Предметы:
- Начало проекта
- Мотор
- коробка передач
- Осмотр, замена и регулировка деталей двигателя
- Установите двигатель на подвижную раму.
- охлаждение
- Приборная панель и электромонтаж
- Топливный насос и бак
- Эксплуатация двигателя в классической схеме.
Начало проекта:
После того как было принято решение оборудовать двигатель системой управления двигателем MegaSquirt, был рассмотрен подходящий тип двигателя. Стандартные пакеты переоборудования с мануалами не заинтересовали. Целью было использование двигателя, отвечающего следующим условиям:
- не должно быть известных предыдущих проектов переоборудования этого двигателя;
- четырехцилиндровый бензиновый двигатель;
- еще не оснащен системой впрыска и электронной системой зажигания;
- возможность нагружать двигатель.
Двигатель:
Поиски привели к двигателю от Land Rover (серия 2А) начала 70-х годов. Этот четырехцилиндровый бензиновый двигатель объемом 2,25 л с тремя коренными подшипниками изначально оснащался карбюратором и механическим распределителем зажигания. Сочетание этого двигателя Land Rover и оригинальной коробки передач стало решающим для выбора; Трансмиссионный тормоз прикреплен к выходному валу коробки передач. Трансмиссивный тормоз, который фактически выполняет функцию стояночного тормоза, позволяет затормозить двигатель во время работы.
Вероятно, двигатель не работал десятилетиями. Естественно, он должен быть достаточно надежным, чтобы работать от системы управления двигателем. Поэтому необходимо было сначала тщательно осмотреть и протестировать двигатель. Были поставлены следующие цели:
- Осмотр, замена и регулировка деталей двигателя;
- Установить двигатель на подвижную раму;
- Разрешить двигателю работать в классической настройке;
- Установка компонентов системы управления двигателем;
- Соберите и подготовьте ЭБУ MegaSquirt;
- Дайте двигателю возможность работать в системе управления двигателем.
Коробка передач:
Коробка передач от армейского Land Rover. Зеленый цвет фактически выдает это.Чтобы на более позднем этапе сформировать как можно более оригинальное целое с двигателем, зеленая краска была удалена. Трансмиссионного тормоза на фото пока нет; Позже он был установлен на выходной вал в соответствии с заводскими инструкциями.
Осмотрите, замените и отрегулируйте детали двигателя:
В начале проекта было неясно, пригоден ли к использованию предоставленный двигатель. О блоке двигателя было мало что известно, только то, что двигатель стоял на месте в течение многих лет. Было неясно, были ли какие-либо внутренние части повреждены или даже - возможно, неисправимо - неисправны. В последнем случае замена двигателя на другой была единственным вариантом возобновления проекта.
Чтобы на более позднем этапе не прийти к выводу о непригодности двигателя, было решено разобрать и провести капитальный ремонт двигателя. Характер износа деталей был проверен и сравнен с заводскими спецификациями. Детали, измерения которых находились в пределах этих допусков, были заменены. Отбракованные детали заменены. Учтено назначение, для которого будет использоваться двигатель; двигатель должен быть построен с как можно меньшими затратами, чтобы быть достаточно надежным для реализации проекта и использования в качестве инструмента обучения.
Двигатель крепится к кронштейну в точках крепления картера коробки передач. Двигатель можно поворачивать в разные положения. Это обеспечивает оптимальный доступ к головке блока цилиндров и масляному поддону для проведения работ по разборке. Для правильного функционирования двигателя важно принять меры предосторожности, чтобы обеспечить хорошее конечное давление сжатия. Если давление в одном или нескольких цилиндрах слишком низкое, это приводит к плохой работе и сбоям в работе двигателя. В этом случае регулировка при вновь установленных зажигании и системе впрыска будет затруднена, а то и невозможна.
Одними из первых точек проверки являются поршни и стенки цилиндров. Для осуществления правильного управления поршни пришлось снять с блока двигателя. После демонтажа головки блока цилиндров и масляного поддона поршни можно было снять. Поршни проверены на овальность и видимые признаки износа. Поршневые кольца также проверялись на износ. Изношенные поршневые кольца могут привести к потере компрессии и расходу масла; оба последствия должны быть предотвращены этой проверкой. Помимо визуальной проверки был также измерен зазор между канавками поршневых колец и поршневым кольцом.
На изображении ниже показано измерение поршня с помощью винтового калибра. Помимо овальности можно определить и расстояние между поршнем и стенкой цилиндра. Слишком большое расстояние означает чрезмерный износ. Для проекта это будет означать, что, возможно, придется установить другие лишние поршни. После визуальной и геометрической оценки четырех поршней было установлено отсутствие чрезмерного износа.
После замены поршневых колец следует измерить окончательный зазор и при необходимости отрегулировать его, чтобы предотвратить разрушение поршневого кольца (из-за слишком маленького или слишком большого зазора) и предотвратить потерю сжатия (потери из-за утечки из-за слишком большого зазора). ). Поршневое кольцо помещается в цилиндр, где диаметр наименьший. Зазор замка измеряется щупом. Это измерение показано на рисунке. Поршневые кольца первого цилиндра были заменены из-за плохого состояния и их пришлось подточить на один миллиметр меньше; при сборке концы соприкасались друг с другом.
Измерение износа гильз цилиндров производится подходящим измерительным предметом. Отклонение указателя показывает степень износа. На изображении показаны размеры цилиндра 4. Диаметр цилиндра увеличится, особенно на той стороне, где возникает сила скольжения. Стенки цилиндров могут иметь некоторый износ, но износ должен находиться в пределах допусков. Результаты измерений показали, что имеется приемлемый износ стенок цилиндров. Оптический осмотр гильз цилиндров показал, что ряд участков стенок были гладкими. Хонинговальных канавок больше почти не было.
Хонинговальные канавки, своего рода небольшие царапины, обеспечивают постоянную наличие небольшой масляной пленки между поршневым кольцом и стенкой цилиндра. Основная задача этой масляной пленки — смазка, но она также служит уплотнением и, следовательно, помогает достичь конечного давления сжатия. Во всех четырех гильзах цилиндров с помощью подходящего хонинговального камня были сделаны новые хонинговальные канавки. На изображении показана эта операция. Была предпринята попытка нанести хонинговальные канавки максимально крестообразно, под углом 45 градусов.
Клапаны герметизируют пространство сгорания над поршнем. Утечка через седло клапана приводит к потере компрессии; то, что следует предотвратить. Для проверки состояния клапанов и седел клапанов необходимо предварительно снять все клапана с головки блока цилиндров. На изображении изображена клапанная пружина впускного клапана первого цилиндра в разобранном виде. Диски клапанов первого цилиндра были настолько повреждены, что было решено заменить оба.
После разборки оказалось, что некоторые седла клапанов изъедены/повреждены. На изображении ниже показаны седла клапанов цилиндра 1. Весьма вероятно, что двигатель не работал бы должным образом, если бы это не было проверено. Простой повторной шлифовки новых клапанов было недостаточно, поэтому было решено отфрезеровать седла клапанов.
С помощью фрезы для седла клапана удаляется небольшое количество материала, и седло клапана снова становится гладким. Шток фрезы вставляется в направляющую клапана (см. изображение ниже). Это гарантирует, что резак можно будет разместить прямо на посадочном месте. В процессе обработки учитывались два разных угла, под которыми необходимо производить фрезерование. Больше всего пострадали клапана 1 и 2 цилиндров. Для полноты картины все восемь седел клапанов были обработаны. После фрезерования клапаны шлифуются специальным абразивом для обеспечения наилучшего уплотнения.
Осевой люфт коленчатого вала с тремя коренными и двумя упорными подшипниками измеряют циферблатным индикатором. Если осевой люфт слишком велик, можно установить осевой подшипник большего размера, если нет механических дефектов. Измерение, показанное на изображении, показало, что осевой зазор в порядке.
Расстояние между подшипниками скольжения коленчатого вала и шатуном, иначе говоря: радиальный зазор коленчатого вала, измеряется пластигажем (см. рисунок). Plastigage — это специальная пластиковая проволока, которая постоянно деформируется после сжатия. После установки крышки подшипника или шатуна пластигаж оставит отпечаток. Ширина отпечатка указывает, какой люфт между подшипником скольжения и коленчатым валом.
Цепь ГРМ передает движение от коленчатого вала к распределительному валу. После установки поршней, коленчатого вала и головки блока цилиндров после установки необходимо отрегулировать цепь ГРМ. Из-за отсутствия регулировки и маркировки регулировку пришлось определять исходя из несимметричной схемы клапанов. С помощью градусного диска на коленчатом валу можно определить угол открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов (см. изображение). Детали распределения, такие как звездочки, цепь, направляющая и натяжитель, были проверены на предмет оптического износа. Это было нормально.
Все детали затягиваются согласно предписанным моментам затяжки. Поскольку двигатель разобран, проверки необходимо проводить после пробега нескольких километров. Однако это невозможно, поскольку двигатель не установлен на автомобиле. Поэтому было решено проводить проверки, предписанные Land Rover, через 24 часа работы.
Монтаж двигателя на мобильной раме:
Целью было использовать двигатель в качестве учебного пособия, работающего на системе управления двигателем. Двигатель не ставится в автомобиль. Для обеспечения безопасной и надежной установки было решено разместить двигатель на подходящей раме двигателя. Предполагается, что двигатель будет прикреплен к раме двигателя в исходных местах опор двигателя. Поскольку готовых комплектов для переоборудования нет, опоры пришлось изготавливать на заказ.
На этапе строительства необходимо было сделать выбор в пользу конструкции двигателя. Систему управления двигателем необходимо отрегулировать под повышенную нагрузку на двигатель. Поскольку оригинальная коробка передач имеет трансмиссионный тормоз, было решено также установить коробку передач на раму двигателя. Используя этот трансмиссионный тормоз, можно на короткое время запустить двигатель под нагрузкой.
Редактирование и адаптация существующих опор двигателя позволили надежно соединить двигатель с рамой. К раме двигателя также имеется возможность прикрепить приборную панель, на которой, помимо прочего, можно реализовать элементы управления. На изображении показан момент, когда мотор висит над рамой и готов к прикреплению.
Опоры двигателя со стороны распределения изготовлены из стальных труб и U-образных профилей. Мотоциклетная резина обеспечивает амортизацию. Две трубы установлены друг на друге внизу для установки блока двигателя и коробки передач как можно более горизонтально на раме. Опоры крепятся к блоку двигателя и раме с помощью шпилек с резьбой М8 и М12, болтов и гаек.
Такая опора коробки передач сделана с обеих сторон коробки передач, которой она опирается на раму.
После того как двигатель и коробка передач были безопасно и надежно закреплены на раме, сборку двигателя можно было возобновить. После установки регулируемых и регулируемых деталей, таких как карбюратор и зажигание, они были отрегулированы по заводским значениям.
На раме также установлены и другие компоненты, обеспечивающие работу двигателя, такие как радиатор, приборная панель с органами управления и топливный бак. Эти компоненты описаны в следующих параграфах.
охлаждение:
В исходном состоянии охлаждение обеспечивается большим радиатором и металлическим вентилятором, установленным на водяном насосе. Поскольку двигатель устанавливается не в автомобиле, а на подвижной раме, важно использовать подходящие запасные части. Металлический вентилятор охлаждения был заменен вентилятором с электроприводом и пластиковыми лопастями. Пластиковая версия не только намного безопаснее, поскольку двигатель предназначен для образовательных целей (учитывайте личную безопасность при проведении измерений), но также больше подходит для более быстрого нагрева радиатора и блока двигателя. Электрический вентилятор охлаждения можно включать и выключать кнопкой на приборной панели. Это дает возможность быстро прогреть двигатель, поскольку возможность оказания на него механической нагрузки мала. Когда двигатель прогрет, скорее всего, существует «замкнутый контур», в котором данные лямбда-зонда используются для управления впрыском топлива. Например, при холодном двигателе – в «разомкнутом контуре» – происходит дополнительное обогащение: при впрыске большего количества топлива (λ < 1) коррекция топлива лямбда-зондом нежелательна.
На рисунке представлен обзор компонентов установленной системы охлаждения. Родного радиатора не было. Поскольку его размер и вес не подходили для установки на раму мотоцикла, был выбран радиатор меньшего размера, изготовленный на вторичном рынке. Диаметры соединений верхнего и нижнего шлангов радиатора соответствуют оригинальным.
Верхний и нижний шланги радиатора изготовлены по индивидуальному заказу с использованием силиконовых шлангов и соединителей. Электрический вентилятор охлаждения закреплен на монтажном кронштейне. Верхний шланг радиатора защищает радиатор от опрокидывания. Колпачок избыточного давления (0,9 бар) защищает систему охлаждения от избыточного давления. Когда давление поднимается слишком высоко, клапан в крышке радиатора открывается против силы, и охлаждающая жидкость вытекает через перелив в сборную емкость.
Пришлось экспериментально определить, имеет ли радиатор достаточно высокую скорость потока и имеет ли охлаждающий вентилятор достаточную мощность для рассеивания тепла. На первом этапе испытаний система была признана исправной.
Приборная панель и электромонтаж:
К раме крепится приборная панель, на которой расположены индикаторные лампочки, переключатели, ЭБУ MegaSquirt, различные реле и жгуты проводов. Приборная панель используется для мониторинга и управления функциями двигателя.
На изображении показана приборная панель. Цифрой 1 на рисунке указано расположение заземлителя; ключ отключает аккумулятор от земли. Поскольку нет необходимости подавать питание на выключенный двигатель, безопаснее отключить заземление, когда двигатель остается без присмотра. Цифра 2 указывает на переключатель вентилятора охлаждения. Номера 3 и 4 — это контрольные лампы генератора (D+), номер 5 — кнопка запуска, а номер 6 — выключатель зажигания (клемма 15). В задней части приборной панели находится блок предохранителей. MegaSquirt установлен на нижней панели и обозначен цифрой 7. Номер 8 обозначает реле топливного насоса. На приборной панели также предусмотрена возможность установки коммутационного бокса, на котором учащиеся могут проводить измерения. Это дает возможность измерять значения датчиков и органов управления исполнительными механизмами с помощью осциллографа.
Оригинальное реле стартера управляет стартером; При небольшой кнопке запуска контакт 86 подключается к земле, вызывая протекание управляющего тока. Управляющий ток создает магнитное поле, вызывающее протекание основного тока между клеммами 30 и 87; на стартер подается этот основной ток до тех пор, пока не будет отпущена кнопка пуска.
Модернизированный генератор переменного тока обеспечивает зарядное напряжение и зарядный ток для аккумулятора. Световой индикатор показывает, правильно ли заряжается генератор. Лямбда-зонд, форсунки и катушка зажигания получают напряжение питания от блока предохранителей. Передача информации, а также команды включения и выключения MegaSquirt осуществляются через другие сигнальные и заземляющие провода.
Топливный насос и бак.
Механический топливный насос в классической установке больше не используется при установке компонентов системы управления двигателем, поскольку рабочее давление слишком низкое (200 мбар). Требуемое давление топлива для форсунок MPI, управляемых ЭБУ MegaSquirt, составляет 3 бара. Достаточно стандартного электронного бензонасоса от легкового автомобиля. Из-за ограниченного пространства был выбран компактный агрегат, в котором топливный бак, насос и фильтр находятся в одном корпусе. Металлический каркас дает возможность закрепить агрегат на раме двигателя. На более позднем этапе проекта будут установлены топливные шланги, образующие соединение между топливным насосом и форсунками во впускном коллекторе.
Силовые провода от топливного насоса проходят через кабель-канал к панели приборов, монтаж которой уже был описан. Положительный провод насоса получает питание от MegaSquirt через реле.
Эксплуатируйте двигатель в классической схеме.
До установки компонентов системы управления двигателем двигатель изначально доводился до работоспособности в классической схеме, т.е. с карбюраторно-распределительным зажиганием. В главе 5.2 описаны работы, которые проводились по установке двигателя и вспомогательных узлов на раму двигателя. На первом этапе испытаний, когда двигатель запускался в классической схеме, проверки могли проводиться при следующих условиях:
- Холодный запуск;
- На холостом ходу;
- Увеличение скорости, увеличение нагрузки;
- Длительная работа при рабочей температуре.
В ходе вышеуказанных проверок выяснилось, что еще предстоит провести ряд ремонтов, прежде чем двигатель станет достаточно надежным для переоборудования.
- После первого запуска двигателя выяснилось, что сальник в насосе охлаждающей жидкости уже не в порядке; охлаждающая жидкость вытекла из блока двигателя по подшипнику. Для решения проблемы хватило замены насоса охлаждающей жидкости.
- Следующей проблемой стала остановка двигателя при достижении рабочей температуры. Зажигание вышло из строя, что сделало невозможным запуск двигателя. Проблема была в трамблере и легко решилась.
- Со временем между двигателем и коробкой передач образовалась течь масла. Течь скорее всего из-за сальника коленвала. Эта утечка будет устранена после завершения проекта.
После того, как двигатель был признан исправным в классической схеме, можно было продолжить работу с электроникой.
следующий: датчиков.
