Chiptuning technológia – chiptuningról érthetően

 Bevezető – segítünk eligazodni

Ahhoz hogy megértsük hogy, hogy is lehetséges az, hogy az autó gyári menettulajdonságait nagymértékben megjavítsuk a motor megbontása és mindenféle káros következmény nélkül ‘csupán egy elektronikus beállítással’, ismernünk kell a 4 ütemű motor és a motorfunkciókat irányító elektronika működését, ha csak érintőlegesen is. Bízom benne, hogy hasznos és érthető információkhoz jut az oldal segítségével az is, aki eddig szinte semmit sem tudott autója működéséről. A leírásban elkerülhetetlen volt a szakszavak használata. A teljes megértéshez nem szabad átugrani egy meg nem értett szót sem, mert ekkor hamarosan az egész szöveg zavarossá, érthetetlenné válik (mint nekem anno az irodalomóra…) Az oldal bővítése során tervezem, a kiemelt szakszavakhoz képes magyarázat megjelenítését, de addig is nyugodtan kérdezzen a blog menüpontban, és ha tudok válaszolok. Segítek eligazodni.

Történelem… Már a kezdetektől fogva, mikor megjelentek az első belső égésű motorok szükséges volt, hogy állítani lehessen az üzemanyag/levegő keveréket, az előgyújtás időzítését az aktuális terhelésnek és üzemállapotnak a függvényében, a jó hatásfok
érdekében.
A kezdetekkor Henry Ford autójának az ‘A’ Model” -nek vezetője a kormányoszlopon található kezelőszervekkel manuálisan állította a gyújtást és üzemanyagellátást, befolyásolva a motor teljesítményét, hatásfokát. Későbbiekben kifejlesztettek különböző mechanikus megoldásokat, amik automatikusan megvalósítják a szükséges szabályozásokat a maguk egyszerű, közel sem tökéletes módján.
Egészen a 80as évek közepéig ezek a megoldások voltak elterjedtek. A technikai fejlődésnek köszönhetően egyre inkább szerepet kapott az elektronika a motor folyamatainak szabályozásában, mivel az elektronikus szabályozással sokkal
precízebben lehet adagolni pl. a szükséges üzemanyagot, vagy meghatározni – kiszámítani – a pillanatnyi üzemállapothoz tartozó gyújtási időpontot, jobb hatásfokot érve el.
Ezt az összetett vezérlési feladatot ellátó egységet ‘motor vezérlő egységnek’ nevezik. Részletesebben:

A motorvezérlő egység (ECU) és feladatai

A motorvezérlő egység (Angolul: ECU = Electronic Control Unit) felelős azért, hogy a motor minden körülmények közt megfelelően működjön. Ez az egység méri, ellenőrzi és irányítja a motor összes fontosabb funkcióját, figyelembe véve a pillanatnyi terhelést és az aktuális környezeti hatásokat, mint pl.: külső légköri nyomás, hőmérséklet, üzemanyag minőség, stb …
Ezek a létfontosságú információk a különböző érzékelőktől származó többi információval (fordulatszám, főtengely szöghelyzet, kipufogó gáz összetétele, gázpedál állása, az autó sebessége, stb …) összhangban határozzák meg a motor működési állapotát. A mért adatokat a motorvezérlő feldolgozza majd számításokat végez.

A motorvezérlő egységben található egy memória chip, ami gyárilag beprogramozott adatokat (táblázatokat is) tartalmaz, a motor működtetésével kapcsolatban. Az összes feldolgozott jel és ezen táblázatok alapján a vezérlő eldönti hogy a pillanatnyi üzemállapothoz mennyi üzemanyagot kell befecskendezni, milyen gyújtási vagy befecskendezési időpontot kell választani, mennyi a szükséges turbónyomás,

A Chiptuning során, ezeken az adatbázisokon módosítunk.
Ilyenkor a memória chipbe egy másik beállítást programozunk, aminek lényege, hogy kis mértékben eltérünk a gyárilag megadott középértékektől. Az autó adottságait – az ügyfél igényeihez igazítva – maximálisan kihasználjuk úgy hogy különböző
terhelési állapotokhoz pontosabb befecskendezési és előgyújtás értékeket állítunk be. Esetenként a jobb vezethetőség érdekében kis mértékben módosítjuk a leszabályozási fordulatszámot, a teljesítmény korlátozást és/vagy a végsebesség határolást. Mindezt úgy tesszük, hogy minden fordulatszámon és terhelésnél megfigyeljük, ellenőrizzük a motor fogyasztását, igénybevételét, károsanyag kibocsátását. Így a motorból kivehető a legnagyobb teljesítmény és nyomaték a motor élettartamának maximális figyelembevételével. Az a tapasztalat, hogy
az optimális beállításnak köszönhetően a fogyasztás csökken, az autó vezethetősége, menetdinamikája nagymértékben nő.
A motorvezérlő feladatai:

A motorvezérlő feladatai:

a. Az előgyújtás szabályozása

Ez szükséges a jó hatásfokú égésért és alacsony fogyasztásért. Hogy ez megvalósuljon minden lehetséges vezetési helyzetben, a vezérlő kiszámítja a pillanatnyi előgyújtás értéket a fordulatszám, terhelés
és más ide tartozó adatok függvényében. Dízel motoroknál a pontos befecskendezési időpontot számítja ki.

b. Kopogás érzékelés

Az egyik legfontosabb dolog a motor működése szempontjából a megfelelő előgyújtás beállítása minden fordulatszámhoz és terheléshez. Ha adott üzemállapothoz túl kis előgyújtási értéket választunk, akkor a motor nagyon erőtlenné válik, a hatásfok leromlik. Ha túl nagy előgyújtási időt választunk, akkor az égéstérben túl korán ég át “robban fel” a benzin-levegő keverék minek hatása, hogy a motort vissza felé igyekszik hajtani. Ez éles kopogó hanggal jár és amellett
hogy szintén rontja a hatásfokot, nagyon igénybeveszi a motor alkatrészeit.
Ennek elkerüléséért ún. kopogásérzékelőket helyeznek el a motoron, amiknek a jeleit a motorvezérlő feldolgozza, és ha kopogást érzékel, azonnal módosítja az előgyújtás értékét.

c. Zárásszög vezérlés

A fordulatszám függvényében változik az egymást követő gyújtóimpulzusok közt eltelt idő. Hogy állandó gyújtó energiát tudjunk biztosítani ehhez megfelelő “primer áramot” kell keresztül folyatni a gyújtótrafó primer tekercsén. Ekkor felépül egy
mágneses tér a trafóban, amihez idő kell. A gyújtás pillanatában megszakítjuk a primer áramot s az összeomló mágneses mező hozza létre a trafó szekunder tekercsében a nagyfeszültségű energiát a gyújtószikrához.
A primer áram be-, illetve kikapcsolása közti idő, a fordulatszám növekedésével egyre csökken, ezért kisebb energiájú gyújtószikra keletkezhet. Emiatt magas fordulatszámokon kimaradhat a gyújtás. Tehát fontos feladat, a fordulatszámtól
független gyújtóteljesítmény biztosítása.

d. Benzin befecskendezés

A beszívott levegő mennyiségétől, a fordulatszámtól, a terheléstől és a korrekciós tényezőktől (külső levegő nyomása, hőmérséklete, lambda érték, stb … ) függően a vezérlő meghatározza a pillanatnyilag szükséges üzemanyag mennyiséget, és
befecskendezési időpontot. Ez javítja a hatásfokot, és csökkenti a károsanyag kibocsátást.

e. Lambda szabályozás

Az egyik korrekciós tényező, a lambda jel, ami a lambda szondától érkezik. Ez a szonda a kipufogóban helyezkedik el és a kipufogó gáz összetételét, ‘maradék oxigén’ tartalmát vizsgálja. A vezérlő feldolgozza a szonda jelét, minden terhelési
állapotban (kivéve padlógáznál) és szabályozza a benzin levegő keverék arányát. A fogyasztás szempontjából ideális arány: 14,8 : 1 ami azt jelenti hogy 1 kg benzin elégetéséhez 14,8 kg levegő szükséges. Ez a keverési arány biztosítja a legjobb hatásfokot, és a legkevesebb káros anyag keletkezését. Attól függően, hogy a szonda jelez-e maradék oxigént a kipufogógázban vagy sem, a vezérlő hol
dúsítja, hol szegényíti a keveréket, mindig az ideális állapotra törekedve. Padló- gáznál (és a motor terhelésének növekedésekor – indulás, gyorsítás) a nagyobb teljesítmény érdekében jobban dúsítja a keveréket, azaz a szükségesnél több benzint fecskendez be.

f. Alapjárati fordulat szabályozás

A motorhőmérséklet változás miatt folyamatosan csökkenő és növekvő belső súrlódások változó terhelést jelentenek a motornak alapjáraton is. A megnövekedett elektromos energia igény (pl.: reflektor felkapcsolása), és a bekapcsolt klíma szintén.
Ez a változékony terhelés igen ingadozó alapjáratot eredményezne. A motorvezérlő érzékeli ezeket a terhelésváltozásokat, figyelembe veszi a környezeti adottságokat és mindig beállítja a megfelelő stabil alapjáratot. Megfigyelhető hogy
pl.: magasabb alapjáratot állít be, amíg a motor fel nem melegszik …

g. Turbónyomás szabályozás

A feltöltős motoroknál a vezérlő számolja ki a pillanatnyilag szükséges turbónyomást (szállítandó levegő nyomását, ezzel arányban a mennyiségét). Több beérkező jel és egy saját beprogramozott referencia táblázat alapján.

h. Kipufogógáz visszavezetés vezérlés – EGR (Angol: Exhaust Gas Recirculation)

Részleges motorterhelésnél a kipufogógáz egy részét visszavezetik, és a beszívott levegőhöz adagolják azért, hogy csökkentsék a környezetbe kijutó káros anyagokat. Ilyenkor csökken a NOx (nitrogén oxidok) kibocsátása.
Ezt a folyamatot is a motorvezérlő irányítja.

i. Szerviz, biztonsági és felügyeleti funkciók:

– Indításonként ellenőrzi a teljes vezérlőprogramot, elkerülve a meghibásodást.
– Együttműködés az autóban található többi vezérlőegységgel, adat szinkronizáció.
– Előforduló hibák felismerése és tárolása, a későbbi hibakeresés, javítás megkönnyítéséért.

j. Végsebesség és maximális fordulatszám határolás

A fordulatszám határolás a vezérlő egy nagyon fontos feladata. A fordulatszám folyamatos megfigyelésével és meghatározott érték alatt tartásával megelőzhető a motor túlzott igénybevétele. Ezt az értéket a vezérlőegység tárolja, és gyakori esetben 6500 -as fordulatszám (benzines motornál) elérésekor elveszi az üzemanyagot amitől létrejön a leszabályozás.
A végsebesség határolás biztonsági és/vagy üzletpolitikai céllal kerül beállításra, az előbb említettekhez hasonlóan.