ВНИМАНИЕ!
В данной статье чисто теория, первое приближение к настройке. Много воды, простым языком, ориентированной чисто на понимание. Никаких готовых 2+2=4. Без самостоятельного понимания материала легко мотор убить. Читаем внимательно, понимаем, советуемся и дерзаем. Ну и не забываем, что все идет на ваш страх и риск.
Допустим вы все таки решились настроить топливные карты и карты зажигания самостоятельно. У вас должно быть все необходимое оборудование, включающее: исправный допустим Honda Civic (потому что наверное нет человека не знающего о втеке и моторах Д-серии, даталог, Мозг ECU OBD1, чип или эмулятор памяти (если не знаешь что это, то тебе даже читать эту статью не стоит) типа Hondata. Конечно же должен быть широкополосный лямбда зонд. В идеальном случае датчик детонации, датчик EGT и диностенд. Иначе придется настраивать на дороге в пути, без обратной связи что является более трудоемким и опасным видом настройки, если вы делаете все один без помощника. Про датчики ниже.
ЦЕЛЬ НАСТРОЙКИ
Цель простая, настроить топливную смесь и карты зажигания, со всеми коррекциями отдельных датчиков под ваше железо. В идеальном результате вы должны получить максимальную мощность и максимальный момент при резком ускорение, с умеренным расходом в городском режиме и на трассе. Причем так чтобы ресурс двигателя не пострадал.
Ситуация. У вас атмосферный двигатель. Это значит что максимальное давление будет равно примерно 1 атмосфере, то есть равное тому давлению что окружает нас. 1 Атмосфера — равна 101 КПа, 1 Бар (1000 мБар) или 14.5 PSI . Единица измерения зависит от того с какой программой настройки вы работаете. Более высокое давление поступающее в двигатель можно получить благодаря нагнетанию воздуха. Например турбина 0.5 Бара, означает что итоговое давление поступающее в двигатель будет равняться 1.5 бара или 1.5 атмосферы.
Как вы знаете на каждый режим работы двигателя и при использования системы VTEC, имеется свои карты зажигания и топливные карты, от 1 до 3х. В данной статье в качестве примера будет использоваться типичный 16 клапанный двигатель, в стоке, без VTEC системы либо отключенный VTEC. Ведь пока не будет отстроена первая карта (Low Cam), переходить на более высокую (High Cam) бессмысленно, глупо и не разумно.
Для работы бензинового двигателя нужно несколько условий. Воздух, топливо и своевременное зажигание. Двигатель это воздушный насос прокачивающий через себя воздух, через впуск, в цилиндры и далее в выпускной тракт. Если же впрыскивать топливо в объем цилиндра — получится топливная смесь, способная гореть, а значит расширяться и толкать поршень. Для того что бы поджечь топливную смесь используют свечи зажигания — выдающую искру. Ну а для большее эффективности и ускорения сгорания используют сжатие смеси в камере сгорания. Набрали воздух, впрыснули топливо, сжали и подожгли.
ДВИГАТЕЛЬ НА ПАЛЬЦАХ
Шприц — самый нормальный бытовой пример для понимания процесса. Шприц это цилиндр, внутри него есть некий объем и поршень. И так, у вас есть шприц (как цилиндр двигателя) в котором вверх и вниз ходит поршень. Работа хода поршня из одного положения в другое — есть такты работы двигателя. Всего как помните 4:
Опускание поршня, вниз — заполнение воздухом — смесью
Поднятие поршня, вверх — сжатие смеси — в верхней точке поджог от искры (раньше или позже ВМТ)
Опускание поршня, вниз — расширение газов — толкание поршня в низ
Поднятие поршня, вверх — выдавливание выхлопных газов из цилиндра
Если вы делаете 1 полный цикл в минуту, то есть всего 2 полных оборота (4 такта), то скорость вращения коленвала составит 2 оборота в минуту или 2 RPM (Rotation Per Minute). Чем ниже скорость вращения, чем медленней будут перемещения поршня, тем будет более полное заполнение цилиндра воздухом, ведь клапана ГБЦ открываются на больший период времени.
Допустим объем одного цилиндра 1 литр. Мы можем вращать 1 RPM и 10000 RPM соответственно клапана работают в идеальном случае:
1 случай. 1 оборот: 60/1 = 60 сек. 1 такт (из четырех) = 30сек. Впускные клапана открыты 30 сек, при скорости вращения 1RPM.
2 случай. 1 оборот: 60/10000 = 0,006 сек (6 мили секунд). 1 такт = 3мсек, впускные клапана открыты всего 3 мсек при 10000 RPM.
Считается что скорость истечения газов зависит от температуры и давления газа, средняя квадратичная скорость молекул воздуха (при нормальных условиях) примерно 508мс. В итоге, в обоих цилиндрах будет по 1 литра воздуха, но давление (количество молекул) будет разное. В одном случае больше в другом меньше. А воздух это основа для воздуха, нет воздуха, нет смысла делать смесь. Нет смеси нет движения.
Наверное вы видели графики с диностендов. Например пик мощности для D16Y9 это 5500 RPM, это означает что дальше этих оборотов при максимальной нагрузке, воздуха больше не поступает. Добавим VTEC, дающему двигателю открывать клапана двигателя на большее время и D16Z6 выдает уже 6600 RPM. Диапазон полезной работы двигателя увеличился на 1000 RPM, а мощность городского автомобиля с 110 лс поднялась до 125 лс. Когда нагрузки нет, например нейтралка и коробка не подключена, обороты двигателя ограничиваются искусственно — отсечкой. При достижение определенных оборотов мозг отключает бензонасос или форсунки. И двигатель на инерции маховика, просто гоняет воздух.
БОГАТАЯ СМЕСЬ, БЕДНАЯ СМЕСЬ
В зависимости от типа топлива (метанол, дизель, бензин) смеси для работы двигателя будут разные. Говорим о бензине. Топливная смесь, это компонентное "вещество" имеющее в своем составе воздух и бензин. Реальный воздух в себе имеет не только кислород, но и кучу примесей как и бензин.
Стехиометрический состав горючей смеси — состав смеси, в которой окислителя ровно столько, сколько необходимо для полного окисления топлива. Для двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, стехиометрическим считается соотношение воздух и топливо, равное 14,7:1 по массе.
Простым языком — для полного сгорания 1 кг бензина необходимо 14.7 кг воздуха, AFR=14.7. По другому иногда считают это смесь как цена — качество, цена — мощность.
Если добавить больше топлива — то есть количество воздуха станет меньше, смесь будет богатой (много бензина же). например 13.0
Если будет меньше топлива — то есть количество воздуха станет больше, смесь называется бедной. например 15.0. Такая смесь склонна к детонации, на маленьких оборотах это не страшно. На полной нагрузке смесь 14 уже считается опасной.
Делать всю систему на смеси 14.7 не разумно. На низких оборотах этого будет не достаточно для разгона, а на верхних вы просто поймаете детонацию.
ДЕТОНАЦИЯ
Если пока не рассматривать зажигания, то может быть только 3 случая подбора смеси. Первый идеальный случай. Смесь подобрана или рассчитана на данный режим работы двигателя для мощности или экономии, двигатель работает эффективно, в зависимости от режима.
Случай второй, много топлива. Машина теряет мощность из за того что "захлебывается" бензином, получается только большой расход.
Случай третий, мало топлива. Машина теряет мощность, из за большого количества воздуха (бедная смесь) происходит детонация. Детонация сопровождается лишним нагревом. На высоких оборотах, с полной нагрузкой, уровень детонации достигает катастрофических последствий. Прогорание или сплавления поршня, выгорание клапанов или свечей зажигания.
Повышение температуры и потеря мощности это самое простое что может случится с двигателем при детонации. Обычно это заклинивший и перегретый мотор. Поэтому повторю еще раз, настройка должна осуществляется с первой карты и самых низких оборотов в разных режимах, последовательно и вдумчиво.
РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ, НАГРУЗКИ
Какие режимы работы двигателя бывают, какие нагрузки двигатель "тянет". На шкив коленвала всегда зацеплен генератор вырабатывающий питание для бортовой сети. ГУР и кондиционер тоже добавляют неплохую нагрузку. Не забудьте всю электронику что у вас в машине. Если у вас музыка на несколько киловатт, машина похожа на новогоднюю елку и вы любите сидеть при полном кондиционере то ваш 75 сильный двигатель превратится во что то похожее максимум на кресло каталку. На самом деле, самую большую нагрузку дает ваша КПП и вес автомобиля, ведь а\м нужно сдвинуть с места. Некоторые режимы работы:
Режим холостого хода и прогрева. Нейтралка, КПП не подключена.
Режим холостого хода с подключенной коробкой, стоя на светофоре
Режим разгона плавного
Режим полный открытый дроссель(WOT), разгон резкий
Режим в горку, максимальная нагрузка
Режим трасса, линейная скорость
Режим с горки, облегченная нагрузка
В принципе это все режимы для среднего автомобиля для города. Настройку осуществлять нужно поэтапно. Настройка ХХ, далее настройка разгонов. Самый правильный является режим в горку. Если вы сможете максимально эффективно настроить двигатель в этом режиме, то считайте что настройка удалась. Ни в коем случае не настраивайте на нейтрале весь диапазон оборотов.
ЗАЖИГАНИЕ
Наш шприц наполнен воздухом и бензином в нужной пропорции. Сжатие уже происходит. Смесь, в любом случае сгорит если ее поджечь, будь то раньше или позже. По широкополосному зонду вы увидите небольшое различие в смеси от сотых до десятых единиц (13.3-13.5). Главное различие в том что ранее зажигание во первых будет препятствовать поднятию поршня, тем самым энергия перейдет в нагрев, во вторых остатки смеси сгорят в выхлопной системе, тем самым разогревая выпускной коллектор до красна. Позднее зажигание также отдаст мало энергии поршню и не будет препятствовать движению, это менее опасно. Выглядит это как пинок для убегающего быстро человека. Зажигание должно быть во время. Вспомните качели, когда вы раскачиваетесь раньше или позже. Какой результат не своевременного толчка?
ОБОРУДОВАНИЕ
Диностенд — даст вам больше свободы по контролю во время настройки. Если автомобиль поставить просто на барабаны то считайте что у вас прямая дорога, но практически без нагрузки. Если диностенд с измерением мощности, то там есть "генератор", который показывает вам сколько КВТ (лс) вы сейчас выдаете. Как динамо машина на велосипеде.
Широкополосный лямбда зонд, ставится в выпускной коллектор, показывает смесь от 7 до 22 . Необходимый атрибут для настройки смеси в различных режимах. Оптимальная смесь, сгорает максимально быстро и отдает нужное количество энергии без лишнего нагрева.
Датчик EGT — термопара или готовый датчик, рассчитан на температуру до 1200 градусов. Для атмосферного двигателя примерно 600 градусов. Ставится в выпускной коллектор. Отличный инструмент для настройки зажигания. При раннем зажигании температура выхлопа резко подскочит.
Датчик детонации, по сути "микрофон" с фильтром низких частот, пропуская высокие частоты — 5 — 6 кГц. Если есть детонация, то обогащаем смесь либо сдвигаем зажигание в сторону запаздывания. Тоже полезный инструмент для настройки.
Эмулятор памяти типа HonData S300, Moates Ostrich 2.0 ( для хонды и бмв юзаю именно его), Хондаверт, RTP Neptune — нужен я настройки карт в реальном времени. Думаю вы уже читали о том как прошивать чип 29C256 и понимаете на сколько эторутинный процесс.
Даталог — если вы используете чип, то вам нужен даталог что бы следить за работой двигателя, какие обороты считываются, какая температура ОЖ, какое давление впускного коллектора, и тд.
Программа — Crome, SManager, ECtune, Freelog. Чаще всего для большинства задач используется CROME на базе P30. Для подключения даталога нужна версия Dealer Crome.
МЕТОДИКА НАСТРОЙКИ
Если вы видели топливную карту то видели, что таблица имеет ось оборотов и ось давления во впускном коллекторе. Пересечением является время впрыска топлива. В одной карте около 200 ячеек, но по сути используются только 40% (смотрите режимы), остальные ячейки как бы "на всякий" случай при разных обстоятельствах. Разница давления воздуха при разной погоде, разная нагрузка на двигатель. Но настраивать другие ячейки все равно нужно. Итак процесс настройки опять таки общими словами, максимально просто. Ваша задача сводится к простым действиям, используя разные инструменты для настройки сделать так что бы в конкретной ячейки было оптимальное количество топлива и что бы она сгорала во время. Что бы не получить детонацию или чрезмерный перелив топлива.
Берем ячейку XY льем туда грубо 13:1, зажигание ставим на большой угол запоздания. Проверяем машину в этой ячейки, подбираем смесь. Иногда для достижения результата нужно смесь обеднить. Смотрим, слушаем, как только происходит намек на детонацию, отключаемся и льем больше топлива в эту ячейку, далеепотихоньку уменьшаем на 0.1 градус угол зажигания. И повторяем до тех пор пока не добьемся нужного результата. Вот и вся настройка, кратко.
Используйте в начале базовую карту, с тем же объемом и примерно тем же конфигом. Ваша машина должна нормально ездить на этой базе. Далее просто меняйте значения следуя инструкции выше и смотря на показания. На низких оборотах типа ХХ вы можете обеднить смесь до 15-15.5, при таком малом количестве смеси, беды не будет. Чем дальше колонка к 1 атмосфере, тем пиковое значение должно быть меньше. Обычно самая правая колонка это 12-12.5-13-13.5. в среднем 13.
Еще момент, вы хотите мощную машину. В какой момент хотите? Когда жмете на педаль газа до отказа! Этому режиму соответствует только самая последняя колонка, когда в двигатель попадает 1 атмосфера. Поэтому вы можете оставить все остальные колонки для всех режимов такими как есть, если они нормально работают. Не забудьте перед началом работы механический угол опережения зажигания выставить по стробоскопу.
ЕЩЕ РАЗ И КРАТКО
Берем готовый автомобиль с живым двигателем. Устанавливаем в него широкополосный зонд — для определения смеси. Датчик EGT для определения температуры выхлопа и своевременности зажигания. Датчик детонации для обнаружения детонации при бедной смеси. Подключаем мотор к мозгу с чипом или эмулятором памяти или полноценному тюн мозгу. Подключаем к ноутбуку даталог или эмулятор памяти с этой функцией. Записываем базовую карту до 1 атмосферы, без VTEC. Выезжаем на трассу и записываем в лог показания датчиков в разных режимах. При появление детонации прекращаем работу. Балансируем смесь. Повторяем процедуру. Балансируем угол зажигания от большего к меньшему. Повторяем процедуру до нужного эффекта. Настраиваем коррекцию для ХХ, для ECT при разных температура среды, переходим на другую карту.
В нужной клетке заливаем движок и уводим зажигание в запаздывание, а при настройке балансируем в нужную сторону. Чем выше обороты тем смесь должна быть богаче, и тем угол зажигания должен быть ранним.
А теперь все за книжки, за термодинамику и калькуляторы!
