E-Mail : info@fordfans.cz

 
 
 
 


 
 
Elektronické vstřikování a výkon



Na této stránce si řekneme několik slov o základních vztazích mezi úpravami výkonu motoru a elektronickým vstřikováním. Další informace najdete na následujících odkazech:

Začneme krátkým seznamem věcí, které byste vážně neměli dělat, pokud ovšem nechcete vašemu fordu ublížit. Následující postupy jsou obecně označovány jako škodlivé, pokud se i přesto rozhodnete některý z nich uplatnit, měli byste mít v hlavě opravdu velký a dobře promyšlený plán.

· Termostat spíná při teplotě 85oC
Tento trik pouze splete řídící jednotku a poškozuje motor, raději jej přenechte sprinterům.
· Změny čidla chladící kapaliny nebo čidla teploty nasávaného vzduchu
Pouze obelže řídící jednotku a poškozuje motor
· Odstranění EGR
Při plně otevřené škrtící klapce je signál EGR samočinně odpojen.
Pokud EGR odstraníte, je důležité, aby EGR dodávala EEC signál ZAVŘENO.
Při špatně provedené demontáži bude špatně generován poměr palivové směsi a signály pro zážeh.
· Změna tlaku v palivové soustavě
K tomuto kroku přistupujte pouze tehdy, když máte opravdu velké plány.
Tlak 450 liber na čtvereční palec (3103 kPa) může přinést výkon 500 PS
· Instalace jiné váhy vzduchu
Pouze obelže řídící jednotku, tento krok nepřináší žádné zvýšení výkonu.
Více informací v oddíle Čidla.
· Přidání injektorů nebo změna jejich velikosti
Složení směsi bude nepřesné.
Více informací v oddíle Akční členy.

Vážně se omlouváme za zkřížení vašich plánů, ale pokud toto čtete, dozvíte se, jak naplánovat zvýšení výkonu vašeho motoru. Proto si rychle projdeme základy: motor je vlastně jen velké vzduchové čerpadlo, čím více vzduchu a paliva jím protéká, tím více výkonu vyrábí. Je třeba dodržovat soulad rychlostní charakteristiky proudění vzduchu uvnitř jednotlivých součástí v celém motoru. Jedná se totiž o veličinu, která určuje rozsah pásma otáček s nejvyšším výkonem. Vzduch + palivo + zážeh = výkon, vhodnými změnami každé z těchto proměnných lze dosáhnout zvýšení výkonu. Hodnoty palivové směsi a zážehu jsou v běžné (tj. sériově dodávané řídící jednotce) velice dobře propočítány, proto k zvýšení výkonu vašeho motoru bude třeba začít opravdu základními změnami. Není dost dobře možné k běžnému motoru instalovat výkonnou řídící jednotku a očekávat, že budete řídit něco jako raketu na kolech. Nicméně platí, že většina aut naplno nevyužívá úplného výkonového potenciálu pohonné jednotky. Nejsem konstruktér motorů ani nemohu pro kombinace některých prvků zaručit nárůst výkonu, pouze uvádím určitá obecně známá pravidla.

Vačky



S řídící jednotkou si vačkové hřídele musí vzájemně vyhovovat, pokud zvolíte nesprávný profil vačky, vaše EEC z toho nebude mít příliš velikou radost. Na rozdíl od obecně přijímaných faktů platí, že velká vačka neznamená nutně velký výkon. Ve skutečnosti změna může být spíše k horšímu, teoreticky se lze setkat i s poklesem výkonu. Běžné vačky totiž mají profil s velmi dobrou výkonovou charakteristikou a s úpravami motoru byste tedy měli začít jinde. Větší vačky mohou menší měrou přispět ke zvýšení výkonu, ale spíše jen posunou pásmo otáček s nejvyšším výkonem poněkud výš. Pokud ve vašem motoru máte tovární hlavu, sací potrubí (nebo oboje), instalací větší (výkonnější) vačky jen zbytečně utrácíte peníze. Na druhou stranu, pokud vlastníte dobře sladěnou sestavu hlavy válců a sací potrubí s vysokým průtokem vzduchu, nová vačka by mohla pomoci.

Velké vačky často změní charakteristiku podtlaku v sání, potom dochází k nesprávnému vyhodnocování dat a následně je vytvořená mylná hodnota zatížení motoru (u systémů založených na vztahu mezi otáčkami motoru a hustotou vzduchu, SD). Jiné vačky mohou zapříčinit nepravidelné nasávání vzduchu při volnoběhu, potom lze počítat s mylnými signály z váhy vzduchu, jimiž budou negativně ovlivněny vlastnosti volnoběhu. Zdvih ventilu by neměl být větší než 1,3mm, větší vzdálenost by při prasknutí rozvodového řemene mohla způsobit situaci známou jako „potkal se mi motor.“

Pamatujte, že po výměně vačky budete možná potřebovat výkonnější injektory (tj. s širší tryskou). Řídící jednotka je naprogramována na provoz s tovární vačkou, proto „ví“, jak dlouho má být každý injektor otevřen. Pokud nová vačka otevírá a zavírá ventily rychleji, injektory s úzkou tryskou možná nestihnou vstříknout do válce náležité množství paliva. V tom případě budete opravdu potřebovat nové vstřikovače. Výměna vačky a injektorů bude dostatečně efektivní pouze po úpravě vstřikovací jednotky.

Sací potrubí



Změny sacího potrubí pravděpodobně nepotřebují sáhodlouhé vysvětlování. V současné době technologie vstřikování paliva dovoluje umístit palivovou trysku co nejblíže hlavě válce. Tím je dosaženo ideálního rozptýlení paliva ve spalovacím prostoru. Technologie vstřikování paliva také dovoluje lépe využívat přívodních kanálků k jednotlivým válcům.

Dlouhé, úzké kanálky zrychlují průtok vzduchu a přinášejí větší krouticí moment při nižších otáčkách.
Krátké, široké kanálky také zrychlují průtok vzduchu , motor dodává nejvyšší výkon při vysokých otáčkách. Vysoký výkon při vysokých otáčkách nezískáme pouhým použitím jakkoli dlouhých a tenkých kanálků. Podobně platí, že jenom krátké, široké kanály nezvýší krouticí moment při nízkých otáčkách. Vysněného cíle dosáhnete jen v případě, že budete pečlivě studovat vlastnosti jednotlivých součástí motoru a ty posléze instalovat. Též je vhodné nalézt správný vztah mezi hmotností vozidla a výkonem motoru. Těžké náklaďáky a kamiony potřebují vysoký moment při minimálních otáčkách motoru, zatímco lehčím závodním automobilům lépe vyhovuje centrum výkonu položeno do otáček vyšších . Nejlepší variantou pro vysoký moment při nízkých otáčkách je pravděpodobně Ford GT-40 a speciální sací potrubí Edelbrock. Pro opačný stav (vysoký výkon při vysokých otáčkách) nelze doporučit jeden konkrétní model sacího potrubí, zdá se, že s každým rokem, přichází opět o něco lepší model.



Délku kanálů sacího potrubí lze přesně upravit pomocí silnějších podložek. Delší kanály budou vyhovovat především úpravcům s napjatým rozpočtem a nepříliš drahým vozidlem. Jestliže chcete vylepšit dýchání motoru, nezapomeňte použít také větší škrtící klapky, větší váhy vzduchu a lépe průchodný vzduchový filtr. Nastavení váhy vzduchu bude stejné, jako kdybyste používali původní injektory.

Hlavy válců



Vhodně vybrané hlavy válců usnadní pohyb vzduchu uvnitř motoru, proto platí vztah „čím více vzduchu, tím větší výkon.“ Výkonový potenciál každé pohonné jednotky je omezen hlavou válce. Můžete se pokusit do motoru dostat více vzduchu pomocí přeplňování nebo vstřikováním NO2, ale objem vháněného vzduchu je omezen právě průchodností hlavy. Zde neplatí známé rčení čím více, tím lépe. Tvar a vlastnosti hlavy jsou mnohem důležitější než její velikost, tyto dvě vlastnosti musí odpovídat sacímu potrubí. Předimenzovaný kanál zkombinovaný s průměrným motorem může dokonce způsobit pokles výkonu oproti původnímu stavu. Je třeba brát v úvahu více hledisek, než pouze velikost: mohutnější kanál nemusí vždy zlepšovat proudění vzduchu. Proto stále myslete na to, že všechno závisí na tvaru hlavy. Také zkontrolujte hodnoty protékání vzduchu a přesně vypočítejte požadavky vašeho motoru. Podobně jako v jiných oblastech i zde platí, že největšího zvýšení výkonu dosáhnete díky vhodné kombinaci součástek, není proto příliš vhodné bezhlavě nakupovat díly s obecně nejvyššími hodnotami.

Přeplňování: kompresory a turbokompresory



Zde si vystačíme s krátkým vysvětlením: napumpuj vzduch, zvýšíš výkon. Přeplňování nebude dobře pracovat ve vstřikovacím systému využívajícím poměr otáček a hustoty vzduchu, bude nutné přeprogramovat řídící jednotku nebo ji doplnit o váhu vzduchu. Důležitou veličinou v tomto případě je teplota. Při stlačení dochází ke zvýšení teploty nasávaného vzduchu, což má vliv i na teplotu motoru. Zvýšení teploty vzduchu zároveň snižuje hustotu plynu. Určitě si z hodin fyziky pamatujete na veličinu jménem hustota: chladnější vzduch je hustší. Motory pracují s množstvím vzduchu, to je nepřímo úměrné teplotě. Toto tvrzení je poněkud zavádějící, nicméně platí, že vzhledem k teplem ovlivňované rozpínavosti látek bude hmotnost (a tedy i celkové množství) chladného vzduchu v daném prostoru vyšší než hmotnost vzduchu teplého. Teplý vzduch je řidší, proto 1kg teplého vzduchu zabere větší objem než 1kg vzduchu studeného.

U motorů s velkým obsahem bude potřeba mírně zpozdit zážeh, také vzroste spotřeba paliva. Čím více vzduchu chcete přidávat, tím větší budou nutné změny programování vstřikovací jednotky.

Vstřikování oxidu dusného



Použitím systému vstřikování N2O dostanete zdaleka nejvíce příslovečné muziky za málo peněz.
Nárůst výkonu použitím N2O je mnohem levnější než podobné zlepšení výkonu pomocí jiných technologií.
Způsobilost vozidla k běžnému silničnímu provozu ani spotřeba paliva není použitím tohoto systému nijak dotčena, protože injektáž rajského plynu lze aktivovat pouze při plném otevření škrtící klapky. Dokud neotevřete kohout tlakové lahve, systém není funkční. Vstřikování oxidu dusného pro motory s elektronickým vstřikováním paliva může vypadat jako silnější podložka montovaná mezi vrchní a spodní polovinu tělesa sacího potrubí k jednotlivým válcům . Při rozpínání N2O se nasávaný vzduch ochlazuje o 15 až 25°C, což samo o sobě zvyšuje výkon. Pokud je systém správně namontován a vstřikování plynu upraveno podle parametrů motoru, nebude docházet ke škodám na pohonné jednotce. Tzv. mokré systémy vstřikování N2O mají vlastní přívod paliva, proto pro používání dusíku nebude nutné významně upravovat řídící jednotku vstřikování paliva. Při zvýšení výkonu o více než 100PS budete potřebovat dostatečně silný motor a zpoždění zážehu o 4-8°KH (1 až 1,5°KH pro každých přidaných 50PS). Existují i dusíkové systémy, které progresivně mění množství vstřikovaného plynu v závislosti na zátěži motoru, v tomto případě budete muset přinejmenším přeprogramovat řídící jednotku, případně ji úplně vyměnit. Pokud chcete efektně zvýšit výkon všeho auta a máte poněkud omezené finanční možnosti, stříkněte tam rajčák a bude to fajn.

Změna obsahu motoru /převrtání válců/

Stará moudrost říká, že obsah ničím nenahradíš. Jenže jakékoliv změny vrtání válců musí jít ruku v ruce se změnami uvnitř řídící jednotky.
•Pokud zvětšíte obsah motoru a nepřeprogramujete ŘJ, vstřikovací systém (otáčky / hustota vzduchu, tj. bez váhy vzduchu) bude stále tvořit chudou směs. Jednotka se nedokáže přizpůsobit zvětšenému objemu zpracovávaného vzduchu.
•Pokud zvětšíte obsah motoru a nepřeprogramujete ŘJ, vstřikovací systém s váhou vzduchu bude stále míchat příliš bohatou směs. Počítač si všimne většího objemu vzduchu, jenže nebude vědět, že jej ženete do stále stejného motoru. ŘJ nenačítá údaje o obsahu válců, nemá k tomu čidla.


Elektronické řízení zážehu

Toto je poněkud citlivá záležitost, především proto, že mnoho lidí žije s představou, že bez řízení zážehu se jejich auto absolutně neobejde a že tím drasticky zvýší výkon. Chyba, řekněme si na rovinu, proč bychom takový systém měli potřebovat? Vážně máte důvod jej kupovat? Čtěte dále a pokusím se vám naznačit, proč byste se měli rozmyslet určitě alespoň dvakrát. K dobře vyladěnému motoru s běžnou kompresí systém řízení zážehu nepotřebujete. Špatně upravený motor jím vybavený poběží snadněji a pravděpodobně tím dosáhnete i určitého zkrácení reakční doby, jenže při správně provedených úpravách bude prvním znakem kvality vaší práce právě okamžitá odezva bez použití uváděného systému. Pokud pracujete s vyšší kompresí a případně vybavujete motor přeplňováním nebo vstřikem N2O, instalace řízení zážehu bude mít určité opodstatnění. Při používání paliva s vyšším oktanovým číslem a při vyšších plnicích tlacích nelze vyloučit problémy se zapálením směsi. Jedná se o situaci srovnatelnou se škrtáním zápalek během bouře. Budete potřebovat více svíček, delší a silnější jiskření.

Nicméně existuje jedna věc, kterou pro zvýšení výkonu lze snadno udělat a nestojí vůbec nic. Můžete se pokusit posunout zážehový signál o 10° před horní úvratí KH dopředu. Pokud vše funguje správně, zkuste 12°, pokud ani v tomto případě motor běží bez klepání, můžete ještě dále. Čím větší předstih nastavíte, tím vyšší bude muset být oktanové číslo paliva. Určitě dávejte pozor na klepání, pokud k němu dojde, velmi pravděpodobně vyrazíte do Mototechny (nebo kde kupujete autodíly) pro nové písty. Při změně načasování zážehu budete muset ošetřit i ostatní komponenty ovládacího programu.

Výfuk



Opět nenáročná pasáž, čím větší průměr trubky, tím lepšího proudění lze dosáhnout. Doporučujeme použít široké oblouky a nízkoodporové tlumiče, jsou to hlavní faktory, jenž určují vlastnosti proudění vzduchu. Roura s menším průměrem může při nízkých otáčkách díky sníženému průtoku přinést několik PS. Většinou si však nevystačíte pouze s hloubáním nad tělesem výfuku. Podívejte se na rám karoserie, přepážku mezi motorem a kabinou, poloosy: tyto všechny prvky určují cestu, kterou můžete rouru vést. Zkrácení sběrných trubek většinou nepřinese takové zvýšení výkonu, díky kterému by bylo třeba hned vyměnit svíčky. Ve specializovaných obchodech lze zakoupit výfukové díly často i s připravenými montážními místy pro lambda sondu. Jste-li nuceni tyto otvory připravit sami, stačí vyvrtat otvor a k němu navařit přírubu se závitem pro uchycení lambdy. Dvakrát zdůrazňuji, že je opravdu důležité umístit lambdu vůči hlavě válců stejně jako tomu bylo na továrním výfuku. Také je vhodné umístění promyslet tak, aby lambda nebyla v kontaktu s přepážkou motorového prostoru a přitom byla lehce v dosahu při opravě nebo údržbě. Váš dvorní dodavatel součástek vám zcela jistě bude chtít splnit každé přání, jen dejte pozor, abyste vždy dostatečně důkladně vysvětlili, co od něho potřebujete.

Převody a pneumatiky



Už jsme o tom mluvili dříve: pečlivě sledujte pásmo otáček s nejvyšším výkonem. Pokud je toto pásmo níže než 4000 ot/min, zkuste systém nastavit tak, aby při otáčky při jízdě cestovní rychlostí na nejvyšší převodový stupeň dosahovaly hodnoty cca 2200. Podobné rady platí i v případě, že pásmo nejvyššího výkonu velkého motoru leží mezi 3000 a 7000 ot/min. V tomto případě bude je vhodné přiblížit cestovní otáčky 2800. Čím výše je pásmo nejvyššího výkonu a cestovních otáček motoru, tím častěji budete nuceni řadit a sníží se tím použitelnost vašeho vozidla v běžném provozu. Při jízdě na vyšší rychlostní stupeň určitě zažijete ten opojný pocit propadu do sedadla při zrychlení a s otevřeným diferenciálem tak akorát spálíte jednu pneumatiku.

Palivová soustava



K úpravám palivové soustavy byste měli přikročit pouze v případě, že do motoru není dodáváno dostatečné množství pohonných hmot. Standardně instalovaný systém poskytuje hravě zvládne i „napájení“ motoru s 350PS. Při úpravě palivové soustavy lze stávající čerpadlo vyměnit za výkonnější, přidat druhé benzínové čerpadlo, případně zvýšit pracovní napětí původní soustavy. V některých případech bude pro dosažení dostatečného průtoku soustavy nutné vyměnit standardní palivové vedení za hadice o větším průměru. Účinek je okamžitý a velmi dobře patrný. Je důležité, aby hodnota průtoku soustavy byla vždy vyšší než spalované množství paliva. Doporučujeme přezkoušet stálost tlaku v soustavě, nejlépe tak, že před vstřikovací trysku zabudujete do vedení tlakoměr, několikrát motor protočíte na plný plyn a zkontrolujete data z tlakoměru. Větší výkon potřebuje větší průtok. Existují motory s výkonem vyšším než 500PS, přitom jejich palivová soustava pracuje při 275 kPa, proto spíše potřebujete větší objem paliva, ne jeho tlak. Dalším prvkem, který lze bez větších problémů vyměnit, jsou vstřikovače. Nicméně nezapomeňte, že čím větší mají příkon, tím více proudu do nich musíte přivést. Standardní řídící jednotka neustojí více než 2A na jeden injektor; originální vstřikovače (19 liber, 131 kPa) potřebují 0,75A. V současnosti se za nejvýkonnější považují injektory pro jmenovitý tlak 50 PSI (345 kPa), na to při koupi nových vstřikovačů nezapomínejte. Není příliš vhodné kombinovat vysokotlaké injektory se standardní řídící jednotkou.

Tento povrchní výčet nekončím poznámkou o úpravách palivového systému pro nic za nic. Do vstřikovačů můžete přivádět paliva kolik chcete, jenže tyto akční členy jsou ovládány počítačem a bez úpravy softwaru pracně přivedený vysokotlaký benzín do motoru jednoduše nedostanete. Opakuji: po úpravách palivového potrubí a vstřikovačů musíte také modifikovat software řídící jednotky, je to jediný způsob, jakým dosáhnete plánovaných zlepšení provozních vlastností motoru.





Autor překladu : J.Kastner - j.kastner@centrum.cz