Motor proiect MSII LR

Subiecte:

Începutul proiectului
Motor
cutie de viteze
Inspectați, înlocuiți și reglați piesele motorului
Montați motorul pe un cadru mobil
Răcire
Tablou de bord si instalatie electrica
Pompa de combustibil si rezervor
Operați motorul într-o configurație clasică

Începutul proiectului:
După ce s-a decis dotarea unui motor cu un sistem de management al motorului MegaSquirt, a fost luat în considerare un tip de motor adecvat. Pachetele standard de conversie cu manuale nu erau interesante. Obiectivul a fost utilizarea unui motor care să îndeplinească următoarele condiții:

nu ar trebui să existe proiecte de conversie anterioare cunoscute ale acestui motor;
motor cu patru cilindri pe benzină;
neechipată încă cu sistem de injecție și aprindere electronică;
capacitatea de a încărca motorul.

Motor:
Căutarea a dus la un motor de la un Land Rover (seria 2A) de la începutul anilor 70. Acest motor pe benzină de 2,25 litri cu patru cilindri și trei rulmenți principali a fost echipat inițial cu un carburator și un distribuitor mecanic de aprindere. Combinația dintre acest motor Land Rover și cutia de viteze originală a fost decisivă pentru alegere; O frână de transmisie este atașată la arborele de ieșire al cutiei de viteze. Frâna transmisiei, care servește de fapt ca frână de parcare, face posibilă încărcarea motorului în timpul funcționării prin aplicarea acestei frâne.

Probabil că motorul nu funcționase de zeci de ani. Desigur, trebuie să fie suficient de fiabil pentru a rula pe sistemul de management al motorului. Prin urmare, a fost necesar să se inspecteze și să se testeze mai întâi motorul. Au fost stabilite următoarele obiective:

Inspectați, înlocuiți și reglați piesele motorului;
Montați motorul pe un cadru mobil;
Permite motorului să funcționeze în configurația clasică;
Instalarea componentelor pentru sistemul de management al motorului;
Asamblați și pregătiți MegaSquirt ECU;
Lăsați motorul să funcționeze pe sistemul de management al motorului.

cutie de viteze:
Cutia de viteze vine de la un Land Rover din armată. Culoarea verde o da de fapt.Pentru a forma un întreg cât mai original cu motorul într-o etapă ulterioară, vopseaua verde a fost îndepărtată. Frâna transmisiei nu este încă prezentă în fotografie; acesta a fost montat ulterior pe arborele de ieșire în conformitate cu instrucțiunile din fabrică.

Inspectați, înlocuiți și reglați piesele motorului:
La începutul proiectului, nu era clar dacă motorul pus la dispoziție era adecvat pentru utilizare. Se știa puțin despre blocul motor, doar că motorul stătuse pe loc de ani de zile. Nu era clar dacă vreo piesă internă a fost deteriorată sau chiar – posibil iremediabil – defecte. În acest din urmă caz, înlocuirea motorului cu altul a fost singura opțiune de reluare a proiectului.

Pentru a nu concluziona într-o etapă ulterioară că motorul va fi inutilizabil, s-a decis dezasamblarea și revizia motorului. Modelele de uzură ale pieselor au fost verificate și comparate cu specificațiile din fabrică. Piesele pentru care măsurătorile se încadrau în aceste toleranțe au fost înlocuite. Piesele care au fost respinse au fost înlocuite. S-a luat în considerare scopul pentru care va fi utilizat motorul; motorul trebuie construit cu un cost cât mai mic pentru a fi suficient de fiabil pentru implementarea proiectului și utilizarea lui ca instrument de predare-învățare.

Motorul este atașat la suportul de montare la punctele de montare ale carcasei cutiei de viteze. Motorul poate fi rotit în diferite poziții. Acest lucru face ca atât chiulasa, cât și baia de ulei să fie accesibile în mod optim pentru lucrările de demontare. Pentru buna funcționare a motorului este important să luați măsuri de precauție pentru a asigura o presiune finală de compresie bună. Dacă presiunea într-unul sau mai mulți cilindri este prea scăzută, acest lucru are ca rezultat un motor care funcționează prost, clătinat. În acest caz, reglarea cu aprinderea nou instalată și sistemul de injecție va fi dificilă, dacă nu imposibilă.

Unul dintre primele puncte de verificare sunt pistoanele și pereții cilindrilor. Pentru a exercita un control adecvat, pistoanele au trebuit să fie scoase din blocul motor. După demontarea chiulasei și a baii de ulei, pistoanele au putut fi îndepărtate. Pistoanele au fost verificate pentru ovalitate și semne vizibile de uzură. Inelele pistonului au fost, de asemenea, verificate pentru uzura. Segurile de piston uzate pot cauza pierderi de compresie și consum de ulei; ambele consecinţe trebuie prevenite prin această verificare. Pe lângă o verificare optică, a fost măsurat și jocul dintre canelurile segmentului pistonului și segmentul pistonului.

Imaginea de mai jos arată o măsurătoare în care pistonul este măsurat cu un calibre cu șurub. Pe lângă ovalitate, se poate determina și distanța dintre piston și peretele cilindrului. O distanță prea mare înseamnă uzură excesivă. Pentru proiect, aceasta ar însemna că ar putea fi instalate alte pistoane în exces. După ce cele patru pistoane au fost evaluate vizual și geometric, s-a stabilit că nu a existat o uzură excesivă.

După înlocuirea segmentelor de piston, jocul final trebuie măsurat și, dacă este necesar, reglat pentru a preveni ruperea segmentului de piston (din cauza unui joc prea mic sau prea mare) și pentru a preveni pierderea compresiei (pierderi de scurgere din cauza unui joc prea mare). ). Inelul pistonului este plasat în cilindrul unde diametrul este cel mai mic. Distanța de blocare este măsurată cu un ecartament. Această măsurătoare este prezentată în figură. Segurile de piston ale cilindrului 1 au fost înlocuite din cauza stării lor proaste și au trebuit să fie pilite cu un milimetru mai mici; la asamblare, capetele se atingeau.

Măsurarea uzurii manșoanelor cilindrilor se efectuează cu un obiect de măsurare adecvat. Deformarea indicatorului arată gradul de uzură. Imaginea arată măsurarea cilindrului cilindrului 4. Diametrul cilindrului va fi crescut, mai ales pe partea în care are loc forța de glisare. Pereții cilindrului pot prezenta o oarecare uzură, dar uzura trebuie să fie în limitele toleranțelor. Rezultatele măsurătorilor au arătat că a existat o uzură acceptabilă a pereților cilindrului. O inspecție optică a manșoanelor cilindrilor a arătat că o serie de părți ale pereților erau netede. Canelurile de şlefuire abia mai erau prezente.

Canelurile de șlefuire, un fel de mici zgârieturi, asigură în permanență o peliculă mică de ulei între inelul pistonului și peretele cilindrului. Sarcina principală a acestui film de ulei este lubrifierea, dar servește și ca etanșare și, prin urmare, ajută la atingerea presiunii finale de compresie. Au fost realizate noi caneluri de honuire în toate cele patru manșoane cilindrice folosind o piatră de șlefuire adecvată. Imaginea arată această operațiune. S-a încercat aplicarea cât mai mult posibil a canelurilor de honuire în cruce, la un unghi de 45 de grade.

Supapele etanșează spațiul de ardere de deasupra pistonului. Scurgerile de-a lungul scaunului supapei determină pierderea compresiei; ceva ce ar trebui prevenit. Pentru a verifica starea supapelor și a scaunului supapei, toate supapele trebuie mai întâi scoase din chiulasă. Imaginea prezintă un arc de supapă dezasamblat de la supapa de admisie a cilindrului 1. Discurile de supapă ale supapelor cilindrului 1 au fost atât de deteriorate încât s-a decis înlocuirea ambelor.

După dezasamblare, un număr de scaune de supapă păreau a fi mâncate/afectate. Imaginea de mai jos prezintă scaunele supapelor cilindrului 1. Este foarte probabil ca motorul să nu fi funcționat corect dacă acest lucru nu ar fi fost verificat. Simpla re-șlefuire a noilor supape nu ar fi suficientă, așa că s-a decis frezarea scaunelor supapelor.

Cu un tăietor pentru scaunul supapei, o cantitate mică de material este îndepărtată, astfel încât scaunul supapei să fie din nou neted. Tija frezei este introdusă în ghidajul supapei (vezi imaginea de mai jos). Acest lucru asigură că tăietorul poate fi plasat drept pe scaun. În timpul procesului de prelucrare au fost luate în considerare două unghiuri diferite la care trebuie făcută frezarea. Cele mai afectate au fost supapele cilindrilor 1 și 2. Pentru a fi complet, toate cele opt scaune de supape au fost prelucrate. După frezare, supapele sunt șlefuite cu un abraziv special pentru a asigura cea mai bună etanșare posibilă.

Jocul axial al arborelui cotit al arborelui cotit cu trei rulmenți principali și doi rulmenți axiali este măsurat cu un comparator. Dacă există prea mult joc axial, se poate instala un rulment axial mai mare dacă nu există nicio defecțiune mecanică. Măsurătoarea prezentată în imagine a arătat că jocul axial a fost OK.

Spațiul dintre lagărele de alunecare a arborelui cotit și biela, cu alte cuvinte: jocul radial al arborelui cotit, se măsoară cu plastigage (vezi figura). Plastigage este un fir de plastic special care se deformeaza permanent dupa compresie. După montarea capacului de rulment sau a bielei, plastigage-ul va lăsa o amprentă. Lățimea imprimeului indică cât de mult joc există între rulmentul de alunecare și arborele cotit.

Lanțul de distribuție transmite mișcarea de la arborele cotit la arborele cu came. După instalarea pistoanelor, arborelui cotit și chiulasei, lanțul de distribuție trebuie reajustat după instalare. Din cauza lipsei de reglare și marcaje, reglarea a trebuit să fie determinată pe baza diagramei supapelor asimetrice. Folosind un disc de grade pe arborele cotit, se poate determina unghiul la care supapele de admisie și evacuare se deschid și se închid (vezi imaginea). Părțile de distribuție, cum ar fi pinioanele, lanțul, ghidajul și întinzătorul au fost verificate pentru uzura optică. A fost în regulă.

Toate piesele sunt strânse conform cuplurilor de strângere prescrise. Deoarece motorul a fost demontat, verificările trebuie efectuate după un număr de kilometri parcurși. Totuși, acest lucru nu este posibil deoarece motorul nu este instalat într-un vehicul. Prin urmare, s-a decis să se efectueze verificările prescrise de Land Rover după 24 de ore de funcționare.

Montarea motorului pe cadrul mobil:
Scopul a fost de a folosi motorul ca instrument de predare, rulând pe un sistem de management al motorului. Motorul nu este plasat într-o mașină. Pentru a asigura o configurare sigură și fiabilă, s-a decis plasarea motorului pe un cadru de motor adecvat. Intenția este ca motorul să fie atașat la cadrul motorului în locațiile originale ale suporturilor motorului. Deoarece nu există kituri de conversie gata făcute, suporturile trebuiau făcute la comandă.

În faza de construcție, a trebuit să se facă alegerea modului în care ar trebui să fie construit motorul. Sistemul de management al motorului trebuie reglat la sarcina crescută a motorului. Deoarece cutia de viteze originală are frână de transmisie, s-a decis să se monteze și cutia de viteze pe cadrul motorului. Prin acţionarea acestei frâne de transmisie este posibilă funcţionarea motorului sub sarcină pentru o perioadă scurtă de timp.

Editarea și adaptarea suporturilor de motor existente a făcut posibilă conectarea motorului la cadru într-o manieră fiabilă. Cadrul motorului oferă și posibilitatea de a atașa un tablou de bord, pe care, printre altele, pot fi realizate comenzile. Imaginea arată momentul în care motorul atârnă deasupra cadrului și gata de atașat.

Suporturile motorului pe partea de distribuție sunt realizate din tuburi de oțel și profile în U. Un cauciuc pentru motociclete asigură amortizarea. Două tuburi sunt montate unul peste altul în partea de jos pentru a monta combinația dintre blocul motor și cutia de viteze cât mai orizontal posibil pe cadru. Suporturile sunt atașate la blocul motor și la cadru folosind tije filetate M8 și M12, șuruburi și piulițe.

Un astfel de suport de cutie de viteze a fost realizat pe ambele părți ale cutiei de viteze cu care se sprijină pe cadru.

Odată ce motorul și cutia de viteze au fost montate pe cadru într-un mod sigur și fiabil, asamblarea motorului a putut fi reluată. După instalarea pieselor reglabile și reglabile, cum ar fi carburatorul și aprinderea, acestea au fost reglate conform valorilor din fabrică.

Pe cadru sunt montate și alte componente care permit motorului să funcționeze, cum ar fi radiatorul, tabloul de bord cu comenzi și rezervorul de combustibil. Aceste componente sunt descrise în paragrafele următoare.

răcire:
În starea sa originală, răcirea se realizează printr-un radiator mare și un ventilator de răcire metalic montat pe pompa de apă. Deoarece motorul nu este instalat într-un vehicul, ci pe un cadru mobil, este important să folosiți componente adecvate aftermarket. Ventilatorul de răcire din metal a fost înlocuit cu un ventilator de răcire alimentat electric cu pale de ventilator din plastic. Nu numai că versiunea din plastic este mult mai sigură, deoarece motorul este potrivit pentru scopuri educaționale (luați în considerare siguranța personală atunci când faceți măsurători), dar este și mai potrivită pentru încălzirea mai rapidă a radiatorului și a blocului motor. Ventilatorul electric de răcire poate fi pornit și oprit cu un buton de pe tabloul de bord. Acest lucru face posibilă încălzirea rapidă a motorului, deoarece există puține posibilități de a pune o sarcină mecanică asupra acestuia. Când motorul este încălzit, este mai probabil să existe o „buclă închisă” în care datele de la senzorul lambda sunt folosite pentru a controla injecția de combustibil. De exemplu, când motorul este rece – în „buclă deschisă” – are loc o îmbogățire suplimentară: la injectarea unei cantități mai mari de combustibil (λ < 1), corectarea combustibilului de către senzorul lambda este nedorită.

Figura prezintă o prezentare generală a componentelor sistemului de răcire instalat. Radiatorul original nu a fost prezent. Deoarece dimensiunea și greutatea acestuia nu erau potrivite pentru montarea pe cadrul motocicletei, s-a ales un radiator aftermarket mai mic. Diametrele racordurilor furtunurilor superioare și inferioare ale radiatorului corespund celor originale.

Furtunurile superioare și inferioare ale radiatorului sunt realizate la comandă cu furtunuri și conectori din silicon. Ventilatorul electric de răcire este fixat pe un suport de montare. Furtunul superior al radiatorului protejează radiatorul împotriva răsturnării. Un capac de suprapresiune (0,9 bar) protejează sistemul de răcire împotriva presiunii excesive. Când presiunea crește prea mare, supapa din capacul radiatorului se deschide împotriva forței și lichidul de răcire curge prin preaplin către un recipient de colectare.

A trebuit să se determine experimental dacă radiatorul avea un debit suficient de mare și dacă ventilatorul de răcire avea o capacitate suficientă pentru a disipa căldura. Sistemul s-a dovedit a fi în ordine în timpul primei faze de testare.

Tabloul de bord și instalația electrică:
Un tablou de bord este atașat la cadru pe care sunt amplasate lumini indicatoare, comutatoare, ECU MegaSquirt, diverse relee și pachete de cabluri. Tabloul de bord este folosit pentru a monitoriza și controla funcțiile motorului.

Imaginea arată tabloul de bord. Numărul 1 din figură indică locația comutatorului de împământare; o cheie deconectează bateria de la masă. Deoarece nu este necesară alimentarea motorului oprit, este mai sigur să deconectați masa atunci când motorul este lăsat nesupravegheat. Numărul 2 indică comutatorul ventilatorului de răcire. Numerele 3 și 4 sunt luminile indicatoare pentru alternator (D+), numărul 5 este butonul de pornire și numărul 6 este contactul (bornul 15). Există o cutie de siguranțe în spatele tabloului de bord. MegaSquirt este montat pe panoul inferior și este indicat cu numărul 7. Numărul 8 indică releul pompei de combustibil. Tabloul de bord oferă, de asemenea, opțiunea de a monta o cutie de separare pe care elevii pot efectua măsurători. Acest lucru face posibilă măsurarea valorilor senzorului și a comenzilor actuatorului cu osciloscopul.

Releul de pornire original controlează motorul de pornire; Cu un mic buton de pornire, pinul 86 este conectat la masă, determinând curgerea unui curent de control. Curentul de control oferă un câmp magnetic, determinând curgerea unui curent principal între bornele 30 și 87; demarorul este alimentat cu acest curent principal până când butonul de pornire este eliberat.

Alternatorul echipat ulterior furnizează tensiunea de încărcare și curentul de încărcare bateriei. Un indicator luminos indică dacă alternatorul se încarcă corect. Senzorul lambda, injectoarele și bobina de aprindere primesc o tensiune de alimentare de la cutia de siguranțe. Transferul de informații și comenzile de pornire și oprire ale MegaSquirt sunt furnizate prin alte fire de semnal și împământare.

Pompa de combustibil si rezervor.
Pompa mecanică de combustibil în configurația clasică nu mai este utilizată la instalarea componentelor sistemului de management al motorului, deoarece presiunea de lucru este prea mică (200mbar). Presiunea de combustibil necesară pentru injectoarele MPI controlate de ECU MegaSquirt este de 3 bar. Este suficientă o pompă electronică standard de combustibil de la o mașină. Datorită spațiului limitat, a fost aleasă o unitate compactă, în care rezervorul de combustibil, pompa și filtrul sunt într-o singură carcasă. Un cadru metalic face posibilă montarea unității pe cadrul motorului. Într-o etapă ulterioară a proiectului, vor fi instalate furtunurile de combustibil care formează legătura între pompa de combustibil și injectoarele din galeria de admisie.

Cablurile de alimentare de la pompa de combustibil trec printr-o conductă de cabluri către panoul de instrumente, a cărui instalare a fost deja descrisă. Firul pozitiv al pompei este alimentat de MegaSquirt printr-un releu.

Operați motorul într-o configurație clasică.
Înainte ca componentele pentru sistemul de management al motorului să fie instalate, motorul a fost inițial făcut funcțional în configurația clasică, adică cu aprindere cu carburator și distribuitor. Capitolul 5.2 descrie lucrările care au avut loc pentru montarea motorului și a componentelor auxiliare pe cadrul motorului. În prima fază de testare, în care motorul a fost pornit în configurația clasică, se puteau face verificări în următoarele condiții:

Pornire la rece;
Funcționare în gol;
Viteză crescută, sarcină crescută;
Funcționare pe termen lung la temperatura de funcționare.

În timpul verificărilor de mai sus, s-a dovedit că mai trebuiau făcute o serie de reparații înainte ca motorul să fie suficient de fiabil pentru conversie.

După prima pornire a motorului, s-a dovedit că etanșarea din pompa de lichid de răcire nu mai era în regulă; lichidul de răcire s-a scurs din blocul motor de-a lungul rulmentului. Înlocuirea pompei de lichid de răcire a fost suficientă pentru a rezolva problema.
Următoarea problemă a fost blocarea când motorul a ajuns la temperatura de funcționare. Aprinderea a eșuat, făcând imposibilă pornirea motorului. Problema a fost la distribuitor și a fost ușor de rezolvat.
În timp, între motor și cutia de viteze s-a format o scurgere de ulei. Scurgerea provine probabil de la etanșarea arborelui cotit. Această scurgere va fi rezolvată după finalizarea proiectului.
După ce s-a găsit că motorul este în regulă în configurația clasică, am putea continua cu electronica.

Volgende: senzori.