Deutsche Beschreibung von MS und MT
Verfasst: Sa Aug 29, 2009 10:23 pm
So, da sich keiner erbarmt bei der Übersetzung weiterzumachen mache ich mal den Anfang. Ich habe Im Netzt bei http://www.trijekt.de eine schöne Beschreibung von der trijekt-Plus T101 gefunden. Da sie sehr schön zu unserer passt kann man da viel übernehmen. So, viel Spaß beim lesen.
Vorwort / Theorie
Verbrennung, Lambda
Im Motor wird Benzin mit dem Sauerstoff aus der Luft verbrannt.
Zusammensetzung der Luft:
78 % Stickstoff (N²)
21 % Sauerstoff (O²)
1% Kohlendioxid (CO²)
sowie Edelgase in geringen Mengen
Zusammensetzung des Benzins:
Gemisch aus Kohlenwasserstoff-Verbindungen (C + H).
Bei der Verbrennung reagieren die Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit dem Sauerstoff der Luft. Für ein kg Benzin wird 14,7 kg Luft benötigt. Dabei verbindet sich der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff zu Kohlendioxid (CO²) und der Wasserstoff mit dem Sauerstoff zu Wasser (H²O).
C + 2*O = CO²
H + 2*O = H²O
Bei einer vollständigen Verbrennung bleiben im Abgas keine einzelnen Sauerstoff-, Kohlenstoff- oder Wasserstoffatome bzw. -moleküle mehr übrig. Dieser Zustand wird auch als Lambda = 1 bezeichnet. Bleiben Sauerstoffmoleküle übrig (Luftüberschuss), dann läuft der Motor mager und Lambda wird dann größer als 1. Bei einem Luftüberschuss von 10% beträgt Lambda :
1,0 + 0,1 = 1,1
Bleiben Kohlenstoff- und Wasserstoffmoleküle übrig, dann läuft der Motor fett und Lambda wird kleiner als 1.
Bei einem Benzinüberschuss von 10% beträgt Lambda:
1,0 - 0,1 = 0,9
Im Volllastbereich fettet man mehr an. Das hat im wesentlichen zwei Gründe:
1. Bei ca. 10-15% Benzinüberschuss (= Lambda 0.85 - 0.9) ist der Verbrennungsverlauf im
Brennraum am besten. Dadurch erreicht man eine gewisse Leistungssteigerung.
2. Eine Überhitzung des Motors wird durch mehr Benzin verhindert, da das überschüssige Benzin
die Abgase kühlt.
Abgase, CO, HC, NOx
Leider findet im Brennraum keine optimale Verbrennung statt. Das liegt zum Teil daran, dass das Benzin- Luft-Gemisch an den Zylinderwänden stark abkühlt und dort nicht vollständig verbrennt. Oder das Benzin verdunstet nicht richtig. Es bleiben kleine Tröpfchen übrig, die in der Kürze der Zeit nicht vollständig verbrennen. Wird zuviel Benzin eingespritzt, dann kann das aus Sauerstoffmangel ebenfalls nicht ganz verbrennen.
Bei solchen unvollständigen Verbrennungen bleiben Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC)
übrig.
Ein weiterer Effekt ist, dass sich der Sauerstoff auch mit dem Stickstoff der Luft zu Stickoxid verbindet (NOx). Dies geschieht umso mehr, je höher die Temperatur im Brennraum ist. Läuft der Motor mager, so entstehen höhere Temperaturen im Brennraum, als wenn der Motor fett läuft. Damit steigt auch der Ausstoß von NOx.
Regel:
Bei einer fetten Verbrennung bleiben mehr Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe übrig. Bei einer mageren Verbrennung steigen die Stickoxide.
Aus diesem Grunde versucht man die Verbrennung bei Lambda = 1 zu halten, da dann der Katalysator am wenigsten zu tun hat. Außerdem steigt der Benzinverbrauch beim fetten Lauf an, da Benzin ungenutzt aus dem Auspuff ausgestoßen wird.
Der wetterfühlige Motor
Da sich der Motor aus der Umgebungsluft ernähren muss, ist er auch sehr empfindlich gegenüber Schwankungen der Luft, insbesondere des physikalischen Zustandes der Luft, wie Luftdruck und Lufttemperatur. Die chemische Zusammensetzung der Luft ist weitestgehend konstant. Das Verhältnis zwischen Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid ist immer gleich. Lediglich das in der Luft gespeicherte Wasser (Luftfeuchtigkeit) ändert sich. Wichtig bei diesen Betrachtungen (außer bei der Luftfeuchtigkeit) ist die Gewichtsmenge, die der Motor pro Hub ansaugt. Ein 2L-4-Zylindermotor saugt pro Hub bei Vollgas 0,5 Liter Luft an. Die Gewichtsmenge der Luft ist allerdings abhängig vom Luftdruck und von der Lufttemperatur. Bei einem niedrigeren Luftdruck ist die Gewichtsmenge in einem halben Liter auch niedriger. Also spielt das spezifische Gewicht der Luft (kg pro
m³, oder Gramm pro Liter) die entscheidende Rolle.
Luftdruck:
Der Luftdruck ändert sich sowohl mit dem Wetter (Hochdrucklage oder Tiefdruckgebiet) als auch mit der Höhe. Im Hochgebirge ist die Luft bekanntlich dünner als auf Meereshöhe. Als Mensch merken wir es, wenn wir als Flachlandtiroler in die Alpen fahren und eine Bergwanderung machen. Man kommt am Anfang doch sehr leicht aus der Puste. Durch die dünne Luft saugen wir bei einem Atemzug weniger Luft (als Gewicht) an als im Tal und damit auch weniger Sauerstoff. Als Mensch haben wir jedoch zwei entscheidende Vorteile:
1. Der Mensch ist ein echter Magermotor. In unseren „Abgasen“ (damit ist unser Ausatmen gemeint) befindet sich immer noch ein hoher Anteil an Sauerstoff. Es wird also nicht der ganze eingeatmete Sauerstoff verbraucht.
2. Wenn wir uns mehrere Tage im Hochgebirge aufhalten, produziert der Körper mehr rote Blutkörperchen, die den Sauerstoff aus der Luft holen und im Blut transportieren. Damit wird mehr vom vorhandenen Sauerstoff in der Luft verbraucht. Nach einigen Tagen hat sich der Körper so weit akklimatisiert, dass man bei Bergtouren kaum noch aus der Puste kommt. Da der Motor den Sauerstoff aus der angesaugten Luft immer vollständig verbrennt, hat er im Gebirge nicht mehr die Reserve, die der Mensch hat. Deshalb nimmt die Leistung auch entsprechend mit der Höhe ab. Das spezifische Gewicht der Luft (kg pro m³) nimmt mit dem Luftdruck linear ab, d.h. wenn sich der Luftdruck halbiert, dann halbiert sich auch das spezifische Gewicht der Luft. Pro m³ Luft befinden sich also auch nur halb so viele Sauerstoffmoleküle. Es werden bei einem Saugvorgang also auch nur halb so viele
Sauerstoffmoleküle angesaugt wie normal, so dass auch nur die halbe Menge an Benzin eingespritzt werden darf. Folge: Die erzeugte Leistung im Motor ist also auch nur halb so groß wie vorher.
Der durchschnittliche Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1013 Hektopascal. Der Luftdruck halbiert sich ca.
alle 5500m. Die folgende Tabelle zeigt dies deutlich:
Höhe [m] Luftdruck [hPa] spez. Gewicht [kg/m³] Leistungsabnahme
0 1013 1,27 0 %
100 1000 1,25 1,3 %
200 988 1,24 2,5 %
300 975 1,22 3,8 %
400 963 1,21 4,9 %
500 951 1,20 6,1 %
600 939 1,19 7,3 %
800 916 1,15 9,8 %
1000 893 1,12 11,8 %
1500 839 1,05 17,2 %
2000 787 0,99 22,3 %
3000 694 0,87 31,5 %
4000 612 0,77 39,6 %
5000 539 0,68 46,8 %
5500 506 0,63 50,0 %
6000 476 0,60 53,0 %
Wie man sieht, ist die Leistungsabnahme selbst in unseren Mittelgebirgen doch schon erheblich.
Hinzukommen noch die wetterbedingten Luftdruckschwankungen, die sich auch im Bereich +/- 40
Hektopascal bewegen können.
1.5 Lufttemperatur
Wie fast alle anderen Stoffe dehnt sich auch Luft mit der Wärme aus, d.h. je wärmer die Luft ist, desto niedriger ist das spezifische Gewicht der Luft. Man kann grob sagen, dass sich ca. alle 3 Grad das spezifische Gewicht der Luft und damit auch die maximale Leistung eines Motors um 1% reduziert. Die folgende Tabelle zeigt das genauer:
Temperatur [°C] spez. Gewicht [kg/m³] Leistungsänderung
-30 1,43 13 %
-25 1,40 10 %
-20 1,37 8 %
-15 1,34 6 %
-10 1,32 4 %
-5 1,29 2 %
0 1,27 0 %
5 1,25 -2 %
10 1,22 -4 %
15 1,20 -6 %
20 1,18 -7 %
25 1,16 -9 %
30 1,14 -10 %
35 1,12 -11 %
40 1,11 -13 %
Wie man sieht, ist der Einfluss der Lufttemperatur auf die Motorleistung ebenfalls recht beachtlich.
Luftfeuchtigkeit
Die Luft kann auch bei normalen Temperaturen Wasser aufnehmen. Man bezeichnet das als Luftfeuchtigkeit. Das Wasser schwirrt dabei in Form von einzelnen Wassermolekülen durch die Luft und vermischt sich so mit den anderen Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen der Luft. Da die Wassermoleküle die anderen Bestandteile der Luft verdrängen, befinden sich pro m³ auch weniger Sauerstoffmoleküle in der Luft. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasser kann sie in dieser Form aufnehmen. Die folgende Tabelle zeigt dies deutlich:
Temperatur [°C] max. Wassermenge [g pro m³ Luft] Leistungsänderung
-30 0,33 -0,03 %
-20 0,88 -0,06 %
-10 2,15 -0,16 %
0 4,84 -0,37 %
10 9,4 -0,75 %
20 17,2 -1,43 %
30 30,1 -2,58 %
Hat die Luft die oben angegebene Wassermenge aufgenommen, dann beträgt die relative Luftfeuchtigkeit 100%. Im allgemeinen liegt die relative Luftfeuchtigkeit bei ca. 40 - 60%. So dass sich die Änderung des spezifischen Gewichts auch entsprechend reduziert.
Fazit:
Die angesaugte Gewichtsmenge der Luft ist also sehr stark von der Umgebungsluft abhängig. Das muss entsprechend von der Steuerung berücksichtigt werden. Denn diese hat die Aufgabe, zur Luftmenge die dazugehörige Benzinmenge einzuspritzen. Mittels des Ansauglufttemperaturfühlers und des eingebauten Luftdrucksensors erfolgt eine Korrektur über die Temperatur und des Luftdrucks. Die Luftfeuchtigkeit wird nicht berücksichtigt. Da dieser Fehler relativ klein ist, wird auf einen Luftfeuchtigkeitsmesser (Hygrometer) in
trijekt verzichtet. Ein Luftmassenmesser berücksichtigt jedoch automatisch schon die Luftfeuchtigkeit.
Was kann Megasquirt - die Grundfunktionen
Megasquirt muss anhand von Messwerten erkennen, wie viel Luft ein Zylinder angesaugt hat und spritzt dazu die passende Menge Benzin ein. Das ermittelt Megasquirt quasi aus Erfahrungswerten, die in Kennfeldern abgelegt sind und aus Berechnungen von bestimmten Eingangswerten. Außerdem steuert Megasuirt die Zündung des Fahrzeugs. Die einzustellenden Zündwinkel befinden sich in einem Kennfeld.
2.1 Arten der Einspritzmengenbestimmung
Megasquirt verfügt über drei verschiedene Grundarten der Einspritzmengenbestimmung:
- alpha/n-Steuerung
- Luftmassenmessung (MS1)
- Saugrohrunterdruck
Was kann Megasquirt – die Grundfunktionen
2.1.1 alpha/n-Steuerung
Bei dieser Art wird die Grundeinspritzmenge lediglich aus der Drosselklappe (Winkel alpha) und der Drehzahl (n) bestimmt. In diesem Kennfeld wird festgehalten, bei welcher Kombination von Drosselklappe und Drehzahl welche Menge eingespritzt werden soll. Dies ist die einfachste Möglichkeit, da hierfür die sowieso vorhandenen Eingangsgrößen benutzt werden.
2.1.2 Luftmassenmessung (nur MS1)
Die Luftmassenmessung wird in jüngster Zeit verstärkt in Serienfahrzeugen verwendet. Da ein Luftmassenmesser direkt die angesaugte Luftmasse misst, entfallen die Korrekturen aus Lufttemperatur und Luftdruck. Es dürfen nur Heißfilm-Luftmassenmesser zum Einsatz kommen, da Hitzedraht-Sensoren eine spezielle Elektronik verlangen, die in regelmäßigen Abständen den Hitzedraht reinigen. Hitzedraht-Sensoren findet man in älteren Serienfahrzeugen.
2.1.3 Saugrohrunterdruck
Bei dieser Methode wird der Luftdruck zwischen Drosselklappe und Einspritzventilen gemessen. Sie bietet sich insbesondere bei aufgeladenen Motoren an, da in diesen Fällen sowieso der Luftdrucksensor angeschlossen werden muss. Allerdings ist eine Lufttemperaturmessung erforderlich über die die Einspritzmenge korrigiert wird.
2.2 Eingänge
Für seine Aufgaben benötigt Megasquirt folgende Eingangsgrößen:
- Drehzahl, Kurbelwellenwinkel (alternativ mit Bezugsmarke für Zyl.1)
- Drosselklappe
- Luftmasse (alternativ)
- Luftdruck
- Lufttemperatur
- Motortemperatur
- Batteriespannung
- Lambda
Kurbelwellenwinkel, Drehzahl
Die Erfassung des Kurbelwellenwinkels und der Drehzahl (kurz: Drehzahlaufnahme) muss fehlerfrei arbeiten, ansonsten wird der Motor nie richtig laufen. Um den Bedürfnissen des Marktes gerecht zu werden, bietet Megasquirt mehrere Möglichkeiten der Drehzahlaufnahme.
a) herkömmliche Drehzahlaufnahme im Verteiler
b) Geber an einem Zahnkranz an der Kurbelwelle mit einem fehlenden Zahn
c) Geber an einem Zahnkranz an der Kurbelwelle mit zwei fehlenden Zähnen
d) Geber an einem Zahnkranz an der Nockenwelle mit einem fehlenden Zahn
e) Geber an einem Zahnkranz an der Kurbelwelle und zusätzlichem OT-Geber an der Nockenwelle
Für die Drehzahlaufnahme können zwei verschiedene Geberarten verwendet werden, entweder Hallgeber
oder ein Induktivgeber.
Hallgeber
Hallgeber messen das magnetische Feld und geben eine Spannung (12 oder 5V) ab, wenn das magnetische Feld einen bestimmten Wert überschritten hat. Dem Hallgeber gegenüber wird ein Magnet angebracht. Dazwischen rotiert eine Scheibe mit Aussparungen bzw. mit Zähnen. Sobald sich ein Zahn zwischen Magnet und Hallgeber befindet, wird der Hallgeber vom Magneten abgeschirmt und der Ausgang ist Null Volt. Wird die Zahnscheibe weiter gedreht, bis der Weg zwischen Magnet und Hallgeber frei ist, dann wird das
magnetische Feld frei an den Hallgeber weiter geleitet und dieser schaltet dann den Ausgang auf 12 (bzw. 5) Volt. Es ist vergleichbar mit einer Lichtschranke, wobei hier das Licht durch ein Magnetfeld ersetzt wird. Der Vorteil ist, dass man den Hallgeber auch bei stehendem Motor einstellen kann. Außerdem ist das Ausgangssignal digital, d. h. es ist entweder 0 oder 12 (bzw. 5) Volt. Da der Hallgeber über eine eigene Verstärker-Elektronik verfügt, muss er auch mit 12 (bzw.5) Volt versorgt werden.
Induktivgeber
Induktivgeber besitzen lediglich eine Spule, um einen magnetischen Eisenkern. In der Spule wird eine Spannung erzeugt (induziert), wenn sich das Magnetfeld an der Stirnseite des Gebers ändert. Da sich ein Magnet bereits im Spulenkern befindet, genügt es, wenn man ein Eisenteil zur Stirnseite hin (positive Spannung) oder von dort weg (negative Spannung) bewegt. Die Spannung ist umso höher, je größer die Geschwindigkeit ist, mit der das Eisen bewegt wird, je näher man an den Induktivgeber kommt und je größer das Eisenstück ist.
Auch die Materialbeschaffenheit spielt eine große Rolle. Es sollte möglichst weiches Eisen verwendet werden (z. B. ST37). Weiches Eisen wird zwar von einem Magneten angezogen, es wird aber selbst nicht magnetisch. Um eine pulsierende Spannung im Geber zu erzeugen, kann man entweder ein Zahnrad, Zahnscheibe oder Lochscheibe verwenden. Bei einem Zahnrad kann der Geber sowohl radial als auch axial angebracht werden. Wie oben erwähnt, wird allerdings nur eine Spannung erzeugt, wenn sich die Zahnscheibe schnell genug
dreht. Die Spannung steigt in etwa linear mit der Drehzahl, d.h. eine doppelte Drehzahl bewirkt eine doppelte Spannung.
Vorteil:
Der Induktivgeber ist sehr robust. Er benötigt keine Versorgungsspannung. Sowohl Hallgeber als auch Induktivgeber können für alle in Megasquirt möglichen Drehzahlaufnahmen
verwendet werden. Man kann die Geber auch mischen, z. B. Induktivgeber zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels und einen Hallgeber als OT-Geber. In Abhängigkeit der gewählten Drehzahlaufnahme sind unterschiedliche Zündsysteme verwendbar.
Megasquiert kennt drei verschiedene Zündsysteme:
- Einfachzündung mit externem Verteiler
- Doppelzündspule ohne externen Verteiler
- Einzelzündspule ohne externen Verteiler
Drosselklappe
Die Stellung der Drosselklappe wird über ein Potentiometer (Poti) erfasst. Die Drosselklappenstellung wird benötigt für:
- Ermittlung der Einspritzzeit
- lastabhängige Zündsteuerung
- Erkennung der Leerlaufstellung
- Erkennung der Schubabschaltung
- Erkennung der Volllast
- Beschleunigungsanreicherung
Luftmasse
Der Luftmassenmesser wird vor die Drosselklappe eingebaut. Er misst sämtliche Luft, die in die Zylinder
strömt.
Luftdruck
Der Luftdruck muss gemessen werden, um die Einspritzmenge (bei alpha/n-Steuerung) zu korrigieren bzw.
zu bestimmen (bei Saugrohrunterdruck). Ein entsprechender Luftdrucksensor kann in die Megasquirt nachgerüstet werden. Dieser misst allerdings nur den Umgebungsluftdruck.
Lufttemperatur
Für die Erfassung der Lufttemperatur kann ein einfacher Temperaturfühler aus Serienfahrzeugen verwendet werden. Sie dient zur Korrektur der Einspritzzeit. Der Lufttemperaturfühler muss die Temperatur der angesaugten Luft messen. Er sollte am besten vor der Drosselklappe sitzen und von der angesaugten Luft umströmt werden.
In der Regel werden hierfür so genannte NTC-Widerstände verwendet. Bei diesen Widerständen nimmt der Widerstand bei steigender Temperatur ab.
Motortemperatur
Für die Erfassung der Motortemperatur kann ein einfacher Temperaturfühler aus Serienfahrzeugen verwendet werden. Sie dient zur Korrektur der Einspritzzeit während des Startvorganges und der Warmlaufzeit. Er sollte die Motortemperatur direkt oder die Öltemperatur messen. Bei einem Luft gekühlten Motor ist zweckmäßigerweise die Zylinderkopftemperatur zu messen. Auch hier kommen in der Regel NTC-Widerstände zum Einsatz.
Batteriespannung
Die Einschaltzeit der Einspritzdüsen ist sehr stark von der Batteriespannung abhängig. Je höher die Spannung ist, desto kürzer ist die Einschaltzeit der Düsen. Aus diesem Grunde muss auch die Batteriespannung gemessen werden. Dies erfolgt in der Steuerung, so dass keine externe Schaltung erforderlich ist.
Lambda
Die Sprunglambdasonde liefert eine Spannung zwischen 0 und ca. 1,1 Volt. Bei manchen Sonden ist bereits bei ca. 0,9 Volt schluss. Läuft der Motor zu mager, beträgt die Spannung 0 Volt, und im fettem Zustand 1,1 Volt. Dazwischen liegt ein sehr schmaler Übergangsbereich.
Lambda Spannung
>0,9 0,0 Volt
0,9…1,1 0,0…1,1 Volt
<0,9 1,1 Volt
Die Lambdasonde arbeitet erst bei ca. 300 Grad richtig. Damit die Temperatur möglichst schnell nach dem Starten erreicht ist, ist in der Lambdasonde eine elektrische Heizung integriert. Diese wird mit 12 Volt beim Einschalten der Zündung bzw. über das Benzinpumpenrelay gespeist.
Table Switching Eingang
Über den Funktions-Eingang können verschiedene Funktionen ausgeführt werden:
- Einspritzzeitänderung
- Zündwinkelverstellung
- Leerlaufdrehzahlverstellung
- Ladedruckverstellung
- Verstellung des Drehzahlbegrenzers
- Änderung des Typs der Luftmassenerfassung (z.B. für A.L.S. interessant)
Einspritzdüsen / Zündung
Insgesamt stehen für die Einspritzdüsen zwei Ausgänge zur Verfügung. Es können hoch (über 10Ohm) und niederohmige (unter 7Ohm) angesteuert werden.
Die Zündspulen dürfen nicht direkt an die Ausgänge angeschlossen werden, da sie zu viel Strom benötigen. An die Ausgänge wird ein Zündmodul angeschlossen, welches die Zündspule ansteuert.
(Hinweis: In der Megasquirt ist 1 Zündtreiber integriert, an die direkt die Zündspule angeschlossen werden
kann!)
Benzinpumpe
Megasquirt schaltet bei "Zündung EIN" die Benzinpumpe über den Benzinpumpenausgang für ca. 3 Sekunden ein, sobald der Motor sich dauerhaft dreht bleibt sie natürlich an. Geht der Motor aus, wird die Benzinpumpe nach ca. 0,3 Sekunden abgeschaltet.
Leerlaufsteller
An die Megasquirt können Leerlaufsteller angeschlossen werden, die über Taktimpulse angesteuert werden. Die Taktimpulse haben eine konstante Frequenz, die frei wählbar eingestellt werden kann. Die Länge der Impulse bestimmt, wie weit der Leerlaufsteller geöffnet wird. Wird der Leerlaufsteller von Megasquirt abgeschaltet, so muss er automatisch durch eine Feder wieder in die Nullstellung zurück gehen. Manche Leerlaufsteller haben auch einen zweiten Takteingang. Diese lassen in der Nullstellung bereits eine gewisse
Menge Luft durch und können sowohl weiter geöffnet als auch geschlossen werden.
Schaltausgänge
Alle Ausgänge von können für
Sonderfunktionen verwendet werden. Dabei handelt es sich um frei programmierbare
Grenzwertschaltungen, d. h. ein Ausgang kann geschaltet werden, wenn ein interner Messwert einen
vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet. Z. B. kann man programmieren, dass der Ausgang des
Ladedruckventils (die Ladedruckregelung muss dazu abgeschaltet sein) einschaltet, sobald die Drehzahl
7500 U/min überschreitet.
Als mögliche Messwerte stehen zur Verfügung:
- Drehzahl
- Drosselklappe
- Luftdruck intern
- Luftmasse
- Luftdruck extern
- Batteriespannung
- Lufttemperatur
- Motortemperatur
- Luftdruck
- Einspritzzeit
Drehzahlmesser
Megasquirt besitzt einen Ausgang, an den ein Drehzahlmesser angeschlossen werden kann(nur mit extener Beschaltung). Im Normalfall wird der Drehzahlmesser an die Primärseite der Zündspule angeschlossen. Das gibt aber Probleme, wenn man von Einfach- auf Doppelzündung umschaltet. Die Zündspule taktet dann nur noch mit der halben Frequenz.
Die angezeigte Drehzahl ist dadurch auch nur halb so groß. Der Drehzahlmesserausgang lässt sich nun so einstellen, dass er die richtige Frequenz ausgibt, so dass
auch die richtige Drehzahl am Drehzahlmesser angezeigt wird. Der Spannungspegel des Ausgangs beträgt 12 Volt. Neuere und die meisten älteren Drehzahlmesser
können damit betrieben werden. Leider gibt es auch Drehzahlmesser, die höhere Spannungen brauchen, die nur durch den Abriss der primärseitigen Zündspannung erzeugt werden können. Diese Drehzahlmesser funktionieren nicht mit dem 12 Volt-Pegel.
Schrittmotor
Mit Megasquirt ist es möglich, einen Schrittmotor (z.B. als Leerlaufsteller) zu betreiben.
Datenübertragung
Serielle Schnittstelle (RS232)
Der Datenaustausch zwischen PC und Megasquirt erfolgt über die serielle Schnittstelle (z.B.COM1). Die Megasquirtist so konfiguriert, dass der PC mittels Nullmodemkabel mit der Megasquirt verbunden wird. Bei PCs ohne serielle Schnittstelle wird ein USB-Seriell-Adapter benötigt.
Can-Bus
Mit der Megasquirt (MSII) ist es möglich, Datenlogger, Displays usw. über den Can-Bus zu betreiben.
Diese Funktionen müssen aber noch vom Benutzer( Du) selbst programmiert werden.
Einführung
Diese Einbauanleitung soll Sie bei Einbau und Inbetriebnahme der Megasquirt unterstützen. Sie liefert dir für die meisten Einbausituationen ausreichende Informationen.
Trotzdem bitten wir dich, folgende Hinweise zu beachten:
Megasquirt kann nur dann perfekt arbeiten, wenn die Montage der Komponenten und der elektrischen Verbindungen mit der erforderlichen Sorgfalt durchgeführt wird.
Bitte lese dir daher die Einbauanleitung sorgfältig durch, bevor du mit dem Einbau beginnen, und bewahre sie für zukünftige Verwendung auf. An vielen Stellen werden beim Einbau umfangreiches Fachwissen, Erfahrung und handwerkliches Geschick benötigt. Du solltest daher den Einbau des Steuergerätes nur dann selbst vornehmen,
wenn du
· persönlich über die erforderlichen Fachkenntnisse und Erfahrungen als Kfz-Mechaniker oder Kfz-Elektriker verfügst
· in Zweifelsfällen einen Fachmann zu Rate ziehen kannst.
Sicherheitshinweise
Bitte beachte unbedingt vor dem Einbau des Steuergerätes folgende Warnhinweise:
Für den Einbau des Steuergerätes benötigst du umfangreiches Fachwissen.
Unsachgemäße Vorgehensweise beim Einbau kann zur Beschädigung oder Zerstörung des angeschlossenen Motors führen. Klemme für die Dauer des Einbaus und des Anschlusses von der Megasquirt die Fahrzeugbatterie ab! Beachten dabei unbedingt die Sicherheitshinweise des Kfz-Herstellers (z.B. bezüglich Airbag, Alarmanlage, Bordcomputer, Wegfahrsperre).
Vorsicht bei Arbeiten an der Kraftstoffanlage!
Vermeide unbedingt Rauchen, Feuer und offenes Licht! Treffe Vorkehrungen gegen Funkenflug und statische Elektrizität! Achte besonders darauf, dass keinerlei Undichtigkeiten entstehen, da im Bereich von Motor und Auspuffanlage schon geringe Undichtigkeiten Brand- oder Explosionsgefahr bedeuten. Achte beim Bohren von Löchern darauf, dass du keine Fahrzeugteile (Batterie, Kabel, Schläuche, etc.) beschädigst! Verlege Kabelverbindungen (speziell im Motorraum) nicht in Bereiche, die durch Spritzwasser gefährdet sind.
Das Verlöten der Quetschverbindungen hat sich nach unserer Erfahrung eher als Fehlerquelle herausgestellt, als dass es nützlich ist. Durch die Vibrationen des Motors brechen an verlöteten Kontakten leichter die Leitungen ab. Befestige Kabelbaum und Signalgeber so, dass sie sich nicht in der Nähe von drehenden oder sich bewegenden Motorteilen befinden (Gefahr von Scheuerstellen).
Vorwort / Theorie
Verbrennung, Lambda
Im Motor wird Benzin mit dem Sauerstoff aus der Luft verbrannt.
Zusammensetzung der Luft:
78 % Stickstoff (N²)
21 % Sauerstoff (O²)
1% Kohlendioxid (CO²)
sowie Edelgase in geringen Mengen
Zusammensetzung des Benzins:
Gemisch aus Kohlenwasserstoff-Verbindungen (C + H).
Bei der Verbrennung reagieren die Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit dem Sauerstoff der Luft. Für ein kg Benzin wird 14,7 kg Luft benötigt. Dabei verbindet sich der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff zu Kohlendioxid (CO²) und der Wasserstoff mit dem Sauerstoff zu Wasser (H²O).
C + 2*O = CO²
H + 2*O = H²O
Bei einer vollständigen Verbrennung bleiben im Abgas keine einzelnen Sauerstoff-, Kohlenstoff- oder Wasserstoffatome bzw. -moleküle mehr übrig. Dieser Zustand wird auch als Lambda = 1 bezeichnet. Bleiben Sauerstoffmoleküle übrig (Luftüberschuss), dann läuft der Motor mager und Lambda wird dann größer als 1. Bei einem Luftüberschuss von 10% beträgt Lambda :
1,0 + 0,1 = 1,1
Bleiben Kohlenstoff- und Wasserstoffmoleküle übrig, dann läuft der Motor fett und Lambda wird kleiner als 1.
Bei einem Benzinüberschuss von 10% beträgt Lambda:
1,0 - 0,1 = 0,9
Im Volllastbereich fettet man mehr an. Das hat im wesentlichen zwei Gründe:
1. Bei ca. 10-15% Benzinüberschuss (= Lambda 0.85 - 0.9) ist der Verbrennungsverlauf im
Brennraum am besten. Dadurch erreicht man eine gewisse Leistungssteigerung.
2. Eine Überhitzung des Motors wird durch mehr Benzin verhindert, da das überschüssige Benzin
die Abgase kühlt.
Abgase, CO, HC, NOx
Leider findet im Brennraum keine optimale Verbrennung statt. Das liegt zum Teil daran, dass das Benzin- Luft-Gemisch an den Zylinderwänden stark abkühlt und dort nicht vollständig verbrennt. Oder das Benzin verdunstet nicht richtig. Es bleiben kleine Tröpfchen übrig, die in der Kürze der Zeit nicht vollständig verbrennen. Wird zuviel Benzin eingespritzt, dann kann das aus Sauerstoffmangel ebenfalls nicht ganz verbrennen.
Bei solchen unvollständigen Verbrennungen bleiben Kohlenmonoxid (CO) und Kohlenwasserstoffe (HC)
übrig.
Ein weiterer Effekt ist, dass sich der Sauerstoff auch mit dem Stickstoff der Luft zu Stickoxid verbindet (NOx). Dies geschieht umso mehr, je höher die Temperatur im Brennraum ist. Läuft der Motor mager, so entstehen höhere Temperaturen im Brennraum, als wenn der Motor fett läuft. Damit steigt auch der Ausstoß von NOx.
Regel:
Bei einer fetten Verbrennung bleiben mehr Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffe übrig. Bei einer mageren Verbrennung steigen die Stickoxide.
Aus diesem Grunde versucht man die Verbrennung bei Lambda = 1 zu halten, da dann der Katalysator am wenigsten zu tun hat. Außerdem steigt der Benzinverbrauch beim fetten Lauf an, da Benzin ungenutzt aus dem Auspuff ausgestoßen wird.
Der wetterfühlige Motor
Da sich der Motor aus der Umgebungsluft ernähren muss, ist er auch sehr empfindlich gegenüber Schwankungen der Luft, insbesondere des physikalischen Zustandes der Luft, wie Luftdruck und Lufttemperatur. Die chemische Zusammensetzung der Luft ist weitestgehend konstant. Das Verhältnis zwischen Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid ist immer gleich. Lediglich das in der Luft gespeicherte Wasser (Luftfeuchtigkeit) ändert sich. Wichtig bei diesen Betrachtungen (außer bei der Luftfeuchtigkeit) ist die Gewichtsmenge, die der Motor pro Hub ansaugt. Ein 2L-4-Zylindermotor saugt pro Hub bei Vollgas 0,5 Liter Luft an. Die Gewichtsmenge der Luft ist allerdings abhängig vom Luftdruck und von der Lufttemperatur. Bei einem niedrigeren Luftdruck ist die Gewichtsmenge in einem halben Liter auch niedriger. Also spielt das spezifische Gewicht der Luft (kg pro
m³, oder Gramm pro Liter) die entscheidende Rolle.
Luftdruck:
Der Luftdruck ändert sich sowohl mit dem Wetter (Hochdrucklage oder Tiefdruckgebiet) als auch mit der Höhe. Im Hochgebirge ist die Luft bekanntlich dünner als auf Meereshöhe. Als Mensch merken wir es, wenn wir als Flachlandtiroler in die Alpen fahren und eine Bergwanderung machen. Man kommt am Anfang doch sehr leicht aus der Puste. Durch die dünne Luft saugen wir bei einem Atemzug weniger Luft (als Gewicht) an als im Tal und damit auch weniger Sauerstoff. Als Mensch haben wir jedoch zwei entscheidende Vorteile:
1. Der Mensch ist ein echter Magermotor. In unseren „Abgasen“ (damit ist unser Ausatmen gemeint) befindet sich immer noch ein hoher Anteil an Sauerstoff. Es wird also nicht der ganze eingeatmete Sauerstoff verbraucht.
2. Wenn wir uns mehrere Tage im Hochgebirge aufhalten, produziert der Körper mehr rote Blutkörperchen, die den Sauerstoff aus der Luft holen und im Blut transportieren. Damit wird mehr vom vorhandenen Sauerstoff in der Luft verbraucht. Nach einigen Tagen hat sich der Körper so weit akklimatisiert, dass man bei Bergtouren kaum noch aus der Puste kommt. Da der Motor den Sauerstoff aus der angesaugten Luft immer vollständig verbrennt, hat er im Gebirge nicht mehr die Reserve, die der Mensch hat. Deshalb nimmt die Leistung auch entsprechend mit der Höhe ab. Das spezifische Gewicht der Luft (kg pro m³) nimmt mit dem Luftdruck linear ab, d.h. wenn sich der Luftdruck halbiert, dann halbiert sich auch das spezifische Gewicht der Luft. Pro m³ Luft befinden sich also auch nur halb so viele Sauerstoffmoleküle. Es werden bei einem Saugvorgang also auch nur halb so viele
Sauerstoffmoleküle angesaugt wie normal, so dass auch nur die halbe Menge an Benzin eingespritzt werden darf. Folge: Die erzeugte Leistung im Motor ist also auch nur halb so groß wie vorher.
Der durchschnittliche Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1013 Hektopascal. Der Luftdruck halbiert sich ca.
alle 5500m. Die folgende Tabelle zeigt dies deutlich:
Höhe [m] Luftdruck [hPa] spez. Gewicht [kg/m³] Leistungsabnahme
0 1013 1,27 0 %
100 1000 1,25 1,3 %
200 988 1,24 2,5 %
300 975 1,22 3,8 %
400 963 1,21 4,9 %
500 951 1,20 6,1 %
600 939 1,19 7,3 %
800 916 1,15 9,8 %
1000 893 1,12 11,8 %
1500 839 1,05 17,2 %
2000 787 0,99 22,3 %
3000 694 0,87 31,5 %
4000 612 0,77 39,6 %
5000 539 0,68 46,8 %
5500 506 0,63 50,0 %
6000 476 0,60 53,0 %
Wie man sieht, ist die Leistungsabnahme selbst in unseren Mittelgebirgen doch schon erheblich.
Hinzukommen noch die wetterbedingten Luftdruckschwankungen, die sich auch im Bereich +/- 40
Hektopascal bewegen können.
1.5 Lufttemperatur
Wie fast alle anderen Stoffe dehnt sich auch Luft mit der Wärme aus, d.h. je wärmer die Luft ist, desto niedriger ist das spezifische Gewicht der Luft. Man kann grob sagen, dass sich ca. alle 3 Grad das spezifische Gewicht der Luft und damit auch die maximale Leistung eines Motors um 1% reduziert. Die folgende Tabelle zeigt das genauer:
Temperatur [°C] spez. Gewicht [kg/m³] Leistungsänderung
-30 1,43 13 %
-25 1,40 10 %
-20 1,37 8 %
-15 1,34 6 %
-10 1,32 4 %
-5 1,29 2 %
0 1,27 0 %
5 1,25 -2 %
10 1,22 -4 %
15 1,20 -6 %
20 1,18 -7 %
25 1,16 -9 %
30 1,14 -10 %
35 1,12 -11 %
40 1,11 -13 %
Wie man sieht, ist der Einfluss der Lufttemperatur auf die Motorleistung ebenfalls recht beachtlich.
Luftfeuchtigkeit
Die Luft kann auch bei normalen Temperaturen Wasser aufnehmen. Man bezeichnet das als Luftfeuchtigkeit. Das Wasser schwirrt dabei in Form von einzelnen Wassermolekülen durch die Luft und vermischt sich so mit den anderen Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen der Luft. Da die Wassermoleküle die anderen Bestandteile der Luft verdrängen, befinden sich pro m³ auch weniger Sauerstoffmoleküle in der Luft. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasser kann sie in dieser Form aufnehmen. Die folgende Tabelle zeigt dies deutlich:
Temperatur [°C] max. Wassermenge [g pro m³ Luft] Leistungsänderung
-30 0,33 -0,03 %
-20 0,88 -0,06 %
-10 2,15 -0,16 %
0 4,84 -0,37 %
10 9,4 -0,75 %
20 17,2 -1,43 %
30 30,1 -2,58 %
Hat die Luft die oben angegebene Wassermenge aufgenommen, dann beträgt die relative Luftfeuchtigkeit 100%. Im allgemeinen liegt die relative Luftfeuchtigkeit bei ca. 40 - 60%. So dass sich die Änderung des spezifischen Gewichts auch entsprechend reduziert.
Fazit:
Die angesaugte Gewichtsmenge der Luft ist also sehr stark von der Umgebungsluft abhängig. Das muss entsprechend von der Steuerung berücksichtigt werden. Denn diese hat die Aufgabe, zur Luftmenge die dazugehörige Benzinmenge einzuspritzen. Mittels des Ansauglufttemperaturfühlers und des eingebauten Luftdrucksensors erfolgt eine Korrektur über die Temperatur und des Luftdrucks. Die Luftfeuchtigkeit wird nicht berücksichtigt. Da dieser Fehler relativ klein ist, wird auf einen Luftfeuchtigkeitsmesser (Hygrometer) in
trijekt verzichtet. Ein Luftmassenmesser berücksichtigt jedoch automatisch schon die Luftfeuchtigkeit.
Was kann Megasquirt - die Grundfunktionen
Megasquirt muss anhand von Messwerten erkennen, wie viel Luft ein Zylinder angesaugt hat und spritzt dazu die passende Menge Benzin ein. Das ermittelt Megasquirt quasi aus Erfahrungswerten, die in Kennfeldern abgelegt sind und aus Berechnungen von bestimmten Eingangswerten. Außerdem steuert Megasuirt die Zündung des Fahrzeugs. Die einzustellenden Zündwinkel befinden sich in einem Kennfeld.
2.1 Arten der Einspritzmengenbestimmung
Megasquirt verfügt über drei verschiedene Grundarten der Einspritzmengenbestimmung:
- alpha/n-Steuerung
- Luftmassenmessung (MS1)
- Saugrohrunterdruck
Was kann Megasquirt – die Grundfunktionen
2.1.1 alpha/n-Steuerung
Bei dieser Art wird die Grundeinspritzmenge lediglich aus der Drosselklappe (Winkel alpha) und der Drehzahl (n) bestimmt. In diesem Kennfeld wird festgehalten, bei welcher Kombination von Drosselklappe und Drehzahl welche Menge eingespritzt werden soll. Dies ist die einfachste Möglichkeit, da hierfür die sowieso vorhandenen Eingangsgrößen benutzt werden.
2.1.2 Luftmassenmessung (nur MS1)
Die Luftmassenmessung wird in jüngster Zeit verstärkt in Serienfahrzeugen verwendet. Da ein Luftmassenmesser direkt die angesaugte Luftmasse misst, entfallen die Korrekturen aus Lufttemperatur und Luftdruck. Es dürfen nur Heißfilm-Luftmassenmesser zum Einsatz kommen, da Hitzedraht-Sensoren eine spezielle Elektronik verlangen, die in regelmäßigen Abständen den Hitzedraht reinigen. Hitzedraht-Sensoren findet man in älteren Serienfahrzeugen.
2.1.3 Saugrohrunterdruck
Bei dieser Methode wird der Luftdruck zwischen Drosselklappe und Einspritzventilen gemessen. Sie bietet sich insbesondere bei aufgeladenen Motoren an, da in diesen Fällen sowieso der Luftdrucksensor angeschlossen werden muss. Allerdings ist eine Lufttemperaturmessung erforderlich über die die Einspritzmenge korrigiert wird.
2.2 Eingänge
Für seine Aufgaben benötigt Megasquirt folgende Eingangsgrößen:
- Drehzahl, Kurbelwellenwinkel (alternativ mit Bezugsmarke für Zyl.1)
- Drosselklappe
- Luftmasse (alternativ)
- Luftdruck
- Lufttemperatur
- Motortemperatur
- Batteriespannung
- Lambda
Kurbelwellenwinkel, Drehzahl
Die Erfassung des Kurbelwellenwinkels und der Drehzahl (kurz: Drehzahlaufnahme) muss fehlerfrei arbeiten, ansonsten wird der Motor nie richtig laufen. Um den Bedürfnissen des Marktes gerecht zu werden, bietet Megasquirt mehrere Möglichkeiten der Drehzahlaufnahme.
a) herkömmliche Drehzahlaufnahme im Verteiler
b) Geber an einem Zahnkranz an der Kurbelwelle mit einem fehlenden Zahn
c) Geber an einem Zahnkranz an der Kurbelwelle mit zwei fehlenden Zähnen
d) Geber an einem Zahnkranz an der Nockenwelle mit einem fehlenden Zahn
e) Geber an einem Zahnkranz an der Kurbelwelle und zusätzlichem OT-Geber an der Nockenwelle
Für die Drehzahlaufnahme können zwei verschiedene Geberarten verwendet werden, entweder Hallgeber
oder ein Induktivgeber.
Hallgeber
Hallgeber messen das magnetische Feld und geben eine Spannung (12 oder 5V) ab, wenn das magnetische Feld einen bestimmten Wert überschritten hat. Dem Hallgeber gegenüber wird ein Magnet angebracht. Dazwischen rotiert eine Scheibe mit Aussparungen bzw. mit Zähnen. Sobald sich ein Zahn zwischen Magnet und Hallgeber befindet, wird der Hallgeber vom Magneten abgeschirmt und der Ausgang ist Null Volt. Wird die Zahnscheibe weiter gedreht, bis der Weg zwischen Magnet und Hallgeber frei ist, dann wird das
magnetische Feld frei an den Hallgeber weiter geleitet und dieser schaltet dann den Ausgang auf 12 (bzw. 5) Volt. Es ist vergleichbar mit einer Lichtschranke, wobei hier das Licht durch ein Magnetfeld ersetzt wird. Der Vorteil ist, dass man den Hallgeber auch bei stehendem Motor einstellen kann. Außerdem ist das Ausgangssignal digital, d. h. es ist entweder 0 oder 12 (bzw. 5) Volt. Da der Hallgeber über eine eigene Verstärker-Elektronik verfügt, muss er auch mit 12 (bzw.5) Volt versorgt werden.
Induktivgeber
Induktivgeber besitzen lediglich eine Spule, um einen magnetischen Eisenkern. In der Spule wird eine Spannung erzeugt (induziert), wenn sich das Magnetfeld an der Stirnseite des Gebers ändert. Da sich ein Magnet bereits im Spulenkern befindet, genügt es, wenn man ein Eisenteil zur Stirnseite hin (positive Spannung) oder von dort weg (negative Spannung) bewegt. Die Spannung ist umso höher, je größer die Geschwindigkeit ist, mit der das Eisen bewegt wird, je näher man an den Induktivgeber kommt und je größer das Eisenstück ist.
Auch die Materialbeschaffenheit spielt eine große Rolle. Es sollte möglichst weiches Eisen verwendet werden (z. B. ST37). Weiches Eisen wird zwar von einem Magneten angezogen, es wird aber selbst nicht magnetisch. Um eine pulsierende Spannung im Geber zu erzeugen, kann man entweder ein Zahnrad, Zahnscheibe oder Lochscheibe verwenden. Bei einem Zahnrad kann der Geber sowohl radial als auch axial angebracht werden. Wie oben erwähnt, wird allerdings nur eine Spannung erzeugt, wenn sich die Zahnscheibe schnell genug
dreht. Die Spannung steigt in etwa linear mit der Drehzahl, d.h. eine doppelte Drehzahl bewirkt eine doppelte Spannung.
Vorteil:
Der Induktivgeber ist sehr robust. Er benötigt keine Versorgungsspannung. Sowohl Hallgeber als auch Induktivgeber können für alle in Megasquirt möglichen Drehzahlaufnahmen
verwendet werden. Man kann die Geber auch mischen, z. B. Induktivgeber zur Erfassung des Kurbelwellenwinkels und einen Hallgeber als OT-Geber. In Abhängigkeit der gewählten Drehzahlaufnahme sind unterschiedliche Zündsysteme verwendbar.
Megasquiert kennt drei verschiedene Zündsysteme:
- Einfachzündung mit externem Verteiler
- Doppelzündspule ohne externen Verteiler
- Einzelzündspule ohne externen Verteiler
Drosselklappe
Die Stellung der Drosselklappe wird über ein Potentiometer (Poti) erfasst. Die Drosselklappenstellung wird benötigt für:
- Ermittlung der Einspritzzeit
- lastabhängige Zündsteuerung
- Erkennung der Leerlaufstellung
- Erkennung der Schubabschaltung
- Erkennung der Volllast
- Beschleunigungsanreicherung
Luftmasse
Der Luftmassenmesser wird vor die Drosselklappe eingebaut. Er misst sämtliche Luft, die in die Zylinder
strömt.
Luftdruck
Der Luftdruck muss gemessen werden, um die Einspritzmenge (bei alpha/n-Steuerung) zu korrigieren bzw.
zu bestimmen (bei Saugrohrunterdruck). Ein entsprechender Luftdrucksensor kann in die Megasquirt nachgerüstet werden. Dieser misst allerdings nur den Umgebungsluftdruck.
Lufttemperatur
Für die Erfassung der Lufttemperatur kann ein einfacher Temperaturfühler aus Serienfahrzeugen verwendet werden. Sie dient zur Korrektur der Einspritzzeit. Der Lufttemperaturfühler muss die Temperatur der angesaugten Luft messen. Er sollte am besten vor der Drosselklappe sitzen und von der angesaugten Luft umströmt werden.
In der Regel werden hierfür so genannte NTC-Widerstände verwendet. Bei diesen Widerständen nimmt der Widerstand bei steigender Temperatur ab.
Motortemperatur
Für die Erfassung der Motortemperatur kann ein einfacher Temperaturfühler aus Serienfahrzeugen verwendet werden. Sie dient zur Korrektur der Einspritzzeit während des Startvorganges und der Warmlaufzeit. Er sollte die Motortemperatur direkt oder die Öltemperatur messen. Bei einem Luft gekühlten Motor ist zweckmäßigerweise die Zylinderkopftemperatur zu messen. Auch hier kommen in der Regel NTC-Widerstände zum Einsatz.
Batteriespannung
Die Einschaltzeit der Einspritzdüsen ist sehr stark von der Batteriespannung abhängig. Je höher die Spannung ist, desto kürzer ist die Einschaltzeit der Düsen. Aus diesem Grunde muss auch die Batteriespannung gemessen werden. Dies erfolgt in der Steuerung, so dass keine externe Schaltung erforderlich ist.
Lambda
Die Sprunglambdasonde liefert eine Spannung zwischen 0 und ca. 1,1 Volt. Bei manchen Sonden ist bereits bei ca. 0,9 Volt schluss. Läuft der Motor zu mager, beträgt die Spannung 0 Volt, und im fettem Zustand 1,1 Volt. Dazwischen liegt ein sehr schmaler Übergangsbereich.
Lambda Spannung
>0,9 0,0 Volt
0,9…1,1 0,0…1,1 Volt
<0,9 1,1 Volt
Die Lambdasonde arbeitet erst bei ca. 300 Grad richtig. Damit die Temperatur möglichst schnell nach dem Starten erreicht ist, ist in der Lambdasonde eine elektrische Heizung integriert. Diese wird mit 12 Volt beim Einschalten der Zündung bzw. über das Benzinpumpenrelay gespeist.
Table Switching Eingang
Über den Funktions-Eingang können verschiedene Funktionen ausgeführt werden:
- Einspritzzeitänderung
- Zündwinkelverstellung
- Leerlaufdrehzahlverstellung
- Ladedruckverstellung
- Verstellung des Drehzahlbegrenzers
- Änderung des Typs der Luftmassenerfassung (z.B. für A.L.S. interessant)
Einspritzdüsen / Zündung
Insgesamt stehen für die Einspritzdüsen zwei Ausgänge zur Verfügung. Es können hoch (über 10Ohm) und niederohmige (unter 7Ohm) angesteuert werden.
Die Zündspulen dürfen nicht direkt an die Ausgänge angeschlossen werden, da sie zu viel Strom benötigen. An die Ausgänge wird ein Zündmodul angeschlossen, welches die Zündspule ansteuert.
(Hinweis: In der Megasquirt ist 1 Zündtreiber integriert, an die direkt die Zündspule angeschlossen werden
kann!)
Benzinpumpe
Megasquirt schaltet bei "Zündung EIN" die Benzinpumpe über den Benzinpumpenausgang für ca. 3 Sekunden ein, sobald der Motor sich dauerhaft dreht bleibt sie natürlich an. Geht der Motor aus, wird die Benzinpumpe nach ca. 0,3 Sekunden abgeschaltet.
Leerlaufsteller
An die Megasquirt können Leerlaufsteller angeschlossen werden, die über Taktimpulse angesteuert werden. Die Taktimpulse haben eine konstante Frequenz, die frei wählbar eingestellt werden kann. Die Länge der Impulse bestimmt, wie weit der Leerlaufsteller geöffnet wird. Wird der Leerlaufsteller von Megasquirt abgeschaltet, so muss er automatisch durch eine Feder wieder in die Nullstellung zurück gehen. Manche Leerlaufsteller haben auch einen zweiten Takteingang. Diese lassen in der Nullstellung bereits eine gewisse
Menge Luft durch und können sowohl weiter geöffnet als auch geschlossen werden.
Schaltausgänge
Alle Ausgänge von können für
Sonderfunktionen verwendet werden. Dabei handelt es sich um frei programmierbare
Grenzwertschaltungen, d. h. ein Ausgang kann geschaltet werden, wenn ein interner Messwert einen
vorgegebenen Wert über- oder unterschreitet. Z. B. kann man programmieren, dass der Ausgang des
Ladedruckventils (die Ladedruckregelung muss dazu abgeschaltet sein) einschaltet, sobald die Drehzahl
7500 U/min überschreitet.
Als mögliche Messwerte stehen zur Verfügung:
- Drehzahl
- Drosselklappe
- Luftdruck intern
- Luftmasse
- Luftdruck extern
- Batteriespannung
- Lufttemperatur
- Motortemperatur
- Luftdruck
- Einspritzzeit
Drehzahlmesser
Megasquirt besitzt einen Ausgang, an den ein Drehzahlmesser angeschlossen werden kann(nur mit extener Beschaltung). Im Normalfall wird der Drehzahlmesser an die Primärseite der Zündspule angeschlossen. Das gibt aber Probleme, wenn man von Einfach- auf Doppelzündung umschaltet. Die Zündspule taktet dann nur noch mit der halben Frequenz.
Die angezeigte Drehzahl ist dadurch auch nur halb so groß. Der Drehzahlmesserausgang lässt sich nun so einstellen, dass er die richtige Frequenz ausgibt, so dass
auch die richtige Drehzahl am Drehzahlmesser angezeigt wird. Der Spannungspegel des Ausgangs beträgt 12 Volt. Neuere und die meisten älteren Drehzahlmesser
können damit betrieben werden. Leider gibt es auch Drehzahlmesser, die höhere Spannungen brauchen, die nur durch den Abriss der primärseitigen Zündspannung erzeugt werden können. Diese Drehzahlmesser funktionieren nicht mit dem 12 Volt-Pegel.
Schrittmotor
Mit Megasquirt ist es möglich, einen Schrittmotor (z.B. als Leerlaufsteller) zu betreiben.
Datenübertragung
Serielle Schnittstelle (RS232)
Der Datenaustausch zwischen PC und Megasquirt erfolgt über die serielle Schnittstelle (z.B.COM1). Die Megasquirtist so konfiguriert, dass der PC mittels Nullmodemkabel mit der Megasquirt verbunden wird. Bei PCs ohne serielle Schnittstelle wird ein USB-Seriell-Adapter benötigt.
Can-Bus
Mit der Megasquirt (MSII) ist es möglich, Datenlogger, Displays usw. über den Can-Bus zu betreiben.
Diese Funktionen müssen aber noch vom Benutzer( Du) selbst programmiert werden.
Einführung
Diese Einbauanleitung soll Sie bei Einbau und Inbetriebnahme der Megasquirt unterstützen. Sie liefert dir für die meisten Einbausituationen ausreichende Informationen.
Trotzdem bitten wir dich, folgende Hinweise zu beachten:
Megasquirt kann nur dann perfekt arbeiten, wenn die Montage der Komponenten und der elektrischen Verbindungen mit der erforderlichen Sorgfalt durchgeführt wird.
Bitte lese dir daher die Einbauanleitung sorgfältig durch, bevor du mit dem Einbau beginnen, und bewahre sie für zukünftige Verwendung auf. An vielen Stellen werden beim Einbau umfangreiches Fachwissen, Erfahrung und handwerkliches Geschick benötigt. Du solltest daher den Einbau des Steuergerätes nur dann selbst vornehmen,
wenn du
· persönlich über die erforderlichen Fachkenntnisse und Erfahrungen als Kfz-Mechaniker oder Kfz-Elektriker verfügst
· in Zweifelsfällen einen Fachmann zu Rate ziehen kannst.
Sicherheitshinweise
Bitte beachte unbedingt vor dem Einbau des Steuergerätes folgende Warnhinweise:
Für den Einbau des Steuergerätes benötigst du umfangreiches Fachwissen.
Unsachgemäße Vorgehensweise beim Einbau kann zur Beschädigung oder Zerstörung des angeschlossenen Motors führen. Klemme für die Dauer des Einbaus und des Anschlusses von der Megasquirt die Fahrzeugbatterie ab! Beachten dabei unbedingt die Sicherheitshinweise des Kfz-Herstellers (z.B. bezüglich Airbag, Alarmanlage, Bordcomputer, Wegfahrsperre).
Vorsicht bei Arbeiten an der Kraftstoffanlage!
Vermeide unbedingt Rauchen, Feuer und offenes Licht! Treffe Vorkehrungen gegen Funkenflug und statische Elektrizität! Achte besonders darauf, dass keinerlei Undichtigkeiten entstehen, da im Bereich von Motor und Auspuffanlage schon geringe Undichtigkeiten Brand- oder Explosionsgefahr bedeuten. Achte beim Bohren von Löchern darauf, dass du keine Fahrzeugteile (Batterie, Kabel, Schläuche, etc.) beschädigst! Verlege Kabelverbindungen (speziell im Motorraum) nicht in Bereiche, die durch Spritzwasser gefährdet sind.
Das Verlöten der Quetschverbindungen hat sich nach unserer Erfahrung eher als Fehlerquelle herausgestellt, als dass es nützlich ist. Durch die Vibrationen des Motors brechen an verlöteten Kontakten leichter die Leitungen ab. Befestige Kabelbaum und Signalgeber so, dass sie sich nicht in der Nähe von drehenden oder sich bewegenden Motorteilen befinden (Gefahr von Scheuerstellen).