Temos:
- Nustatykite ir įdiekite variklio valdymo sistemos jutiklius
- Alkūninio veleno padėties jutiklis
- Impulsinis ratas
- Žemėlapio jutiklis
- Aušinimo skysčio temperatūros jutiklis
- Lambda zondas
Nustatykite ir įdiekite variklio valdymo sistemos jutiklius:
Variklio valdymo sistemai reikia daugybės jutiklių. Jutikliai tarnauja kaip sistemos „įvestis“. Jutikliai fizinį dydį paverčia elektriniu signalu, kurį gali apdoroti kompiuteris, šiuo atveju MegaSquirt.
„MegaSquirt“ surinkimo procese būtina atsižvelgti į komponentus, kurie montuojami ant variklio, nes „MegaSquirt“ struktūra gali skirtis.
Paveikslėlyje parodytos skirtingos jutiklių grandinės, kuriose yra šie komponentai. Paveiksle parodyti įvesties signalai gaunami iš lambda jutiklio, droselio padėties jutiklio, aušinimo skysčio temperatūros jutiklio ir oro temperatūros jutiklio.
Be jutiklių, diagramoje taip pat yra daug rezistorių ir kondensatorių. Šių komponentų sudėtis sudaro filtrus; Šie filtrai skirti užfiksuoti trikdžių signalus ir triukšmą. Jei jutiklio signalą iškraipo triukšmas, tai gali turėti didelių pasekmių pavarų valdymui, taigi ir variklio veikimui.
Alkūninio veleno padėties jutiklis:
Svarbi variklio valdymo sistemos įvestis yra alkūninio veleno greitis.
Alkūninio veleno greitis matuojamas naudojant alkūninio veleno padėties jutiklį ir impulsinį ratą. Alkūninio veleno padėties jutiklis atlieka dvi svarbias funkcijas:
- Alkūninio veleno greitis gali būti nustatomas pagal signalo dažnį;
- Impulsiniame ratuke trūkstamas dantukas rodo alkūninio veleno padėtį, kurioje 1 ir 4 cilindrų stūmokliai yra keliais laipsniais prieš TDC.
Variklio sūkiai turi įtakos purkštukų ir uždegimo valdymui. Trūkstamas dantis 36-1 impulsų ratuke yra svarbus nustatant uždegimo ir įpurškimo laiką. Kaip greičio jutiklį buvo nuspręsta naudoti Hall jutiklį, o ne indukcinį impulsų generatorių. Indukcinis jutiklis generuoja kintamąją įtampą, kurią MegaSquirt valdiklyje reikia paversti tiesiogine įtampa. Holo jutiklis generuoja kvadratinės bangos įtampą, kuri sustiprinama iki 5 arba 12 voltų, naudojant vidinį arba išorinį traukimo rezistorių. Dėl to Hall jutiklis labiau tinka patikimam signalui formuoti. Šis pasirinkimas turi būti atliktas iš anksto prieš surenkant MegaSquirt; abu jutikliai reikalauja skirtingos grandinės konstrukcijos.
Impulsinis ratas:
Alkūninio veleno padėties jutiklis matuoja ant variklio sumontuoto impulsinio rato oro tarpo pokytį. Tačiau „Land Rover“ variklis iš pradžių neturi alkūninio veleno padėties jutiklio, todėl nėra impulsinio rato. Todėl impulsų ratą reikėjo sumontuoti vėliau. Daug galvota apie impulsinio rato vietą ir padėtį. Galimybės buvo:
- Diskas su 36 dantimis, pritvirtintas prie alkūninio veleno skriemulio išorės spaustuku arba varžtu.
- Srovės alkūninio veleno skriemulio reguliavimas frezuojant dantis nuo skriemulio.
Įprasta naudoti 36-1 arba 60-2 impulsų ratą. 60 dantų impulsinis ratas daugiausia naudojamas didesnio skersmens. 36-1 tinka naudoti dėl savo dantų pločio. Labai svarbu, kad impulsinis ratas turėtų kuo mažesnę aukščio eigą. Aukščio pokytis reiškia magnetinio lauko pasikeitimą tarp jutiklio ir impulsinio rato dantų. Tai gali turėti neigiamų pasekmių variklio veikimui. Žinoma, tam reikia užkirsti kelią. Todėl geriau buvo reguliuoti dabartinį alkūninio veleno skriemulį. Esamo alkūninio veleno skriemulio išorinis kraštas yra apdirbtas frezavimo staklėmis. Įpjovos padarytos pašalinus medžiagą. Likę 36 dantys leidžia jutikliui matuoti magnetinių laukų pokyčius. Atskaitos taškui nušlifuotas dantis. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas apdirbtas alkūninio veleno skriemulys.
Šlifuotas dantis matomas impulsinio rato viršuje, tiesiai po jutikliu. Kai alkūninis velenas yra šioje padėtyje, tai nereiškia, kad 1 ir 4 cilindrų stūmokliai yra TDC, bet kad šie stūmokliai yra 90 laipsnių kampu prieš TDC, o tai atitinka 9 dantis (360/36). Tą akimirką, kai praeina trūkstamas dantis, MegaSquirt gauna signalą, kad netrukus turėtų įvykti uždegimas. Nuo to momento skaičiuojama, kada turėtų būti įjungta uždegimo ritė. Esant įvairioms eksploatavimo sąlygoms, išankstinio uždegimo laikas taip pat nustatomas pagal šį atskaitos tašką.
Vaizdas iš osciloskopo (žr. paveikslėlį) rodo alkūninio veleno signalą (viršuje), palyginti su uždegimo ritės valdymo signalu (apačioje). Kontrolinis impulsas į uždegimo ritę susidaro ties aštuntuoju dantu po trūkstamo. Kai variklis dirba tuščiąja eiga, uždegimas pasukamas 10 laipsnių, o tai sudaro 1 dantį. Tai atitinka 90 laipsnių (9 dantis) tarp pašalinto danties ir tikrojo viršutinio mirusiojo taško.
Norint surinkti Holo jutiklio grandinę „MegaSquirt“, reikia sumontuoti kondensatorių C11, rezistorius R12 ir R13, diodą D2 ir optinę movą U3 (žr. paveikslėlį žemiau). Signalas iš Hall jutiklio patenka į diagramą, pateiktą 105 paveiksle, dalyje „Opto in“. Signalas per diodą ir rezistorių patenka į vadinamąją optinę movą. Šis komponentas pažymėtas laužta punktyrine linija. Opto jungtis yra maža integrinė grandinė, kurioje kairėje pusėje esantis šviesos diodas, kai šviečia, praleidžia fototranzistorių dešinėje pusėje. Opto-mova gali būti vertinama kaip jungiklis be mechaninių ar elektrinių jungčių tarp valdymo ir perjungimo dalių.
Kai tranzistorius opto jungtyje yra laidus, iš Vcc į žemę gali tekėti nedidelė srovė. Tuo metu „Opto Out“ yra 0 voltų įtampa. Jei tranzistorius nelaidus, nėra srovės, taigi ir įtampos kritimo rezistoriuje R13. Tada „Opto out“ įtampa yra 5 voltai.
Naudojant optinę movą, galvaniškai atskiriamas diodas ir fototranzistorius. Taigi pavojingos trukdžių įtampos nėra mikrovaldiklio grandinėje, nes gedimo įtampa paprastai yra didesnė nei 5 kV.
MAP jutiklis:
MAP jutiklis (kolektoriaus absoliutaus slėgio jutiklis) matuoja slėgį įsiurbimo kolektoriuje. „MegaSquirt“ naudoja šį slėgį, variklio sūkius ir įleidimo temperatūrą, kad apskaičiuotų į variklį patenkančio oro kiekį. Naudojant Land Rover variklį, bus matuojamas absoliutus slėgis (išorės oro slėgis) arba neigiamas slėgis. Tai natūraliai įsiurbtas variklis, kuris siurbia savo orą. Varikliai su turbina turi susidoroti su pertekliniu slėgiu įsiurbimo kolektoriuje. MAP jutiklio matavimo diapazonas paprastai yra nuo 0,2 iki 1.1 baro.
Slėgis įsiurbimo kolektoriuje kartu su droselio sklendės atsidarymo kampu (kuris matuojamas droselio padėties jutikliu) ir variklio sūkių dažnis gali nustatyti variklio apkrovą. Kadangi trūksta MAF jutiklio (Kolektoriaus oro srautas), įsiurbiamo oro kiekis apskaičiuojamas pagal variklio duomenis ir neigiamą slėgį įsiurbimo kolektoriuje. Buvo nuspręsta nenaudoti MAF jutiklio, nes signalas yra mažiau patikimas, nes jis nėra skirtas varikliui. Nustatymų suderinimas su įsiurbimo kolektoriaus savybėmis yra sudėtingas. Tam reikia daug korekcijos faktorių.
Naudojamas MPX4250AP MAP jutiklis parodytas paveikslėlyje. Standartiškai „MegaSquirt“ plokštėje yra šio tipo MAP jutiklio prijungimo galimybės. Šis jutiklis taip pat standartiškai įtrauktas į konstrukcinį komplektą. Įpurškiamo kuro kiekis, be kita ko, priklauso ir nuo esančio oro kiekio, nes bandoma pasiekti stechiometrinį maišymo santykį (14,68 kg oro 1 kg kuro). Buvo galimybė nenaudoti tiek MAF, tiek MAP jutiklių. Tada įsiurbiamo oro kiekis būtų nustatomas pagal vadinamąjį alfa-N reguliavimą. Atsižvelgiama į dujų vožtuvo padėtį, kuri yra lemiama oro kiekiui. Tačiau tai yra mažiau tiksli nei MAP jutiklis, todėl jis nebuvo pasirinktas. Šiame projekte droselio padėties jutiklis naudojamas tik pagreičiui sodrinti.
Aušinimo skysčio temperatūros jutiklis:
Klasikinėje sąrankoje ant variklio bloko nėra temperatūros jutiklių. Variklyje standartiškai sumontuotas bimetalinis sluoksnis, kurio funkcija yra įjungti prietaisų skydelio apšvietimą, jei aušinimo skysčio temperatūra yra per aukšta. Kadangi variklio valdymo sistema tikrai atsižvelgia į aušinimo skysčio ir įsiurbiamo oro temperatūrą, buvo nuspręsta modifikuoti NTC rezistorius. NTC rezistorius turi neigiamą temperatūros koeficientą. Tai reiškia, kad, kylant temperatūrai, pasipriešinimo vertė mažėja. Pasirinktas aušinimo skysčio temperatūros jutiklis yra jutiklis, kurio varža yra 2,5 kiloomo esant 25⁰ Celsijaus temperatūrai. Atsparumo pokytis didžiausias svarbiausiame temperatūros diapazone. Norint apskaičiuoti teisingą temperatūrą, turi būti nurodytos NTC varžos savybės.
Atsparumo pokytis yra didžiausias, kai temperatūros diapazonas keičiasi nuo 0 °C iki 60 °C. Tai matyti iš charakteristikos eigos; minėtame temperatūrų diapazone varža sumažėja maždaug 5kΩ, o esant T ≥ 60⁰C varža beveik nemažėja. Kai kuriais atvejais pageidautina matuoti ir aukštesnę nei 60°C temperatūrą. Kad tai būtų įmanoma, vidinį poslinkio rezistorių tam tikroje temperatūroje galima perjungti į skirtingos vertės poslinkio rezistorių. Tai sukuria dvi NTC charakteristikas. Tačiau šiame projekte aušinimo skysčio temperatūra naudojama tik šalto užvedimo sodrinant, kuri beveik nenaudojama aukštesnėje nei 60°C temperatūroje.
Žema temperatūra taip pat įdomiausia; čia vyks šalto užvedimo sodrinimas; purkštukas aktyvuojamas ilgiau, kai variklis šaltas. Varikliui pakankamai įšilus (T ≥ 60⁰C), sodrinimas vyksta vis mažiau. Nuo T = 90 ⁰C įpurškimo strategija vykdoma pagal nustatytas vertes atskaitos lauke. Nuorodos laukas yra įvesta numatytoji reikšmė. Išoriniai veiksniai, tokie kaip šalto paleidimo sodrinimas žemoje temperatūroje, sudaro šios standartinės vertės pataisos koeficientą. „MegaSquirt“ nebeatsižvelgia į aušinimo skysčio temperatūrą.
Lambda jutiklis:
Išmetamosiose dujose yra sumontuotas lambda jutiklis (jutiklis), kuris matuoja oro ir degalų santykį išmetamosiose dujose. Lambda jutiklis turi svarbią užduotį „sureguliuoti“ variklio valdymą vėliau, užpildant AFR ir VE lenteles. Norint suprasti idealų maišymo santykį ir sodrinimo ar nuskurdinimo naudingumą bei būtinybę, pirmiausia apibrėžiamas stechiometrinis maišymo santykis, sodrinimas ir išeikvojimas.
Stechiometrinis maišymo santykis rodo oro ir kuro santykį, kuriame sunaudojamas visas oro deguonis. Taip yra su santykiu 14,68:1 (apvalinama kaip 14,7 kg oro ir 1 kg benzino). Tada kalbame apie λ = 1.
Lambda reikšmė skirtingomis darbo sąlygomis gali skirtis:
- Sodrinimas: λ < 1;
- Nuskurdinti: λ > 1.
Sodrinimas iki λ = 0,8 reiškia, kad taikomas 11,76 kg oro ir 1 kg benzino maišymo santykis. Taigi 1 kg kuro sudeginti lieka mažiau oro. Mišinio praturtinimas arba išeikvojimas visada turi neviršyti sprogimo ribų. Sodrinimas vyksta, kai variklis turi tiekti daugiau galios. Sodresnis mišinys taip pat suteikia vėsinimo. Kita vertus, liesas mišinys užtikrina geresnes degalų sąnaudas. Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduoti du grafikai, rodantys didžiausią galią ir mažiausias degalų sąnaudas.
Lambda reikšmė turi įtakos ne tik galiai ir degalų sąnaudoms, bet ir išmetamųjų teršalų kiekiui. Turtingesnis mišinys užtikrina mažesnį NOx kiekį, bet ir didesnę CO bei HC emisiją. Naudojant liesesnį mišinį, kuro dalelės yra toliau viena nuo kitos, todėl degimas nebėra optimalus; dėl to didėja ir HC emisija. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas išmetamųjų teršalų kiekis, susijęs su lambda verte. Naudojant katalizatorių, pageidautina užtikrinti, kad įpurškimas būtų nuolat kaitaliojamas tarp sodrios ir liesos. Turtingame mišinyje dėl deguonies trūkumo susidaro CO, su kuriuo katalizatorius sumažina NOx. Liesame mišinyje yra deguonies pertekliaus, kuris oksiduoja CO ir HC.
Yra dviejų tipų lambda jutikliai; šuolio jutiklis ir plačiajuostis jutiklis. „MegaSquirt“ palaiko abu tipus. Tačiau nustatant VE lentelę šuolio jutiklis netinka, todėl buvo nuspręsta naudoti plačiajuosčio ryšio jutiklį. VE lentelė nustatoma koreguojant VE reikšmes pagal išmatuotą AFR. Nors VE vertes iš esmės galima įvesti atliekant skaičiavimus ir daugiausia remiantis sukimo momento kreive, AFR greitai patenka už šuolio jutiklio diapazono. Plačiajuostis jutiklis siūlo sprendimą dėl didelio matavimo diapazono; jis gali išmatuoti AFR nuo 8,0 iki 1,4. Veikiant varikliui mišinio sudėtis beveik visais atvejais bus šiame matavimo diapazone, todėl plačiajuosčio ryšio jutiklis tinka VE lentelės nustatymui. Derinimas be plačiajuosčio ryšio jutiklio praktiškai neįmanomas.
„MegaSquirt“ neturi vidinio lambda valdiklio. Kai žinomos plačiajuosčio ryšio jutiklio savybės, jas galima įrašyti į lentelę programoje TunerStudio. Kitais atvejais reikalingas plačiajuosčio ryšio jutiklis su išoriniu valdikliu. Išorinis valdiklis išėjimo įtampą pavertė tiesine. Išėjimo įtampa iš valdiklio į MegaSquirt yra nuo 0 iki 5 voltų, o ryšys tarp lambda vertės ir įtampos yra tiesinis. Įtampos vertė „MegaSquirt“ konvertuojama į lambda reikšmę. Paveikslėlyje parodytas grafikas su tiesiniu gradientu.
kitas: Pavaros.
