Pelle micklar insprut!
Eller hur man konverterar en cadillacmotor från förgasare till insprut.
EFI-insug med tillhörande spjällhus för Cadillacs 425-motor.
Med början i mitten av 1975 erbjöd Cadillac som första amerikanska bilmärke ett helelektroniskt bränsleinsprutningssystem som tillval till sina motorer. 600 dollar extra kostade kalaset på den tiden. Systemet hade utvecklats av GM tillsammans med Bendix, och 1976 blev det standard i alla Seville som hade Oldsmobiles 350-motor under huven. Insprutet var en variant på Bosch D-jetronic som i sin tur faktsikt hade utvecklats av just Bendix redan 1958, men patenten hade sålts till Bosch. I Europa var Volkswagen först ut med elektroniskt insprut redan 1967, och en rad andra bilmärken följde. Till exempel fick Volvo 164 D-jetronic insprut som standard år 1973.
Inprut fungerar till skillnad från förgasare att bränslet sprutas in i insuget via en elektrisk bränslepump och en eller flera injektorer. Bränsletrycket regleras med en bränsletrycksregulator, och trycket brukar ligga på ca 3 bar. Alltså ungefär samma reyck som i vattenkranen där hemma. Trycket styrs av vacuumet i insuget och set till att det alltid är samma tryckfall över injektorerna.
Injektorerna är elektriska och fungerar precis som en magnetventil. Får den ström så öppnar den och sprutar in bränslet. En styrdator håller reda på när och hur mycket bränsle som ska sprutas in.
En begagnad spridare (injektor)
Densamma, isärskuren
Bränsletryckregulatorn.
Systemet var av TPI-modell, alltså en injektor till varje cylinder, och datorn som styrde det hela var analog. Lambdasonden var inte uppfunnen än, så systemet fick med hjälp av diverse andra givare gissa sig till den mängd bensin som skulle sprutas in. Såhär i efterhand kan man säga att systemet var pålitligt och oftast fungerade väl.
I början av 90-talet köptes Bendix av tyska Siemens.
Bild från Bendix-fabriken
På den tiden var elektronisk insprutning verkligen state-of-the-art, och nu hade jag bestämt mig att vara ännu modernare än så, inte bara att byta förgasare mot insprut , utan att också genom att byta ut orginalets analoga dator mot en mer modern, digital.
Valet föll på Megasquirt (fånigt namn) då prisklassen och gör-det-själv-principen var helt enligt min anda!
Insprut ska vara både bränslesnålare och ge lite mer pulver, så något sådant går väl inte att tacka nej till?
Mitt halvbyggda megasquirt.
Klart!
Bildelarna jag behövde hittade jag på Ebay (tokbilligt), insug, spjällhus, injektorer, bränslerör med tryckregulator, bränslepumpar och kabelhärva. Spjällhuset blev dyrast, och gick på ca 500kr. Tydligen är stora spjällhus (2x57mm) ganska eftertraktade, då dom är lika stora som trimspjällhusen som går att köpa till tex Cheva.
Insuget passade rakt av, och på insuget följde orginalgivaren för lufttempen med. Vattentempgivare behövdes också, och valet föll på "TX3" ur Standard Motors sortiment (säljs av Hansen racing), och passande sladd till den heter "TX3A". 200kr för båda. TX3 har förresten 3/8" vanlig rörgäng och precis under termostaten på höger sida av motorn så satt en plugg med precis samma gäng. Smidigt, men pluggen satt rejält och behövde mycket hjälp på traven för att komma ut.
Bränslepumpen som ska sitta utanför tanken behövde ett fäste att sitta på. Och lite bearbetat plattjärn gav det hela ett bra resultat.
Ett annat problem var att fuel-railen tog i rören till AC-kompressorn. EFI-cadillacarna hade nämligen en annan variant på dom rören, men efter lite vridande och isärtagning av fuelrailen så passade det galant.
Det värsta problemet blev gaspedalen. Gasarmen, alltså armen från gaspedalen, tog helt enkelt i fuelrailen. Nu vet jag varför EFI-bilarna hade gasvajer istället. Istället fick jag kapa den usprungliga armen och skruva dit en av eget fabrikat. Bild här, och plutten bredvid är hållaren till växellådsvajern.
Nästa problem på vår lista blev EGR-ventilen. Självklart ska man ha EGR! Min EGR-ventil och transducern kommer från en Seville, och det uppstod lite problem med inpassningen. Transducern behövdes det bara böjas lite på, men själva EGR-ventilen tog obönhörligt i ventilkåpan. Lösningen blev att tillverka några feta spacers att sätta under.
Apropå bränsleledningarna så ville jag behålla orginalrören i så lång utsträckning som möjligt (knöligt att göra nya ju). Så där den mekaniska bensinpumpen en gång satt så svetsade jag ihop en liten patentare med skarvmutter som "satt på samma ställe" där pumpen förut fanns. Fult men funkar!
Nästa problem blev soppafiltret. Var sätter man ett såntdär klumpigt filter nånstans?
Jo EGR-ventilen fick vänta, och filtret sattes för tillfället där ventilen suttit.
Orginal TPS'en (Thottle Position Sensor, spjällägesgivare) på spjällhuset gick inte att använda då den är av digital natur och inte alls kommer överens med megasquirt. Så jag och min kompis mätinstrumentet gick en sväng på skroten och norpade en givare från en röd Opel. För att få fast den på spjällhuset behövdes en bit plyfa som mellanlägg. Funkis! Bild.
Snabbtomgångsventilen i spjällhuset får sin ström från den sladd som förut gick till choken på förgasaren.
Ihopsättningen av megasquirt-datorn tog sin lilla tid. Hälften av jobbet var att löda ihop datorn + flyback-kort, och andra hälften var att få ordning på allt kablage och reläkortet.
Ett extra flyback-kort behövs då man har åtta lågohmiga spridare (2,6ohm) som jag har. Det uppstår nämligen stora bakströmmar som måste tas om hand då strömmen till en spole bryts.
Drivtransistorerna böts ut från IRFIZ34N till IRFZ34N, för att dom klarar lite mer ström. Här är data från elfakatalogen:
namn nr typ 1 2 3 W V A
IRFIZ34N/IR 71-166-92 N, HEX G D S 37 55 21
IRFZ34N/IR 71-175-00 N, HEX G D S 68 55 29
IRFZ34N behöver isoleras med en sån där liten plastskiva bakom.
Ruskigt mycket av smådelarna och kylflänsar och sånt, kom från ett slaktat Compaq nätaggregat. :)
Själva lådan var Elfas lite högre variant, och svart såklart. Gott om plats och ser snygg ut.
Senare blev IRFZ34N:arna utbytta mot IRFZ42 som klarar 35A
Mina problem med att transistorerna och då också drivkretsen (chipet me 8 ben) brunnit upp verkar ha varit en kombination av en klämd sladd och ett för gammalt/dåligt batteri.
Reläkortet blev lite knepigare då inte alla komponenter gick att köpa från Elfa rakt av. Reläsocklarna blev biltemas 9-kronorsvariant som gick utmärkt att löda fast i sladdarna. Dom tre små "automatsäkringarna" gick inte alls hitta, så jag satte dit engångssäkringar. Ryker dom blir det vackert fram med lödkolven. Jag hoppas det finns eluttag i ödemarken om man blir stående där.
Säkringen som matar själva själva MS-kortet blev senare bytt till en vanlig glasrörssäkring.
Edit: Såhär ett par år senare hittade jag automatsäkringarna hos Elfa. Där heter dom "Olinjära motstånd", bara så ni vet.
Ännu senare edit: Transistorerna är nu tillbakabytta till IRFIZ34N igen. Hittade felet till varför dom brann, och förhoppningsvis grunden till många andra problem jag haft. När strömmen till spridarna stängs av så uppstår en bakström som tas hand om flybackkortet och skickas vidare till batteriets pluspol. Strömmen gick då via automatsäkringen som inte riktigt klarade av det där, utan stömspikar uppstod i MS:et. En separat pluskabel till flybackkortet löste allt. Detta syntes enklast på att voltmätningen i MS:et blev väldigt stabil.
Vid första provstarten hoppade faktiskt motorn igång och gick snällt på tomgång i en halvtimme. Nästa dag ville den inte gå alls. Det berodde på att FET-drivern MC34151P (Litet chip med 8 ben) hade gett upp. Köpte en ny motsvarande från ELFA som hette MAX626CPA och som fungerat finfint sen dess.
Nästa steg var mappningen. Att grovmappa på låga varv och utan lambdasond var inga problem. Men på mer gas gick det inte att höra om motorn fick för mycket eller lite soppa, så då blev det till att sätta dit en lambdasond i alla fall. Biltemas 300-kronorsvariant fick duga.
När mappningen nästan var klar, så råkade jag spara över filen med en "tom" mapp, så jag fick göra om allt igen. Sen hade jag visst råkat koppla TPS-givaren fel. Värdena blev bättre då sladdarna satt rätt..
Sen tog det också sin lilla tid att lära sej mappa "på rätt sätt". På det amerikanska forumet snappar man upp både ett och annat tips. Nu är tex. tomgången så stabil som den bara kan vara! Typ fiskebåt i 500 r/min!
Sånt gick inte med förgasare.
Megasquirtlådan blev lite ljummen vid längre sträckors körning, så jag tog bort luckan i botten och körde utan så den skulle hålla sej lite svalare. Ett tag körde jag med en liten CPUfläkt som blåste in luft i lådan, men kom på att det nog var lite overkill. Utan lucka räcker bra.
Lådan fästs förresten med självhäftande kardborreband under panelen vid passagerarens vänstra fot. Reläkortet hänger bakom/under handskfacket.
Hur gick det då?
Jo, motorn går bättre är förut på alla sätt och vis. Tomgången kan man lägga stax över 500 varv och ändå ärdå är den stabil. Fast AC:n kyler knappt på så låga varv.
Bränsleförbrukningen var tyvärr densamma, med en skillnad, den drar mycker mindre på tomgång! På cruisingen på big meet drog den nästan hälften av vad den gjorde förra året!
Att den drar lika mycket på landsväg beror på att förgasaren redan var snålt ställd.
Men vridmomentet har ökat rejält. Bakhjulsspinn med full tank är inga som helst problem, och 0-100 går märkbart fortare.
Men samtidigt hade jag ju bytt kamaxel från standardkammen till en MT3 från MTS, så det är inte lätt att avgöra vilket som bidrar till vad.
Efter att ha klurat på lite motorteori så kom jag på att MT3-axeln faktiskt får motorn att dra mer bensin. Tro inte på allt ni läser.
Insprutning är den bästa modifiering jag gjort!
Megasquirt II
Ja,vasjutton kan det bli mer teknik så ska det!
Megasquirt II är ett litet dotterkort som pluggas in i det befintliga megasquirtet, och som ger en del fördelar.
Bland annat går det då att koppla in en bredbandslambdasond som ger mycket bättre kontroll över bränsleblandningen, och dels kan megasquirtet ta hand om tändningen också.
Bredbandslambdasonden kom från innovate motorsports, och den datastyrda fördelaren från en cadillac 368-motor.
Reläkortet behövde byggas om med ytterligare några sladdar och ett relä som ser till att fördelaren får fem volt vid drift, men inte vid start. Själva MS:et behövde kompletteras med några sladdar inuti för att kunna ta kontroll över tändningen.
Megasquirt II.
Så här i efterhand var MS-II lite onödigt. Megasquirt I med extra-kod kan också ta hand om tändningen. Bredbandslambda likaså.
Ett litet problem med just den här motorn som har väldigt stora trottelspjäll, är att det blir nästan omöjligt att ställa in acc enrichment (accelerationsberikningen) vid lite gas. Från tomgång behöver man bara öppna gasen någon procent innan den hostar till och dör pga för lite berikning. Ställer man in så det blir bra i det området när spjället är nästan stängt, så får motorn istället för mycket då spjället är mer eller helt öppet.
Lösningen blev att all berikning styrs efter motorns vacuum, och det kan man göra om man kör med Extra-kod eller har ett MS-II.
Recept:
Megasquirt version 2.2 (själva kretskortet) med Megasquirt-II dotterkort (CPU'n)
Mjukvaruversion (flash) 2.886
Komponenterna kommer mestadels från Elfa.
Externt flybackkort.
Reläkort med delar från Elfa och Biltema.
Modifieringar utöver standard:
Pin 25 är kopplad för att styra tändning.
FET-drivkretsen är en MAX626CPA.
Flyback-kortet har separat matning.
Tach-input-kretsen är modifierad för att funka med HEI 8-pin modul. Modifieringen
är samma som för MSnS-E. Se bild:
Här!
Motståndet D8 är på 1000 ohm.
Hela rubbet matas med en 30A säkring. Själva ms-boxen har en 2A säkring.
Fördelaren kommer från En cadillac 368-motor och har en Standard Motors 8-pins
HEI-modul.
HEI-modulen har att relä kopplat till sig som gör att 5-volten bryts då startmotorn
går. Detta för att inte få någon förtändning vid start.
Sen är det inte fler konstigheter, för tillfället.
Lite teori.
Jämfört med insprut är förgasare stenålder.
Det tyckte tyskarna redan på trettiotalet då dom satte insprutning på sina messerschmittar. Nog för att Tyskarna förlorade kriget, men det berodde inte på insprutningen.
En förgasare innebär alltid kompromisser. Bränsleblandningen blir aldrig exakt, och fördelningen av bränsle till dom olika cylindrarna blir heller aldrig riktigt lika.
Med insprutning blir allt mycket exaktare.
Miljövärdena blir bättre, bränsleförbrukningen går ner, och effekten går upp då varje cylinder får rätt blandning..
Det här var en graf som fick mig att hicka till ordentligt, men tänk på att quadrajeten är en kompetent liten klump, så skillnaderna blir inte så stora igentligen.
Här är den största fördelen med bränsleinsprutning där varje cylinder har en egen injektor, (Även kallat TPI), fördelningen av bränsle mellan cylindrarna blir mycket jänm. Bra på alla sätt!
Dessutom matas insprutningsmotorer med fördel med kall luft. Nästan alla förgasarmotorer matas med uppvärmd luft (ca 40 grader) för att klara miljökraven, medans en inprutad motor går som ett skott om det är många minusgrader ute.
Kall luft har lägre densitet samt att den "flödar lättare". Varm luft flödar nämligen sämre, tvärtemot vad man kanske skulle kunna tro.
Insprutning är helt enkelt överlägset vad gäller effekt, miljöpåverkan och körbarhet.
Nackdelen är att det är dyrt, mer känsligt, oestetiskt att titta på och så väldigt mycket krångligare. Dessutom måste man åka runt i början och ställa in (mappa) allting, vilket kan bli ett evighetsgöra om man är riktigt petig.