Предмети:
- Определете и инсталирайте задвижващи механизми за системата за управление на двигателя
- Горивни инжектори
- Избор на подходящи инжектори
- Монтиране на инжекторите във всмукателния колектор
- възпаление
- Подготовка с конвенционалното запалване
- Запалителна бобина за системата за управление на двигателя
- Натрупване на ток в първичната намотка
- Изпреварване на запалването
- Корпус на дросела
- Тестова настройка на стъпковия двигател със симулатор
- Настройки на стъпков двигател
- Верига на горивната помпа
- Завършване на механичната работа
Определяне и инсталиране на задвижващи механизми за системата за управление на двигателя:
Задвижващите механизми, които ще се управляват с MegaSquirt, са инжекторите, запалителната бобина, горивната помпа и стъпковия двигател за оборотите на празен ход. Тази глава описва процеса, при който задвижващите механизми са тествани и монтирани на блока на двигателя, както и направения избор.
Горивни инжектори:
MegaSquirt управлява инжекторите. Инжекторите са свързани към маса. При компонент, свързан със заземяване, има захранващо напрежение, но токът протича само когато заземяването е включено. В този случай инжекторът ще инжектира само когато MegaSquirt ECU превключи на маса. Веднага щом активирането бъде спряно, инжекторът спира да инжектира. Количеството гориво за впръскване се определя въз основа на таблицата VE и таблицата AFR.
MOS FET включва и изключва инжектора, което води до впръскване на горивото. Количеството гориво, определено от MegaSquirt, зависи от няколко фактора:
- Законът за идеалния газ, който свързва количеството въздух с неговото налягане, обем и температура;
- Стойности, измерени от сензорите в блока на двигателя: налягане във всмукателния колектор (MAP сензор), температура на охлаждащата течност и входящия въздух, скорост на коляновия вал и данни от датчика за положение на дросела;
• Параметри за настройка: необходимо количество гориво, степен на пълнене (VE), време на отваряне на инжектора и обогатяване при определени условия.
Времето за впръскване трябва да бъде възможно най-дълго, докато двигателят работи на празен ход, за да се получи добра доза гориво. Следователно не всеки инжектор може да се използва на двигателя. Свойствата на различните типове инжектори трябва да бъдат сравнени и изчисленията трябва да осигурят представа за необходимото количество гориво за въпросния двигател. Имаше и избор между инжектори с висок и нисък импеданс. Инжекторите с нисък импеданс са подходящи за двигатели, където се изисква много бързо отваряне на иглата на инжектора. Типичното съпротивление е 4 ома. Недостатъкът на тези инжектори е големият ток. Развитието на топлина, което това създава в MegaSquirt, е нежелателно. Възможно е да се използват инжектори с нисък импеданс чрез монтиране на специални IGBT на топлопроводима плоча върху корпуса на MegaSquirt. Беше решено да се използват инжектори с висок импеданс. Има по-малко отделяне на топлина и тези IGBT не се използват.
Размерът на прохода (поток) е много важен за определяне на правилното инжектирано количество и следователно контрола. Ако изберете инжектори, които са твърде големи, времето за впръскване при празен ход ще бъде толкова кратко, че двигателят може да работи неравномерно. Впръскваното количество трябва да е достатъчно, за да впръска цялото гориво за наличното време. Количеството на впръскване се посочва като време на впръскване в милисекунди. При високи обороти на двигателя се предполага високо натоварване. Това е при MAP от 100 kPa. Необходимият дебит на инжектора може да се изчисли въз основа на характеристиките на двигателя. Дебитът на инжектора показва колко милилитра гориво се впръскват за минута.
Избор на подходящи инжектори:
За проекта са предоставени инжектори от три различни типа. Изследванията показаха кой тип инжектор е най-подходящ за използване в този проект.
Всеки тип инжектор има различен поток; добивът след една минута инжектиране варира според типа. Преди да бъдат тествани, инжекторите са били подложени на почистване в ултразвукова вана. С този метод на почистване инжекторът се почиства отвътре и отвън с помощта на ултразвукови вибрации и специална тестова течност, така че всякакви стари остатъци от мръсотия не могат да повлияят на измерването на потока или модела на впръскване. По време на ултразвуковото почистване инжекторите бяха непрекъснато отваряни и затваряни и моделът на инжектиране на всеки инжектор беше изследван; това беше красива мъгла. При затваряне не се виждаха аномалии, като образуване на капки или отклоняваща се струя. След ултразвуково почистване и тестване О-пръстените бяха заменени, за да се осигури добро уплътнение при монтиране във всмукателния колектор.
Използвайки тестова настройка (вижте изображението по-горе), инжекторите могат да инжектират в множество мерителни чаши, така че инжектираното количество гориво да може да бъде отчетено след определено време. Чрез управление на инжекторите при работно налягане от 3 бара може да се контролира количеството впръскано гориво. Налягането на горивото в захранващия тръбопровод (шината) трябва да бъде 3 бара и иглата на инжектора трябва да бъде активирана за 30 или 60 секунди с работен цикъл от 100%. След като инжекторите са били активирани за 30 секунди, могат да бъдат въведени следните данни:
Тип 1: 120 мл
Тип 2: 200 мл
Тип 3: 250 мл
Ще се използва само един тип инжектор. Размерът на инжектора се определя с помощта на формулата по-долу:
Размерът на инжектора се определя въз основа на ефективната мощност (Pe), доставена при определена скорост, специфичния разход на гориво при прекъсване (BSFC), броя на инжекторите (n инжектори) и максималния работен цикъл, с който се управляват инжекторите. Цялото се умножава по 10.5, за да се преобразува от паундове на час (lb/час) в ml/min.
Отговорът на изчислението показва кой инжектор е подходящ за тази конфигурация на двигателя. Не е проблем, ако има отклонение по-малко от 20 ml от изчислената стойност. Тази разлика се компенсира чрез настройка на софтуера в MegaSquirt. Следващата таблица предоставя общ преглед на данните, използвани във формулите:
Първата стъпка е да се определи горивото, впръскано при скоростта на въртящия момент. За всеки два оборота на коляновия вал се засмуква определено количество въздух. Степента на пълнене е най-висока при скоростта на въртящия момент. Поради свойствата на двигателя (включително припокриването на клапаните), двигателят се пълни най-добре при тази скорост и ефективността е най-висока. Смята се, че степента на запълване ще бъде около 70%. Формула 4 изчислява обема на въздуха, който присъства в двигателя в този момент.
Във формула 5 количеството впръскано гориво се изчислява въз основа на наличния обем въздух. Мощността на двигателя, постигната при скорост на въртящия момент, се изчислява по формула 6. Съотношението между количеството впръскано гориво и мощността показва BSFC във формули 7 и 8.
Действителният BSFC се умножава по 6 във формула 3600, за да се преобразува в kWh. BSFC на бензинов двигател често е между 250 и 345 g/kWh. Колкото по-ниска е стойността, толкова по-ефективен е моторът. Формула 8 показва връзката между потока на гориво в паундове/час и ефективната мощност на двигателя. Този процент е включен във формула 9.
От отговора на формула 9 стана ясно, че инжекторите с дебит от 200 ml/min са подходящи за използване в двигателя. Разликата от 7 ml е пренебрежимо малка, защото се компенсира софтуерно при попълване на таблицата VE.
Монтиране на инжекторите във всмукателния колектор:
Електронно управляваната система за впръскване дава възможност карбураторът, който е част от класическата настройка, да бъде премахнат. Следователно карбураторът е заменен от дроселна клапа (за подаване на въздух) и четири отделни горивни инжектора. Всмукателният колектор беше запазен и модифициран, за да позволи преобразуването в системата за управление на двигателя. Впръскването на гориво се извършва във всмукателния колектор. Беше взето решение инжекторите да се монтират възможно най-близо до всмукателния клапан. В повечето случаи производителите на автомобилни двигатели избират да монтират всмукателния клапан под ъгъл във всмукателния колектор. Горивото се пръска срещу входящия клапан. За настоящия проект обаче е избрана настройка, при която инжекторите са разположени под ъгъл от 45 градуса спрямо въздуховодите в колектора.
Всмукателният колектор е изработен от лят алуминий. Беше решено да се прикрепят алуминиеви втулки към колектора. Ръчната обработка до добър размер не беше опция, тъй като втулките трябваше да имат различни размери от стандартния размер на свредлото. Това означаваше, че аутсорсването на микробусите трябваше да бъде възложено на компания с подходящо оборудване. След това втулките могат да бъдат прикрепени към колектора чрез TIG заваряване. Изборът инжекторите да се монтират изправени вместо под ъгъл беше направен поради следната причина:
- Процесът на сглобяване: По-лесно е да поставите микробусите в права, хоризонтална подредба. Заваряването на фургоните към колектора е по-лесно, защото сега е по-лесно да се заварява навсякъде, отколкото в ситуацията, когато фургонът е под ъгъл.
- Постобработка: По време на заваряването втулките стават малко овални. Деформацията се причинява от топлината, отделена по време на процеса на заваряване. Това е взето предвид, като вътрешният диаметър на втулките е по-малък от външния диаметър на инжекторите. Дооформянето (разширяване) е по-малко рисковано: когато втулките са закръглени отвътре, диаметърът е оптимален за инжекторите и уплътнението от О-пръстените е гарантирано. Височината на микробусите е важна; инжекторът не трябва да се поставя твърде навътре в колектора. Краят на инжектора не трябва да пречи на въздушния поток. От информацията от източник: (Banish, Engine Management, advanced tuning, 2007) беше решено инжекторите да се монтират толкова дълбоко в колектора, че краищата да са точно в дупките в колектора; въздушният поток не е възпрепятстван.
- Впръскване на гориво: Тъй като смесването на горивната мъгла с въздуха е оптимално преди отварянето на всмукателния клапан, няма голямо значение дали инжекторът впръсква точно във всмукателния клапан или точно преди това във всмукателния колектор.
При едновременно впръскване, впръскването се извършва при всяко завъртане на коляновия вал (360°). Четирите инжектора инжектират едновременно. Това означава, че горивото също се впръсква във всмукателния тракт, когато всмукателният клапан не е отворен. Известно време по-късно входящият клапан се отваря и горивото все още влиза в цилиндъра.
Храстите са специално изрязани по размер на струг. Вътрешният диаметър е малко по-малък от външния диаметър на инжектора; Тъй като деформацията се извършва по време на процеса на заваряване, трябва да има възможност за отстраняване на материала по време на последващата обработка чрез разширяване. Това означава, че диаметърът се увеличава леко, тъй като материалът се смила. Диаметърът не трябва да е много голям, защото тогава има шанс гуменият О-пръстен на инжектора да не уплътнява достатъчно добре. Доброто уплътнение е много важно; изтичането на въздух покрай инжектора води до по-нисък вакуум във всмукателния колектор.
Тогава измереното отрицателно налягане вече не съответства на изчисленото отрицателно налягане. Това се отразява на инжекцията, която се определя на базата на таблицата VE. Основна роля за това играе отрицателното налягане. Функциите и настройките на таблицата VE са описани в следващата глава.
В долната част на втулките е изпилен скосен ръб, така че формите да съответстват на тези на всмукателния колектор. След това микробусът трябва да е възможно най-изправен. Изображението по-долу показва всмукателния колектор с кутия по време на процеса на сглобяване. Втулката е залепена от едната страна, за да може ясно да се види как заварката се отразява на материала. Не беше ясно дали алуминият на колектора съдържа твърде много замърсяване, което би затруднило заваряването. Това се оказа добре. За да се предотврати изместването на втулките от позицията им по време на заваряване, предварително бяха пробити отвори в колектора и втулките бяха задържани в правилната позиция със специално изработена по поръчка приспособление. По този начин четирите втулки са заварени навсякъде. Последна проверка показа, че връзките между втулките и колектора са херметични.
Връзката между инжекторите обикновено се формира от здрава инжекторна шина. Тази тръба с връзки, често изработена от алуминиева сплав, се прави по мярка от производителя. Двигателят на Land Rover, използван за проекта, има два инжектора точно един до друг, но пространството между двойките инжектори е доста голямо. Размерите на горивната шина и пространството между въздуховодите на всмукателния колектор не съвпадаха. Следователно релсата трябваше да бъде коригирана.
Скъсяването на някои части и удължаването на други чрез запояване е много трудно; замърсяването със старо гориво, което е много трудно да се отстрани от вътрешността на релсата, може да причини влошена адхезия. Тъй като става въпрос за гориво, беше избран най-безопасният метод; частите, върху които са закрепени инжекторите, са свързани с висококачествен маркуч за гориво. Зашитите ръбове са монтирани във всички краища и са използвани здрави скоби за маркуч, за да се предотврати плъзгането на маркучите върху зашитите ръбове.
Изображението по-долу показва всмукателния колектор по време на обработката. Захранващият тръбопровод (маркиран с номер 1) е свързан към изхода на горивната помпа. Горивото се подава на входа на четирите инжектора под налягане от 3 бара. Регулаторът на налягането (3) регулира налягането в зависимост от налягането във всмукателния колектор, тъй като разликата в налягането между налягането на горивото и вакуума във всмукателния колектор трябва да остане 3 бара. Горивото се връща обратно в резервоара през обратната линия (2). Има непрекъсната циркулация на горивото. Инжектирането се извършва само когато инжекторите се управляват от MegaSquirt ECU.
- Захранваща линия
- Обратна линия
- регулатор на налягането
- Контрол на налягането
- Топлинен щит
- Свързване на газовия вентил
- Връзка с отрицателно налягане
- Инжекторен цилиндър 1
- Инжекторна скоба A
- Инжекторна скоба B
- Цилиндър на всмукателния канал 1
В съществуващите леки автомобили релсата на инжектора е прикрепена към всмукателния колектор с помощта на скоби или халки. Инжекторната шина затяга инжекторите в колектора. Тъй като за този проект е избран гъвкав маркуч за гориво като инжекторна релса, гореспоменатото не е възможно. Затова беше решено инжекторите да се захванат във всмукателния колектор със скоба, изработена по поръчка. Скобите се състоят от две части: горна част (скоба A) и долна част (скоба B).
Скоба A съдържа два вдлъбнатини, които могат да се плъзгат върху инжекторите. Това позволява инжекторите да бъдат притиснати в колектора посредством плоските страни. И двете скоби A имат прорези, така че разстоянието между инжекторите и прорезите да могат да се регулират. Скобите A и B се завинтват заедно: скобата B е прикрепена към същата шпилка, която монтира колектора към двигателя. Прорезен отвор позволява скобата да се регулира във вертикална посока. Колкото повече се премества скобата надолу, толкова по-здраво се затяга инжекторът.
запалване:
Конвенционалното запалване е заменено от електронно контролирана система за запалване със запалителна бобина, която се управлява от MegaSquirt. За да може двигателят да функционира напълно с оригиналните техники, първо трябва да се свърже конвенционалната система с контактни точки. Само след няколко часа работа може да се установи, че двигателят функционира правилно, след което може да започне инсталирането и настройката, наред с други неща, на електронно контролираното запалване.
Подготовка с конвенционалното запалване:
Двигателят на Land Rover първоначално е оборудван със система за запалване с контактни точки, която сега се нарича също конвенционална система за запалване. Изображението показва този тип система за запалване.
При затворени контактни точки започва натрупването на първичен ток. Токът е ограничен до 3 до 4 ампера от съпротивлението на първичната намотка. Когато през първичната намотка на запалителната бобина протича ток, ще се изгради магнитно поле. Както първичната (3), така и вторичната намотка (4) са в това магнитно поле. Когато токът през контактните точки (10) бъде прекъснат от гърбицата на прекъсвача (9) на разпределителния вал, в двете бобини се индуцира напрежение. В първичната намотка се произвеждат приблизително 250 волта. Разликата в намотките ще създаде индукционно напрежение от 10 до 15 kV във вторичната намотка. Искрата на свещта се създава при отваряне на точките.
Индукционното напрежение може да бъде ограничено, като се позволи на първичния ток да тече известно време след отваряне на контактните точки. Това се постига с кондензатор, който е свързан паралелно през контактните точки. Кондензаторът е времеопределящ елемент, който в зависимост от капацитета всъщност регулира нивото на индукционното напрежение. Контактните точки също са предотвратени от изгаряне.
Запалителна бобина за системата за управление на двигателя:
Системата за управление на двигателя ще управлява запалителната бобина. Класическата запалителна бобина с разпределител остава на двигателя, за да служи като тестова настройка, но вече не е част от функционирането на двигателя с вътрешно горене. Беше избрана система за запалване без разпределител (DIS запалителна бобина), свободно преведена като: „система за запалване без разпределител“. Този тип система за запалване не използва разпределител. Друга възможност беше да изберете бобина за запалване на щепсела (COP). Отделна бобина за запалване е свързана към всяка свещ. Запалителната бобина COP се нарича също щифтова запалителна бобина. Недостатъкът на бобината за запалване COP е, че разсейването на топлината е по-лошо от това на бобината за запалване DIS. При използване на COP бобини за запалване е необходим и сигнал от датчик на разпределителния вал, който не присъства на текущия двигател.
Липсващият зъб в ролката на коляновия вал служи като отправна точка, по която се определя моментът на запалване. Със запалителната бобина DIS две свещи ще се активират едновременно в момент на запалване. DIS запалителната бобина всъщност е модул, в който са монтирани две запалителни бобини. Когато буталата на цилиндри 1 и 4 се движат нагоре, едното ще бъде заето с такта на компресия, а другото с такта на изпускане. Все пак и двете свещи ще генерират искра. Искрата, създадена от цилиндъра, който е включен в хода на компресия, ще предизвика възпламенителна смес. Другата искра, така наречената „изхабена искра“ искри, когато отработените газове напуснат горивната камера. Изхабената искра е искра, която се образува, когато не се запали смес. Енергията на запалване е ниска; въпреки искрата има малка загуба на енергия. Също така не е вредно.
Фигурата показва работната схема на четирицилиндров бензинов двигател със запалителна бобина DIS. Тази работна диаграма показва два знака за запалване на момент на запалване; 1 от тях генерира искрата за запалване на сместа, а другата е пропилената искра. DIS бобина за запалване може да се управлява от MegaSquirt само с два импулса.
Когато тактът на компресия се извършва в цилиндър 1 и тактът на изпускане в цилиндър 4, MegaSquirt управлява първичната намотка A чрез щифт 36 на DB37 (вижте изображението по-долу). Това управление се извършва въз основа на референтната точка на коляновия вал (между 90 и 120 градуса преди ГМТ). MegaSquirt контролира първичната намотка B, която е отговорна за образуването на искра на цилиндри 2 и 3, и се включва на 180 градуса след намотка A. Няма референтна точка за намотка B, но моментът на запалване може да се определи просто чрез преброяване на зъбите на импулсното колело 36-1.
Показано е съпротивление от 7 ома между намотка А на бобината на запалването и щифт 330 на процесора. Този резистор ограничава тока и индукционното напрежение на управляващия импулс. Тъй като този резистор не е стандартен за платката на MegaSquirt, той трябва да бъде монтиран допълнително. Вляво от вертикалната пунктирана линия на изображението по-долу е показана вътрешната схема на MegaSquirt. Показаните компоненти (двата резистора 330 Ohm и светодиодите) трябваше след това да бъдат запоени към печатната платка.
Натрупване на ток в първичната намотка:
Важно е да получите представа за натрупването на ток в първичната намотка. С това може да се определи не само силата на тока, но и времето за зареждане на бобината за запалване. Времето за зареждане зависи от редица фактори, които MegaSquirt трябва да вземе предвид.
Коефициентът на самоиндукция (L-стойност) на избраната запалителна бобина е 3,7 mH. Заедно с омичното съпротивление R се определят максималният първичен ток и времето на нарастване на кривата. Малка L-стойност и съпротивление гарантират бързо нарастване на тока след включване. Известните данни на бобината на запалването могат да се използват за изчисляване на това как се изгражда първичният ток.
Следващата формула показва общото решение на диференциалното уравнение от 1-ви ред, което изчислява токовете, времената на зареждане и разреждане, за да покаже явлението на превключване като крива.
Уравнението е:
където времевата константа (Tau) се изчислява, както следва:
Максималният ток ще бъде 28 ампера според закона на Ом:
Реално този ампераж няма да се постигне.
Бобината се изключва по-рано. Причината е обяснена по-късно. Въвеждането на тази информация в общата формула дава:
Фигурата показва кривата на заряда на първичната намотка. От време T0 до 1 Tau бобината е заредена до 63,2%. Това е фиксиран процент за времето за зареждане на бобината. Резултатът от формула 13 показва, че намотката е заредена със 1 ампера при 17,7 Tau. При t = 5 Tau крайната стойност на практика е достигната.
Съгласно спецификациите на бобината за запалване, първичният ток на бобината за запалване след зареждане е 7,5 A. Токът не се увеличава. Времето, необходимо за достигане на 7,5 A, се нарича време на задържане. Времето на престой зависи от напрежението на батерията, което в случая е 14 волта. Ако процесът на зареждане не е регулиран, токът през бобината е максимум 12 ампера съгласно формула 28.
Бобината съгласно формула 14 се зарежда до 7,4 A при t = 17,7 ms. Реалното време за зареждане е по-кратко, тъй като бобината се зарежда до максимум 7,5 A. Необходимото време може да се изчисли чрез въвеждане на известните данни във формула 15.
Натрупването на първичен ток спира при 7,5 A. Това предотвратява прекомерното и ненужно загряване на бобината на запалването. Най-важното е, че бобината е оптимално заредена, доколкото е възможно, за възможно най-кратко време. Фигурата показва кривата на зареждане до t = 2,3 ms.
Когато напрежението на акумулатора падне, например при стартиране на двигателя, това се отразява на времето на престой. След това отнема повече от 2,3 ms, преди да се достигне 7,5 A. Новото време за зареждане се определя по вече добре познатата формула. Максималният ток се определя въз основа на напрежението на батерията:
Времето за зареждане до 7,5 A с максимум 20 A се изчислява по формула 17:
На фигурата времето за зареждане при 14 волта е показано с черна линия, а времето за зареждане при 10 волта е показано със зелено. Линиите падат до 0 едновременно; това е моментът на запалване. Тъй като по-ниското напрежение на батерията изисква повече време за зареждане на първичната намотка, MegaSquirt трябва да включи първичното захранване по-рано.
Черните линии (нарастващи и спадащи) показват времето на престой при напрежение на батерията от 14 волта. Зелената линия показва разширеното време за зареждане при по-ниско напрежение: това дава Δt. Реалното време за зареждане в този случай е Δt + 100%.
Това ще бъде изяснено по-късно в този раздел с пример и фигура 36. Времето за зареждане се удължава и моментът на запалване остава същият. Ако това не се случи или не се случи достатъчно, това ще има последствия за енергията, освободена по време на запалването. В този случай първичният ток се изключва твърде рано, така че не се постига ток от 7,5 A. Удължаването на времето за зареждане на първичната намотка (времето на престой) във формула е функция на напрежението на батерията. Изчисляването на времето на престой при различни напрежения дава различен максимален ток в намотката.
Като приемем, че напрежението на батерията може да падне до 6 волта по време на стартиране и да се повиши до 14,7 волта по време на зареждане, може да се начертае крива чрез изчисляване на няколко междинни стойности. Изображението по-долу показва корекцията на времето на задържане за използваната бобина за запалване DIS. В графиката се поставя (червена) точка за всяко увеличение от 2 волта. Тъй като в програмата TunerStudio е въведено предварително въведено време на задържане от 2,3 ms при напрежение от 14 волта, от това напрежение се формира корекционен фактор. Следователно напрежение от 14 волта е 100% (без корекция).
Вече стана ясно, че времето за зареждане се увеличава с до 315% при напрежение на батерията от 6 волта.
Напрежението на батерията може да падне с до 6 волта при неблагоприятни условия. Това означава отслабване на искрата за запалване. Удължаването на времето на задържане (времето, през което протича първичният ток) компенсира това, така че да се получи достатъчна енергия на запалване дори при това ниско напрежение. Това означава, че Δt от фигура 36 се утроява (2,3 ms * 315% = 7,26 ms) в сравнение с времето на задържане от 100% (2,3 ms), посочено в черно.
Коефициентите, посочени в червено на изображението по-горе, могат да бъдат копирани директно в програмата TunerStudio.
Известно време след като първичната бобина е била разредена, започва натрупването за следващото запалване. Колкото по-високи са оборотите на двигателя, толкова по-бързо се презарежда намотката. Фигура 37 показва две криви, при които първичният ток нараства до 8,85 A. Моментът на запалване е в точката, където линията пада до 0 A.
Определяне на момента на запалване:
Сигналът за запалване се определя от референтната точка на коляновия вал.
В зъбния венец на шайбата на коляновия вал 36 зъб от 1-те зъба е фрезован на 100 градуса пред горната мъртва точка на буталото на цилиндър 1. Между 100 и 0 градуса, така че по време на такта на компресия, микропроцесорът на MegaSquirt може да определи момента на запалване. Това отчита аванса.
Изображението показва изображението на двуканален осцилоскоп, в което горното изображение показва референтната точка на коляновия вал, а долното изображение показва контролния сигнал от MegaSquirt към DIS бобината за запалване. Контролният сигнал е с напрежение 5 волта (логическа 1) и продължава приблизително 1,5 ms.
Предварително запалване:
В този проект не се използват сензори за детонация. Възможно е да се обработва информация от сензори за детонация, но просто инсталирането на сензор за детонация не е достатъчно. Обработката на сигналите е сложна. Сигналът за детонация трябва първо да се преобразува в сигнал да/не или в аналогов сигнал, който показва силата на детонацията.
Преобразуването на вибрациите на двигателя в сигнал за детонация се извършва от интерфейсна верига. Тази верига не присъства в MegaSquirt II. Ето защо беше решено безопасно да се настрои пълно натоварване и частично натоварване, така че двигателят да не може да се окаже в зоната на детонация. Кривата на изпреварване при пълно натоварване, която трябва да бъде зададена, трябва да бъде определена в рамките на границите на детонация. Данните за центробежно и вакуумно изпреварване на конвенционалното запалване се определят въз основа на фабричните данни от ръководството за двигателя. Точките могат да бъдат нанесени на графика (пример на изображението по-долу).
Розовата линия показва оригиналния механичен аванс. Това е отчасти линейно поради механичната конструкция на центробежните тежести. Черната линия показва контрола на картата в MegaSquirt; тази линия следва крива. Важно е да стоите настрана от ударните зони при частично и пълно натоварване; следователно управлението на картата е ограничено при частично натоварване (червена линия) и изпреварването при пълно натоварване не се увеличава повече, отколкото в ситуацията с механично изпреварване (червена линия). Действителното подреждане на картата следва синята линия.
Първо, кривата на изпреварване при пълно натоварване трябваше да бъде въведена в таблицата за изпреварване на искрата. При по-високи скорости и по-ниски натоварвания ще е необходимо повече напредване. При частично натоварване авансът се добавя към авансът при пълно натоварване. Попълнената таблица за изпреварване на запалването и предварителните настройки при студен двигател са показани на страница 7.
Корпус на дросела:
Подаването на въздух/гориво се контролираше от карбуратора в първоначалното състояние. За системата за управление на двигателя карбураторът е заменен от тяло на дросела и четири инжектора, които са монтирани във всмукателния колектор. Това осигурява по-прецизно и контролирано впръскване, отколкото при карбуратора, където въздушно-горивната смес се образува централно в колектора и се разделя на четири канала. Дроселът се отваря от кабел Bowden, който се управлява ръчно от арматурното табло.
В края на краищата, MegaSquirt II не поддържа електронно управлявано тяло на дросела. Ето защо управлението на Bowden кабел е единствената възможност за използване.
Позицията на дросела се предава на MegaSquirt посредством напрежение. Големината на напрежението зависи от ъгъла на отваряне на дроселната клапа. Сензорът за положение на дросела е потенциометър със захранващо напрежение 5 волта (виж изображението). Необходими са връзка 3 и заземителна връзка 1. Пътеката (щифт 2) заема позиция на съпротивлението, която зависи от позицията на дросела. Следователно колелото е свързано с дроселната клапа. Когато бегачът трябва да преодолее малко разстояние над съпротивлението (бегачът сочи наляво), съпротивлението е ниско. На изображението плъзгачът е разположен отдясно (страната на земята), което означава, че има високо съпротивление и следователно ниско напрежение на сигнала.
При използваното тяло на дросела има напрежение от 600 mV върху плъзгача, когато дроселът е затворен, и напрежение от 3,9 V, когато вентилът е напълно отворен. ECU получава напрежението и го използва, за да изчисли ъгъла на отваряне на дроселната клапа. Бързото увеличаване на ъгъла на отваряне означава, че се получава ускорение; ECU реагира на това чрез кратко обогатяване. Това се нарича обогатяване с ускорение. Сензорът за положение на дросела не се използва за определяне на обогатяването на сместа при различни работни условия; За тази цел се използва MAP сензорът.
Тестова настройка на стъпковия двигател със симулатор:
След като MegaSquirt беше хардуерно настроен, кутията за прекъсване можеше да се използва, за да се провери дали се получава управлението на стъпковия двигател. Светенето на двуцветни светодиоди показва, че се извършва контрол. Стъпките, в които се управлява стъпковият двигател, могат да бъдат проследени чрез гледане на промяната в цветовете. Цветовете се редуват между червено и жълто. Данните за стъпковия двигател могат да бъдат въведени в менюто “Idle control” в програмата TunerStudio. Освен вида (4 проводни), може да се зададе и броя на стъпките. Това включва и началната позиция, в която трябва да бъде стъпковият двигател, когато двигателят се стартира. Освен това, времето може да бъде зададено колко време е необходимо за регулиране на една стъпка.
Броят на стъпките зависи, наред с други неща, от температурата на охлаждащата течност; по-ниската температура изисква по-голям отвор на стъпковия двигател. Стъпките спрямо температурата могат да бъдат зададени в графика. Симулаторът може да се използва за проверка дали стъпковият двигател действително се управлява правилно. Тъй като първо се проверява на симулатора, вместо на двигателя, проблемите могат да бъдат предотвратени по време на стартиране или работа на двигателя поради възможен хардуерен или софтуерен проблем. Тъй като температурата на охлаждащата течност и скоростта на двигателя влияят главно върху ъгъла на отваряне на стъпковия двигател, можете да проверите дали управлението е правилно, като завъртите тези потенциометри. Измервателят на таблото за управление в TunerStudio ще покаже корекцията в броя на коригираните стъпки.
Настройки на стъпков двигател:
Фигурата показва екрана с настройки за стъпковия двигател, използван за скорост на празен ход (управление на празен ход).
Стъпките, в които се настройва моторът, се определят предварително с помощта на Arduino. Броят на стъпките също трябва да бъде въведен, за да се придвижи до основната си позиция (стъпки за начало). Стъпковият двигател е активен във фазата на загряване (алгоритъм) и захранва намотките в покой (задържа тока между стъпките).
Позицията на стъпковия двигател зависи от температурата на охлаждащата течност. При стартиране на студен двигател клапанът трябва да е отворен малко повече, отколкото при стартиране на загрял двигател. Изображението по-долу показва екрана с настройки за задаване на стъпките (Steps) във връзка с температурата на охлаждащата течност (Coolant). Когато двигателят е студен, стъпковият двигател е напълно отворен, докато двигателят работи на празен ход. По време на фазата на загряване стъпковият двигател леко се затваря.
Също така е възможно да се регулира позицията на стъпковия двигател въз основа на температурата на охлаждащата течност при стартиране на двигателя. Това се нарича „Задължение/стъпки на празен ход“. Изображението по-долу показва екрана с настройки.
Верига на горивната помпа:
MegaSquirt гарантира, че горивната помпа се включва и изключва. Транзистор Q19 на фигурата по-долу предпазва транзистора Q2 от прекомерен ток. Ако токът е твърде висок, транзисторът може да изгори. Когато токът през частта колектор-емитер на Q2 и R40 се увеличи, се достига напрежението на насищане в основата на Q19. Транзисторът Q19 се включва, което води до намаляване на напрежението база-емитер при Q2.
Връзката FP-1 PTA0 се контролира вътрешно от MegaSquirt. За управление на транзисторната верига е необходим входен сигнал от сензора за положение на коляновия вал (сензор на Хол или индуктивен сензор). Ако сигналът се загуби, например ако двигателят спре неволно, захранването на горивната помпа незабавно се прекратява.
Изходът на транзисторната верига (FP1 OUT) е свързан към релето на горивната помпа. Пин 85 на релето е изходът на управляващия ток. При захранено реле основната захранваща секция (пин 30 и 87) се превключва, така че горивната помпа да получава захранващо напрежение, за да работи.
Използва се електронна горивна помпа с работно налягане 3 бара. Горивото се насочва през горивния филтър към горивната шина, където налягането е на входа на инжекторите. Инжекторът ще инжектира предварително изчислено количество гориво във всмукателния колектор, когато дойде сигнал от MegaSquirt. Контролът на MegaSquirt определя не само количеството впръскано гориво, но и налягането на горивото в релсата.
При по-високо налягане в релсата ще бъде впръскано по-голямо количество гориво със същия контрол. Следователно налягането в релсата трябва да се регулира въз основа на отрицателното налягане във всмукателния колектор. Разликата в налягането (∆P) трябва да остане 3 бара през цялото време. Фигурата показва схемата на горивната система. Розовите, жълтите, оранжевите и черните линии показват електрическите връзки. Червената линия показва подаването на гориво, а синята линия връщането на гориво.
Завършване на механичната работа:
Следващите три снимки показват двигателя в последните етапи на механични модификации.
Снимка 1:
Това е страната, където се виждат повечето от апликираните части. Таблото за управление и MegaSquirt ECU също се намират тук. Под снимката има легенда с описание на номерата на частите. Можете да отворите снимките в по-голям размер, като щракнете върху тях.
- Дроселна клапа;
- Горивопровод за инжекторите;
- Свързваща тръба за дроселова клапа на всмукателния колектор;
- Манометър за гориво;
- Всмукателен и изпускателен колектор;
- Табло с превключвател на охлаждащия вентилатор, светлини за алтернатор и налягане на маслото, ключ за запалване и ключ за маса;
- Вакуумен маркуч за MAP сензор;
- Ламбда сонда;
- Маркучи за гориво (подаване и връщане) заедно в термосвиваема кутия;
- Горивна помпа/резервоар;
- Реле на горивната помпа;
- MegaSquirt;
- Изпускателен шумозаглушител.
Снимка 2:
Тази снимка показва другата страна на двигателя. Тук можете да видите карбуратора (15) и конвенционалното запалване (17). Целта на това класическо запалване е да предизвика искра на запалителните свещи в тестовата настройка (14). Това, разбира се, няма функция за двигателя, но дава представа за работата на запалването, както работи в класическите автомобили.
Номер 20 показва спирачния механизъм на трансмисията. Прътът на спирачния барабан може да се затегне с боуден кабел, така че изходящият вал на скоростната кутия да се спира. Спирачката на трансмисията се задейства, за да натовари за кратко двигателя, когато е включена предавка.
14. Тестова настройка на запалване на механичен разпределител;
15. Карбуратор;
16. DIS бобина за запалване;
17. Механично разпределително запалване с вакуумно изпреварване;
18. Задно табло;
19. Механична горивна помпа;
20. Трансмисионен спирачен механизъм;
21. Класическа запалителна бобина.
Снимка 3:
Тук ясно се вижда горният изглед на двигателя с тестовата настройка за запалването и горивната шина.
Механичните настройки са завършени. Двигателят все още не може да бъде стартиран, защото някои данни трябва първо да бъдат въведени в MegaSquirt.
Volgende: MegaSquirt II ECU настройка.
