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車やバイクのチューニング日記 最近は点火、インジェクション関連のチューニングが多いです
今回で点火時期のお話は最後かな・・・

前回までの話で 点火時期のセッティングは燃調よりも難しいです
エンジンパワーも変わります レスポンスも当然変わりますよ

下の写真は 現在セッティング中のセローの点火マップです
EMSの設定を変更して 燃料マップの切り替えから
点火マップを手元に付けたスイッチで切り替えるように変更して 
走行中に マップを2面切り替えながら走り 違いを確認しています
点火時期で3~5度くらいは変更しています
しかも、走りながら変更しますので 良く分かりますよ!


燃調は ほとんどのエンジンに通用する目安すが有りますが
点火時期はエンジンの仕様で変わりますので 万能な目安すはありません!
点火時期を変更することで 乗り味が変わりますので
燃調より 点火時期の方が いじりがいが有ります

ただし、一歩間違えるとノッキングでエンジンにダメージを
与えることにもなりかねませんので 注意が必要です 
ノッキングは エンジンが高負荷で回っているとき
カリカリとかチリチリとかの音を発します 程度で音量も変わります
聞いたことが無いと 何の音かわからないとか?
アクセルを開けると 変な音がする? これで済ませると・・・
エンジンにダメージが与えたりしますので 経験が必要なのも事実です
ノッキング音はヘルメットで聞き取りにくくなったり
排気音、吸気音で消されたりもします

ノッキングが出るか出ないかギリギリのセッティングの場合
一番パワーが出るセッティングだと思いますが
アクセルの開け方の違い、エンジン温度、外気温、燃調などの
ちょっとした要因で ノッキングが発生する場合があります 
このようにノッキングに対して安全マージンが少ない場合は 注意が必要です
文章で表現すると難しいのですが 
ノッキングは 一度発生すると尾を引きます
本来、ノッキングが出ない領域でも その前の領域で発生すると
出ない領域でも尾を引いて発生する場合があります
競技専用の車両ならともかく ナンバーがついていて
一般公道を走るなら このようなセッティングは避けた方が良いと思います
いつものスタンドで 給油する場合は大丈夫だと思いますが
遠出したときなどの給油で 俗にに言う粗悪ガソリンもあるかも分かりません
残念なことに 実際にこのような話も聞きますし・・・

今どきの車やバイクの点火時期の変更は 簡単にはできません
プロの手に委ねることになると思います
古めのインジェクション仕様の車やバイクなどは
EMSをはじめとするフルコンや、サブコンを使わなくても 
点火時期は比較的簡単に変更できる場合もあります
パルスローターとピックアップの位置関係を
ピックアッププレートを動かしたり センサー自体を動かしたりして
点火時期全体を 進む側へとか 遅れる側へとか
標準の調整機構や 簡単な改造で変更することが可能な場合もあります
バイクなどでは 社外点火装置で元々複数の点火マップが搭載されていて
簡単に ご自身で変更できるようなものもあります

今まで このブログでは点火時期のことはほとんど書いていません
上記のように比較的簡単に変更できて 体感も得やすいチューニングですが
最悪、エンジンが壊れるリスクも十分あります!
点火時期のセッティングでエンジンを壊せと言われれば
比較的簡単に壊すこともできますので・・・
このような理由で ほとんど紹介していませんでした
 
ご自身で 点火時期を変更することは 有意義なことです
私も 機会があれば試してみることをお勧めしますが
ノッキングが出ているのか 出ていないのか?
これが分からないと 最悪、エンジンが壊れます
十分注意して 自分の責任で実施してください




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前回の続きで 点火時期のお話です

あくまで一般的なことで 私の経験も含んでいます
人により意見も違うと思いますし すべてには当てはまらないと思います
参考意見とさせていただきますので ご理解ください

レギュラーガソリンとハイオクガソリンの差は 
おおよそ点火時期で3度と言われています
レギュラーからハイオクに変えたら 3度、点火時期を進めても
まず、壊れることは無いという感じですね

圧縮比を上げたエンジンの場合 程度に寄りますが・・・
ノッキング発生のリスクが出てきます
ボアアップしたような場合でも 排気量が増えて
燃焼室容積はそのまま(ヘッドは無加工)の場合、圧縮比は上がります
圧縮比を上げたことで ノッキングが出た場合
まず、ハイオクを使うことになります
それでもノッキングが収まらない場合は 点火時期を遅らせます
中には 燃料濃くして止めようと試みる方もいるようですが
圧縮が高くて出る場合は 燃料ではノッキングは止まりません
点火時期を遅らせる もしくは圧縮比を下げる・・・
この方法となります

実際のセッティングは 私の場合、走ります!
その都度、点火時期を3~5度変化させてひたすら走ります
これぐらい変化させれば体感できます
ノッキングが出たら 進めすぎたわけですから遅らせます
この場合 ノッキングが出た回転数と負荷が分かり 
点火時期の限界値も分かりますので それを超えないようにします
本来、シャーシーダイナモ上で行えば
馬力と点火時期の関係も良くわかると思います

実際にどれぐらい違うか、ですが・・・
現在 セッティング中のセローで全開加速の比較テストです
上のログは アクセルは全開(緑色)で灰色カーソルの間の時間を見ました
回転数(白色)5009rpmから9206rpmまで 4.717秒です
赤のグラフが点火時期で 一番進んだところが 42度です


今度は 5027rpmから9199rpmまで 5.050秒です
同じく点火時期は 赤のグラフで36度にしています
下の方が0.33秒時間が長いですね と言うことは遅いです
この時間の違いでどれぐらい馬力が違いかは分かりませんが
36度では点火時期が遅すぎると言うことですね
このように 数字で検証するとか? 乗り味で検証するとか?
3~5度変われば 良くも悪くも体感できますので・・・

このように並べて検証することもあります 比較しやすいです!

ついでに この時の空燃比(黄色)ですが
点火時期が変わっても 空燃比にはほとんど変化は見られません
8000rpmくらいまでは13.0~12.7でそれ以降だんだん濃くなっていき
9000rpmで12.0くらいになっていますが これは現在、修正済みで
8~9000rpmでは12.5くらいにしています

セッティング時 このように点火時期が変わっても
燃調はほとんど影響が出ませんので 一緒にセッティングします
 
また、長くなりましたね もう一回、続くかな・・・
 




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今日は本業の車屋さんのネタにするつもりでしたが 
予定が変わりまして・・・ ネタ切れです

そんなことで 点火時期のお話でもしようかと思います
最初に、点火時期は空燃比のような目安すは有りません
空燃比は 過給機付きは別にして・・・
ガソリンの場合、理論空燃比は14.7:1 出力空燃比は12.5:1
ほとんどのエンジンは この目安すで大丈夫です
空燃比計と言う便利な計測器も個人でも買える金額で販売されています
この目安すに合わせれば ほぼ燃調は問題ありません

しかし、点火時期はこのような目安すは有りません
正確には エンジンの仕様によって目安すは 変化します
同じエンジンでも 圧縮比が変われば ベストな点火時期は変わります
細かく言えば 燃焼室形状、温度、ガソリンのオクタン価でも変わります
点火時期を変更するだけで 乗り味は変化しますので面白いですよ
空燃比を0.5変化させるよりも 点火時期を2~3度変えた方が
違いを体感できる場合も多いですよ
このように 点火時期を変更する方が 体感しやすいとも言えます

点火時期は ベストにしようと思うと燃調よりも難しいです
一歩間違えれば ノッキングでエンジン破損なんてこともあります
なんたって エンジンの仕様によって変化しますから・・・
何度がベストか? これは机の上では正確には分かりません

しかし、エンジンが始動して走ることができる 
これぐらいの点火時期なら簡単に想像がつきます
アイドリングなら 上死点前10度くらいで
その他は 上死点前20度くらい 速いとか遅いとかは別にして
これで走ることはできると思いますよ
ポイント式点火装置は このような点火時期制御ですからね~
今時は 燃調と同じように3次元のマップで制御していますが
初めてのエンジンなどは このような方法で始動させる場合もあります

下の写真は 今、ゴソゴソいじっている 私のセローの点火時期マップです
横軸がエンジン回転数、縦軸がスロットル開度(エンジン負荷)で
数字が 上死点前に何度で点火するかをクランク角度で表しています 
これが点火時期です 
点火時期を上げるとか進めると言ことは 
燃焼の遅れを見越して 速めに点火すると言うことで
この数字を大きくすると言うことです


では、全開でパワーが出る点火時期って・・・
あくまで一般的な例です
上死点後8~12度でシリンダー内の燃焼圧力が最大になるように
混合気に点火すると 一番パワーが出ると言われています
スパークプラグで点火して混合気が燃焼を始めて燃え広がり
どんどん圧力が上がっていきます
この時間を見越して 前もって点火するわけです
混合気の出来具合でも変わりますね
異常に濃いとか薄い状態では燃えるのに時間がかかります
燃焼室の形状、プラグの位置(センターとかは端に寄っているとか)
いろんな条件で 変わってきます
だから点火時期のセッティングは燃調より難しいです! 

しかし、燃焼室の圧力がクランク角度に対してリアルタイムで分かれば・・・
簡単にベストな点火時期は分かりますね! 
しかも、異常燃焼(ノッキングなど)が発生すれば 燃焼圧力も変化します
ノッキングも簡単にわかって セッティングも燃調並みにできますよ
当然、自動車メーカーは 燃焼圧力も計測しているみたいです!
私も 計測してみたいですが・・・
一個人、一ショップでは無理な金額のようです

長くなりましたので 次回ですね


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インジェクション仕様でのエンジン始動制御のお話の続きです
今回もマニアックな話ですからね 興味のない方は飛ばしてください
 
今回は 燃料とその他です
前回のお話、点火編はこちら↓
http://jetski2004jp.blog.shinobi.jp/Entry/2139/

燃料噴射制御です

キーがONになりました
最初に 温度を調べます エンジン温度、吸気温度、中には燃料の温度も・・・
EMSはエンジン(水温)と吸気温度です
燃圧を確保するために 燃料ポンプを2~3秒回します
その後、始動性を上げるためにポート内に1回燃料を噴射します
噴射時間は エンジン温度により決定されます
キャブレター車で加速ポンプがついているものは
始動前にスロットルを2~3回開けるでしょ!
これと同じですね

クランキングが始まりました
点火編で説明しましたが 点火できると言うことは
クランクの位置が分かっています 
噴射もクランク位置に対する噴射開始位置が有ります
この位置が来たら 基本の噴射時間に
エンジン温度で決められた 始動増量補正係数が掛け算されて
燃料が噴射されて 点火されて継続的に燃焼が起こります
ここで700RPMを超えると エンジン始動制御から 
始動後増量制御を経て暖気運転制御と移行していきます

始動制御は EMSの場合 スターターモーターでクランキング中、
もしくは クランキングが終わりエンジンが始動して700rpm以下の場合
始動後増量制御は エンジンが始動して回転数が落ち着くまで
エンジン温度に寄りますが30秒~5秒ぐらいです
暖気運転制御は 始動後増量が終わってから
エンジン温度で50~70度までです

ほとんどのフルコンは始動制御でエンジン負荷は無視します
インジェクション車はアクセルを開けずに
クランキングするのが前提ですから負荷は有りません!
ここでアクセルを開けたりしてクランキングすると
アクセルを開けた分だけ空気が入り
空燃比が薄くなり 始動しにくい 出来ない と言うことになります

以前、エンジン負荷を検出する吸気圧センサーの不良で
エンジンが始動できない車両の例で・・・
クランキング時は「ブルン」と始動してそのままエンスト!
こんな症状です 
このことからクランキング時は別の制御で有ることが分かります
記事はこちら↓
http://jetski2004jp.blog.shinobi.jp/Entry/1215/
http://jetski2004jp.blog.shinobi.jp/Entry/1218/

この噴射制御でも 
2気筒や4気筒などは クランク1回転に1回
1回の燃焼に必要な量の半分を噴射して
クランク2回転(2回噴射)で1回分とする噴射方法もあります
噴射時間は 長くなったり短くなったりします
噴射開始位置を基準とするのか 噴射終了位置を基準にするのか
グループ噴射、シーケンシャル噴射、同時噴射など
いろいろな噴射方法が有りますが
エンジンの始動制御の説明ですから ここまでにします
 
もう一つの制御 アイドル回転数制御です

さすがに暖気終了後のアイドリング回転数くらいの
アクセル開度(吸入空気量)で冷えたエンジンはアイドリングを継続できません
そのため 冷えているときは余分に空気を入れなければ 仮に始動できたにしても
アイドリングを継続することは不可能です
スロットルバルブを通らずに空気のバイパス通路を設けて
ここから空気を吸い込ませて冷えているときや エアコン等の負荷
このような時にアイドリング回転数の維持していく制御も必要です

クランキングが始まると 
エンジン温度によってバイパス通路を開いて空気を送ります
当然、この空気量も燃料の噴射量に加味されますよ!
始動したらエンジン温度によって徐々に空気の通路を絞り
回転数を下げてい行きます

説明の都合上、分けて書いていますが
点火制御、燃料噴射制御、アイドル回転数制御やほかの制御も
順序良く進行、処理されていきます

エンジンをクランキングして始動(初爆)させるだけでも 
これだけの処理が必要です ここまでキーONから2~3秒でしょうね
この後クランキングが終了して アイドリングが安定するまでの
おおよそ5~10秒は 始動後増量制御です
それが終了すると暖気制御という流れです
ここまで アクセルを開けたこともありません
エンジンが始動してアイドリングさせるだけで
文章にすると こんなに長くなります

ここまで来て やっと実際に走行させるためのセッティングが始まります

これを一瞬で、純正ECUやEMS、各種フルコンは行います
当然、設定ミスや設定値の不良で始動できないとかも出てきます
汎用のフルコンでエンジンを動かすと言うことは 
フューエルインジェクションシステムを理解することになります

何不自由なく走れるって 結構大変なことなんですよ!
今回はこれでおしまいにします

気が向いたら 他の制御も説明するかも・・・?

拍手[5回]

今日は、インジェクション仕様でのエンジン始動制御のお話・・・
今回はマニアックな話ですからね 興味のない方は飛ばしてください

EMSを例に書きますが ほとんどのインジェクション仕様も
基本は同じような制御です
自動車、バイクメーカーもエンジンを回転させる基本はほぼ同じですが 
電子スロットルもついていますし ミッション制御も含んでいます
制御が多く もっと複雑なことを行っています


EMSでエンジンを始動する時
「キーをONにして スターターモーターを回してエンジンを始動させます」
たった1行のこの文書ですが・・・ 
EMSをはじめフルコンや純正ECUでも 
この間にずいぶんいろんなことを行っていますよ!
順序を追って説明してみようかと思います

初めに今回は点火編です

キーがONになりクランキングが始まりました 
エンジンにもよりますが 200~300rpmだと思いますが
このクランキングはエンジンの圧縮状態に時は遅く 排気状態のときは速く
このように回転ムラは相当大きくなります
特に単気筒や2気筒エンジンは これが顕著に表れます
4気筒でも回転ムラは必ずあります 高圧縮エンジンの方が大きいですね!
クランクシャフトが回り始めると クランク角センサーの信号が入ってきます
今回は計算しやすいように クランク1回転で36個信号が入るとしましょうか
この例では信号と信号の間はクランク角度で10度となりますね
1個、2個、3個と信号は入ってきました クランキングが始まって
だんだん回転も安定してきました 最初の数個は停止状態からですからね~
回転変動が大きすぎ! これは計算から省いた方が良いですね
今から計算を始めましょう 
1個、2個と 2個信号が入りました この間クランク角度で10度です
この間の時間は 5ms(5/1000秒)でした と言うことは・・・
10度で5ms、360度(1回転)で180msです
60秒÷0.180秒=333rpmとなります
これで回転数は分かりましたが クランクの位置が分かりません
36個信号が入れば 1回転したことになりますよね これは確かですが
これでは 火花を飛ばす(点火)する位置が分かりません・・・

次はカムセンサーが登場します 
カムセンサーも分かりやすいように圧縮上死点で信号は出るとしましょう
クランキング中にカムセンサーの信号が入りました
今、クランクは圧縮上死点にいます そこからクランクセンサーの信号が
1個、2個と入ってきますが 火花を飛ばさなければなりませんね
クランキング中ですから 圧縮上死点前10度で火花を飛ばしましょう
カムセンサーの信号が入ってから クランクセンサーの信号が72個入ったら
クランクが2回転して圧縮上死点になります と言うことは・・・
クランクセンサーの信号が71個入ったら、ここが圧縮上死点前10度です
実際には この前にイグニッションコイルに通電しなければなりません
クランクセンサー信号70個で通電を開始して71個で通電をやめて点火
このようにすれば 通電時間5msで圧縮上死点前10度で点火が成り立ちます
ただし、クランキング回転数は333rpmの場合です
回転数が変われば 通電開始位置が変わります
666rpmだったら・・・ 69個目で通電して71個目で点火
これで通電時間5msで上死点前10度で点火となります
分かりやすくするために簡単に計算できる数字にしていますが
実際はもっと細かく計算していますよ・・・

ここで考えてください・・・
火花を飛ばすためにはカム信号が入力されないと
クランクの位置=火花を飛ばす位置が分からないとこになります
クランクが停止した位置によってはクランクが約2回転しないと
カムセンサー信号が入力されません
実際に火花を飛ばすには ここからさらに約2回転後になります
クランキング開始後、最長クランクが4回転して 始めて点火されます

EMSの場合 クランキングなのか エンジン回転中なのかの判断は
エンジン回転数で行っています
バイクの場合は 700rpmを境に下はクランキング中で
超えれば 通常のエンジン回転中の通常制御としています
ほかのECUや メーカー純正ECUなどは スターター信号を入力して 
クランキング中なのか回転中なのか判断する場合もあります
今どきの車でアイドリングストップ車などは 
アイドリングストップ中でもクランクがどの位置で止まっているか
ECUは把握しています そのため再始動も早いんですよ!

長くなりましたので 今回はここまで
これでやっと火花が飛びます
エンジンを始動するだけでも 言葉にすると大変なんですよね!
これをコンピューターは一瞬で行います
また、エンジンが始動しないと言うトラブルを修理する場合
このような原理を理解していれば トラブルシューティングも
比較的容易にできることになります

次回に続きます・・・

拍手[8回]

プロフィール
HN:
Twin Top yoshi
性別:
男性
趣味:
バイク、車、ジェットスキー
自己紹介:
本業は、車のチューニングで バイク、車用 V-UP16.マルチスパークアンプMSAの製造もしています
バイク、ジェットスキー用の インジェクション仕様の製作も行なっています 
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