DIY RE85-muunnos Zetec 1.6/2.0 moottoreille
Lähetetty: 07 Elo 2015 23:38
Moro!
Arvelin, että taloustietoisia/tekniikasta kiinnostuneita Fordisteja voisi kiinnostaa tällainen reportaasi itse rakenneltavasta budjettimallin RE85 muunnossarjasta. Mikään sähköinsinööri en todellakaan ole, eikä autojen moottorinohjauksista ole oikein mitään hajua. Kehittelyssä on ollut mukana myös eräs toinen foorumilainen Fordisti. Kyseiset modit onkin siis tehty autosähkön perustiedoilla, kokeilulla ja päättelyllä. 2-tahtipuolella saatankin olla tuttu nimi joillekin foorumilaisille.
Toimintaperiaate lyhyesti:
ECU:lle menevän jäähdytysnesteen lämpötila-anturin vastusarvoa manipuloidaan erinäisten potentiometrien ja kytkimien avulla. Tällöin ECU kuvittelee, että moottori on kylmempi ja rikastaa seosta "väärälle" polttoaineelle "sopivaksi".
Ja ideoinnin kulku:
Tarina alkaa eräästä hajonneesta Mk2 Mondeon jäähdytysnesteen lämpötila-anturista (se ECU:lle infoa sylkevä). Vian diagnosoinnin aikana havaittiin, että nyppäisemällä kyseisen anturin johdon irti termarikotelosta, menivät seokset etenkin täyskaasulla hyvin rikkaalle. Kyseinen havainto syöpyi syvälle muistin sopukoihin.
Joidenkin aikojen kuluttua projektina oli mopon säätö penkissä RE85:lla toimivaksi. Tuloksena n.15% lisää tehoa ja kaikistellen huomattavasti parempi tehokäyrä ja ajettavuus. Seuraava idea olikin sitten iskeä samaa litkua auton tankkiin. Näin lähti ensimmäinen kehitysversio käyntiin.
Tässä dynotulokset siitä, miten pelkällä kaasuttimen säädöllä ja polttoaineen vaihdolla RE85 muutti mopon tehontuottoa (hieman OT:tä, mutta selventää ideaa)
Ensimmäisen version kehityskulku
Auton speksit:
-Mk2 Mondeo sedan
-1.6 Zetec, hopeakoppainen
-Mittarilukema n.190tkm
-Kulutus 98E5:llä n. 7,8l/100km
Ensimmäinen yritys, lähes tyhjään tankkiin n. 40l RE85:sta, ei mitään muutoksia autoon. Seuraavassa eri käyttötilanteiden ongelmat ja niiden syyt:
-Käynnistyi lämpimänä hyvin, hieman pidemmän tyhjäkäynnin jälkeen alkoi kuitenkin rutkuttamaan liian pienillä kierroksilla (lamdan perusteella tapahtuva PA-lyhytsäätö maksimissa 32,8% -> PA-syöttö menee vikatilaan, jolloin voimaan tulee lämpötilasta riippuvan kartan määrittämä liian laiha PA-lyhytsäätö n.5-15%), vaati pienen polkaisun että käynti vakaantui. Polkaisun seurauksena ohjaus siirtyy tilasta OL-Fault -> OL-Drive/suoraan CL(=lambda) tilaan, jonka jälkeen tiputaan takaisin lambdan varaan ja "täyden korjauksen kello" lähtee uudelleen raksuttamaan. Ohjaus siirtyy taas OL-Fault tilaan, kun aika on täynnä -> sama kuvio toistuu.
-Osakaasulla toiminta pääosin moitteetonta, mutta välillä tippui vikatilaan ja alkoi hyytämään(lamdan perusteella tapahtuva PA-lyhytsäätö maksimissa 32,8% -> PA-syöttö menee vikatilaan, jolloin voimaan tulee lämpötilasta riippuvan kartan määrittämä liian laiha PA-lyhytsäätö n.5-15%), ongelma poistui kevyellä kiihdytyksellä. Tässäkin OL-Fault tilaan siirtyminen on ajastettua.
-Täyskaasulla veto heikkoa, selkeästi laiha seos. Osakaasulta täyskaasulle siirryttäessä ohjaus siirtyy CL->OL-Drive, jos kohta pienillä kierroksilla siirtymisessä voi olla jonkun sekunnin viive kuormitusasteesta johtuen. OL-Drive tilassa lambda ei ota kantaa seokseen, joten PA-syöttö menee lämpötilariippuvaisen kartan mukaisesti -> PA-lyhytsäätö n.15-25% ulkomuistista, eli liian laihalla ollaan.
-Kylmäkäynnistys (muutama aste plussalla) hankalaa, saa sahata pitkään ja pumpata kaasulla käyntiin. Hetken lämmityskäytöllä toiminta vakaantuu.
Autolla ajettiin ilman mitään muutoksia n. 200-300km ja kulutus oli luokkaa 11l/100km. Kuorimitus tällä matkalla oli raskasta, jatkuvaa kiihdyttelyä, jarrua vasten ajamista jne. Huomionarvoista oli perstuntumalta paljon parempi veto 1500-2500rpm alueella. Kaikistellen auto muuttui sitkeämmäksi osakaasulla ja vaati pienemmän kaasuläpän avauman matkavauhdin ylläpitoon.
Sitten oli aika kehitellä. Aluksi aloitettiin simppelisti yhdellä potikalla, joka tuli lämpöanturin piuhaan sarjaankytkennällä. Muutoksia seurattiin OBD-mittarin reaaliaikaista dataa seuraamalla, pelkääjän kirjatessa PA-lyhytsäätöjä ja PA-syötön eri tiloja paperille eri kuormitustilanteissa. Lisäksi seurantaan kuului sytytysennakko sekä ECU:n saama jäähdytysnesteen lämpötila, joka vaihteli potikan säädön mukaan. Sytytysennakko vaikutti pysyvän aina kartan mukaisena, riippumatta ECU:lle uskotellusta jäähdytysnesteen lämpötilasta tai CL/OL-Drive/OL-Fault tilasta.
Arvojen perusteella komponentteja ja kytkimiä lisättiin pakettiin ja taas kokeiltiin ja säädettiin potikoita ajon aikana. Testien edetessä kävi ilmi, että eri ajotilanteita varten on hyvä olla erilaisia huijauksia ECU:lle:
-Tyhjäkäynnillä parhaalta vaikutti lähes vakiokartta, mikäli kone oli lämmin. Pitkä tyhjäkäynti aiheuttaa edelleen vikatilan.
-Osakaasun OL-Fault tilaan säädettiin huijauksella PA-lyhytsäätö pysymään samassa, mitä lamdballa ollessa (lambdalla korjaus jatkuva 32,8%). Tällöin ohjaus sai aivan rauhassa pomppia CL ja OL-Fault tilojen välissä, sillä äkillisiä hyytämisiä ei enää ilmennyt ja matka jatkui tasaisesti vikatilasta huolimatta (vikatilan huomaa vain OBD-mittarilla kun säätö on kohdillaan).
-Täyskaasulla (kaasupolkimen liikkeen viimeiset 1-2cm) ohjaus siirtyi aina OL-Drive tilaan, johon säädeltiin pitkällä persdynotestillä tehokkaimmalta tuntuva huijaus, eli 45% PA-lyhytsäätö.
-Lisäksi kylmäkäynnistystä ja kylmänä tapahtuvaa osa- ja täyskaasun hyytämistä helpottamaan asennettiin ryyppynappi, joka lisää huijausta kaikissa kaasun asennoissa. Ryyppynapilla tyhjäkäynti on n.2000 rpm, mutta käynnistys on ollut ainakin toistaiseksi hyvin vaivatonta tämän avulla. Ryypyn voi ottaa pois muutaman minuutin ajon jälkeen, kun moottori on lämminnyt. Lisäksi pitkän tyhjäkäynnin aiheuttama vikatila poistuu mukavasti, kun ryyppynappia pitää muutaman sekunnin ON-asennossa.
Kuten tekstistä huomaa, ei järjestelmä ole täydellinen ja vikatila on vain muutettu käytännössä toimivaksi tilaksi. Mutta mikäs siinä jos se käytännössä toimii! Lisäksi tuo lambdan antama jatkuva täysi korjaus viittaa siihen, että tyhjäkäynnillä ja osakaasulla seos on ainakin hieman laiha (ei kuitenkaan paljoa, sillä OL-Fault tilan korjauksen nosto yli 32,8% ei vaikuttanut osakaasun vetoon parantavasti).
Tällä autolla on nyt ajettu n.8000km pelkällä RE85:lla ja em. muunnossarjalla. Säästöä on kertynyt n. 280€, eli puolet auton arvosta! Kulutus on ollut sekalaisessa ajossa n.8,8l/100km. Minkäänlaisia kumiosien haurastumisia, sivuääniä tai muita ongelmia ei ole käytössä ilmennyt. Lisäksi huomautettakoon, että persdynon mukaan autossa on hieman suurempi huipputeho kuin ennen, ala- ja keskikierrosten veto on parantunut merkittävästi ja vaihdetta tarvitsee harvemmin vaihtaa taajamaköröttelyssä.
Pienenä miinuksena sanottakoon, että kaupunkipyörittelyssä pienellä kuormalla moottori käy hieman lämpimämpänä kuin bensalla, flekti ei kuitenkaan huuda. Kovemmassa kuormituksessa moottori käy taas viileämpänä kuin bensalla, johtuen siitä että moottoriin syötetään suurempi määrä polttoainetta, jolla on lisäksi verrokkiaan huomattavasti suurempi höyrystymislämpö. Teoriassa seoksen huonompaa energiasisältöä paikataan siis viileämmän seoksen aiheuttamalla suuremmalla täyttöasteella.
Seuraavassa muutama kuva muunnossarjan tekniikasta, sähkökaaviosta ja asennuksesta selityksineen.
Kaasupolkimeen tyhjäkäyntikytkin ja täyskaasukytkin, ovivalokytkintä hyödynnetty!
Säätötaulu komponentteineen+piuhat+poljin, kuvassa vielä releetön versio, jossa ongelmana rinnankytkettyjen vastusten heikot säätömahdollisuudet ja vikaherkkä kytkinsysteemi.
Säätötaulu radion yläpuolella, nykyään kauniimpi malli
OBD:n arvoja, mm. jäähdytysnesteen huijattu lämpötila, PA-järjestelmän käyttömoodi ja PA-lyhytkorjaus
Kytkentäkaavio, tämän version potikoiden kokoja en tähän hätään muista, kuvasta poiketen täys-osakaasukytkin pätkii maata eikä plussaa, mutta se ei ole olennaista toiminnan kannalta.
Seuraavassa reportaasissa esitellään Mk2 STW Mondeon muunnossarjaa. Kyseisessä pelissä on 2.0 hopeakoppa Zetecci ja sarjan valmistus on vielä vaiheessa. Tähän muunnokseen on tullut muutama lisäominaisuus ja releestä on päästy eroon. Budjetti on edellistä korkeampi, n.20€ luokkaa.
Kysymyksiä ja kommentteja saa esittää! Joku varmastikin on sitä mieltä, että 1.6 Zetec vaatisi isommat suuttimet/lisää bensanpainetta. Se voi olla, mutta pelaa se niillä orkkiksillakin.
-Tunisti
Arvelin, että taloustietoisia/tekniikasta kiinnostuneita Fordisteja voisi kiinnostaa tällainen reportaasi itse rakenneltavasta budjettimallin RE85 muunnossarjasta. Mikään sähköinsinööri en todellakaan ole, eikä autojen moottorinohjauksista ole oikein mitään hajua. Kehittelyssä on ollut mukana myös eräs toinen foorumilainen Fordisti. Kyseiset modit onkin siis tehty autosähkön perustiedoilla, kokeilulla ja päättelyllä. 2-tahtipuolella saatankin olla tuttu nimi joillekin foorumilaisille.
Toimintaperiaate lyhyesti:
ECU:lle menevän jäähdytysnesteen lämpötila-anturin vastusarvoa manipuloidaan erinäisten potentiometrien ja kytkimien avulla. Tällöin ECU kuvittelee, että moottori on kylmempi ja rikastaa seosta "väärälle" polttoaineelle "sopivaksi".
Ja ideoinnin kulku:
Tarina alkaa eräästä hajonneesta Mk2 Mondeon jäähdytysnesteen lämpötila-anturista (se ECU:lle infoa sylkevä). Vian diagnosoinnin aikana havaittiin, että nyppäisemällä kyseisen anturin johdon irti termarikotelosta, menivät seokset etenkin täyskaasulla hyvin rikkaalle. Kyseinen havainto syöpyi syvälle muistin sopukoihin.
Joidenkin aikojen kuluttua projektina oli mopon säätö penkissä RE85:lla toimivaksi. Tuloksena n.15% lisää tehoa ja kaikistellen huomattavasti parempi tehokäyrä ja ajettavuus. Seuraava idea olikin sitten iskeä samaa litkua auton tankkiin. Näin lähti ensimmäinen kehitysversio käyntiin.
Tässä dynotulokset siitä, miten pelkällä kaasuttimen säädöllä ja polttoaineen vaihdolla RE85 muutti mopon tehontuottoa (hieman OT:tä, mutta selventää ideaa)
Ensimmäisen version kehityskulku
Auton speksit:
-Mk2 Mondeo sedan
-1.6 Zetec, hopeakoppainen
-Mittarilukema n.190tkm
-Kulutus 98E5:llä n. 7,8l/100km
Ensimmäinen yritys, lähes tyhjään tankkiin n. 40l RE85:sta, ei mitään muutoksia autoon. Seuraavassa eri käyttötilanteiden ongelmat ja niiden syyt:
-Käynnistyi lämpimänä hyvin, hieman pidemmän tyhjäkäynnin jälkeen alkoi kuitenkin rutkuttamaan liian pienillä kierroksilla (lamdan perusteella tapahtuva PA-lyhytsäätö maksimissa 32,8% -> PA-syöttö menee vikatilaan, jolloin voimaan tulee lämpötilasta riippuvan kartan määrittämä liian laiha PA-lyhytsäätö n.5-15%), vaati pienen polkaisun että käynti vakaantui. Polkaisun seurauksena ohjaus siirtyy tilasta OL-Fault -> OL-Drive/suoraan CL(=lambda) tilaan, jonka jälkeen tiputaan takaisin lambdan varaan ja "täyden korjauksen kello" lähtee uudelleen raksuttamaan. Ohjaus siirtyy taas OL-Fault tilaan, kun aika on täynnä -> sama kuvio toistuu.
-Osakaasulla toiminta pääosin moitteetonta, mutta välillä tippui vikatilaan ja alkoi hyytämään(lamdan perusteella tapahtuva PA-lyhytsäätö maksimissa 32,8% -> PA-syöttö menee vikatilaan, jolloin voimaan tulee lämpötilasta riippuvan kartan määrittämä liian laiha PA-lyhytsäätö n.5-15%), ongelma poistui kevyellä kiihdytyksellä. Tässäkin OL-Fault tilaan siirtyminen on ajastettua.
-Täyskaasulla veto heikkoa, selkeästi laiha seos. Osakaasulta täyskaasulle siirryttäessä ohjaus siirtyy CL->OL-Drive, jos kohta pienillä kierroksilla siirtymisessä voi olla jonkun sekunnin viive kuormitusasteesta johtuen. OL-Drive tilassa lambda ei ota kantaa seokseen, joten PA-syöttö menee lämpötilariippuvaisen kartan mukaisesti -> PA-lyhytsäätö n.15-25% ulkomuistista, eli liian laihalla ollaan.
-Kylmäkäynnistys (muutama aste plussalla) hankalaa, saa sahata pitkään ja pumpata kaasulla käyntiin. Hetken lämmityskäytöllä toiminta vakaantuu.
Autolla ajettiin ilman mitään muutoksia n. 200-300km ja kulutus oli luokkaa 11l/100km. Kuorimitus tällä matkalla oli raskasta, jatkuvaa kiihdyttelyä, jarrua vasten ajamista jne. Huomionarvoista oli perstuntumalta paljon parempi veto 1500-2500rpm alueella. Kaikistellen auto muuttui sitkeämmäksi osakaasulla ja vaati pienemmän kaasuläpän avauman matkavauhdin ylläpitoon.
Sitten oli aika kehitellä. Aluksi aloitettiin simppelisti yhdellä potikalla, joka tuli lämpöanturin piuhaan sarjaankytkennällä. Muutoksia seurattiin OBD-mittarin reaaliaikaista dataa seuraamalla, pelkääjän kirjatessa PA-lyhytsäätöjä ja PA-syötön eri tiloja paperille eri kuormitustilanteissa. Lisäksi seurantaan kuului sytytysennakko sekä ECU:n saama jäähdytysnesteen lämpötila, joka vaihteli potikan säädön mukaan. Sytytysennakko vaikutti pysyvän aina kartan mukaisena, riippumatta ECU:lle uskotellusta jäähdytysnesteen lämpötilasta tai CL/OL-Drive/OL-Fault tilasta.
Arvojen perusteella komponentteja ja kytkimiä lisättiin pakettiin ja taas kokeiltiin ja säädettiin potikoita ajon aikana. Testien edetessä kävi ilmi, että eri ajotilanteita varten on hyvä olla erilaisia huijauksia ECU:lle:
-Tyhjäkäynnillä parhaalta vaikutti lähes vakiokartta, mikäli kone oli lämmin. Pitkä tyhjäkäynti aiheuttaa edelleen vikatilan.
-Osakaasun OL-Fault tilaan säädettiin huijauksella PA-lyhytsäätö pysymään samassa, mitä lamdballa ollessa (lambdalla korjaus jatkuva 32,8%). Tällöin ohjaus sai aivan rauhassa pomppia CL ja OL-Fault tilojen välissä, sillä äkillisiä hyytämisiä ei enää ilmennyt ja matka jatkui tasaisesti vikatilasta huolimatta (vikatilan huomaa vain OBD-mittarilla kun säätö on kohdillaan).
-Täyskaasulla (kaasupolkimen liikkeen viimeiset 1-2cm) ohjaus siirtyi aina OL-Drive tilaan, johon säädeltiin pitkällä persdynotestillä tehokkaimmalta tuntuva huijaus, eli 45% PA-lyhytsäätö.
-Lisäksi kylmäkäynnistystä ja kylmänä tapahtuvaa osa- ja täyskaasun hyytämistä helpottamaan asennettiin ryyppynappi, joka lisää huijausta kaikissa kaasun asennoissa. Ryyppynapilla tyhjäkäynti on n.2000 rpm, mutta käynnistys on ollut ainakin toistaiseksi hyvin vaivatonta tämän avulla. Ryypyn voi ottaa pois muutaman minuutin ajon jälkeen, kun moottori on lämminnyt. Lisäksi pitkän tyhjäkäynnin aiheuttama vikatila poistuu mukavasti, kun ryyppynappia pitää muutaman sekunnin ON-asennossa.
Kuten tekstistä huomaa, ei järjestelmä ole täydellinen ja vikatila on vain muutettu käytännössä toimivaksi tilaksi. Mutta mikäs siinä jos se käytännössä toimii! Lisäksi tuo lambdan antama jatkuva täysi korjaus viittaa siihen, että tyhjäkäynnillä ja osakaasulla seos on ainakin hieman laiha (ei kuitenkaan paljoa, sillä OL-Fault tilan korjauksen nosto yli 32,8% ei vaikuttanut osakaasun vetoon parantavasti).
Tällä autolla on nyt ajettu n.8000km pelkällä RE85:lla ja em. muunnossarjalla. Säästöä on kertynyt n. 280€, eli puolet auton arvosta! Kulutus on ollut sekalaisessa ajossa n.8,8l/100km. Minkäänlaisia kumiosien haurastumisia, sivuääniä tai muita ongelmia ei ole käytössä ilmennyt. Lisäksi huomautettakoon, että persdynon mukaan autossa on hieman suurempi huipputeho kuin ennen, ala- ja keskikierrosten veto on parantunut merkittävästi ja vaihdetta tarvitsee harvemmin vaihtaa taajamaköröttelyssä.
Pienenä miinuksena sanottakoon, että kaupunkipyörittelyssä pienellä kuormalla moottori käy hieman lämpimämpänä kuin bensalla, flekti ei kuitenkaan huuda. Kovemmassa kuormituksessa moottori käy taas viileämpänä kuin bensalla, johtuen siitä että moottoriin syötetään suurempi määrä polttoainetta, jolla on lisäksi verrokkiaan huomattavasti suurempi höyrystymislämpö. Teoriassa seoksen huonompaa energiasisältöä paikataan siis viileämmän seoksen aiheuttamalla suuremmalla täyttöasteella.
Seuraavassa muutama kuva muunnossarjan tekniikasta, sähkökaaviosta ja asennuksesta selityksineen.
Kaasupolkimeen tyhjäkäyntikytkin ja täyskaasukytkin, ovivalokytkintä hyödynnetty!
Säätötaulu komponentteineen+piuhat+poljin, kuvassa vielä releetön versio, jossa ongelmana rinnankytkettyjen vastusten heikot säätömahdollisuudet ja vikaherkkä kytkinsysteemi.
Säätötaulu radion yläpuolella, nykyään kauniimpi malli
OBD:n arvoja, mm. jäähdytysnesteen huijattu lämpötila, PA-järjestelmän käyttömoodi ja PA-lyhytkorjaus
Kytkentäkaavio, tämän version potikoiden kokoja en tähän hätään muista, kuvasta poiketen täys-osakaasukytkin pätkii maata eikä plussaa, mutta se ei ole olennaista toiminnan kannalta.
Seuraavassa reportaasissa esitellään Mk2 STW Mondeon muunnossarjaa. Kyseisessä pelissä on 2.0 hopeakoppa Zetecci ja sarjan valmistus on vielä vaiheessa. Tähän muunnokseen on tullut muutama lisäominaisuus ja releestä on päästy eroon. Budjetti on edellistä korkeampi, n.20€ luokkaa.
Kysymyksiä ja kommentteja saa esittää! Joku varmastikin on sitä mieltä, että 1.6 Zetec vaatisi isommat suuttimet/lisää bensanpainetta. Se voi olla, mutta pelaa se niillä orkkiksillakin.
-Tunisti