You dont have javascript enabled! Please enable it!

Актуаторы проекта MSII LR

Предметы:

  • Определить и установить исполнительные механизмы системы управления двигателем
  • Топливные форсунки
  • Выбор подходящих форсунок
  • Установка форсунок во впускной коллектор
  • воспаление
  • Подготовка с обычным зажиганием
  • Катушка зажигания системы управления двигателем
  • Нарастание тока в первичной обмотке
  • Опережение зажигания
  • корпус дроссельной заслонки
  • Тестовая установка шагового двигателя с симулятором
  • Настройки шагового двигателя
  • Схема топливного насоса
  • Завершение механических работ

Определение и установка исполнительных механизмов системы управления двигателем:
Исполнительными механизмами, которыми будет управлять MegaSquirt, являются форсунки, катушка зажигания, топливный насос и шаговый двигатель холостого хода. В этой главе описывается процесс проверки и установки приводов на блок цилиндров, а также выбор.

Топливные форсунки:
MegaSquirt управляет форсунками. Форсунки подключены к массе. При подключенном к земле компоненте напряжение питания присутствует, но ток течет только тогда, когда заземление включено. В этом случае форсунка будет впрыскивать только тогда, когда ЭБУ MegaSquirt переключается на массу. Как только активация прекращается, форсунка прекращает впрыск. Количество впрыскиваемого топлива определяется на основании таблицы VE и таблицы AFR.

МОП-транзистор включает и выключает форсунку, вызывая впрыск топлива. Количество топлива, определяемое MegaSquirt, зависит от нескольких факторов:

  • Закон идеального газа, который связывает количество воздуха с его давлением, объемом и температурой;
  • Значения, измеряемые датчиками в блоке двигателя: давление во впускном коллекторе (датчик МАР), температура охлаждающей жидкости и всасываемого воздуха, частота вращения коленчатого вала и данные датчика положения дроссельной заслонки;
    • Параметры настройки: необходимое количество топлива, степень наполнения (VE), время открытия форсунки и обогащение при определенных условиях.

Время впрыска должно быть как можно более продолжительным при работе двигателя на холостом ходу, чтобы обеспечить хорошую дозировку топлива. Поэтому на двигателе можно использовать не любую форсунку. Необходимо сравнить свойства различных типов форсунок, а расчеты должны дать представление о необходимом количестве топлива для рассматриваемого двигателя. Также был выбор между форсунками с высоким и низким сопротивлением. Низкоомные форсунки подходят для двигателей, где требуется очень быстрое открытие иглы форсунки. Типичное сопротивление составляет 4 Ом. Недостатком этих форсунок является большой ток. Выделение тепла, которое это создает в MegaSquirt, нежелательно. Возможно использование низкоомных форсунок путем установки специальных IGBT на теплопроводящую пластину на корпусе MegaSquirt. Было решено использовать высокоомные форсунки. Выделение тепла меньше, и эти IGBT не используются.

Размер канала (расход) очень важен для определения правильного количества впрыска и, следовательно, контроля. Если вы выберете форсунки слишком большого размера, время впрыска на холостом ходу будет настолько коротким, что двигатель может работать неравномерно. Количество впрыска должно быть достаточным для впрыска всего топлива за доступное время. Количество впрыска указывается как время впрыска в миллисекундах. Предполагается высокая нагрузка при высоких оборотах двигателя. Это при САД 100 кПа. Требуемый расход форсунок можно рассчитать исходя из свойств двигателя. Расход форсунки показывает, сколько миллилитров топлива впрыскивается в минуту.

Выбор подходящих форсунок:
Для проекта были предоставлены инжекторы трех различных типов. Исследования показали, какой тип инжектора наиболее подходит для использования в этом проекте.
Каждый тип инжектора имеет разный поток; Выход после одной минуты инъекции варьируется в зависимости от типа. Перед проверкой форсунок они прошли очистку в ультразвуковой ванне. При этом методе очистки инжектор очищается внутри и снаружи с помощью ультразвуковых колебаний и специальной испытательной жидкости, поэтому остатки старой грязи не могут повлиять на измерение расхода или схему впрыска. Во время ультразвуковой очистки форсунки непрерывно открывались и закрывались и проверялась схема впрыска каждой форсунки; это был красивый туман. При закрытии не было видно никаких отклонений, таких как образование капель или отклоняющаяся струя. После ультразвуковой очистки и проверки уплотнительные кольца были заменены для обеспечения хорошей герметизации при установке во впускной коллектор.

Используя испытательную установку (см. изображение выше), форсунки могут впрыскивать в несколько мерных чашек, так что через определенное время можно будет определить впрыскиваемое количество топлива. Управляя форсунками при рабочем давлении 3 бар, можно контролировать количество впрыскиваемого топлива. Давление топлива в питающей магистрали (рейке) должно составлять 3 бар, а игла форсунки должна быть активирована на 30 или 60 секунд при рабочем цикле 100%. После активации форсунок в течение 30 секунд можно было ввести следующие данные:

Тип 1: 120 мл
Тип 2: 200 мл
Тип 3: 250 мл

Будет использоваться только один тип инжектора. Размер инжектора определяется по следующей формуле:

Размер форсунки определяется на основе эффективной мощности (Pe), передаваемой на определенной скорости, удельного расхода топлива в режиме перерыва (BSFC), количества форсунок (n форсунок) и максимального рабочего цикла, с которым форсунки управляются. Целое число умножается на 10.5, чтобы перевести фунты в час (фунт/час) в мл/мин.

Ответ на расчет указывает, какая форсунка подойдет для данной конфигурации двигателя. Не беда, если отклонение менее 20 мл от расчетного значения. Эта разница компенсируется настройкой программного обеспечения MegaSquirt. В следующей таблице представлен обзор данных, используемых в формулах:

Первым шагом является определение количества впрыскиваемого топлива при скорости крутящего момента. Определенное количество воздуха всасывается на каждые два оборота коленчатого вала. Степень наполнения самая высокая при крутящей скорости. Благодаря свойствам двигателя (в том числе перекрытию клапанов) на этой скорости двигатель наполняется лучше всего и КПД самый высокий. Предполагается, что заполняемость составит около 70%. Формула 4 вычисляет объём воздуха, который присутствует в двигателе в данный момент.
В формуле 5 количество впрыскиваемого топлива рассчитывается исходя из объема присутствующего воздуха. Мощность двигателя, достигаемая на крутящем режиме, рассчитывается по формуле 6. Соотношение количества впрыскиваемого топлива и мощности указывает BSFC в формулах 7 и 8.
Фактический BSFC умножается на 6 в формуле 3600 для преобразования в кВтч. BSFC бензинового двигателя часто составляет от 250 до 345 г/кВтч. Чем ниже значение, тем эффективнее двигатель. Формула 8 показывает взаимосвязь между расходом топлива в фунтах/час и эффективной мощностью двигателя. Этот процент включен в формулу 9.

Ответ на формулу 9 дал понять, что для использования в двигателе пригодны форсунки с расходом 200 мл/мин. Разница в 7 мл незначительна, поскольку она компенсируется в программе при заполнении таблицы VE.

Установка форсунок во впускной коллектор:
Система впрыска с электронным управлением позволяет снять карбюратор, который является частью классической установки. Таким образом, карбюратор заменяется корпусом дроссельной заслонки (для подачи воздуха) и четырьмя отдельными топливными форсунками. Впускной коллектор был сохранен и модифицирован для возможности перехода на систему управления двигателем. Впрыск топлива происходит во впускной коллектор. Было принято решение установить форсунки как можно ближе к впускному клапану. В большинстве случаев производители автомобильных двигателей предпочитают устанавливать впускной клапан во впускном коллекторе под углом. Топливо распыляется на впускной клапан. Однако для текущего проекта была выбрана установка, в которой форсунки расположены под углом 45 градусов относительно воздуховодов в коллекторе.

Впускной коллектор изготовлен из литого алюминия. Было решено прикрепить к коллектору алюминиевые втулки. Ручная обработка до нужного размера была невозможна, поскольку втулки должны были иметь размеры, отличные от стандартного размера сверла. Это означало, что производство фургонов пришлось передать на аутсорсинг компании с подходящим оборудованием. Затем втулки можно было прикрепить к коллектору с помощью TIG-сварки. Решение установить форсунки вертикально, а не под углом, было принято по следующей причине:

  • Процесс сборки: фургоны легче установить прямо и горизонтально. Приварить фургоны к коллектору стало проще, поскольку теперь сваривать все вокруг легче, чем в ситуации, когда фургон находится под углом.
  • Постобработка: В процессе сварки втулки становятся немного овальными. Деформация вызвана теплом, выделяющимся в процессе сварки. Это было учтено за счет того, что внутренний диаметр втулок стал меньше внешнего диаметра форсунок. Доводка (рассверливание) менее рискованна: когда гильзы закруглены изнутри, диаметр форсунок оптимален, и уплотнение уплотнительными кольцами гарантировано. Высота фургонов важна; Форсунка не должна располагаться слишком глубоко в коллекторе. Конец инжектора не должен препятствовать потоку воздуха. Из информации источника: (Banish, Engine Management, Advanced Tuning, 2007) форсунки решено было монтировать настолько глубоко в коллекторе, чтобы концы находились точно в отверстиях коллектора; поток воздуха не затруднен.
  • Впрыск топлива: поскольку смешивание топливного тумана с воздухом оптимально до открытия впускного клапана, не имеет большого значения, впрыскивает ли форсунка точно во впускной клапан или непосредственно перед этим во впускной коллектор.

При одновременном впрыске впрыск происходит при каждом обороте коленчатого вала (360°). Четыре форсунки впрыскивают одновременно. Это означает, что топливо впрыскивается во впускной тракт и тогда, когда впускной клапан не открыт. Спустя некоторое время впускной клапан открывается и топливо все равно поступает в цилиндр.
Втулки специально вырезаются по размеру на токарном станке. Внутренний диаметр немного меньше внешнего диаметра форсунки; Поскольку деформация происходит в процессе сварки, должна быть возможность удалить материал во время последующей обработки посредством развертывания. Это означает, что диаметр немного увеличивается из-за стачивания материала. Диаметр не должен быть слишком большим, потому что тогда есть вероятность, что резиновое уплотнительное кольцо на форсунке уже не сможет достаточно хорошо уплотняться. Хорошая печать очень важна; Утечка воздуха мимо форсунки приводит к снижению вакуума во впускном коллекторе.
Измеренное отрицательное давление больше не соответствует расчетному отрицательному давлению. Это влияет на впрыск, который определяется на основании таблицы VE. Негативное давление играет в этом важную роль. Функции и настройки таблицы VE описаны в следующей главе.

В нижней части втулок напилена скошенная кромка, чтобы форма соответствовала форме впускного коллектора. В этом случае фургон должен находиться в максимально вертикальном положении. На изображении ниже показан впускной коллектор с канистрой в процессе сборки. Втулка приклеена с одной стороны, чтобы было хорошо видно, как сварка влияет на материал. Было неясно, содержит ли алюминий коллектора слишком много загрязнений, которые затрудняли бы сварку. Это оказалось в порядке вещей. Чтобы втулки не смещались из своего положения при сварке, в коллекторе заранее просверливали отверстия и удерживали втулки в правильном положении с помощью специально изготовленного приспособления. Таким образом, четыре втулки свариваются по всему периметру. Последняя проверка показала, что соединения между втулками и коллектором герметичны.

Соединение между форсунками обычно осуществляется посредством цельной топливной рампы. Эта труба с соединениями, часто изготовленными из алюминиевого сплава, изготавливается производителем по индивидуальному заказу. Двигатель Land Rover, используемый в этом проекте, имеет две форсунки, расположенные рядом друг с другом, но пространство между парами форсунок довольно велико. Не совпали размеры топливной рампы и пространства между воздуховодами впускного коллектора. Поэтому рельс пришлось отрегулировать.

Укоротить одни детали и удлинить другие путем пайки очень сложно; загрязнение старым топливом, которое очень трудно удалить изнутри рейки, может стать причиной ухудшения сцепления. Поскольку это касается топлива, был выбран самый безопасный метод; Детали, на которых крепятся форсунки, соединены качественным топливным шлангом. Края со швами установлены на всех концах, а прочные хомуты для шлангов используются для предотвращения соскальзывания шлангов по краям со швами.

На изображении ниже показан впускной коллектор во время обработки. Подводящая линия (обозначена цифрой 1) подключается к выходу топливного насоса. Топливо подается на вход четырех форсунок под давлением 3 бар. Регулятор давления (3) регулирует давление в зависимости от давления во впускном коллекторе, поскольку разница давлений между давлением топлива и вакуумом во впускном коллекторе должна оставаться 3 бар. Топливо возвращается в бак по возвратному трубопроводу (2). Происходит непрерывная циркуляция топлива. Впрыск происходит только тогда, когда форсунки контролируются ЭБУ MegaSquirt.

  1. линия подачи
  2. обратная линия
  3. регулятор давления
  4. Контроль давления
  5. тепловой экран
  6. Подключение газового клапана
  7. Соединение отрицательного давления
  8. Форсунка цилиндр 1
  9. Кронштейн форсунки А
  10. Кронштейн форсунки B
  11. Впускной канал цилиндра 1

В существующих легковых автомобилях рейка форсунок крепится к впускному коллектору с помощью хомутов или проушин. Форсуночная рампа зажимает форсунки в коллекторе. Поскольку в этом проекте в качестве топливной рампы был выбран гибкий топливный шланг, вышеупомянутое невозможно. Поэтому было решено зажать форсунки во впускном коллекторе самодельным кронштейном. Кронштейны состоят из двух частей: верхней части (кронштейн А) и нижней части (кронштейн Б).

Кронштейн А имеет две выемки, которые можно надевать на форсунки. Это позволяет вдавливать форсунки в коллектор посредством плоских сторон. Оба кронштейна A имеют прорези, позволяющие регулировать расстояние между форсунками и прорезями. Кронштейны А и В скручены между собой: кронштейн В крепится к той же шпильке, которая крепит коллектор к двигателю. Отверстие с прорезью позволяет регулировать кронштейн в вертикальном направлении. Чем больше кронштейн перемещается вниз, тем прочнее зажимается форсунка.

зажигания:
Традиционное зажигание было заменено системой зажигания с электронным управлением и катушкой зажигания, управляемой MegaSquirt. Чтобы двигатель мог полноценно функционировать по оригинальной методике, необходимо сначала подключить обычную систему с контактными точками. Только после нескольких часов работы можно определить, что двигатель работает нормально, после чего можно приступать к установке и регулировке, в том числе, зажигания с электронным управлением.

Подготовка с обычным зажиганием:
Двигатель Land Rover изначально был оснащен системой зажигания с контактными точками, которую сейчас еще называют обычной системой зажигания. На изображении показан этот тип системы зажигания.

При закрытых контактных точках начинается нарастание первичного тока. Ток ограничивается сопротивлением первичной обмотки до 3–4 ампер. Когда ток протекает через первичную обмотку катушки зажигания, создается магнитное поле. И первичная (3), и вторичная катушка (4) находятся в этом магнитном поле. Когда ток через точки контакта (10) прерывается кулачком прерывателя (9) на валу распределителя, в обеих катушках индуцируется напряжение. В первичной обмотке вырабатывается около 250 вольт. Разница в обмотках создаст во вторичной катушке индукционное напряжение от 10 до 15 кВ. Искра свечи зажигания образуется при открытии наконечников.

Индукционное напряжение можно ограничить, позволив первичному току протекать некоторое время после размыкания точек контакта. Это достигается с помощью конденсатора, который подключается параллельно точкам контакта. Конденсатор представляет собой времяопределяющий элемент, который в зависимости от емкости фактически регулирует уровень индукционного напряжения. Точки контакта также предотвращаются от возгорания.

Катушка зажигания системы управления двигателем:
Система управления двигателем будет управлять катушкой зажигания. Классическая катушка зажигания с распределителем остается на двигателе в качестве испытательной установки, но больше не является частью работы двигателя внутреннего сгорания. Была выбрана бесраспределительная система зажигания (катушка зажигания DIS), что в вольном переводе означает: «бесраспределительная система зажигания». В системе зажигания этого типа не используется распределитель. Другим вариантом было выбрать катушку зажигания Coil on Plug (COP). К каждой свече зажигания подключена отдельная катушка зажигания. Катушку зажигания COP также называют штыревой катушкой зажигания. Недостатком катушки зажигания COP является то, что рассеивание тепла хуже, чем у катушки зажигания DIS. При использовании катушек зажигания COP также необходим сигнал датчика распределительного вала, которого на нынешнем двигателе нет.

Отсутствующий зуб в шкиве коленчатого вала служит ориентиром, по которому определяется момент зажигания. При использовании катушки зажигания DIS в момент зажигания одновременно активируются две свечи зажигания. Катушка зажигания DIS по сути представляет собой блок, в котором установлены две катушки зажигания. При движении поршней цилиндров 1 и 4 вверх один будет занят тактом сжатия, а другой — тактом выпуска. Тем не менее, обе свечи зажигания дадут искру. Искра, создаваемая цилиндром, участвующим в такте сжатия, вызовет воспламенение смеси. Другая искра, так называемая «потерянная искра», возникает, когда выхлопные газы покидают камеру сгорания. Потерянная искра – это искра, которая образуется, когда смесь не воспламеняется. Энергия воспламенения мала; несмотря на искру, потери энергии невелики. Это также не вредно.

На рисунке представлена ​​схема работы четырехцилиндрового бензинового двигателя с катушкой зажигания DIS. На этой рабочей схеме показаны две метки зажигания на момент зажигания; Один из них генерирует искру для воспламенения смеси, другой – растраченную искру. Катушкой зажигания DIS можно управлять с помощью MegaSquirt всего двумя импульсами.

Когда такт сжатия происходит в цилиндре 1, а такт выпуска — в цилиндре 4, MegaSquirt управляет первичной катушкой А через контакт 36 на DB37 (см. изображение ниже). Это управление осуществляется по опорной точке коленчатого вала (между 90 и 120 градусами перед ВМТ). MegaSquirt управляет первичной катушкой B, отвечающей за искрообразование цилиндров 2 и 3, и включается на 180 градусов после катушки A. Опорной точки для катушки B нет, но момент зажигания можно определить, просто посчитав зубцы на импульсном колесе 36-1. 

Между катушкой А катушки зажигания и выводом 7 процессора показано сопротивление 330 Ом. Этот резистор ограничивает ток и индукционное напряжение управляющего импульса. Поскольку этот резистор не входит в стандартную комплектацию печатной платы MegaSquirt, его необходимо установить дополнительно. Слева от вертикальной пунктирной линии на изображении ниже показана внутренняя схема MegaSquirt. Показанные компоненты (два резистора по 330 Ом и светодиоды) впоследствии пришлось припаять к печатной плате.

Нарастание тока в первичной обмотке:
Важно получить представление о нарастании тока в первичной обмотке. С его помощью можно определить не только силу тока, но и время зарядки катушки зажигания. Время загрузки зависит от ряда факторов, которые MegaSquirt должен учитывать.

Коэффициент самоиндукции (значение L) выбранной катушки зажигания составляет 3,7 мГн. Вместе с омическим сопротивлением R определяют максимальный первичный ток и время нарастания кривой. Небольшое значение L и сопротивление обеспечивают быстрое повышение тока после включения. Известные данные катушки зажигания можно использовать для расчета формирования первичного тока.
Следующая формула показывает общее решение дифференциального уравнения 1-го порядка, которое рассчитывает токи, время зарядки и разрядки, чтобы показать явление переключения в виде кривой. 

Уравнение:

где постоянная времени (Тау) рассчитывается следующим образом:

Согласно закону Ома максимальный ток составит 28 ампер:

В действительности такая сила тока не будет достигнута.
Катушка выключается раньше. Причина объясняется позже. Ввод этой информации в общую формулу дает:

На рисунке показана кривая заряда первичной катушки. С момента времени Т0 до 1 Тау катушка заряжается до 63,2%. Это фиксированный процент времени зарядки катушки. Результат формулы 13 показывает, что катушка заряжена током 1 ампер при 17,7 Тау. При t = 5 Tau окончательное значение практически достигнуто.

Согласно характеристикам катушки зажигания, первичный ток катушки зажигания после зарядки составляет 7,5 А. Ток не увеличивается. Время, необходимое для достижения тока 7,5 А, называется временем выдержки. Время выдержки зависит от напряжения аккумулятора, которое в данном случае составляет 14 Вольт. Если процесс зарядки не отрегулирован, ток через катушку составляет максимум 12 Ампер по формуле 28.

Катушка по формуле 14 заряжается током 7,4 А при t = 17,7 мс. Фактическое время зарядки короче, поскольку катушка заряжается максимум до 7,5 А. Необходимое время можно рассчитать, введя известные данные в формулу 15.

Нарастание первичного тока прекращается на уровне 7,5 А. Это предотвращает чрезмерное и излишнее нагревание катушки зажигания. Самое главное, чтобы катушка оптимально заряжалась максимально в кратчайшие сроки. На рисунке показана кривая зарядки до t = 2,3 мс.

Когда напряжение аккумуляторной батареи падает, например, при запуске двигателя, это влияет на время выдержки. Затем требуется больше 2,3 мс, прежде чем будет достигнут ток 7,5 А. Новое время загрузки определяется по известной теперь формуле. Максимальный ток определяется исходя из напряжения аккумулятора:

Время зарядки до 7,5 А при максимальном токе 20 А рассчитывается по формуле 17:

На рисунке время зарядки при 14 В показано черной линией, а время зарядки при 10 В — зеленой. Линии одновременно опускаются до 0; это момент зажигания. Поскольку более низкое напряжение батареи требует больше времени для зарядки первичной катушки, MegaSquirt должен включить первичное питание раньше.
Черные линии (растущие и нисходящие) обозначают время выдержки при напряжении аккумулятора 14 Вольт. Зеленая линия указывает время ускоренной зарядки при более низком напряжении: это дает Δt. Фактическое время зарядки в этом случае составляет Δt + 100%.

Это будет пояснено позже в этом разделе на примере и на рисунке 36. Время зарядки увеличивается, а момент зажигания остается прежним. Если этого не произойдет или произойдет недостаточно, это будет иметь последствия для энергии, выделяющейся при воспламенении. В этом случае первичный ток отключается слишком рано, и ток 7,5 А не достигается. Увеличение времени зарядки первичной обмотки (время выдержки) выражается в формуле как функция напряжения батареи. Расчет времени пребывания при разных напряжениях дает разный максимальный ток в катушке.

Предположив, что напряжение аккумулятора может упасть до 6 В во время запуска и повыситься до 14,7 В во время зарядки, можно построить кривую, рассчитав ряд промежуточных значений. На изображении ниже показана поправка на время задержки для используемой катушки зажигания DIS. (Красная) точка на графике ставится на каждое увеличение на 2 Вольта. Поскольку в программе TunerStudio было введено ранее введенное время задержки 2,3 мс при напряжении 14 Вольт, из этого напряжения формируется поправочный коэффициент. Таким образом, напряжение 14 В составляет 100 % (без коррекции).

Теперь выяснилось, что время зарядки увеличивается до 315% при напряжении аккумулятора 6 Вольт.
В неблагоприятных условиях напряжение аккумулятора может упасть до 6 Вольт. Это означает ослабление искры зажигания. Увеличение времени выдержки (времени, в течение которого протекает первичный ток) компенсирует это, так что даже при таком низком напряжении получается достаточная энергия зажигания. Это означает, что Δt на рисунке 36 утроено (2,3 мс * 315% = 7,26 мс) по сравнению со временем задержки 100% (2,3 мс), указанным черным цветом.
Коэффициенты, указанные красным на изображении выше, можно скопировать прямо в программу TunerStudio.

Через некоторое время после разряда первичной обмотки начинается подготовка к следующему зажиганию. Чем выше обороты двигателя, тем быстрее перезаряжается катушка. На рисунке 37 показаны две кривые, на которых первичный ток увеличивается до 8,85 А. Момент зажигания находится в точке, где линия падает до 0 А.

Определение момента зажигания:
Сигнал зажигания определяется по опорной точке коленчатого вала.
В зубчатом кольце шкива коленчатого вала 36 зуб из 1 зубьев профрезерован под углом 100 градусов перед верхней мертвой точкой поршня цилиндра 1. Между 100 и 0 градусами, то есть во время такта сжатия, микропроцессор MegaSquirt может определять момент зажигания. При этом учитывается аванс.

На изображении показано двухканальное изображение осциллографа, на котором верхнее изображение показывает опорную точку коленчатого вала, а нижнее изображение показывает управляющий сигнал от MegaSquirt к катушке зажигания DIS. Управляющий сигнал имеет напряжение 5 вольт (логическая 1) и длится примерно 1,5 мс.

Опережение зажигания:
Датчики детонации в данном проекте не используются. Обрабатывать информацию с датчиков детонации можно, но просто установить датчик детонации недостаточно. Обработка сигналов сложна. Сигнал детонации сначала необходимо преобразовать в сигнал «да/нет» или в аналоговый сигнал, указывающий силу детонации.
Преобразование вибраций двигателя в сигнал детонации осуществляется интерфейсной схемой. Эта схема отсутствует в MegaSquirt II. Именно поэтому было решено смело выставлять опережение полной и частичной нагрузки, чтобы двигатель не мог оказаться в зоне детонации. Настраиваемая кривая опережения полной нагрузки должна быть определена в пределах детонации. Данные центробежного и вакуумного опережения обычного зажигания определяются на основе заводских данных из руководства по эксплуатации двигателя. Точки можно нанести на график (пример на изображении ниже).

Розовая линия указывает на исходное механическое продвижение. Это частично линейно из-за механической конструкции центробежных грузов. Черная линия показывает управление картой в MegaSquirt; эта линия следует за кривой. Важно держаться подальше от зон детонации при частичной и полной нагрузке; поэтому управление картой ограничено при частичной нагрузке (красная линия), а продвижение при полной нагрузке не увеличивается дальше, чем в ситуации с механическим продвижением (красная линия). Фактическое расположение карты соответствует синей линии.

Во-первых, кривую опережения зажигания при полной нагрузке необходимо было ввести в таблицу опережения искры. При более высоких скоростях и меньших нагрузках потребуется больший выдвижение. При частичной нагрузке опережение добавляется к опережению при полной загрузке. Полная таблица опережения зажигания и настройки опережения зажигания при холодном двигателе показаны на стр. 7.

Корпус дроссельной заслонки:
Подача воздуха/топлива контролировалась карбюратором в исходном состоянии. В системе управления двигателем карбюратор заменен корпусом дроссельной заслонки и четырьмя форсунками, которые установлены во впускном коллекторе. Это обеспечивает более точный и контролируемый впрыск, чем при использовании карбюратора, где топливовоздушная смесь формируется центрально в коллекторе и разделяется на четыре канала. Дроссельная заслонка открывается с помощью троса Боудена, которым управляют вручную с приборной панели.
В конце концов, MegaSquirt II не поддерживает корпус дроссельной заслонки с электронным управлением. Вот почему управление боуденовским тросом является единственным вариантом, который можно использовать.

Положение дроссельной заслонки передается на MegaSquirt посредством напряжения. Величина напряжения зависит от угла открытия дроссельной заслонки. Датчик положения дроссельной заслонки представляет собой потенциометр с напряжением питания 5 вольт (см. изображение). Необходимы соединение 3 и заземление 1. Бегунок (штифт 2) занимает положение на сопротивлении, которое зависит от положения дроссельной заслонки. Таким образом, бегунок соединен с дроссельным клапаном. Когда бегуну приходится преодолевать небольшое расстояние, преодолевая сопротивление (бегун показывает влево), сопротивление низкое. На изображении бегунок расположен справа (сторона заземления), что означает высокое сопротивление и, следовательно, низкое напряжение сигнала.

При использовании корпуса дроссельной заслонки напряжение на бегунке составляет 600 мВ, когда дроссельная заслонка закрыта, и напряжение 3,9 В, когда клапан полностью открыт. ЭБУ получает напряжение и использует его для расчета угла открытия дроссельной заслонки. Быстрое увеличение угла открытия означает, что происходит ускорение; ЭБУ реагирует на это кратковременным обогащением. Это называется ускоренным обогащением. Датчик положения дроссельной заслонки не используется для определения обогащения смеси в различных условиях эксплуатации; Для этой цели используется датчик MAP.

Тестовая установка шагового двигателя с симулятором:
После аппаратной настройки MegaSquirt коммутационный блок можно было использовать для проверки того, поступает ли управление шаговым двигателем. Загорание двухцветных светодиодов указывает на то, что происходит управление. За этапами управления шаговым двигателем можно следить, наблюдая за изменением цветов. Цвета чередуются между красным и желтым. Данные шагового двигателя можно ввести в меню «Управление холостым ходом» в программе TunerStudio. Помимо типа (4-проводной), можно также установить количество ступеней. Сюда также входит исходное положение, в котором должен находиться шаговый двигатель при запуске двигателя. Кроме того, можно установить время, необходимое для регулировки одного шага.

Количество ступеней зависит, в том числе, от температуры охлаждающей жидкости; более низкая температура требует большего открытия шагового двигателя. Шаги относительно температуры можно задать в виде графика. Симулятор можно использовать для проверки правильности управления шаговым двигателем. Поскольку сначала проверка проверяется на симуляторе, а не на двигателе, можно предотвратить проблемы во время запуска или работы двигателя из-за возможных проблем с аппаратным или программным обеспечением. Поскольку на угол открытия шагового двигателя в основном влияют температура охлаждающей жидкости и частота вращения двигателя, вы можете проверить правильность управления, повернув эти потенциометры. Индикатор на приборной панели TunerStudio отобразит изменение количества регулируемых шагов.

Настройки шагового двигателя:
На рисунке показан экран настроек шагового двигателя, используемого для холостого хода (управление холостым ходом).

Шаги регулировки двигателя определяются заранее с помощью Arduino. Также необходимо ввести количество шагов для перехода в исходное положение (шаги возврата в исходное положение). Шаговый двигатель активен на этапе прогрева (алгоритм) и подает питание на катушки в состоянии покоя (удерживает ток между шагами).

Положение шагового двигателя зависит от температуры охлаждающей жидкости. При запуске холодного двигателя клапан должен быть открыт несколько больше, чем при запуске прогретого двигателя. На изображении ниже показан экран настроек для установки шагов (Steps) в зависимости от температуры охлаждающей жидкости (Coolant). Когда двигатель холодный, шаговый двигатель полностью открыт на холостом ходу. Во время фазы прогрева шаговый двигатель слегка закрывается.

Также имеется возможность регулировки положения шагового двигателя в зависимости от температуры охлаждающей жидкости при запуске двигателя. Это называется «Прокрутка/шаги на холостом ходу». На изображении ниже показан экран настроек.

Схема топливного насоса:
MegaSquirt обеспечивает включение и выключение топливного насоса. Транзистор Q19 на рисунке ниже защищает транзистор Q2 от чрезмерного тока. Если ток слишком велик, транзистор может сгореть. Когда ток через коллектор-эмиттер Q2 и R40 увеличивается, достигается напряжение насыщения на базе Q19. Транзистор Q19 открывается, вызывая уменьшение напряжения база-эмиттер на Q2.

Соединение FP-1 PTA0 контролируется изнутри MegaSquirt. Для управления транзисторной цепью необходим входной сигнал от датчика положения коленчатого вала (датчика Холла или индуктивного датчика). Если сигнал потерян, например, если двигатель непреднамеренно заглох, подача питания на топливный насос немедленно прекращается.
Выход транзисторной схемы (FP1 OUT) подключен к реле топливного насоса. Вывод 85 реле – это выход управляющего тока. При включенном реле основная силовая часть (контакты 30 и 87) переключается, благодаря чему топливный насос получает напряжение питания для работы.

Используется электронный топливный насос с рабочим давлением 3 бар. Топливо подается через топливный фильтр в топливную рампу, где давление создается на входе в форсунки. Инжектор впрыскивает заранее рассчитанное количество топлива во впускной коллектор при поступлении сигнала от MegaSquirt. Управление MegaSquirt определяет не только количество впрыскиваемого топлива, но и давление топлива в рампе.
При более высоком давлении в рампе будет впрыскиваться большее количество топлива при том же контроле. Поэтому давление в рампе необходимо регулировать с учетом отрицательного давления во впускном коллекторе. Разница давлений (∆P) должна всегда оставаться на уровне 3 бар. На рисунке представлена ​​схема топливной системы. Розовые, желтые, оранжевые и черные линии показывают электрические соединения. Красная линия обозначает подачу топлива, синяя линия — возврат топлива.

Завершение механических работ:
Следующие три фотографии показывают двигатель на финальной стадии механической доработки.

Фото 1:
Это та сторона, где видно большинство применяемых деталей. Здесь же расположена приборная панель органов управления и ЭБУ MegaSquirt. Под фото легенда с описанием номеров деталей. Фотографии можно открыть в большем размере, нажав на них.

  1. Дроссельный клапан;
  2. Топливопровод к форсункам;
  3. Соединительная трубка дроссельной заслонки на впускном коллекторе;
  4. Указатель давления топлива;
  5. Впускной и выпускной коллектор;
  6. Приборная панель с выключателем вентилятора системы охлаждения, индикаторами генератора и давления масла, выключателем зажигания и заземляющим выключателем;
  7. Вакуумный шланг датчика MAP;
  8. Лямбда-зонд;
  9. Топливные шланги (подающий и обратный) вместе в термоусадочной коробке;
  10. Блок топливного насоса/бака;
  11. Реле топливного насоса;
  12. МегаСквирт;
  13. Глушитель выхлопа.

Фото 2:
На этом фото изображена другая сторона двигателя. Здесь вы можете увидеть карбюратор (15) и обычное зажигание (17). Целью этого классического зажигания является вызвать искру свечей зажигания в испытательной установке (14). Это, конечно, не имеет никакой функции для двигателя, но дает представление о работе зажигания, как оно работало в классических автомобилях.
Цифра 20 обозначает тормозной механизм трансмиссии. Тягу тормозного барабана можно затянуть с помощью троса Боудена, чтобы затормозить выходной вал коробки передач. Тормоз коробки передач срабатывает для кратковременной нагрузки двигателя при включении передачи.

14. Тестовая установка механического распределителя зажигания;
15. Карбюратор;
16. Катушка зажигания DIS;
17. Механический распределитель зажигания с вакуумным опережением;
18. Задняя панель приборов;
19. Механический топливный насос;
20. Трансмиссионный тормозной механизм;
21. Классическая катушка зажигания.

Фото 3:
Здесь хорошо виден вид сверху двигателя с испытательной установкой зажигания и топливной рампы.

Механические регулировки завершены. Двигатель пока нельзя запустить, поскольку сначала необходимо ввести некоторые данные в MegaSquirt.

следующий: Регулировка ЭБУ MegaSquirt II.

Nederlands       English       Français       Español       Português       Deutsch       Italiano       Polski       Íslenska       Türkçe       عربي       Magyar       Українська       Lietuvių       Română       Русский

Авторское право 2023 © MVWautotechniek.nl
Разработано, написано и организовано Марко ван Вейком.