Motor- tuning Motor
 

Articole legate de tuningul la motor, imbunatatirea performantelor, castigul de Cp, Turbo, Nos, Chip, Axe cu came, Filtre de aer... Creati \"subiect nou\" pt orice discutie legata de unul dintre aceste discutii! Atentie e o sectiune de articole si nu discutii legate de aceste teme de discutii!

o metoda usoara de a mari puterea motorului este imbogatirea amestecului cu benzina,asta inseamna ca fata de amestecul stoichiometric(1 la 1),se va adauga 10-15% benzina(pt puterea maxima a unui motor dat),adica raportul va fi aproximativ 7.4% benzina si 93.6% aer!Facand acest lucru,vor rezulta si reprize mai bune,dar in acelasi timp consumul va creste cu 10-20%.Prin imbogatirea amestecului,se va produce si o racire interna ceea ce duce la o mai buna umplere a cilindrilor,pt ca amestecul racit este mai greu ,intrand astfel o cantitate mai mare in acelasi volum!
La motoarele pe carburatie,acest lucru se regleaza din carburator fie prin reglaje fie prin inlocuirea jigloarelor sau marirea sectiunii lor de curgere, sau se pot face amandoua!A se tine cont ca daca se depaseste valoarea de mai sus puterea scade.
La injectie,se poate pune un cip care face mult mai multe,pe langa optimizarea amestecului,el mai regleaza si fazele de distributie si avansul la aprindere;se mai pot schimba si injectoarele cu unele mai mari.

Influenta supraalimentarii asupra puterii
Prin supraalimentare se obtin urmatoarele modificari ale ciclului motor:
-aerul trimis in cilindri la o presiune mai ridicata decat cea atmosferica are si o greutate mai mare,rezulta astfel o cantitate mai mare de aer care poate ajuta la arderea unei cantitati mai mari de benzina,deci se obtine o putere sporita
-randamentul termic al procesului de ardere creste datorita presiunii maxime marite in cilindri
-puterea consumata de instalatiile anexe(pompa apa,ulei,benzina,injectie,ventilator) ramane constanta,dar pt ca puterea s-a marit,procentajul acestor pierderi scade
-reducerea consumului cu 5% nu este neobisnuita
Posibilitatea de crestere a puterii prin supraalimentare nu este nelimitata.Prin cresterea presiunii aerului introdus in cilindri se ajunge si la o crestere a presiunii maxime din cilindri.Limita acestei presiuni maxime este data de constructia motorului.Puterea marita,are drept consecinta o crestere a solicitarilor mecanice a motorului(set motor,chiulasa,arbore cotit).Cresc temperaturile,iar materialele supapelor,pistoanelor,camasilor,galeriei de evacuare trebuie sa suporte aceste temperaturi.
Se pot reduce aceste dezavantaje prin:
-racirea suplimentara a aerului inaintea introducerii in cilindru,ce are drept urmare cresterea umplerii si a puterii fara o crestere foarte mare a temperaturilor finale

Variatia puterii si a momentului motor cu turatia
Puterea creste cu turatia,in timp ce momentul motor creste numai pana la un punct maxim si apoi scade.Acest lucru se datoreaza pe de-o parte pt ca pierderile mecanice cresc odata cu turatia,iar pe de alta parte pt ca ciclul de lucru al motorului devine imperfect pt ca,odata cu cresterea turatiei el trebuie sa se produca intr-un timp din ce in ce mai scurt.La cea mai mica turatie de functionare,aproape tot lucrul mecanic este consumat de frecarile mecanice si de organele auxiliare.In acest moment, motorul da o putere efectiva practic nula,iar sub aceasta turatie lucrul mecanic produs de motor nu ajunge nici macar pt infrangereanfrecarilor si motorul se opreste.
Turatia cea mai scazuta la care este reglat motorul sa functioneze(ralantiul) este ceva mai mare decat turatia minima.Pe masura ce turatia creste,momentul motor ramane aproximativ constant,iar puterea creste liniar,dar cu cat turatia creste,cu atat timpul in care se face evacuarea si admisia devine mai scurt si deci gradul de umplere scade si rezulta scaderea momentului motor.De la o anumita turatie in sus, aceasta scadere a momentului motor este este atat de puternica incat cu toata cresterea turatiei ,puterea creste foarte putin.
Turatia maxima la care ajunge motorul este limitata de urmatorii factori:
-arderea;peste turatia maxima,gradul de umplere este foarte mic,arderea se face din ce in ce mai greu,in timpul scurt pe care il are;ca urmare ramane combustibil nears
-fortele de inertie;din punct de vedere mecanic,fortele de inertie,care cresc proportional cu patratul turatiei,devin la marirea turatiei atat de mari,incat multe piese ale motorului sunt supuse la sarcini pe care uneori nu le pot suporta fara pericol de distrugere;astfel se poate intampla ca biela sa se rupa,lagarele sa nu suporte sarcinile,iar pistonul sa se rupa in dreptul canalelor pt segmenti.

ADMISIA
Pistonul se deplaseaza de la p.m.e la p.m.i,realizand in interiorul cilindrului, deasupra pistonului o depresiune.In acest timp se deschide supapa de admisie si cilindrul este pus in legatura cu galeria de admisie.Sub influenta diferentei de presiune,amestecul trece in cilindru.Presiunea din cilindru in timpul admisiei depinde de mai multi factori printre care:turatia arborelui cotit,(mai mare pt presiune mai mare),rezistentele din galeria de admisie si la supape,temperatura peretilor cilindrului.Temperatura amestecului la intrarea in cilindru creste,datorita contactului cu peretii cilindrului si marindu-si volumul si scazand umplerea,de unde necesitatea unui sistem de racire performant pt a mentine o temperatura joasa a motorului,crescand astfel gradul de umplere si implicit puterea.

AVANSUL LA APRINDERE
Functionarea si performantele unui motor depind foarte mult de avansul al aprindere.
La studiul teoretic al aprinderii se arata ca amestecul este aprins cand pistonul ajunge in p.m.e si apoi incepe destinderea.In realitate,arderea amestecului nu este instantanee:din momentul in care apare scanteia si pana in momentul in care intreg amestecul este aprins si presiunea gazelor ajunge la valoarea maxima,trece un timp foarte mic,de ordinul miimilor de secunda timp in care pistonul se deplaseaza fata de p.m.e.De aceea,daca amestecul s-ar aprinde in p.m.s,arderea lui s-ar desfasura intr-un volum in crestere si s-ar termina cand pistonul deja a parcurs o parte din cursa lui,determinand astfel micsorarea presiunii maxime in cilindru deci a puterii.In afara de asta,daca arderea se produce in timpul cursei de destindere,o parte din amestec poate continua sa arda in galeria de evacuare ,ceea ce produce o supraincalzire a motorului si alte pierderi de caldura care cauzeaza pierderi de putere.Din aceasta cauza aprinderea se produce cu putin timp inainte ca pistonul sa ajunga p.m.s,dar exista un avans optim calculabil,nu pun formula ca iar voi fi injurat!Daca aprinderea se face prea devreme presiunea gazelor va opune rezistenta la deplasarea pistonului si vor fi pierderi de putere,plus ca este posibil ca arborele sa se invarta in sens invers!!!Avansul optim depinde de turatia arborelui cotit si de viteza arderii.Cu cat turatia este mai mare,avansul trebuie sa fie mai mare si cu cat viteza de ardere a combustibilului este mai mare cu atat avansul trebuie sa fie mai mic!Avansul la aprindere se regleaza in conditiile pornirii motorului,cu avansul nul sau minim,acest lucru se realizeaza prin asezarea ruptorului intr-o pozitie in care contactele sale sa se deschida cand pistonul este in p.m.s.Modificarea avansului la aprindere se realizeza modificand pozitia camei sau a contactelor astfel incat momentul de deschidere a contactelor de catre cama sa aibã loc mai inainte.Cand contactele se rotesc in acelasi sens in care se roteste cama,se obtine o aprindere mai tarzie,pt o aprindere mai devreme se vor roti contactele in celalalt sens.

asta vine in mai multe parti ca e lung:
Partea 1:
Microprocesor de bord
Folosirea microprocesorului a inceput prin '79-'80 pentru controlul si comanda aprinderii si injectiei de benzina.Sistemul permite extinderea si asupra controlului variatiei fazelor de distributie,alegerea treptelor optime ale transmisiei,franarea,etc.Sistemul controleaza cu ajutorul unui microcalculator,procesul arderii si injectiei de benzina conform unor programe specificate in functie de regimul functional(sarcina si turatie) precum si de temperatura( a aerului aspirat si a motorului).Masurile de input sunt controlate cu traductori si sunt procesate in conformitate cu metode numerice.Semanlul debitmetrului de aer ca si cel al temperaturii aerului aspirat sunt conduse la unitatea electronica de control(ECU),la ECU sunt transmise si semnale de la traductorul pozitiei obturatorului, al turatiei motorului si al marcajului de referinta.Ultimele doua semnale fac posibil calculul duratei injectiei si al marimii avansului la aprindere,pe baza carora se emit comenzile de actionare a injectoarelor si bobinei de inductie.ECU primeste si semnalul traductorului de temperatura a motorului,necesar calcularii comenzii injectorului de pornire la rece a motorului.De asemenea ECU este alimentat de la baterie si legat de cheia de contact pentru a putea fi pus in actiune.Prin urmare la inputul ECU sunt transmise 6 semnale.La output pleaca semnale de comanda pentru treptele actionarii bobinei de inductie si ale injectiei.

Partea 2
Microprocesor de bord:
ECU este compus din circuit input/output,dintr-o unitate de centrala de procesare(CPU),ce primeste semnalele si care le transmite la treptele de actionare prin acelasi circuit input/output.Toate marimile masurate, necesare calcului duratei injectiei si avansului la aprindere sunt transmise la interfete,unde sunt procesate si transmise circuitului I/O.Ultima componenta a ECU este memoria,unde sunt stocate datele necesare.
Avansurile optime la aprindere se determina pe motor la standul de incercari,dupa care se definitiveaza pe automobil,verificandu-se din punctul de vedere al consumului de combustibil si aducandu-se eventuale corectii impuse de conditiile de dinamicitate si poluare.Odata cunoscute avansurile necesare,este posibila folosirea unei matrice de 16*16 puncte. In fiecare cuadruplu de puncte se pot obtine 16 valori prin interpolare, ceea ce inseamna ca pe intreaga caracteristica de avans se pot chema 4096 de avansuri in mod individual.Cu o astfel de posibilitate se obtine o foarte mare precizie in obtinerea avansurilor optime din punc de vedere al economiei,poluare si dinamica,pt o multitudine de regimuri de functionare.Datele sunt stocate in memorie.

Partea 3
Microprocesor de bord:
Valoarea avansului in unghiuri de rotatie a arborelui cotit,este determinata intre doua puncte de aprindere pe baza datelor in functie de sarcina si turatie,cu corectiile necesare(de exemplu fata de temperatura). Un avantaj substantial este acela ca se pot furniza avansuri la limita detonatiei fara a crea abateri mari.

Sistemul injectiei directe de benzina partea 1Prin trecerea de la modalitatea de formare a amestecului in galeria de admisie la cea de formare in interiorul cilindrului,durata procesului de formare este mai scurta,iar conditiile curgerii mult mai complexe si schimbatoare cu turatia si sarcina.
Independent de tipul injectiei directe utilizate se disting doua modalitati de formare a amestecului in functie de sarcina motorului:
-pt sarcina plina un amestec stoichiometeric omogen,care permite folosirea masei maxime de amestec
-pt sarcini mici un amestec stratificat,cu o zona de amestec stoichiometric omogen in apropierea bujiei in momentul aprinderii
Formarea amestecului:
Formarea amestecului in galeria de admisie are anumite avantaje fata de injectia directa:
-durata de formare a amestecului in timp este mai mare,din cauza desfasurarii injectiei in afara schimbului de gaze,si ca spatiu datorita traseului mai lung de strabatut pana in cilindru
-conditiile dinamice de curgere sunt mai favorabile pentru amestecarea completa,mai ales prin curgerea unidimensionala a amestecului in galeria de admisie si a omogenitatii fara nuclee de gaze arse
Oricum formarea amestecului inaintea golirii cilindrului,la presiuni de injectie joase are dezavantaje importante in ceea ce priveste performantele:
-motoarele de turatie inalta au 4 supape pe cilindru cu o perioada de suprapunere a deschiderii simultane a supapelor extinsa.Cu aceasta randamentul la turatii inalte creste,dar la turatii scazute o parte din noua incarcatura de amestec se pierde
-contactul picaturilor de combustibil cu peretii galeriei de evacuare si propagarea undelor de fluid in timpul inchiderii supapelor de admisie,conduce la concentratii locale care nu pot fi controlate si care ajung in cilindru in cicluri diferite
Din acest punct de vedere injectia directa de benzina are cateva avantaje:
-valoarea termica a amestecului poate fi imbunatatita accentuat prin volumul incarcaturii,extinzand durata suprapunerii deschiderii supapelor si o data cu aceasta cantitatea de aer admisa si proportional cantitatea de benzina,pierderile inerente constand doar in aer si nu benzina
-procesul de formare al amestecului este teoretic mai bine controlat in camera de ardere,prin cantitatea de benzina injectata,ca si prin avansul la injectie si scanteie,pt fiecare turatie in parte,precum si in functie de conditiile de stare

Partea 2
Un astfel de control,important pt accelerare,nu este posibil in varianta formarii amestecului in galeria de admisie.
Potentialul procedeului de formare a amestecului in cilindru poate fi valorificat numai daca sistemul de injectie utilizat permite controlul formarii amestecului in timpul scurt si conditiile complexe ale dinamicii fluidului.
Adapterea caracteristicilor jetului sunt dependente de urmatoarele:
-viteza relativa a picaturilor
-lungimea jetului
-forma si distributia spatiala a jetului
-marimea picaturilorPt un control eficace al formarii amestecului in cilindru trebuie sa se tina seama de toti factorii care il pot influenta,variabili(v) sau constanti(c):
la benzina:-legea de injectie/cantitatea injectata(v)
-pozitia injectorului(c)
-geometria jetului(c,v)
-inceputul si durata injectiei(v)
la aer:-fazele de distributie(c,v)
-geometria galeriei(c,v)
la camera de ardere:-geometria camerei de ardere(c)
aprinderea:-intensitatea scanteii(v)
-inceputul si durata scanteii(v)
-pozitia bujiei(c)
-forma electrozilor(c)

Injectia directa de benzina
Formarea amestecului in cilindru necesita modularea si adaptarea adecvata a legii de injectie:
-modularea in amplitudine a undei de presiune la injector,in durata sau forma,respectiv o combinatie a lor,in functie de forma legii de injectie.Aceasta forma de control a injectiei prin variatia presiunii are avantajul ca simplifica functionarea injectorului,unde nu este nevoie de dispozitive electromagnetice sau hidraulice pentru controlul suplimentar al presiunii de injectie si a legii de injectie.Rezulta astfel un injector simplu si foarte compact,constand in principal din corpul injectorului,pulverizatorul(duza) si arcul.In principiu,generarea undei de presiune inalta se realizeaza cu un piston plunjer adaptand profilul camei.Dezavantajul solutiei consta in aceea ca la sarcini variabile forma undei de presiunese modifica semnificativ,rezultand variatii ale caracteristicilor jetului in functie de turatie si de aici dificultati in formarea amestecului stratificat.
-presiunea constanta a combustibilului la intrarea in injector si controlul deschiderii injectorului prin ridicarea acului sau a sectiunii de trecere.Ambele pot fi controlate prin forte magnerice sau hidraulice.In acest caz generarea presiunii constante pare a fi mult mai simpla decat modularea ei,dar functionarea si proiectarea injectorului sunt mult mai complexe.
-presiune constanta a combustibilui cu amplitudine maxima la intrarea in injector si controlul duratei deschiderii injectorului prin inaltimea constanta de ridicare a acului sau sectiunii de trecere.Aceasta solutie permite o injectie continua sau divizarea ei intr-un numar constant de secvente.

Injectia de amestec preformat aer-combustibil
Calitatea amestecului format prin injectia combustibilului lichid necesita o precizie ridicata a legii de injectie.Mai mult,timpul pt formarea amestecului,intre sfarsitul evacuarii si inceputul aprinderii,este,in general,foarte limitat.Aceste conditii pot fi atenuate prin preamestecarea partiala a benzinei cu aerul,inainte de injectia in camera de ardere.Preamestecarea externa (emulsionare) carcaterizata printr-o valoare mare a raportului combustibil/aer,poate fi obtinuta cu un sistem de injectie de presiune joasa ca la injectia in poarta supapei.Emulsia este introdusa in cilindru dupa evacuare,prin admisie aspirandu-se aer pur.Aerul necesar producerii emulsiei,procurat printr-un dispozitiv din afara cilindrului,si aerul aspirat la admisie determina raportul global de aer/combustibil din cilindru la sfarsitul injetiei .

Sistem de injectie directa cu amortizarea oscilatiilor presiunii inalte
Un astfel de sistem a fost realizat de Mitsubishi.Presiunea benzinei este realizata cu o pompa plunjer actionata de o cama.Influenta turatiei asupra caracteristicilor de presiune poate fi partial evitata cu ajutorul unui acumulator-amortizor de presiune,in care oscilatiile de presiune sunt amortizate la o valoare medie.Presiunea constanta la intrarea in injector necesita controlul electromagnetic al acestuia.

Sistem de injectie directa cu modularea presiunii inalte independenta de turatie
Realizarea presiunii inalte,fara un control suplimentar la injector,se poate obtine prin comprimarea usoara a combustibilului,obtinuta prin socul dintre fluid si o clapeta,ca urmare a vitezei relativa dintre acestea.Fenomenul este cunoscut sub numele de soc hidraulic.Fluidul este accelerat datorita diferentei de presiune dinre sistemul de joasa presiune reglat la 0,3-0,8 Mpa si rezervor unde fluidul se intoarce dupa accelerare.Dupa ce atinge o anumita viteza,determinata de timpul de accelerare si conditiile hidrodinamice,curgerea fluidului este intrerupta brusc prin inchiderea unei supape electromagnetice de la capatul conductei.Ciocnirea fluidului de clapeta supapei determina o usoara comprimare a acestuia,care se propaga cu viteza sunetului de-a lungul conductei impotriva curentului. Comprimarea fluidului duce la o crestere brusca a presiunii, a carei amplitudine este de 10-15 mai mare decat a undei initiale.Unda se reflecta in partea dinspre sursa si se propaga inapoi spre supapa,determinand scaderea presiunii.Unda de presiune generata,reglata pentru o anumita durata,este captata la injector,determinand deschiderea si inchiderea acului controlat de arc.
Controlul precis al formarii amestecului ,omogen sau stratificat,pentru o gama larga de regimuri de sarcina implica o corelare permanenta intre legea de injectie,inceputul injectiei si avansul la aprindere.
La motoarele de astazi se dezvolta modele separate pentru sistemul de injectie si camera de ardere(procesul arderii) care pot fi apoi transmise la injector.