הכרת מערכות האופנוע הממוחשב והבנת תחום השיפורים באופנוע הממוחשב

רצ"ב מאמר שהועלה לאתר ע"י ידידי – איל נוימן. מקווה שהוא ימצא חן בעיניכם.

חלק א'

ראשית ברשותכם מבוא קצר: שמי איל נוימן ועוסק אני כ- 20 שנה בתחום האיבחון ברכב ותיקון מחשבים ברכב. לאחר שנות בצורת רכשתי אופנוע והיום אני מנוייד על גבי היאבוסה 2010 . בעסק, דור ההמשך מושכים יותר ויותר לתחום האופנועים ולאחרונה התחלנו במיתינות ולאט לאט ללמוד את התחום ובמיוחד להכיר את ציבור הרוכבים, המנהגים ותחום השיפורים.

תחום המיחשוב באופנוע נלקח כמעט כולו מתחום כלי הרכב בעלי 4 גלגלים, כך שהכניסה היתה עבורי קלה יחסית. את המאמר הזה, שהוא בעצם על קצה המזלג, אני כותב עבורכם כדי שנדע ונכיר יותר את הכלים שאנו רוכבים עליהם, או בעצם מה מפעיל אותם. אפשר לומר שתחום זה גדול ואין סופי כמעט אך יש להבין תחילה מה "גודל החליפה שנבקש ורק אחריה לתפור אותה".

לדוגמה: אנחנו נתקלים בלא מעט אופנועים שעברו שינויים כמו החלפת דודי אגזוז. כשמחליפים דוד פליטה למשל, עלינו להבין שכתוצאה משינוי זה נקבל רק שינוי מינורי יחסית בסחיבת האופנוע, ואולי בעצם תשתנה רק עוצמת הדציבלים שיוצאים מצואר דוד הפליטה.  אשתדל להסביר בהמשך מדוע יש להחליף את כל הצנרת מסעפת הפליטה ועד סופו. לעיתים, לאחר החלפת צינור הפליטה נתקלים רבים מאיתנו בתופעה של "פיצוצים" בעת הורדת הילוך ("בק-פאיירים"). כדי לטפל בבעיה אופנוענים רבים פונים לרכוש תוספות לאופנוע כמו "פאוור קומנדר" ועוד, אבל עדיין לא תמיד מתקבלת התוצאה הדרושה. בנוסף, דוד אגזוז שמתאים לאופנוע אחד עלול בהחלט לתת תוצאה אחרת אם נרכיב אותו באופנוע אחר, הן בסחיבה וכמובן ברעש. למשל התקנת אגזוזי "טו ברדר" בהיאבוסה יצריך מערכת ניהול מנוע אחרת (ועל זה עוד אכתוב בהמשך המאמר).

לעיתים נרכיב מערכת "פאור קומנדר" ולא נמצא מפה תואמת לאופנוע ולאגזוז שלנו, והסיבה לכך היא שכאשר תיכנתו את המפה לאופנוע הספציפי, נלקחו טולרנסים של טמפרטורה מקובלים לאזורים אחרים בעולם, ולא תמיד לקחו בחשבון את השוק של המזרח התיכון. כתוצאה מכך מה שנראה פשוט בתחילה דורש הרבה שעות של כיוונים ידניים. האופנוע שנבדק בעת כתיבת המפה בבית היוצר לא תמיד בעל אותו קילומטראז' כמו שלך, והתנאים שהוא נבדק בהם אינם תואמים לכאן ל"פלסטינה" – מדינתנו החמה. כך שהכל אינו פשוט וברור… אני מקווה שבמאמר הזה אצליח לעצור אתכם הרוכבים לרגע נוסף של חשיבה בטרם תבצעו רכישה כלשהי.

אז בואו נתחיל.

מכונאים רבים ובטח רוב הרוכבים באמת אינם מכירים ויודעים איךמערכת ה- EFI עובדת, מהם המרכיבים העיקריים שלה, ומהי האינטראקציה ביניהם. תפיסות מוטעות לגבי ה- EFI יש בשפע וכמות המידע הלא נכון המועבר מסביבנו היא גבוהה. אני מקווה שאתם לא תצאו לאחר קריאת מאמר זה מבולבלים לחלוטין אלא בעלי הבנה והערכה חדשה למערכת ה- EFI.  אעשה כמיטב יכולתי כדי לצמצם את הז'רגון הטכני ולפשט את ההסברים, אבל עדיין הולך להיות כמות נכבדה של Buzzwords וראשי תיבות כי הם נדרשים להסביר את הטכנולוגיה. אשתדל להסביר במונחים פשוטים. החל מיסודות ה- EFI, דרך ההבדלים בין מאייד ל- EFI, ולבסוף מהם השינויים והשדרוגים הזמינים עבור האופנוע שלנו. בסיום מאמר זה לא ניהיה מומחים להזרקת דלק, אבל אני מקווה שנבין את המורכבות של מערכות.

EFI – יסודות

המעבר מקרבורטורים להזרקה התחיל בעצם בלחץ אותם גופים שפועלים  כנגד זיהום כדור הארץ ושמירתו כנגד מזהמים.

בתמונה – דוגמא לבית מצערת של אופנוע מוזרק שבו יש חישן מצב מצערת ומיצב סל"ד וכמובן מזרק ואפילו חישן לחץ ברומטרי.

במילים הפשוטות ביותר, הזרקת דלק אלקטרונית –  EFI – נשלטת ע"י מחשב. זו בעצם יחידת הבקרה האלקטרונית – ECU – שקוראת חיישנים שונים הממוקמים על האופנוע, ועושה את החישוב של כמות  הדלק כדי לאפשר למנוע לעבוד במקסימום כוח. המחשב לוקח את המידע מהחישנים, מאפשר פתיחת המרססים, ומאפשר הזרקת דלק לתוך המנוע, כל זאת בהתאמה למפות  הדלק שתוכנת בהן המחשב. כל החיישנים השונים (כמו למשל סל"ד, טמפרטורת המנוע, טמפרטורת האוויר, מיקום המצערת, הלחץ סעפת, מיקום גל הארכובה ועוד) מספקים מידע על תנאי ההפעלה ועל העומס הפועל על המנוע.

מערכות EFI זקוקות לאות של ואקום סעפת יניקה – אות  יציב מחיישן לחץ הסעפת – על מנת ולקבוע במדויק את תערובת הדלק. מד ואקום אשר מחובר למנוע רוקד ורועד וקשה לכוון את הקרבורטור למשל. לכן במחשב יש חישן מד לחץ סעפת שיקרא במדויק את המעבר מסרק לדרישה לתאוצה וכך יתאפשר לה לקבוע במדויק את העומס על המנוע.

מערכת אספקת הדלק:

בתמונה – דוגמא לתרשים מערכת הדלק

דיאגרמה של מערכת הדלק מספקת תצוגה פשוטה על תזרימי הדלק במערכת EFI. מיכל הדלק מספק דלק למשאבת הדלק. משאבת הדלק יכולה להיות ממוקמת בתוך המיכל הדלק או באופן חיצוני. משאבת הדלק מספקת בלחץ גבוה דלק למרססים. על צינור החלוקה של הדלק יש ווסת לחץ אשר מגביל את הלחץ דלק ל-PSI 39-45 ושומר על לחץ קבוע. ווסת הלחץ מחובר לסעפת. כל עודפי הדלק עוזבים את ווסת הלחץ, וחוזרים למיכל הדלק.

מערכת החיישנים:

בתמונה – דוגמא למערכת החישנים

הדיאגרמה של החיישנים היא תרשים די אופייני למערכת EFI. בכמה ממערכות EFI ייתכנו יותר או פחות חישנים מהציור הזה. חיישני טמפרטורה הם פשוטים להבנה ובעצם הם נגדים המשנים את ההתנגדות בהתאמה לשינויי טמפרטורה. חישן  TPS (מתג מצב מצערת) מספק  אות 0-5 וולט בחזרה למערכת ה- EFI תלוי במיקום של המצערת. חיישן חמצן מספקת אותות 0-1 וולט בחזרה למערכת EFI תלוי ביחס החמצן הנפלט דרך הפליטה. למרססים יש מתח 12 וולט בכל עת ברגל אחת של המחבר אליהן . וה- ECU מפעיל את מרססים על ידי מיתוג מינוס. סולנואיד הסרק מופעל על ידי אות 12 וולט המאפשר כמות אויר נוספת להכנס לתוך הסעפת ולהגדיל את הסל"ד בסרק. הממסר הראשי מופעל על ידי מתג ההצתה ומספקת חשמל לכל הרכיבים במערכת ה- EFI. ממסר משאבת הדלק מופעלת על ידי ECU EFI כאשר המנוע פועל. חישן הקרנק (גל הארכובה) יקבע מתי יתחיל הניצוץ בהתאמה לסדר ההצתה.

דוגמא למפה בתוך המחשב:

Throttle Position 900
RPM
2100
RPM
3300 

RPM

4500 

RPM

5700
RPM
סרק והמתנה לפתיחה 5 10 20 25 30
פתיחה קטנה 6 12 23 35 45
– מצערת 8 14 25 47 55
מצערת פתוחה לרווחה 10 16 33 55 75

טבלה 2 – מפת לדוגמא דלק

מנוע טמפרטורה קר קריר חם נורמלי חם
התאמת% 20% 10% 5% 0% 10%

לוח 3 – מנוע מדגם התאמות טמפרטורה

האוויר טמפרטורה F -10 50 F 70 F 90 F 105 F
התאמת% 20% 10% 0% -2% -5%

לוח 4 – צריכת לדוגמא האוויר התאמות טמפרטורה

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

זה הזמן להכנס לתוך הראש של המחשב ולהבין את הפרטים האמיתיים של מה שקורה שם. אשתדל להציג גרסה מפושטת מאוד של מה הטבלאות הללו.

המחשב קובע את סל"ד המנוע הנוכחי המבוסס על אותות הקלט של מיקום חיישן קראנק.

1. המחשב קובע את העומס על המנוע על ידי בדיקת מיקום מצערת חיישן או חיישן MAP. בהתאם לשינוי הלחץ בסעפת המחשב יודע במדויק את המעבר בין סרק לעומס.

2. המחשב לוקח את הסל"ד ומידע מהמנוע. בדוגמה שלנו, המספר בטבלה מייצג את המחזור של המזרק, או איזה אחוז מהזמן הוא מזריק דלק ולמעשה מאפשר לדלק לזרום. אם המחשב לא מצליח למצוא התאמה מדויקת של סל"ד ועומס מנוע, הוא מסוגל להעריך את הערך הנדרש. לדוגמה, אם המנוע פועל במהירות של 3900 סל"ד, המחשב מחשב את ערך הדלק שיהיה 44 כי הוא במחצית הדרך בין 33 ו- 55.

3. כעת במחשב יש את הערך הדלק העיקרי, הוא צריך לקבוע אם בכלל יש "התאמות" לכמות הדלק שהמנוע זקוק לה.

4. המחשב קובע את טמפרטורת המנוע. אם המנוע קר, אז מספר דלק מותאם על ידי אחוז מסוים שנקבע מראש. לדוגמה, כאשר הטמפרטורה המנוע הוא F 30 מעלות, המחשב יודע שהמנוע קר וצריך יותר דלק, המחשב רואה את טמפרטורת מנוע והתאמת האחוז, למפה הצרובה בתוכו ויכול להיות 20%. אם הערך של  הדלק שלנו היה 44, המחשב מוסיף כעת 20% על מספר וכתוצאה מכך ערך דלק חדש של 53. כמו המנוע מתחמם, אחוזי ההתאמה האלו הופכים קטנים יותר בטמפרטורת ההפעלה הרגילה כאשר הערך הוא אפס.

5. המחשב קובע את טמפרטורת הסביבה של האוויר שנכנס על ידי קריאת חיישן טמפ האויר ובדיוק. כמו עם התאמת הטמפרטורה המנוע, המחשב יבדוק את התאמת האחוז.  נניח שהמנוע שלנו התחמם לטמפרטורה הפעלה רגילה, אבל הטמפרטורה בחוץ היא 90 מעלות צלזיוס. המחשב רואה את אחוז ההתאמה של 2%. המחשב מבין שבטמפרטורות אוויר גבוה המנוע דורש פחות דלק, כך שהוא נשען על הערך דלק לאורך 44-43. אם טמפרטורת האוויר היתה קרה, תערובת הדלק היתה עשירה.

6. המחשב קבעה כעת כי בפתיחת המצערת, ל- 3900 סל"ד, טמפרטורת מנוע נורמלי אוויר של 90 מעלות כי המנוע צריך לשמור על כל מזרק דלק פתוח 43% מהזמן.

7. המחשב עכשיו יבדוק אם זה הזמן עבור מזרק דלק כדי להיות מופעל. כאשר הגיע הזמן עבור מזרק דלק כדי לפתוח, המחשב מאפשר לזרם לזרום דרך מזרק עבור הכמות הנחוצה של זמן. זמן הפתיחה ניתן לשלוט בדיוק רב, עד אלפית השנייה.

כמו שניתן להבין המחשב במערכת הזרקת דלק עושה הרבה דברים ומהר מאוד. התיאור לעיל הוא מושג כללי לגבי הכמות המינימלית של עבודה במערכת. הפעילויות האמיתיות הם הרבה יותר מורכבות.

מדוע EFI יותר טוב מקרבורטור?

בחירת המאייד והכיוון שלו זה תמיד היתה סדרה של פשרות. המאייד הוא חלק מכאני שעבודה תקינה שלו תלויה במהירות של האוויר שנכנס לצינור הונטורי לשם יצירת תערובת אויר דלק.

בקרבורטור קימים סדרה של מעגלים. למשל, בסל"ד סרק כדי להביא לביצוע מנוע טובים ועבודה תקינה צריכים מאייד בקוטר קטן וזה יספק את הביצועים הטובים ביותר. אבל בכל טווח סל"ד גבוה, נפח גדול של אוויר נדרש כדי "להאכיל" את המנוע. זה דורש מאייד בקוטר הרבה יותר גדול. היכולת של הקרבורטור לספק תערובת אויר/דלק תלויה מאוד במהירות של האוויר שעובר בקרבורטור. אם הקוטר של הקרבורטור גדול מדי עבור המנוע, יהיו למנוע ביצועים נמוכים.

רוב המכונאים והרוכבים מודעים כי בתסמונת ה"קרבורטור גדול" יווצר מצב שהמנוע פועל בתערובת עניה. מצב זה אינו קיים עם מנוע המנוהל על ידי EFI.

עם מערכת דלק אלקטרוניות, כמות הדלק הדרושה בכל סל"ד ועומס ממוקמת במפת הדלק ב- ECU.  כמות הדלק העיקרי ידועה, ואז ה- ECU מתאים את תערובת הדלק במנוע לטמפרטורות האוויר והמים. במקרים רבים, התערובת תהיה אפילו מותאמת ללחץ הברומטרי בגובה מעל פני הים. על סמך המידע מהחישנים השונים ל- ECU יש ערך אחד בלבד של דלק ואז כמות הדלק הנכונה מוזנת לתוך המנוע בכל עת. זרימת האוויר אינו חייב לעבור דרך ונטורי על מנת לספק תערובת אוויר/דלק, קוטר צלחת המצערת יכול להיות גדול למדי. וזה מאפשר למנוע את כל האוויר שהוא רוצה. מאחר והמחשב יודע את כמות האויר, כל מה שעליו לעשות הוא לספק את הכמות הנכונה של דלק בהתאמה לעלייה זרימת האוויר (למשל שינוי מסנן אויר ממקורי למסנני זרימה חופשת יתן יותר אוויר = יותר דלק = ביצועים טובים יותר).

לסיכום

כאן המקום לחזור בעצם לשורות הראשונות של מאמר זה.

כאשר אנו מדברים על החלפת דודי אגזוז אנו בעצם נוגעים בבעית חוסר הלחץ בחזרה של זרימת גזי הפליטה. אנחנו בעצם מדברים על ניהול של גלי לחץ הפוך במערכת הפליטה. גלי הלחץ לאורך צינור האגזוז הם ההתנגדות למשיכת גזי הפליטה מהמנוע החוצה. אנו  צריכים להבין כי כל הלחץ חזרה, או הגבלה של זרימת הגזים ו/או הסרת כל הגבלה – משפיעים על פעולת המנוע. מחסומים פיזיים במערכת הפליטה יוצרים מגוון של גלי לחץ. הזמן שבו הגלים האלה מגיעים לשסתום הפליטה יכולים לשפר את זרימת האוויר על ידי משיכת אוויר לתוך הצילינדר או להפחית את זרימת האוויר על ידי דחיפת נגד האוויר. השפעה זו משתנה עם מהירות המנוע. מערכת הפליטה מתוכננת היטב כך שתמזער את גלי הלחץ, או שתשלוט בעיתוי שלהם כדי לשפר את כוחו על ידי משיכת אוויר לתוך המנוע.

המסקנה שאתם צריכיםלצאת איתה לאחר קריאת מאמר זה היא שגם אחרי שהחלפנו צינור יש לבצע מספר שינויים במערכת הניהול לשם יצירת מצב אולטמטיבי, קריא הספק מקסימלי אל מול עבודת מנוע תקינה.

מערכת הזרקת הדלק לא מושפעת ישירות ממערכת הפליטה, אך כמות האוויר הנכנס למנוע מצריכה יותר דלק, אבל אם המערכת לא יכולה לחוש את השינוי בזרימת האוויר, אז היחס אויר דלק הנכון לא יסופק, ולחילופין אם המערכת לא תדע שיש מצב לגלי לחץ חוזרים במערכת הפליטה יחסי התערובת לא יהיו בהתאמה לשינוי.

כל הזכויות שמורות לכותב המאמר. אין להעתיק לצלם חלק או כולו ללא אישור הכותב.

4 Comments

Add a Comment

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *