You dont have javascript enabled! Please enable it!

Актуатори проекту MSII LR

Предмети:

  • Визначити та встановити виконавчі механізми системи керування двигуном
  • Паливні форсунки
  • Вибір відповідних форсунок
  • Установка форсунок у впускний колектор
  • Запалення
  • Готується звичайним запалюванням
  • Котушка запалювання для системи управління двигуном
  • Наростання струму в первинній котушці
  • Випередження запалювання
  • Корпус дросельної заслінки
  • Тестове налаштування крокового двигуна з імітатором
  • Налаштування крокового двигуна
  • Схема паливного насоса
  • Завершення механічної роботи

Визначення та встановлення виконавчих механізмів системи керування двигуном:
Приводи, якими керуватиме MegaSquirt, — це форсунки, котушка запалювання, паливний насос і кроковий двигун для холостого ходу. У цій главі описується процес, під час якого приводи були випробувані та встановлені на блок двигуна, а також зроблений вибір.

Паливні форсунки:
MegaSquirt керує інжекторами. Інжектори підключені до маси. Якщо компонент заземлений, напруга живлення присутня, але струм тече лише тоді, коли заземлення ввімкнено. У цьому випадку інжектор буде впорскувати лише тоді, коли ECU MegaSquirt перемикається на масу. Як тільки активація припиняється, інжектор припиняє впорскувати. Кількість палива для впорскування визначається на основі таблиці VE та таблиці AFR.

МОП-транзистор вмикає та вимикає інжектор, викликаючи впорскування палива. Кількість палива, що визначається MegaSquirt, залежить від кількох факторів:

  • Закон ідеального газу, який зв’язує кількість повітря з його тиском, об’ємом і температурою;
  • Значення, виміряні датчиками в блоці двигуна: тиск у впускному колекторі (датчик MAP), температура охолоджуючої рідини і впускного повітря, частота обертання колінчастого вала і дані з датчика положення дросельної заслінки;
    • Параметри регулювання: необхідна кількість палива, ступінь наповнення (VE), час відкриття інжектора та збагачення за певних умов.

Час вприскування має бути якомога довшим, коли двигун працює на холостому ходу, щоб отримати гарне дозування палива. Тому на двигуні можна використовувати не будь-який інжектор. Необхідно порівняти властивості різних типів форсунок, а розрахунки повинні дати розуміння необхідної кількості палива для даного двигуна. Також був вибір між інжекторами з високим і низьким опором. Інжектори з низьким опором підходять для двигунів, де потрібне дуже швидке відкриття голки інжектора. Типовий опір становить 4 Ом. Недоліком цих форсунок є велика сила струму. Розвиток тепла, яке це створює в MegaSquirt, є небажаним. Можливе використання низькоомних інжекторів шляхом монтажу спеціальних IGBT на теплопровідній пластині на корпусі MegaSquirt. Було вирішено використовувати високоомні форсунки. Виділяється менше тепла, і ці IGBT не використовуються.

Розмір проходу (потік) дуже важливий для визначення правильної кількості впорскування, а отже, для контролю. Якщо ви виберете занадто великі форсунки, час вприскування на холостому ході буде настільки коротким, що двигун може працювати нерівномірно. Обсяг впорскування має бути достатнім для впорскування всього палива за доступний час. Кількість впорскування вказується як час впорскування в мілісекундах. При високій швидкості двигуна передбачається велике навантаження. Це при MAP 100 кПа. Необхідний потік форсунки можна розрахувати на основі характеристик двигуна. Потік форсунки вказує, скільки мілілітрів палива впорскується за хвилину.

Вибір відповідних інжекторів:
Для проекту були доступні форсунки трьох різних типів. Дослідження показали, який тип інжектора найбільше підходить для використання в цьому проекті.
Кожен тип інжектора має різний потік; вихід після однієї хвилини ін'єкції залежить від типу. Перед випробуванням інжекторів їх очистили в ультразвуковій ванні. За допомогою цього методу очищення інжектор очищається всередині та зовні за допомогою ультразвукових коливань і спеціальної тестової рідини, так що будь-які залишки старого бруду не можуть вплинути на вимірювання потоку або схему впорскування. Під час ультразвукового очищення інжектори безперервно відкривалися та закривалися, а схема впорскування кожного інжектора досліджувалася; це був прекрасний туман. Під час закриття не було видно жодних відхилень, таких як утворення крапель або відхилення струменя. Після ультразвукового очищення та випробувань ущільнювальні кільця були замінені, щоб забезпечити гарне ущільнення під час встановлення у впускний колектор.

Використовуючи тестову установку (див. зображення вище), форсунки можуть впорскувати в кілька мірних стаканчиків, щоб через певний час можна було зчитати кількість впорснутого палива. Контролюючи форсунки під робочим тиском 3 бари, можна контролювати кількість вприснутого палива. Тиск палива на магістралі подачі (рампі) має становити 3 бари, а голка інжектора повинна бути активована на 30 або 60 секунд із робочим циклом 100%. Після того, як форсунки були активовані протягом 30 секунд, можна було ввести такі дані:

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

Використовуватиметься лише один тип інжектора. Розмір форсунки визначається за наступною формулою:

Розмір форсунки визначається на основі ефективної потужності (Pe), що подається на певній швидкості, питомої витрати палива на перерві (BSFC), кількості форсунок (n форсунок) і максимального робочого циклу, за яким форсунки контролюються. Ціле множиться на 10.5, щоб перетворити фунти на годину (фунт/год) у мл/хв.

Відповідь на розрахунок показує, який інжектор підходить для даної конфігурації двигуна. Не проблема, якщо є відхилення від розрахункового значення менше ніж на 20 мл. Ця різниця компенсується налаштуванням програмного забезпечення в MegaSquirt. У таблиці нижче подано огляд даних, які використовуються у формулах.

Перший крок полягає в тому, щоб визначити паливо, що впорскується при швидкості крутного моменту. За кожні два оберти колінчастого вала всмоктується певна кількість повітря. Ступінь наповнення найвищий при швидкості крутного моменту. Завдяки властивостям двигуна (включаючи перекриття клапанів), двигун найкраще заповнюється на цій швидкості, а ККД найвищий. Передбачається, що рівень заповнення становитиме близько 70%. Формула 4 розраховує об'єм повітря, який знаходиться в двигуні в цей момент.
У формулі 5 кількість вприснутого палива розраховується на основі об’єму присутнього повітря. Потужність двигуна, що досягається при крутному моменті, розраховується за формулою 6. Співвідношення між кількістю вприснутого палива та потужністю вказує на BSFC у формулах 7 і 8.
Фактичний BSFC множиться на 6 у формулі 3600 для перетворення в кВт-год. BSFC бензинового двигуна часто становить від 250 до 345 г/кВт-год. Чим менше значення, тим ефективніший двигун. Формула 8 вказує на співвідношення між витратою палива в фунтах/год і ефективною потужністю двигуна. Цей відсоток включено у формулу 9.

Відповідь на формулу 9 дає зрозуміти, що для використання в двигуні придатні форсунки з потоком 200 мл/хв. Різниця в 7 мл незначна, тому що вона компенсується програмним забезпеченням при заповненні таблиці VE.

Установка форсунок у впускний колектор:
Система впорскування з електронним керуванням дозволяє зняти карбюратор, який є частиною класичної установки. Таким чином, карбюратор замінюється дросельною заслінкою (для подачі повітря) і чотирма окремими паливними форсунками. Впускний колектор був збережений і модифікований, щоб дозволити перетворення на систему керування двигуном. Впорскування палива відбувається у впускний колектор. Було прийнято рішення встановити форсунки якомога ближче до впускного клапана. У більшості випадків виробники автомобільних двигунів вирішують встановити впускний клапан під кутом у впускному колекторі. Паливо розбризкується проти впускного клапана. Однак для поточного проекту була обрана установка, в якій інжектори розташовані під кутом 45 градусів відносно повітропроводів у колекторі.

Впускний колектор виготовлений з литого алюмінію. Було вирішено прикріпити алюмінієві втулки до колектора. Обробка вручну до потрібного розміру була не варіантом, оскільки втулки повинні були мати інші розміри, ніж стандартний розмір свердла. Це означало, що аутсорсинг фургонів мав бути переданий компанії з відповідним обладнанням. Потім втулки можна приєднати до колектора зварюванням TIG. Вибір встановити інжектори вертикально, а не під кутом, був зроблений з наступної причини:

  • Процес складання: простіше встановити фургони в прямому горизонтальному розташуванні. Зварювати фургони до колектора легше, оскільки тепер легше зварювати все навколо, ніж у ситуації, коли фургон стоїть під кутом.
  • Постобробка: Під час зварювання втулки стають трохи овальними. Причиною деформації є тепло, що виділяється в процесі зварювання. Це було враховано, зробивши внутрішній діаметр втулок меншим за зовнішній діаметр форсунок. Додаткова обробка (розсвердлювання) менш ризикована: коли гільзи закруглені зсередини, діаметр оптимальний для форсунок, а ущільнення за допомогою ущільнювальних кілець гарантовано. Висота фургонів важлива; інжектор не можна розміщувати занадто далеко в колекторі. Кінець інжектора не повинен перешкоджати потоку повітря. З інформації з джерела: (Banish, Engine Management, advanced tuning, 2007) було вирішено встановити форсунки так глибоко в колекторі, щоб кінці точно входили в отвори в колекторі; потік повітря не перешкоджає.
  • Впорскування палива: Оскільки змішування паливного туману з повітрям є оптимальним перед відкриттям впускного клапана, не має великого значення, чи інжектор впорскує саме у впускний клапан чи безпосередньо перед цим у впускний колектор.

При одночасному уприскуванні впорскування відбувається при кожному обертанні колінчастого вала (360°). Чотири форсунки впорскують одночасно. Це означає, що паливо також впорскується у впускний тракт, коли впускний клапан не відкритий. Через деякий час впускний клапан відкривається, а паливо все ще надходить у циліндр.
Кущі спеціально обрізають за розміром на токарному верстаті. Внутрішній діаметр трохи менше зовнішнього діаметра інжектора; Оскільки деформація відбувається під час процесу зварювання, повинна бути можливість видалити матеріал під час подальшої обробки за допомогою розгортання. Це означає, що діаметр трохи збільшується, оскільки матеріал подрібнюється. Діаметр не повинен бути занадто великим, тому що тоді є ймовірність того, що гумове ущільнювальне кільце на інжекторі більше не зможе достатньо добре ущільнюватися. Хороша печатка дуже важлива; витік повітря повз інжектор призводить до зниження вакууму у впускному колекторі.
Тоді виміряний негативний тиск більше не відповідає розрахованому негативному тиску. Це впливає на уприскування, яке визначається на основі таблиці VE. Велику роль у цьому відіграє негативний тиск. Функції та параметри таблиці VE описано в наступному розділі.

На нижній частині втулок зроблено скошений край, щоб форми відповідали формам впускного колектора. Після цього фургон повинен стояти максимально вертикально. На зображенні нижче показано впускний колектор з каністрою під час складання. Гільза прикріплена з одного боку, щоб було чітко видно, як зварювання впливає на матеріал. Було незрозуміло, чи містить алюміній колектора занадто багато забруднень, що ускладнить зварювання. Це виявилося нормально. Щоб втулки не зміщувалися зі свого положення під час зварювання, у колекторі заздалегідь просвердлили отвори, а втулки утримували в правильному положенні за допомогою спеціально виготовленого на замовлення пристосування. Таким чином чотири втулки зварюють навколо. Остаточна перевірка показала, що з’єднання між втулками та колектором герметичні.

З'єднання між форсунками зазвичай утворюється суцільною рейкою форсунок. Ця труба зі з’єднаннями, часто виготовлена ​​з алюмінієвого сплаву, виготовляється виробником на замовлення. Двигун Land Rover, який використовується для проекту, має дві форсунки поруч одна з одною, але простір між парами форсунок досить великий. Розміри паливної рампи і простір між повітропроводами впускного колектора не збігалися. Тому рейку довелося відрегулювати.

Вкоротити одні і подовжити інші деталі паянням дуже складно; забруднення старим паливом, яке дуже важко видалити з внутрішньої сторони рейки, може призвести до погіршення адгезії. Оскільки це стосується палива, був обраний найбезпечніший метод; деталі, на яких кріпляться форсунки, з'єднані якісним паливним шлангом. Краї зі швами були встановлені на всіх кінцях, а міцні хомути для шлангів використовувалися, щоб запобігти ковзанню шлангів по краях зі швами.

На зображенні нижче показано впускний колектор під час обробки. Лінія живлення (позначена цифрою 1) підключена до виходу паливного насоса. Паливо подається на вхід чотирьох форсунок під тиском 3 бар. Регулятор тиску (3) регулює тиск залежно від тиску у впускному колекторі, оскільки різниця тиску між тиском палива та розрідженням у впускному колекторі повинна залишатися 3 бар. Паливо повертається в бак по зворотній лінії (2). Відбувається безперервна циркуляція палива. Впорскування відбувається лише тоді, коли інжекторами керує ECU MegaSquirt.

  1. Лінія живлення
  2. Зворотна лінія
  3. Друкрегелаар
  4. Контроль тиску
  5. Теплозахисний екран
  6. Підключення газового клапана
  7. Підключення негативного тиску
  8. Циліндр інжектора 1
  9. Кронштейн інжектора A
  10. Кронштейн інжектора B
  11. Циліндр впускної труби 1

У існуючих легкових автомобілях рампа форсунки кріпиться до впускного колектора за допомогою хомутів або петель. Інжекторна рейка затискає форсунки в колекторі. Оскільки для цього проекту як рампу форсунки було обрано гнучкий паливний шланг, це неможливо. Тому було вирішено закріпити форсунки у впускному колекторі кронштейном, виготовленим на замовлення. Кронштейни складаються з двох частин: верхньої частини (кронштейн А) і нижньої частини (кронштейн В).

Кронштейн A містить дві виїмки, які можна насунути на форсунки. Це дозволяє втиснути форсунки в колектор за допомогою плоских сторін. Обидва кронштейни A мають щілинні отвори, щоб можна було регулювати відстань між форсунками та щілинними отворами. Кронштейни A і B прикручені разом: кронштейн B прикріплений до тієї самої шпильки, яка кріпить колектор до двигуна. Прорізний отвір дозволяє регулювати кронштейн у вертикальному напрямку. Чим більше кронштейн зміщується вниз, тим міцніше затискається інжектор.

Запалювання:
Звичайне запалювання було замінено системою запалювання з електронним керуванням із котушкою запалювання, якою керує MegaSquirt. Для повноцінної роботи двигуна з оригінальними технологіями необхідно спочатку підключити звичайну систему з контактними точками. Лише після кількох годин роботи можна визначити, що двигун функціонує належним чином, після чого можна починати установку та налаштування, серед іншого, електронного керування запалюванням.

Готується звичайним запалюванням:
Двигун Land Rover спочатку був оснащений системою запалювання з контактними точками, яку тепер також називають звичайною системою запалювання. На зображенні показано цей тип системи запалювання.

При закритих точках контакту починається наростання первинного струму. Сила струму обмежена опором первинної обмотки до 3-4 ампер. Коли струм протікає через первинну котушку котушки запалювання, створюється магнітне поле. І первинна (3), і вторинна котушки (4) знаходяться в цьому магнітному полі. Коли струм через точки контакту (10) переривається кулачком переривника (9) на валу розподільника, в обох котушках індукується напруга. У первинній котушці виробляється приблизно 250 вольт. Різниця обмоток створить у вторинній котушці індукційну напругу від 10 до 15 кВ. Іскра свічки запалювання утворюється, коли розмикаються точки.

Індукційну напругу можна обмежити, дозволивши первинному струму протікати деякий час після розмикання контактних точок. Це досягається за допомогою конденсатора, який з'єднаний паралельно через точки контакту. Конденсатор - це часовизначальний елемент, який в залежності від ємності фактично регулює рівень індукційної напруги. Точки контакту також захищені від опіку.

Котушка запалювання системи керування двигуном:
Система управління двигуном буде управляти котушкою запалювання. Класична котушка запалювання з розподільником залишається на двигуні, щоб служити тестовою установкою, але більше не є частиною функціонування двигуна внутрішнього згоряння. Була обрана система запалювання без розподільника (котушка запалювання DIS), що у вільному перекладі означає: «система запалювання без розподільника». У цьому типі системи запалювання не використовується розподільник. Іншим варіантом було вибрати котушку запалювання Coil on plug (COP). До кожної свічки підключається окрема котушка запалювання. Котушку запалювання COP також називають штифтовою котушкою запалювання. Недоліком котушки запалювання COP є те, що розсіювання тепла гірше, ніж у котушки запалювання DIS. При використанні котушок запалювання COP також потрібен сигнал від датчика розподільного валу, якого немає на поточному двигуні.

Відсутній зуб у шківі колінчастого вала служить точкою відліку, за якою визначається момент запалювання. З котушкою запалювання DIS дві свічки запалювання будуть активовані одночасно в момент запалювання. Котушка запалювання DIS фактично є блоком, в якому змонтовано дві котушки запалювання. Коли поршні циліндрів 1 і 4 рухаються вгору, один буде зайнятий тактом стиснення, а інший - тактом випуску. Проте обидві свічки запалювання генеруватимуть іскру. Іскра, утворена циліндром, який бере участь у такті стиснення, спричинить загоряння суміші. Інша іскра, так звана «витрачена іскра», іскрить, коли вихлопний газ залишає камеру згоряння. Витрачена іскра - це іскра, яка утворюється, коли суміш не запалюється. Енергія запалювання низька; незважаючи на іскру, втрати енергії невеликі. Це теж не шкідливо.

На малюнку показана схема роботи чотирициліндрового бензинового двигуна з котушкою запалювання DIS. Ця робоча схема показує дві мітки запалювання на момент запалювання; 1 з них генерує іскру для запалювання суміші, інша є втраченою іскрою. Котушкою запалювання DIS можна керувати MegaSquirt лише двома імпульсами.

Коли такт стиснення відбувається в циліндрі 1, а такт випуску — у циліндрі 4, MegaSquirt керує первинною котушкою A через контакт 36 на DB37 (див. зображення нижче). Цей контроль здійснюється на основі опорної точки колінчастого вала (від 90 до 120 градусів перед ВМТ). MegaSquirt керує первинною котушкою B, яка відповідає за утворення іскри циліндрів 2 і 3, і вмикається на 180 градусів після котушки A. Для котушки B немає контрольної точки, але момент запалювання можна визначити, просто підрахувавши зубці на імпульсному колесі 36-1. 

Між котушкою A котушки запалювання та контактом 7 процесора показано опір 330 Ом. Цей резистор обмежує струм і індукційну напругу збуджуючого імпульсу. Оскільки цей резистор не є стандартним для друкованої плати MegaSquirt, його необхідно модернізувати. Ліворуч від вертикальної пунктирної лінії на зображенні нижче показано внутрішню схему MegaSquirt. Показані компоненти (два резистори на 330 Ом і світлодіоди) потрібно було потім припаяти до друкованої плати.

Наростання струму в первинній котушці:
Важливо отримати уявлення про накопичення струму в первинній котушці. За допомогою цього можна визначити не тільки силу струму, але й час зарядки котушки запалювання. Час завантаження залежить від ряду факторів, які MegaSquirt має враховувати.

Коефіцієнт самоіндукції (L-значення) вибраної котушки запалювання становить 3,7 мГн. Разом з омічним опором R визначається максимальний первинний струм і час наростання кривої. Невелике значення L і опір забезпечують швидке зростання струму після ввімкнення. Відомі дані котушки запалювання можна використовувати для розрахунку того, як формується первинний струм.
Наступна формула показує загальне рішення диференціального рівняння 1-го порядку, яке обчислює струми, час заряджання та розряджання, щоб показати явище перемикання у вигляді кривої. 

Рівняння таке:

де постійна часу (Tau) обчислюється наступним чином:

Максимальна сила струму становитиме 28 ампер відповідно до закону Ома:

Насправді ця сила струму не буде досягнута.
Котушка вимикається раніше. Причина пояснюється пізніше. Введення цієї інформації в загальну формулу дає:

На малюнку показана крива заряду первинної котушки. Від часу T0 до 1 Tau котушка заряджається до 63,2%. Це фіксований відсоток для часу заряджання котушки. Результат формули 13 показує, що котушка заряджена струмом 1 ампер при 17,7 Тау. При t = 5 Tau остаточне значення практично досягнуто.

Відповідно до характеристик котушки запалювання первинний струм котушки запалювання після зарядки становить 7,5 А. Струм не збільшується. Час, необхідний для досягнення 7,5 А, називається часом витримки. Час витримки залежить від напруги батареї, яка в даному випадку становить 14 вольт. Якщо процес зарядки не налаштований, струм через котушку становить максимум 12 ампер відповідно до формули 28.

Котушка за формулою 14 заряджена до 7,4 А при t = 17,7 мс. Фактичний час заряджання менший, оскільки котушка заряджається максимум до 7,5 А. Потрібний час можна розрахувати, ввівши відомі дані у формулу 15.

Наростання первинного струму припиняється при 7,5 А. Це запобігає надмірному та непотрібному нагріванню котушки запалювання. Найголовніше, щоб котушка була максимально оптимально заряджена в найкоротші терміни. На малюнку показана зарядна крива до t = 2,3 мс.

Коли напруга акумулятора падає, наприклад, під час запуску двигуна, це впливає на час роботи. Потім потрібно більше 2,3 мс, перш ніж досягти 7,5 А. Новий час завантаження визначається за вже відомою формулою. Максимальний струм визначається виходячи з напруги акумулятора:

Час зарядки до 7,5 А з максимумом 20 А розраховується за формулою 17:

На малюнку час зарядки при напрузі 14 вольт показано чорною лінією, а час зарядки при напрузі 10 вольт — зеленою. Рядки опускаються до 0 одночасно; це час запалювання. Оскільки нижча напруга батареї вимагає більше часу для заряджання первинної котушки, MegaSquirt повинен увімкнути первинне живлення раніше.
Чорні лінії (збільшення та спад) вказують на час перебування при напрузі батареї 14 вольт. Зелена лінія вказує на розширений час заряджання при нижчій напрузі: це дає Δt. Фактичний час зарядки в цьому випадку становить Δt + 100%.

Це буде пояснено пізніше в цьому розділі на прикладі та малюнку 36. Час заряджання подовжується, а час запалювання залишається таким же. Якщо цього не відбувається або відбувається недостатньо, це матиме наслідки для енергії, що виділяється під час займання. У цьому випадку первинний струм вимикається занадто рано, тому струм 7,5 А не досягається. Подовження часу заряджання первинної котушки (час витримки) у формулі залежить від напруги батареї. Розрахунок часу витримки при різних напругах дає різний максимальний струм у котушці.

Припустивши, що напруга батареї може впасти до 6 вольт під час запуску та піднятися до 14,7 вольт під час заряджання, криву можна накреслити шляхом розрахунку кількох проміжних значень. На зображенні нижче показано корекцію часу витримки для котушки запалювання DIS, що використовується. Для кожного збільшення на 2 вольта на графіку ставиться (червона) точка. Оскільки в програмі TunerStudio було введено попередньо введений час витримки 2,3 мс при напрузі 14 вольт, поправковий коефіцієнт формується з цієї напруги. Таким чином, напруга 14 вольт є 100% (без корекції).

Тепер стало зрозуміло, що час зарядки збільшується на 315% при напрузі акумулятора 6 вольт.
За несприятливих умов напруга акумулятора може впасти до 6 вольт. Це означає ослаблення іскри запалювання. Збільшення часу витримки (часу, протягом якого протікає первинний струм) компенсує це, щоб отримати достатню енергію запалювання навіть при цій низькій напрузі. Це означає, що Δt на малюнку 36 збільшується втричі (2,3 мс * 315% = 7,26 мс) порівняно з часом витримки 100% (2,3 мс), позначеним чорним кольором.
Коефіцієнти, позначені червоним на зображенні вище, можна скопіювати безпосередньо в програму TunerStudio.

Через деякий час після того, як первинна котушка була розряджена, починається накопичення для наступного запалювання. Чим вище швидкість двигуна, тим швидше котушка перезаряджається. На малюнку 37 показано дві криві, де первинний струм зростає до 8,85 А. Момент запалювання вказується в точці, де лінія падає до 0 А.

Визначення моменту запалювання:
Сигнал запалювання визначається за опорною точкою колінчастого вала.
У зубчастому вінці шківа колінчастого вала 36 зуб із 1 зубів був відфрезерований під кутом 100 градусів перед верхньою мертвою точкою поршня циліндра 1. Між 100 і 0 градусами, тому під час такту стиснення мікропроцесор MegaSquirt може визначити час запалювання. При цьому враховується аванс.

На зображенні показано двоканальне зображення осцилографа, на якому верхнє зображення показує опорну точку колінчастого вала, а нижнє зображення показує сигнал керування від MegaSquirt до котушки запалювання DIS. Керуючий сигнал має напругу 5 вольт (логічна 1) і триває приблизно 1,5 мс.

Випередження запалювання:
Датчики детонації в цьому проекті не використовуються. Обробляти інформацію від датчиків детонації можна, але просто встановити датчик детонації недостатньо. Обробка сигналів складна. Сигнал детонації спочатку потрібно перетворити на сигнал «так/ні» або на аналоговий сигнал, який вказує силу детонації.
Перетворення вібрації двигуна в сигнал детонації здійснюється за допомогою схеми інтерфейсу. Ця схема відсутня в MegaSquirt II. Тому було вирішено безпечно встановити повне навантаження і часткове випередження, щоб двигун не опинився в зоні детонації. Крива випередження повного навантаження, яку потрібно встановити, повинна бути визначена в межах детонації. Дані відцентрового та вакуумного випередження звичайного запалювання визначаються на основі заводських даних із керівництва двигуна. Точки можна нанести на графік (приклад на зображенні нижче).

Рожева лінія вказує на оригінальне механічне випередження. Це частково лінійно завдяки механічній конструкції відцентрових тягарців. Чорна лінія показує елемент керування картою в MegaSquirt; ця лінія йде за кривою. Важливо триматися подалі від зон часткового та повного навантаження; тому керування картою обмежене при частковому навантаженні (червона лінія), а випередження при повному навантаженні не збільшується далі, ніж у ситуації з механічним випередженням (червона лінія). Фактичне розташування карти слідує за синьою лінією.

По-перше, криву випередження при повному навантаженні потрібно було ввести в таблицю випередження запалювання. При вищих швидкостях і менших навантаженнях буде потрібно більше випередження. При частковому навантаженні випередження додається до випередження повного навантаження. Заповнена таблиця випередження запалювання та налаштування випередження при холодному двигуні показані на сторінці 7.

Корпус дросельної заслінки:
Подача повітря/палива контролювалася карбюратором у вихідному стані. У системі керування двигуном карбюратор замінений дросельною заслінкою та чотирма форсунками, які встановлені у впускному колекторі. Це забезпечує більш точне та контрольоване вприскування, ніж у випадку з карбюратором, де повітряно-паливна суміш утворюється в центрі колектора та поділяється на чотири канали. Дросель відкривається тросом Боудена, яким вручну керується з приладової панелі.
Зрештою, MegaSquirt II не підтримує дросельну заслінку з електронним керуванням. Тому єдиним варіантом для використання є контроль тросу Боудена.

Положення дросельної заслінки передається на MegaSquirt за допомогою напруги. Величина напруги залежить від кута відкриття дросельної заслінки. Датчик положення дросельної заслінки являє собою потенціометр з напругою живлення 5 вольт (див. зображення). Необхідні підключення 3 і заземлення 1. Бігун (штифт 2) приймає положення на опорі, яке залежить від положення дросельної заслінки. Тому бігунок з’єднаний з дросельною заслінкою. Коли бігун повинен подолати невелику відстань через опору (бігун показує вліво), опору мало. На зображенні бігунок розташований праворуч (зі сторони землі), що означає високий опір і, отже, низьку напругу сигналу.

При використанні дросельної заслінки на робочому колесі є напруга 600 мВ, коли дросель закритий, і напруга 3,9 В, коли клапан повністю відкритий. ЕБУ отримує напругу та використовує її для розрахунку кута відкриття дросельної заслінки. Швидке збільшення кута відкриття означає прискорення; ECU реагує на це короткочасним збагаченням. Це називається збагаченням прискорення. Датчик положення дросельної заслінки не використовується для визначення збагачення суміші при різних режимах роботи; Для цього використовується датчик MAP.

Тестова установка крокового двигуна з імітатором:
Після того, як MegaSquirt було налаштовано апаратно, можна було використовувати роз’ємну коробку, щоб перевірити, чи приймається керування кроковим двигуном. Світіння двоколірних світлодіодів свідчить про те, що відбувається контроль. За кроками, за якими керується кроковий двигун, можна спостерігати за зміною кольорів. Кольори чергуються між червоним і жовтим. Дані крокового двигуна можна ввести в меню «Контроль холостого ходу» в програмі TunerStudio. Окрім типу (4 дроти), також можна встановити кількість кроків. Це також включає вихідне положення, в якому кроковий двигун повинен знаходитися під час запуску двигуна. Крім того, можна встановити час, який потрібно для налаштування одного кроку.

Кількість ступенів залежить, в тому числі, від температури теплоносія; нижча температура вимагає більшого відкриття крокового двигуна. Кроки відносно температури можна встановити на графіку. За допомогою симулятора можна перевірити, чи правильно керується кроковий двигун. Оскільки він спочатку перевіряється на симуляторі, а не на двигуні, можна запобігти проблемам під час запуску чи роботи двигуна через можливу апаратну чи програмну проблему. Оскільки температура охолоджуючої рідини та швидкість двигуна головним чином впливають на кут відкриття крокового двигуна, ви можете перевірити правильність керування, повертаючи ці потенціометри. Лічильник на інформаційній панелі в TunerStudio відображатиме коригування кількості налаштованих кроків.

Налаштування крокового двигуна:
На малюнку показано екран налаштувань для крокового двигуна, який використовується для холостого ходу (контроль холостого ходу).

Кроки, за якими регулюється двигун, визначаються заздалегідь за допомогою Arduino. Необхідно також ввести кількість кроків, щоб перейти в основне положення (кроки початкової позиції). Кроковий двигун активний у фазі розігріву (алгоритм) і живить котушки під час зупинки (утримуйте струм між кроками).

Положення крокового двигуна залежить від температури теплоносія. При запуску холодного двигуна клапан повинен бути відкритий трохи більше, ніж при запуску прогрітого двигуна. На зображенні нижче показано екран налаштувань для встановлення кроків (Steps) щодо температури охолоджувальної рідини (Coolant). Коли двигун холодний, кроковий двигун повністю відкритий, коли двигун працює на холостому ходу. Під час фази прогріву кроковий двигун трохи закривається.

Також є можливість встановити положення крокового двигуна в залежності від температури охолоджуючої рідини при запуску двигуна. Це називається «Кроки холостого ходу». На зображенні нижче показано екран налаштувань.

Схема паливного насоса:
MegaSquirt забезпечує вмикання та вимикання паливного насоса. Транзистор Q19 на малюнку нижче захищає транзистор Q2 від надмірного струму. Якщо струм занадто великий, транзистор може згоріти. Коли струм через колекторно-емітерну частину Q2 і R40 збільшується, напруга насичення на базі Q19 досягається. Транзистор Q19 вмикається, внаслідок чого напруга база-емітер на Q2 зменшується.

Підключення FP-1 PTA0 контролюється внутрішньо MegaSquirt. Для управління ланцюгом транзистора необхідний вхідний сигнал від датчика положення колінчастого вала (датчика Холла або індуктивного датчика). У разі втрати сигналу, наприклад, якщо двигун ненавмисно заглох, подача живлення на паливний насос негайно припиняється.
Вихід транзисторної схеми (FP1 OUT) з'єднаний з реле паливного насоса. Вивід 85 реле є виходом струму керування. Коли реле під напругою, основна частина живлення (контакти 30 і 87) перемикається, так що паливний насос отримує напругу живлення для роботи.

Використовується електронний паливний насос з робочим тиском 3 бар. Паливо направляється через паливний фільтр до паливної рампи, де тиск створюється на вході форсунок. Інжектор впорскує попередньо розраховану кількість палива у впускний колектор, коли надходить сигнал від MegaSquirt. Елемент керування MegaSquirt визначає не лише кількість вприснутого палива, але й тиск палива в рампі.
При вищому тиску в рампі буде впорскуватися більша кількість палива з таким же контролем. Таким чином, тиск у рампі необхідно регулювати на основі негативного тиску у впускному колекторі. Різниця тиску (∆P) повинна постійно залишатися 3 бар. На малюнку показана схема паливної системи. Рожеві, жовті, оранжеві та чорні лінії показують електричні з’єднання. Червона лінія вказує на подачу палива, а синя – на повернення.

Завершення механічної роботи:
Наступні три фотографії показують двигун на останніх стадіях механічних модифікацій.

Фото 1:
Це та сторона, де видно більшість нанесених частин. Тут також розташована приладова панель для елементів керування та ECU MegaSquirt. Під фото є легенда з описом номерів деталей. Ви можете відкрити фотографії у більшому розмірі, натиснувши на них.

  1. Дросельна заслінка;
  2. Топливопровід для форсунок;
  3. Сполучна трубка дросельної заслінки на впускному колекторі;
  4. Манометр тиску палива;
  5. Впускний і випускний колектор;
  6. Панель приладів з перемикачем вентилятора охолодження, індикаторами генератора та тиску масла, вимикачем запалювання та вимикачем заземлення;
  7. Вакуумний шланг для датчика MAP;
  8. лямбда-зонд;
  9. Паливні шланги (подача і повернення) разом в термоусадочній коробці;
  10. Блок паливного насоса/бака;
  11. Реле паливного насоса;
  12. MegaSquirt;
  13. Глушник вихлопу.

Фото 2:
На цьому фото показана інша сторона двигуна. Тут можна побачити карбюратор (15) і звичайне запалювання (17). Мета цього класичного запалювання полягає в тому, щоб змусити свічки запалювання в тестовій установці (14) іскрити. Це, звісно, ​​не має функції для двигуна, але дає змогу зрозуміти роботу запалювання, як це працювало в класичних автомобілях.
Цифра 20 позначає гальмівний механізм трансмісії. Шток гальмівного барабана можна затягнути тросом Боудена, щоб вихідний вал коробки передач загальмувався. Гальмо трансмісії застосовується для короткочасного навантаження на двигун, коли ввімкнено передачу.

14. Контрольна установка механічного розподільника запалювання;
15. Карбюратор;
16. Котушка запалювання DIS;
17. Механічний розподільник запалювання з вакуумним випередженням;
18. Задня панель приладів;
19. Механічний паливний насос;
20. Трансмісійний гальмівний механізм;
21. Класична котушка запалювання.

Фото 3:
Тут добре видно двигун зверху з тестовою установкою для запалювання та паливну рампу.

Механічне регулювання завершено. Двигун ще не можна запустити, тому що деякі дані потрібно спочатку ввести в MegaSquirt.

Volgende: Регулювання ECU MegaSquirt II.

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

Авторське право 2023 © MVWautotechniek.nl
Розробив, написав і веде Марко ван Вейк