esittää:
- Moottorin hallintajärjestelmän viritys
- VE pöytä
- AFR pöytä
- Ignition Advance Table ja Cold Advance
- Pysyvä akun korjaus
- Kytke sytytysvirta ja käynnistä, Cranking Pulse
- Paikallaan
- Kiihtyvyys
- Esitäyttöpulssi
- Lisärikastus
Moottorin hallintajärjestelmän viritys:
Edellisissä luvuissa kuvataan, kuinka moottori valmistetaan ja mitä valintoja on tehty moottorinhallintajärjestelmän suunnittelussa. Toteutus kuvaa, kuinka saatuja tietoja käsitellään moottorinhallintajärjestelmässä. Kaikkien parametrien syöttäminen ei riitä moottorin käynnistämiseen. "Viritys" on vielä tehtävä ja säätöjä tehdään mittausten ja koetulosten perusteella.
Moottorin ohjelmistosäädöllä on suuri vaikutus sen toimintaan. Väärä säätö voi aiheuttaa epäsäännöllistä käyntiä, pysähtymistä ja jopa moottorivaurioita. Jälkimmäinen voi tapahtua, jos seos on liian laihaa. Ruiskutusaika ja ruiskutusmäärä riippuvat useista tekijöistä:
- rpm;
- Verottaa;
- Lämpötila.
Hyvän seoksen muodostumisen saavuttamiseksi kaikkina aikoina vaihtelevissa käyttöolosuhteissa, ECU on asetettava oikein ennen moottorin ensimmäistä käynnistystä. Asetukset tehdään täyttämällä useita taulukoita, nimittäin:
- VE-taulukko tilavuushyötysuhteelle;
- AFR-ilma/polttoainesuhdetaulukko;
- Sytytystaulukko sytytyksen ajoitusta varten.
Pöydät syötetään TunerStudio-ohjelmaan. Väärien arvojen syöttäminen voi johtaa siihen, että moottori ei toimi kunnolla; Siksi järjestelmätuntemus on tässä vaatimus. Seuraavissa kappaleissa selitetään, kuinka taulukot määritettiin. Perusruiskutusaika, eli ilman rikastusta, määritetään useiden laskelmien avulla.
Ilman ominaismassa (ρ) lasketaan imetyn ilman mitatusta lämpötilasta ja alipaineesta (MAP-anturin arvo). Siksi on selvää, että asianmukaisesti täytetyt taulukot ovat tarpeen moottorin moitteettoman toiminnan kannalta.
VE-taulukko:
Luvussa ruiskutusjärjestelmä selitetään, mitä varten VE-taulukko on tarkoitettu. Tässä osassa selitetään, kuinka VE-taulukon tiedot määritetään Land Rover -moottorille.
VE-taulukossa jokainen solu osoittaa alipaineen prosenttiosuuden suhteessa nopeuteen. Tämä prosenttiosuus on suurin sillä nopeudella, jolla vääntömomentti on suurin. Loppujen lopuksi moottori on siellä tehokkain, koska moottori täyttyy parhaiten. Land Roverin moottorin vääntö- ja tehokäyrä näkyy alla olevassa kuvassa.
Kuvassa on VE-taulukko, jossa on generaattori. Y-akseli osoittaa MAP-anturin havaitseman imusarjan paineen. 100 kPa on yhtä kuin 1 baari (ulkoilman paine) ja se on vapaasti hengittävän moottorin imusarjan suurin paine. X-akseli näyttää moottorin kierrosluvun.
Ennen kuin moottori käynnistetään ensimmäistä kertaa, arvioitu VE-taulukko on täytettävä. VE-pöydän lopullinen asetus on tehtävä testipenkissä käyttämällä laajakaistaista lambda-anturia ja estettyä lambda-säädintä. ”TunerStudio” -ohjelmassa, joka tarjoaa MegaSquirtille ohjelmiston ja parametrit, on apuohjelma, joka laskee VE-taulukon arvot. VE-arvot voidaan kuitenkin laskea myös kaavoilla. Taulukon tietoja käytetään kaavojen täydentämiseen.
V ilma määritetään samoissa olosuhteissa kuin edellisessä laskelmassa; nimittäin moottorin nopeudella, jolla vääntömomentti on suurin. Edellisen laskelman vastaus on siksi otettu seuraavasta kaavasta.
Imusarjan (ali)paine ja imuilman lämpötila vaikuttavat ilman ominaismassaan ja siten myös täyttöasteen kaavaan. Täyttöaste voidaan määrittää käyttämällä taulukon 3 ja tämän kaavan tunnettuja ja laskettuja tietoja.
2500 % voidaan syöttää soluun nopeudella 100 RPM ja 70 kPa VE-taulukossa. Tämä on numerosarjan ylimmällä rivillä kaasun ollessa täysin auki. Laskelmat voidaan toistaa useita kertoja muiden numeroiden syöttämiseksi VE-taulukkoon. Välisolut voidaan muodostaa interpolointifunktion avulla. Sitten tietokone määrittää väliarvot lineaarista etenemistä käyttäen. Tämä varmistaa, että 3D-näkymässä näkyvä "kukkula" on mahdollisimman asteittainen ja ettei välissä ole reikiä tai pisteitä. Kun tyhjäkäynnin ja maksiminopeuden välisellä 100 kPa alueella olevat kennot täytetään, voidaan niistä johtaa vääntömomenttikäyrä. Esimerkiksi jos vääntömomentti puolitetaan maksiminopeudella, myös VE-arvo on puolet maksimiarvosta; tässä tapauksessa noin 35 %. Jos solut päätetään täyttää arviona, voidaan myös koko VE-taulukko täyttää tällä tavalla. Edellisillä laskelmilla ja perusteluilla koottu VE-taulukko on riittävän hyvä moottorin käymiseen, mutta se ei varmasti ole oikea. VE-pöydän lopullinen säätö tulee tehdä testipenkillä käyttämällä laajakaistaista lambda-anturia ja deaktivoitua lambda-säädintä AFR-korjausten estämiseksi, missä moottoria voidaan kuormittaa pitkään. Koska tässä projektissa ei käytetä koepenkkiä, säätö tehdään mahdollisimman hyvin paikallaan olevalla alueella ja suuremmalla nopeudella pienillä kuormilla.
Sen saattaminen tyhjäkäyntiin kunnolla on vaikein osa ja se tehdään viimeisenä. On suositeltavaa pitää moottori korkealla nopeudella (noin 2000 rpm) ja antaa moottorin lämmetä, kunnes se saavuttaa käyttölämpötilansa. Lämpötilan muutoksilla on tällöin mahdollisimman vähän vaikutusta VE-arvoihin. Kun täydellinen VE-taulukko on korjattu, voidaan syöttää korjauksia alemmille lämpötiloille (esim. kylmäkäynnistyksen aikana). Tämä on mahdollista erillisissä asetusohjelmissa, kuten kylmäkäynnistyksen rikastus.
Moottorin maksiminopeus on tekijä, joka on otettava huomioon taulukkoa täytettäessä. Taulukossa, jossa on 16 * 16 = 256 solua, on tarkempaa, että välinopeudet rajoittavat maksiminopeutta niin paljon kuin mahdollista. Ei ole mitään järkeä pyörittää pöytää 7000 rpm asti. täytettävä, kun suurin nopeus on 4500 rpm. määrä.
Suunnilleen täytettyä VE-taulukkoa säädettäessä otetaan huomioon nykyinen lambda-arvo prosenttiosuuden korjaamiseksi oikealla imusarjan paineella (MAP) ja nopeudella. Tämä arvo on hankittava säätämällä VE-arvo arvoon λ = 1. Jos esimerkiksi mitataan sekoitussuhde 12,3, kun AFR-taulukossa on asetettu 14,7, VE-arvoa on pienennettävä, kunnes mitataan sekoitussuhde 14,7. Alentamalla VE-arvoa ruiskutetaan vähemmän polttoainetta. Seoksesta tulee ohuempi.
Innovate-laajakaistainen lambda-anturi ulkoisella säätimellä mittaa seoksen koostumuksen ja lähettää sen MegaSquirtiin 0-5 voltin jännitteellä. Ohjelmisto muuntaa tämän jännitearvon AFR-arvoksi (esim. lambda = 1). VE-taulukon eri solujen mittaamisen ja säätämisen jälkeen välisolut voidaan täyttää automaattisesti interpoloimalla. VE-arvon säätäminen johtaa erilaiseen ruiskutusstrategiaan. Suuttimen ohjaus johdetaan arvosta, joka ilmaisee, kuinka paljon ilmaa moottorissa on, eli VE-taulukon arvosta.
Valitettavasti meillä ei ollut tehotestipenkkiä, eikä moottoria ollut mahdollista testata kuormituksella. Siksi olemme jossain määrin rajoittuneet juoksemaan ilman kuormaa. Mukana on jarrurumpu, joka toimi alun perin seisontajarruna. Tätä jarrua voidaan käyttää lyhyesti moottorin kuormittamiseksi. Vaihteella (esim. neljäs) ja voimajarrulla lambda-arvoa voidaan korjata tietyillä nopeuksilla. Korjaamme väliarvot interpolointitoiminnolla. Räjähdys voi tapahtua testin aikana. Aikaisemmassa vaiheessa valmistui sytytystaulukko, johon syötettiin sytytysennakko. Haluttu ennakko voi poiketa taulukkoon syötetyistä arvoista. Kun kuulet lieviä räjähdysääniä, sytytystä tulee edetä (eli viivästää) muutaman asteen vähemmän. Usein tutkinto tai 3 riittää. Tätä voidaan tietysti säätää myöhemmin, kun VE-pöytä on valmis. VE-taulukon arvot voidaan näyttää myös 3D-näkymässä. Tämä antaa käsityksen siitä, onko suuria poikkeamia, kuten poikkeavia kohtia ja kuoppia.
Sen lisäksi, että voidaan tarkistaa, ovatko generaattorin laskemat arvot loogisia, VE-taulukko voitaisiin myös täyttää osittain ilman generaattoria. Moottori on tehokkain sillä nopeudella, jolla vääntömomentti on suurin: täällä täyttöaste on korkein ja VE-taulukon arvo on myös suurin. VE-taulukko ilmaisee moottorin täyttömäärän prosentteina.
Kun VE-taulukko on valmis, lambda-ohjaus voidaan kytkeä uudelleen päälle.
Alla olevissa kuvissa näkyy täytetty VE-taulukko ja 3D-näkymä, jonka avulla Land Rover -moottori toimii kunnolla.
AFR-taulukko:
Ruiskutusjärjestelmäsivulla kuvataan AFR-taulukon toiminta ja miksi tyhjennys ja rikastaminen on tarpeen tehon ja taloudellisen ajon kannalta. Tällä sivulla kerrotaan, kuinka AFR-taulukko asetetaan Land Rover -moottorille.
Ensin asetetaan VE-taulukko, vasta sitten AFR-taulukko korjataan. AFR-taulukko on kuitenkin aluksi asetettava kokonaan arvoon 14,7, jotta MegaSquirt ei tee korjausta VE-taulukkoa täytettäessä (katso kuva). Aluksi oletetaan stoikiometristä sekoitussuhdetta. Myös lambda-ohjaus on kytketty pois päältä. Vasta VE-taulukon asettamisen jälkeen AFR-taulukko on valmis ja lambda-ohjaus kytketään päälle.
Kuvassa on täytetty AFR-taulukko, jossa ilma/polttoainesuhde vaihtelee välillä 12,5 (rikas) ja 15,1 (laiha). AFR-taulukkoa täytettäessä seos rikastuu täyskuorma-alueella. Rikastuminen näkyy koko alueella välillä 75-100 kPa. Kaasuventtiili on täysin auki. Osakuormituksen aikana ja noin vääntömomentin nopeudella seos on laihaa; sekoitussuhde on tässä 15:1. Tämä näkyy välillä 1500-3100 rpm. alipaineessa 15-40 mbar. Kaasuventtiili on vain osittain auki. Moottori on tehokkain tällä alueella.
Ignition Advance Table ja Cold Advance:
Sivulla sytytysjärjestelmä kuvaa, mitä sytytysennakko pitää sisällään.
Sytytyksen etenemistaulukko on asetettu alipaineohjauksella varustetun keskipakoliikkeen tehdastietojen perusteella. Musta viiva osoittaa mekaanista etenemistä.
Sininen viiva näyttää karttakaavion. Jotta osakuorman nakutusalue ei pääse sisään, käytetään korjausta; varsinainen ennakkomaksu seuraa punaista viivaa.
3D-näkymässä ei ole epänormaalia arvoa, kuten reikiä tai mäkiä. Pöydän tulee olla melko "tasainen" eikä siinä saa olla liikaa kuoppia.
Sytytystaulukon vakioasetusten lisäksi "Cold Advance" tarjoaa myös mahdollisuuden lisätä sytytystä moottorin ollessa kylmä.
Kun moottori on kylmä, on edettävä enemmän, koska palaminen on silloin hieman hitaampaa. Tämän viiveen kompensoimiseksi ennakkoa lisätään jopa 6 astetta. Kuvassa näkyvät nämä asetukset.
Pysyvän akun korjaus:
"Toimilaitteet" -sivulla käytettyä sytytysjärjestelmää koskeva osio kuvaa akun jännitteen vaikutusta ensisijaisen sytytyspuolan latausaikaan. Kuvassa näkyy asetusnäyttö, johon täytetään jo lasketut korjaukset.
Kytke ja käynnistä sytytys, käynnistyspulssi:
Kun sytytysvirta on kytketty päälle, polttoainepumppuun ei kytkeydy virtaa, vaan myös suuttimet aktivoituvat kerran. Tätä kutsutaan "aloituspulssiksi". Täyttöpulssin aikana ruiskutettu bensiini kerääntyy - luultavasti - imusarjan kylmiin seiniin. Käynnistysprosessi on nyt helpompi, koska käynnistykseen ruiskutettu bensiini ei mene hukkaan aiemmin mainitussa tilanteessa. Täyttöpulssin aikana ruiskutetun polttoaineen määrä riippuu moottorin lämpötilasta. Lämmin moottori tarvitsee alhaisemman esitäyttöpulssin. Haluttu määrä voidaan asettaa kaavioon TunerStudiossa.
Käynnistysnopeus on usein alle puolet joutokäyntinopeudesta. Ns. “Cranking Pulse” on asetettava MegaSquirtissa. Koska käynnistyksen aikana ei anneta kaasua ja kaasuventtiili pysyy sen vuoksi kiinni, tarvittavan ilman on tultava joutokäyntiventtiilin kautta. On mahdollista asettaa kaasuläpän asento, johon ruiskutus lopetetaan. Tässä projektissa käytetään askelmoottoria. Tämä askelmoottori avautuu siksi osittain käynnistyksen aikana. Asento riippuu jäähdytysnesteen lämpötilasta; enemmän ilmaa, kun moottori on kylmä ja vähemmän, kun moottori on lämmin. Ilmansyötön lisäksi ruiskutus on säädettävä myös moottorin käynnistysolosuhteiden mukaan. Bensiinin määrää säädetään vaihtelemalla ruiskutusaikaa. Jäähdytysnesteen lämpötilassa 25 ⁰C ruiskutusmäärä kaksinkertaistuu verrattuna tilanteeseen, jossa moottori on käyttölämpötilassa (noin 90 ⁰C). Kuvassa on käyrä, jossa ruiskutusmäärää voidaan säätää suhteessa jäähdytysnesteen lämpötilaan. 100 %:n PWM on yhtä suuri kuin laskettu polttoainemäärä, kaikki ylimääräinen on lisärikastusta.
Paikallaan:
Kaasuventtiilin on oltava täysin kiinni tyhjäkäynnin aikana. Ilmansyöttöä joutokäynnin aikana ohjataan täysin käytetyllä askelmoottorilla.
Kiihtyvyys:
Kiihdytys vaatii rikkaamman seoksen. Seossuhde on säädettävä kaasupoljinta painettavaan nopeuteen. TunerStudio-ohjelmassa kiihtyvyyden lisäys asetetaan vaihtoehdolla "Acceleration Enrichment", lyhennettynä "AE". Kiihtyvyyden rikastuksen asetus tulee suorittaa vasta, kun VE-taulukko on täytetty oikein.
Koska tämän projektin moottori on varustettu sekä kaasun asentoanturilla että MAP-anturilla, voidaan määrittää sekä kaasun asento että imusarjan alipaine. TPS-pistettä käytetään kaasun asennon vaihtamiseen. "Piste" ilmaisee muutoksen nopeuden ja ilmaistaan prosentteina. Tästä prosentista riippuen ruiskutetaan enemmän polttoainetta. Injektion kestoa pidennetään muutamalla millisekunnilla. TPS-Dot-arvo 100 % osoittaa, että kuristusventtiili on siirtynyt suljetusta täysin auki 1 sekunnin aikana. Jos avaaminen tapahtuu vielä nopeammin, prosenttiosuus kasvaa. On tärkeää tietää, millä arvolla kuristusventtiili avataan; Jos moottori on ollut käynnissä osakuormituksella jonkin aikaa ennen kiihdytystä, ei voida olettaa, että kaasuventtiili olisi ollut täysin kiinni. Kuristusventtiilin asento ilmaistaan ns. kiihtyvyyskynnyksenä. Kynnys osoittaa, mistä kaasuasennosta kaasuventtiili on siirretty täysin auki. Kiihdytyskartio edustaa siirtymäaikaa kiihdytysruiskutusajasta ruiskutusrikastuksen loppuun. Tämä estää kiihdytystä loppumasta liian nopeasti.
Kiihtyvyyden rikastusasetus voidaan aluksi tarkistaa simulaattorilla. Lopullinen säätö on tehtävä kokeellisesti laajakaistaisen lambda-anturin avulla tai ilman sitä.
Esipulssi:
Esitäyttöpulssi on toiminto, joka suihkuttaa pienen määrän polttoainetta imuventtiileihin, kun sytytysvirta on kytkettynä. Tämä helpottaa aloitusprosessia. Kun moottori on lämmin, ruiskutusmäärä pienenee. Esipulssia säädetään käyrän sinisillä pisteillä (katso kuva).
Lisärikastus:
Välittömästi moottorin käynnistymisen jälkeen suoritetaan rikastus. Tätä kutsutaan "AfterStart Enrichmentiksi". MAP on edelleen liian korkea, koska nopeus ei ole vielä tarpeeksi suuri tarjoamaan tarpeeksi tyhjiötä. Varsinkin kun moottori on kylmä, rikastus tapahtuu tietyn ajan, kunnes moottori alkaa käydä VE-asetusten mukaisesti.
"Warmup Enrichment" (WUE) tarjoaa rikastusta moottorin lämmitysvaiheen aikana. Kun moottori lähestyy käyttölämpötilaansa, rikastuksen tulee olla 0 %.
seuraava: Testaus.
