Топливные карты и чип-тюнинг. Карта зажигания
Теория, общие понятия для тюнинга AFR
Внимание!
В данной статье чисто теория, первое приближение к настройки Honda. 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.
Он сказал — Поехали!
Допустим вы все таки решились настроить топливные карты и карты зажигания самостоятельно. У вас должно быть все необходимое оборудование, включающее: исправный Honda Civic, даталог, Мозг ECU OBD1, чип или эмулятор памяти 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.
Honda Civic EK4 на диностенде при настройке
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 (идеальный) 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 13.0Если 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.
График топливно воздушной смеси и положение стехиометрической точки
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.
Одно из последствий неправильного настроенного двигателя при бедной смеси
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 Civic 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
Это не CROME, это примерная таблица режимов работы двигателя.
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?
Иллюстрация качелей, ну вы поняли, чисто для примера.
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 (innovate на базе Bosch). 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, Хондаверт, RTP Neptune — нужен я настройки карт в реальном времени. Думаю вы уже читали о том как прошивать чип 29C256 и понимаете на сколько это рутинный 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.
Куча приборов, залог успеха при настройке. В повседневной жизни не нужны.
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, далее потихоньку 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.
Примерная таблица режимов и смесей
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 типа P28-P08-P06 OBD1 с чипом или эмулятором памяти. 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!
Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.
На большинство вопросов вам может помочь сообщество вКонтакте. Это реально удобнее чем писать комментарии ниже.
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered bywww.ej9.ru
Чип-тюнинг и топливные карты
Общая тема, затрагивающая топливно-воздушную систему, её устройство, ключевые элементы, принципы работы и тюнинг, будет раскрыта не полностью без подробного рассмотрения вопроса о топливных картах.
Стоит начать с того, что между топливом, оборотами и нагрузкой на силовую установку существуют устойчивые взаимосвязи. По указанному вопросу имеется достаточно большое количество информации, которой мы и поделимся с нашими читателями в ходе раскрытия темы данной статьи. Речь пойдет о том, каким образом ЭБУ (ECU) обеспечивает дозирование топлива в реальных условиях работы силового агрегата автомобиля.
Основополагающими факторами, которые отвечают за дозировку нужного количества топлива, являются положение дроссельной заслонки и показатель абсолютного давления во впускном коллекторе. Качество же самой топливо-воздушной смеси, а также правильные пропорции смеси воздуха с горючим склонны демонстрировать зависимость от ряда других факторов.
Реальные условия эксплуатации инжекторного ДВС ставят перед ЭБУ не только задачу измерения и подачи нужного объема топливо-воздушной смеси. Компьютер ECU отвечает еще и за необходимость динамического изменения соотношения пропорций воздуха к горючему, причем делается это в зависимости от того, на каких режимах работы находится ДВС, а также с учетом количества оборотов.
Аббревиатура AFR (от англ. air to fuel ratio) наиболее часто выступает обозначением количества воздуха к количеству топлива. Наиболее оптимальным таким соотношением топливо-воздушной смеси является 14.7 части воздуха на 1 часть горючего.
Другими словами, показатель AFR равен 14.7:1. Если данное оптимальное соотношение меняется с учетом большего количества топлива, тогда полученную топливо-воздушную смесь называют обогащенной. Если данное соотношение AFR изменяется в сторону уменьшения количества поступившего топлива, тогда подобную смесь называют обедненной. Для примера и на языке цифр:
- 5:1 – богатая смесь;
- 9:1 – бедная смесь;
У читателя справедливо и закономерно может возникнуть целый ряд вопросов касательно необходимости изменений AFR в ту или другую сторону от оптимального соотношения AFR на отметке 14.7:1. Спешим дать необходимый ответ.
Все дело заключается в том, что оптимальным такое соотношение считается с учетом экологических норм и стандартов, а также говорить об идеальности AFR можно применительно только к некоторым режимам работы силового агрегата. Если же мотор работает в других режимах, тогда указанная оптимальная пропорция AFR станет далеко не лучшим соотношением для нормальной эксплуатации ДВС. Когда мы резко ускоряемся, для такого форсажа мотору потребуется намного более обогащенная смесь. При размеренной езде с постоянной скоростью и без нагрузки двигатель будет работать на достаточно сильно обедненной топливо-воздушной смеси.
Читайте в этой статье
Режимы работы двигателя и AFR
Для лучшего понимания взаимозависимости режимов работы силовой установки и AFR стоит взглянуть на то, как выражено влияние разных режимов такой работы агрегата на показатель соотношения компонентов рабочей смеси.
Читайте также
В режиме запуска двигателя
Для максимально облегченного запуска двигателя ЭБУ обогащает смесь. Показатель AFR для такого запуска может быть от 2:1 до 12:1 (усредненные значения). Те показания, которые поступают к ЭБУ от лямбда-зонда, компьютер в этом режиме попросту не учитывает.
В режиме прогрева
Температура двигателя начинает закономерно расти после его запуска. ЭБУ получает информацию о росте температуры при помощи датчика, который измеряет температуру охлаждающей жидкости. В процессе роста показателя температуры изменится и показатель AFR, причем сделано это будет в сторону обеднения рабочей топливо-воздушной смеси.
Это означает, что ЭБУ начинает уменьшать количество топлива относительно доли воздуха в составе смеси. Показания от лямбда-зонда до того момента, пока двигатель полностью не выйдет на рабочую температуру, компьютером также пока не учитываются.
В режиме холостого хода
Если двигатель оказывается полностю прогретым до рабочей температуры, тогда AFR будет максимально стремиться в режиме работы на холостых оборотах оказаться как можно ближе к оптимальному стехиометрическому показателю, который равен 14.7:1.
Плавный набор скорости и постоянная скорость при движении
Показатель AFR может в таком режиме быть разным. Содержание топлива и воздуха в смеси представлено разбегом от 14.5:1 до 15.9:1. Такие данные четко указывают на бедную топливно-воздушную смесь.
Стоит отметить, что даже высокие обороты двигателя при учете того, что педаль акселератора выжата только до половины, не повлияют на показатель AFR. Указанный показатель все равно останется в тех самых рамках обеднения рабочей смеси. Основой для этого является то, что в таком режиме загрузки ДВС в процессе приготовления топливовоздушной смеси активно участвует лямбда-зонд. Мотор начинает работать по «замкнутому контуру» (от англ. closed loop).
В режиме » педаль газа в пол»
Нажатая до максимума педаль газа будет означать полное открытие дроссельной заслонки. ЭБУ получает соответствующий сигнал и начинает переходить на такую смесь, которая позволит выжать из мотора весь запас мощности.
В процессе приготовления смеси компьютер показания лямбда зонда уже не учитывает, AFR находится на отметках от 11.9:1 до 12:1, что говорит об эффективном обогащении смеси.
В режиме торможения двигателем
В процессе торможения двигателем при включенной передаче и отпущенной педали газа получается, что дроссельная заслонка закрыта полностью. В таком режиме ЭБУ очень сильно уменьшает подачу горючего и обедняет рабочую смесь. Многие опытные водители это прекрасно знают и никогда не сбрасывают ручную коробку в «нейтраль» тогда, когда машина подкатывается к светофорам или другим местам снижения скорости. Такой подход позволяет добиться эффективной экономии и ощутимого снижения расхода топлива.
Приведенные выше примеры зависимости AFR от различных режимов работы мотора наглядно указывают на то, что каждый режим условно имеет свой наилучший показатель AFR.
Теперь необходимо выяснить способ, который помогает ЭБУ определить подходящее значение AFR для каждого отдельного режима на основе данных о нагрузке на мотор и оборотах коленвала.
МАР-сенсор
ЭБУ вычисляет степень нагрузки на мотор по показаниям специального MAP-сенсора. Указанный сенсор измеряет и передает на электронный блок управления значение абсолютного давления во впускном коллекторе, что и является главным показателем степени загрузки силовой установки в том или ином режиме работы.
Мы уже рассказывали о принципе работы данного сенсора в общей статье об устройстве топливной системы, так что напомним только самое основное. Вся работа MAP-сенсора основана на взаимосвязи нагрузки на двигатель и давления. Базовой единицей считается атмосферное давление, а его значение зависит от показателя высоты над уровнем моря. На уровне моря такой показатель равен 1 атмосфере (1 атм.), при этом величина практически равна отметке в 1 бар (1 Bar). Давление, которое находится на ометке ниже атмосферного, принято называть разрежением или вакуумом. Если давление оказывается выше атмосферного, то такой показатель называют избыточным давлением.
То давление, которое создается во впускном коллекторе привычного атмосферного двигателя, всегда будет находиться на отметке ниже атмосферного давления. Другими словами, в коллекторе зачастую имеет место разрежение (вакуум). Данный вакуум создается в момент открытия впускных клапанов и движения поршня в цилиндре вниз, к нижней мертвой точке.
Двигаясь в НМТ, поршень втягивает рабочую топливо-воздушную смесь из впускного коллектора. Так и создается указанный вакуум. Открытие дроссельной заслонки на максимум означает, что силы противодействия при всасывании воздуха минимальны. Это означает, что и разрежение во впуске крайне мало, а давление в коллекторе приближено к атмосферному. Самое высокое разрежение в коллекторе отмечается в режиме холостого хода при полностью перекрытой дроссельной заслонке.
Что касается турбо моторов, то воздух в таких агрегатах нагнетается принудительно под давлением. Это означает наличие давления во впускном коллекторе выше атмосферного в режиме серьезных нагрузок. Такое давление называется избыточным. На английском языке избытки наддува передает слово boost.
Получается, что AFR напрямую зависит от оборотов и нагрузки на двигатель. Если нагрузка увеличивается, тогда смесь нужно обогащать. При низких нагрузках смесь обедняется. Если обороты двигателя высокие, тогда смесь должна дополнительно обогащаться.
Это и есть зависимость AFR от указанных выше факторов. А теперь давайте перейдем к главному вопросу о топливных картах.
Топливная карта
На основе показателя AFR компьютер осуществляет регулирование количества топлива для подачи на единицу воздуха. Если возникает потребность в богатой смеси, тогда ЭБУ подаст больше горючего. При обеднении топлива будет подаваться меньше топлива. За дозирование горючего отвечают топливные форсунки. Наличие электрического импульса от ЭБУ на форсунку определяет момент её открытия, а давление в топливной системе повлияет на количество горючего, которое пройдет через открытую форсунку и станет частью топливо-воздушной смеси для каждого режима работы ДВС.
То время, когда форсунка открыта, ограничено моментом открытия впускных клапанов. Длительность же открытия впускных клапанов зависит от оборотов коленчатого вала. Чем больше оборотов, тем меньше открыты клапаны. Для примера можно взять отметку 8500 оборотов, при которой длительность открытия впускных клапанов будет составлять всего 14 мс.
Выходит, что время открытого состояния форсунки определяет качество рабочей смеси или показатель AFR. ЭБУ черпает информацию о нужном времени открытия форсунки для каждого режима из топливных карт. Топливная карта является своеобразной таблицей, которая зашита в память микропроцессора ЭБУ.
Когда блок управления получает данные от датчиков о нагрузке на двигатель и оборотах, тогда он обращается к топливной карте. Это можно представить в виде простого графика, который имеет две оси. Вертикаль обозначена Y, а горизонталь X. Ось Y отводится для значений оборотов мотора, значения по оси X отображают нагрузку на двигатель. Как уже было сказано выше, нагрузка выражена абсолютным давлением во впуске.
После того, как ЭБУ определил степень нагрузки на двигатель и его обороты, тогда он считывает из топливной карты значение, которое определяет длительность электрического импульса на форсунку. Это значение полностью соответствует конкретной степени нагрузки на двигатель, а также и оборотам. Вполне логично, что комбинаций нагрузки и оборотов может быть великое множество. В топливной карте все это учтено.
Получается, что для любой комбинации нагрузки и оборотов есть свое подготовленное заранее значение длительности электрического импульса от ЭБУ на форсунку. Задействует топливные карты ЭБУ тогда, когда конкретный режим работы двигателя требует исключить лямбда-зонд.
Это позволяет говорить о том, что в спокойных режимах работы мотора за AFR отвечает лямбда-зонд и готовит оптимальную смесь. В тех особых режимах, которые выпадают из рамок обычных нагрузок на мотор, показания лямбда-зонда не учитываются. ЭБУ в таких случаях приходится обращаться к топливным картам.
Коррекция топливных карт
Топливные карты можно корректировать путем внесения изменений в указанные значения. Существует специальный софт, в котором для удобства корректировки карт зачастую нужные значения отображаются не в виде длительности электрического импульса, а в количестве подаваемого топлива. Указанные данные в таких таблицах отображены в миллилитрах.
Программа показывает пользователю таблицы, которые представляют собой различные комбинации и соответствуют многочисленным потенциальным режимам работы двигателя. В первых графах отображаются режимы работы на холостом ходу. Далее следуют режимы спокойной и размеренной езды с дросселем, открывающимся не более чем на 50%. Завершают список режимы, которые необходимы для резкого ускорения и езды с пиковыми нагрузками.
Чип-тюнинг
Разобравшись с тем, что представляют собой AFR и топливные карты, становится вполне очевидной прямая зависимость между мощностью двигателя и обогащенной смесью. Если обойти жесткие требования экологов и действующие нормы, тогда обогащение смеси посредством чип-тюнинга становится эффективным решением.
Чип-тюнинг представляет собой процедуру изменения параметров работы силового агрегата, зашитых в процессор ЭБУ. Указанных важных параметров очень и очень много. Для примера стоит упомянуть параметр сдвига отсечки по оборотам, возможность исключения ограничений по скорости, корректировку топливных карт, карт зажигания и т.д.
Корректировка топливных карт производит самый большой эффект. Очень часто под чип-тюнингом понимается именно данная манипуляция. Автомобиль во время чип-тюнинга подвергается своеобразной перенастройке отдельных параметров ЭБУ. Настройщики задействуют те резервные возможности двигателя, которые заложены инженерами и производителями авто. Это делается при помощи корректировки топливных карт в целях обогащения топливо-воздушной смеси. При этом не учитывают целый ряд экологических аспектов.
Положительный эффект во многих случаях достигается даже на «стоковых» автомобилях, а двигатели после поверхностного или глубокого «механического» тюнинга однозначно нуждаются в последующей качественной настройке ЭБУ. Замена стандартного распредвала на более продвинутый аналог уже потребует правки топливных карт. Если было осуществлено турбирование атмосферного двигателя, тогда чип-тюнинг обязателен. Дело в том, что эффект от установки турбины без чип-тюнинга будет находиться на нулевой отметке, а ресурс самого ДВС ощутимо уменьшится.
Распространенной ситуацией является нюанс, когда микрочип ЭБУ у разных производителей автомашин является защищенным от программирования. Первым делом в такой ситуации меняют стандартный чип на программируемое изделие. В этом случае стоимость чип-тюнинга бывает довольно высокой, так что данный тюнинг оправдан только тогда, когда переделкам подвергался и сам мотор. Если же проблем с заводским чипом нет изначально, тогда тюнинг такого чипа доступен за вполне приемлемую сумму всего в несколько десятков долларов США.
Для чего необходим чип-тюнинг
Практическая эксплуатация автомашины очень редко вынуждает водителя раскручивать мотор для достижения максимальной мощности. Повседневная езда обычно основана на крутящем моменте и эластичности силовой установки. Чип-тюнинг позволяет добиться одинаковых показателей крутящего момента, но на разных оборотах сравнительно со стоковым мотором. Пик момента сдвигается ниже и доступен на относительно низких оборотах. При нажатии на педаль газа машина резвее стартует с места и более динамично разгоняется, что позволяет избегать постоянных переключений на пониженные передачи.
Для получения такого эффекта существует вариант установки особого тюнингового блока, который называют тюнинг-боксом. Вторым доступным и намного более распространенным решением становится чип-тюнинг. Далее мы сравним сильные и слабые стороны каждого из таких способов улучшения характеристик ДВС.
Чип-тюнинг или тюнинг-бокс
Чип-тюнинг позволяет откорректировать большее количество важных параметров. Процесс такой корректировки обеспечивает повышенную точность. Тюнинг-бокс способен менять как давление горючего в топливной рейке, так и/или управлять временем открытия топливных форсунок. При этом бокс не вносит никаких изменений в топливные карты, а попросту осуществляет подмену на входе данных с MAP-сенсора. Это позволяет устройству влиять на топливо-воздушную смесь. Стоит заметить, что бокс может выйти из строя. Чип-тюнинг более надежен, так как приближен к заводскому решению по стабильности работы ДВС.
Для максимального увеличения мощности двигателя чип-тюнинг в большинстве случаев лучше установки отдельного тюнинг-бокса. Особенностью дополнительных боксов является то, что максимальный прирост мощности получается с высоким уровнем дымности на выходе из выхлопной системы. Копоть можно уменьшить путем урезания настроек бокса, но тогда пропадает и потенциальная пиковая мощность.
Чип-тюнинг дает возможность более равномерно отстроить прирост мощности и крутящего момента. После такого тюнинга вполне возможно добиться снижения расхода топлива в режимах спокойной и равномерной езды. Это актуально как для бензиновых, так и для дизельных ДВС. Тюнинг-бокс в подавляющем большинстве инсталляций сохраняет расход на прежнем уровне, так что чип-тюнинг получается более экономичным решением.
Прошивка чипа обеспечивает корректную работу силового агрегата во всех режимах, так как чипованный блок не является дополнительным устройством коррекции. Штатный ЭБУ после чипа ничем не уступает заводскому решению и работает аналогично, оставаясь тем же самым блоком для управления двигателем, только с измененными на оптимизированные параметрами прошивки в цифровом виде.
Чип-тюнинг позволяет дополнительно совершить ряд полезных операций: одновременно с увеличением мощности можно сбросить ошибки сажевого фильтра для дизеля, поработать с ошибками лямбда-зонда, ЕГР и многое другое.
После прошивки ЭБУ результат остается незаметным для посторонних, так что автомобили на гарантии спокойно проходят ТО в сервисе у дилера. Тюнинг-бокс на гарантийных авто лучше снимать перед посещением официального сервиса.
Тюнинг-боксы зачастую работают таким образом, что происходит постоянное увеличение давления в топливной рейке. Ресурс двигателей с тюнинг-боксом на практике меньше чем у моторов с чип-тюнингом.
Тюнинг-бокс
К неоспоримым преимуществам тюнинг-бокса (чип-бокс) можно отнести следующие:
- простоту установки данного устройства;
- быструю и доступную возможность в любой момент самостоятельно вернуть настройки ЭБУ автомобиля до состояния оригинальных заводских;
- доступность установки на любую аналогичную машину с одинаковым силовым агрегатом;
- отсутствие необходимости вносить изменения в программу ЭБУ;
В качестве итога можно смело и с полной уверенностью заявить, что увеличить мощность доступно как при помощи тюнинг-бокса, так и при помощи чип-тюнинга. Прирост мощности при использовании тюнинг-бокса будет ниже сравнительно с чип-тюнингом, но избавляет от необходимости вторгаться в ЭБУ и его настройки.
При глубокой переработке мотора с серьезным увеличением мощности лучшим решением будет сделать профессиональный чип-тюнинг, так как это намного более точный способ увеличить отдачу от мотора за счет качественного обогащения смеси и опережения зажигания. Главным условием для последующей эксплуатации остается высококачественный бензин не ниже АИ-95.
Выбирать тюнинг-бокс следует тогда, когда Вы намерены осуществить минимум вмешательств и хотите иметь возможность вернуть авто в заводское состояние при первой необходимости. Последним аргументом «за» или «против» в процессе выбора является намного более доступная цена прошивки чипа. Приобретение отдельного тюнинг-бокса обойдется заметно дороже.
Чиповка двигателя
Если вы остановились на варианте чип-тюнинга, а также хотите более подробно об этом узнать, тогда читаем дальше. Целью вмешательства является качественно настроить топливо-воздушную смесь и карты зажигания под разные режимы работы стокового или тюнингового двигателя, а также внести коррективы в работу и показания отдельных датчиков с учетом установленного в моторе «железа». Плановым результатом должна стать максимальная мощность и максимальный крутящий момент при резком разгоне, подхват и эластичная работа мотора в самом «низу» оборотов, умеренный расход топлива в режиме города и на трассе. При этом ресурс мотора не должен сокращаться.
Для чиповки, как принято называть в народе чип-тюнинг ЭБУ, нужно произвести настройку топливных карт и карт зажигания. При такой операции понадобится список необходимого оборудования. Первыми в этом списке расположены полностью исправный мотор и дополнительные системы автомобиля, даталог, ЭБУ, чип или эмулятор памяти, широкополосный лямбда-зонд.
Также очень желательно иметь датчик детонации, датчик EGT и динамометрический стенд. Наличие такого оборудования исключает необходимость постоянной подстройки в «полевых условиях» без обратной связи, экономит время и является гарантией безопасности при настройке, особенно если Вы намерены настроить ДВС самостоятельно и без сторонней помощи.
Ситуаций при чип-тюнинге могут возникнуть только две:
- Мы имеем атмосферный двигатель. Это значит, что максимальное давление во впускном коллекторе приравнивается к атмосферному. 1 Атмосфера равна 101 КПа, 1 Бару (1000 мБар) или 14.5 PSI. Учтите, что в разных программах по настройке единицы измерения могут отличаться.
- Нужно настроить мотор с наддувом. Более высокое давление в коллекторе достигается за счет использования турбонаддува или механического нагнетателя. Турбина в 0.5 Бара обеспечивает итоговое давление поступающего в двигатель воздуха на средней отметке 1.5 бара или 1.5 атмосферы.
Мы уже знаем, что каждый режим работы силовой установки имеет свои карты зажигания и топливные карты. Таких карт может быть от одной до трех. Настройку следует начинать с первой карты, а пока Вы не отстроите эту первую карту Low Cam, осуществлять переход на более высокую High Cam крайне не рекомендуется.
Разбираемся дальше. Для нормальной работы бензинового мотора необходим воздух, горючее и отстроенное зажигание, которое воспламенит рабочую смесь строго в необходимый момент. Если в смеси больше топлива, тогда указанная рабочая смесь становится богатой и мощность возрастает. Если горючего меньше, такая смесь становится бедной.
Проблемой обедненной смеси является склонность её к детонации. Как мы уже говорили в предыдущем цикле статей, на маленьких оборотах и в режиме непродолжительных нагрузок детонация не опасна. При полной загрузке смесь с показателем 14 уже потенциально вредна и даже разрушительна для мотора.
Настроить же всю систему на оптимальной смеси 14.7:1 не получится. Дело заключается в том, что на низких оборотах для разгона такой смеси будет недостаточно, а на высоких с этой смесью все равно проявится детонация. Вот почему ЭБУ активно эксплуатирует топливные карты, а режим управления лямбда-зондом попросту игнорируется.
Немного о детонации и последствиях
На данном этапе опустим вопрос зажигания. С учетом этого может быть только 3 варианта в процессе подбора рабочей топливо-воздушной смеси. К первому можно отнести качественно подобранную смесь для различных режимов работы мотора. Указанная смесь оптимизирована на максимальную мощность, экономию топлива и наилучшую эффективность работы двигателя.
Ко второму варианту можно отнести излишне обогащенную смесь. При такой смеси силовая установка теряет свою мощность, получается своеобразный перелив бензина и отмечается только заметно возросший расход горючего.
Последним вариантом становится обедненная смесь. Двигателю мало топлива, имеет место переизбыток воздуха в смеси, наблюдается потеря мощности и происходит губительная для мотора детонация. Детонация провоцирует повышенный нагрев и является крайне опасной на высоких оборотах и с максимальной нагрузкой на ДВС.
Внимание! Детонация при неправильном подборе смеси приводит к серьезным последствиям. Отмечено прогорание или сплавление поршня, прогар клапанов или свечей зажигания. Сильный перегрев и заметная потеря мощности представляют собой первые признаки, по которым можно диагностировать детонацию.
Зачастую это приводит к заклинившему и/или перегретому мотору. Вот почему любая настройка топливных карт обязательно должна происходить с самой первой карты и минимальных оборотов в разных режимах работы силового агрегата. Все изменения осуществляются пошагово, обдуманно и взвешенно для каждого режима работы ДВС. Эти режимы мы уже рассмотрели выше.
Не забывайте также и о тех нагрузках, которые оказывает на мотор дополнительное оборудование в подкапотном пространстве. Речь идет о генераторе, климатической установке и гидроусилителе руля, которые также приводятся в действие путем соединения приводных ремней со шкивом коленвала. Так получается дополнительный отбор мощности у мотора. Наиболее же нагружает двигатель трансмиссия и сам общий вес автомашины.
Коротко о зажигании
Давайте представим цилиндр, который уже наполнен топливо-воздушной смесью. Компоненты, которые являются воздухом и бензином, заранее смешаны в нужной пропорции. В этот момент как раз происходит процесс сжатия рабочей смеси поршнем в цилиндре.
Обратите внимание, что смесь однозначно сгорит после поджига. Это произойдет независимо от того фактора, на сколько ранее или позднее произойдет запал. Обязательно учитывайте, что раннее зажигание однозначно является препятствием для нормального и свободного поднятия поршня, а энергия топливного заряда переходит в сильный нагрев. Еще стоит помнить, что остатки рабочей смеси будут догорать в выхлопной системе, а это вызовет высочайший нагрев выпускного коллектора.
Позднее зажигание отдает мало энергии поршню, но является менее опасным, так как не создает препятствий для движения поршня. Сравнить позднее зажигание можно с толчком, который уже приходится на быстро опускающийся вниз поршень и догоняет его. Вполне очевидно, что зажигание обязательно должно быть настроено так, чтобы смесь воспламенялась строго в необходимый момент, но никак не позже или раньше.
Чип-тюнинг: реализация процесса
Для начала еще раз повторим, что силовая установка автомобиля должна быть полностью исправной. Это касается и всего остального оборудования (система зажигания, охлаждения и т.д.) Далее нужно установить широкополосный зонд. Это позволит контролировать состав смеси во всех режимах. Датчик EGT поможет справиться с задачей определения температуры выхлопных газов и своевременности зажигания.
Датчик детонации необходим для своевременного и немедленного обнаружения такой детонации, которая проявляет себя при работе мотора на обедненной рабочей топливо-воздушной смеси. Следующим шагом становится подключение ноутбука к ЭБУ с чипом или эмулятором памяти. Задействуем даталог и записываем основную карту до 1 атмосферы.
Поле этого необходимо начать тесты и эксплуатировать авто в различных режимах, записав тем самым в лог показания датчиков. Если в процессе тестирования проявляется детонация, тогда всю работу нужно немедленно прекратить и отбалансировать смесь. Балансировки потребует и угол зажигания от большего к меньшему или наоборот, что будет зависеть от ситуации. Повторное тестирование проводится до тех пор, пока Вы не добьетесь нужного эффекта.
Не забываем о настройке и коррекции холостого хода, а также ECT при различных температурах окружающей среды. Только после этого можно перейти на следующую топливную карту. Помните, что чем выше оказываются обороты, тем богаче должна становиться рабочая смесь, а угол зажигания должен быть ранним.
В сухом остатке
Данная статья является наглядным подтверждением того, что топливные карты играют очень важную роль в процессе смесеобразования. Это делает их одним из важнейших элементов в работе топливной системы автомобиля. Если говорить о чип-тюнинге, то данная процедура основана именно на коррекции топливных карт и карт зажигания. Ответить на вопрос читателей о том, стоит или не стоит делать чип-тюнинг на стоковом автомобиле, поможет наша отдельная статья по данной теме.
Всем удачи на дорогах! Смело крутите моторы и наслаждайтесь максимальной отдачей от машины, а детонация пусть всегда обходит Ваши двигатели стороной!
Читайте также
krutimotor.ru
Контроль детонации при настройке и тюнинге двигателей Honda
Обычная карта зажигания содержит MBT значения углов (черная линия). Дополнительная карта содержит knock ignition limits (синяя линия). Возможны места, где кнок лимит меньше, чем MBT, и в этом случае ECU выберет меньшее из двух значений с целью избежать детонации и получить максимум момента. Например по данному графику, на разрежении 80 кпа, таблица зажигания содержит 30 градусов, но двигатель будет работать на 28 (кнок лимит). Таким образом, двигатель может использовать меньшие, чем в таблицах, углы, даже если детонации, как таковой пока не выявлено. При этом кнок-ретард равен 0 и ECU в режиме “no-knock”. Таким образом реальный угол будет таким – зеленая линия. 
Далее. ECU имеет способность позднить зажигание, когда оно определяет присутствие детонации. Используя уровень шума датчика детонации и таблицу чувствительности, ECU определяет переменную “knock control” (или K.Control). Номинально K.Control подразумевает ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ октан топлива, в процентах от разницы между 100м и 90м октанами. То есть, если K.Control равен 0%, то ECU считает, что используется 100й октан, значение же 25% предполагает 97.5 октановое число.
Этот параметр довольно-таки медленно изменяется при движении автомобиля. Если K.Control больше 0% и Knock ignition limit меньше, чем MBT, то зажигание будет поздниться от значения Knock ignition limit на величину knock retard x K.Control. И вычисляться по условию Ignition advance = minimum(MBT Ignition, knock ignition limit – (knock retard x knock control)) www.r2racing.ru
