable test results. For the development of internal combustion engines Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG has engine test benches and powertrain test benches. The difference is that powertrain test benches evaluate the entire transmission system of the vehicle while engine test benches focus exclusively on engine performance. Both are crucial tools for development and quality control in the automotive industry, however they require high investment costs from companies. To amortize these costs, the aim is to use test benches as efficiently as possible. One must in fact consider the useful life of a test bench, which usually depends on technological advances in engines and test methods. It is therefore possible to obtain useful results from a test bench until its technology becomes too obsolete due to new technological developments. Currently, powertrain test benches at Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG are fully utilized, while engine test benches have available capacity. One would therefore like to find a way to achieve the same results as with powertrain test benches using engine test benches. This would, on the one hand, speed up the overall powertrain development and validation process and, on the other hand, pay back the investment costs made in the past by the company in terms of engine test benches in a shorter time. Furthermore, testing on an engine test bench entails lower running costs than testing on powertrain test benches. Testing a complete powertrain requires more assembly complexity, and as the number of mechanical components tested is greater, the possibility of breakdowns is also higher. Therefore, the aim is to implement and validate a concept that allows obtaining engine test bench results comparable to those of powertrain test benches or, even better, of roller test benches. To achieve this goal, a simulation of the transmission is to be implemented on the engine test bench. The transmission simulation would make it possible to virtually replicate the behavior of the missing physical components in an engine test bench compared to a powertrain test bench. This is supported by ZF Friedrichshafen AG, the company responsible for the production and supply of Porsche vehicle gearboxes. The ZF 8HP gearbox model is available, which is an 8-speed automatic gearbox and torque converter. More specifically, the 8HP95AX variant model mounted on the Porsche Cayenne Turbo GT is available. The gearbox model is entirely developed by ZF Friedrichshafen AG and subsequently supplied to Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG with the aim of developing and testing the integration of the gearbox with the entire vehicle. Synopsys, Inc. provides support for integrating this gearbox model into the existing engine test bench, enabling real-time simulation. In order to replicate the real behavior of the gearbox, it is crucial that the simulation takes place with a minimum time delay. The company Synopsys, Inc. is responsible for the simulation of the gearbox on both the hardware and software side. The Silver software from Synopsys, Inc. is used on a Windows-based computer and integrated into the test bench using a FlexRay/CAN network interface. Following successful integration of the gearbox simulation, various tests will assess result reproducibility. In particular, the WLTP driving cycle will be considered, which is a standardized protocol for measuring fuel consumption and exhaust emissions in vehicles. Finally, it is intended to to validate the results, i.e. to understand how closely the results obtained reflect reality.