| Mon 10. Aug. 2020, 11:13:29 |
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Hi,
wie einige schon mitbekommen habe, stecke ich gerade in einem Projekt meinen Volvo Amazon auf Einspritzer umzubauen. Da mir die originale D-Jetronic von der Teileversorgung zu selten geworden ist, habe ich mich für die Megasquirt MS2 mit dem Boardlayout V3.0 entschieden. Als Firmware verwende ich die MS2/Extra 3.4.3. Dieses freiprogrammierbare Steuergerät kann mit fast allen Sensoren umgehen und steuert die Zündung und Einspritzung. Ich verwende den Modus „Speed Density mit halbsequenzieller Einspritzung und Zündung“. Da ich keinen Positionssensor an der Nockenwelle habe ist ein Vollsequenzieller Betrieb nicht möglich. Es müssen alle Kennfelder (VE, AFR und Zündung) selbst eingefahren werden. Dazu kommen noch Späße wie Beschleunigungsanreicherung, Warmlaufeigenschaften und Lambda ClosedLoop Regelung. Für die Megasquirt gibt es recht viele Anleitungen wobei alles in Englisch ist. Zum Parametrieren der Megasquirt benutze ich das TunerStudio 3.1.
Mein Motor selbst ins ein B20 mit D-Nocke und 4-1 Fächer. Den Motor habe ich vor 4Tkm überholt und auf erstes Übermaß bohren lassen.
In diesem Beitrag möchte ich euch zur Unterhaltung ein paar Eindrücke vom Umbau geben – viel Spaß 
Folgende Sensoren habe ich verwendet:
- Drehzahlerkennung VR vom Alpha 147
- Breitbandlambda Bosch LSU4.9 mit Kontroller von Knödler Technologie
- MAP Sensor eingebaut in MS2
- TPS Drosselklappenpos. vom Volvo 850 mit Selfmadeadapter
- CLT Kühlwassertemp. original D-Jetronic
- IAT Lufttemp. GM-Sensor von Ebay
- Benzindruckgeber 0-100Psi/0-5V Sensor von Ebay
- Einspritzdüsen original D-Jetronic
Mein erster Schritt war die Megasquirt selbst elektrisch so anzupassen das diese für mein Projekt passt.
Nach dem Fächerkrümmer habe ich eine Bosch LSU4.9 Breitbandsonde montiert. Zusätzlich musste ich die Steuerplatine für die Sonde in ein Gehäuse basteln und mit der Megasquirt verbinden.
Der wohl wichtigste Sensor für die Steuerung ist die Drehzahl und Positionserkennung der Kurbelwelle. Dazu habe ich ein 36-1 Triggerrad auf die Riemenscheibe gebrutzelt. Als Sensor verwende ich einen VR-Sensor von einem Alpha 147 (Schrottplatz). Den Halter konnte ich aus etwas Aluschrott bauen.
Bis die Drehzahl über alle Bereiche (150 U/min beim Anlassen, 6000 U/min bei Vollgas) gepasst hat, ist einiges an Zeit vergangen. Dazu bietet die MS2 aber einiges an Werkzeugen und Filterfunktionen an.
Ich habe dann gleich meinen 123-Verteiler von der Zündspule getrennt und die MS2 angeschlossen. Als Zündkennfeld habe ich die 123 Kurve für erste Tests übernommen. Tatsächlich lief die Zündung erstaunlich schnell und mit der Zündpistole konnte ich dieselbe Frühverstellung wie beim 123-Verteiler überprüfen. So bin ich dann erstmal ein paar Wochen rumgefahren um zu überprüfen ob Zündung und Drehzahlerfassung zuverlässig funktionieren. Ich hatte weiterhin meine 2X SU-HIF6 montiert.
Wenn alles mal läuft möchte ich noch auf WadtedSpark umbauen und den mechanischen Verteiler rauswerfen.
Im nächsten Schritt habe ich einen B20F Kopf vorbereitet. Ein wenig Kanal- und Brennraumbearbeitung mit dem Dremel und auf eine Verdichtung von ~9,7 geplant.
Den Kopf habe ich wieder mit den Vergasern montiert und die Öffnungen für die Einspritzdüsen verschlossen. Mit den ganzen E-Komponenten war ich noch nicht so weit um gleich alles zu montieren. So bin ich erstmal wieder die letzten Wochen durch die Gegend gefahren.
Bei der Kopfmontage ist mir aufgefallen, dass im Motorblock die Bohrung für die Abstützung der Ansaugbrücke fehlte. Ich habe dann mit einer Winkelbohrmaschine und gekürztem Bohrer für M12 gebohrt und danach das Gewinde geschnitten. Zusätzlich musste ich meinen Öldruckgeber versetzen da dieser mit der Abstützung kollidierte. Da ich einen 4-1 Fächerkrümmer verwende, musste ich auch die Abstützung selbst anpassen. Das Rohr vom ersten Zylinder kollidiert mit der Abstützung.
Da der Fächerkrümmer für die Vergaser-Ansaugkrümmer hergestellt wurde, musste ich noch vier kleine Unterlagen feilen damit dieser in einer Ebene mit den Ansaugkrümmer vom B20E ist. Der Unterschied beträgt 4mm.
Was natürlich auch noch fehlt für einen Einspritzer ist die Rückleitung zum Tank vom Benzindruckregler vorne am Fuelrail. Dazu habe ich den Tank ausgebaut, mit Wasser gespült und noch 1 Woche in der Sonne liegen lassen. 2X Täglich habe ich den Tank mit Druckluft ausgeblasen. Der Tank hat zwar noch immer nach Benzin gerochen aber es kam keine Stichflamme heraus als ich an die Öffnung einen brennenden Lappen hingehalten habe. Erst jetzt habe ich ein Loch gebohrt und ein gebogenes 8mm Stahlrohr eingesetzt. Dieses wurde verschweißt und danach noch verzinnt damit es dicht ist. Beim schweißen am Tank sollte man nie auf Risiko gehen. Freunde aus einer Kfz-Werkstatt haben mir üble Geschichten erzählt.
Als Halter für Pumpe und Filter habe ich ein 1,5mm Bleche gewählt und diese biegen lassen und an den Rändern umgefalzt und verschweißt. Montiert ist ein Vorfilter nach dem Tank, danach die Benzinpumpe und ein Feinfilter zum Schluss. Den kleinen Vorfilter kann man relativ einfach reinigen ohne dass das ganze Blech demontiert werden muss. Als Zuleitung zum Motor verwende ich die originale Benzinleitung. Als Rückleitung habe ich ein 8mm Polyamidrohr verwendet.
Unsere Volvos haben ein Gasgestänge welches man für die B20E Drosselklappe irgendwie auf Gaszug umbauen sollte. Ich bin glücklicherweise beim schlendern über einen Schrottplatz auf die DK-Betätigung von einem Volvo 960 gestoßen. Dort habe ich mir das Rad mit Federrückstellung demontiert und einen Halter gebastelt. Die Kugelaufnahme vom Gasgestänge zum 960er Gaszugrad ist dieselbe wie beim Amazon. Durch die Langlöcher am Halter und Verstellung am Zug kann man diesen optimal einstellen. Befestigt wird der Halter an den zwei vorhandenen Gewinden vom Gasgestänge.
Hier noch ein Bildchen von meinem Düsenprüfstand. Die MS2 hat einen Testbetrieb für Einspritzdüsen. Ich habe 5 Düsen mit der Nummer 0280150036 bei Ebay gekauft. Dummerweise sind die Farben unterschiedlich aber die Bosch Nummern gleich.
Ich musste alle Düsen ins Ultraschallbad hängen und mit der MS2 während der Reinigung takten. Danach hatte ich bei allen Düsen wieder ein schönes Sprühbild. Die Durchflussmengen sahen beim statischen testen gleichmäßig aus.
So, jetzt ist endlich alles eingebaut und verdrahtet. Den Kühlwasserbehälter muss ich noch auf die andere Seite versetzen da sonst kein Luftfilter passt.
Beim ersten starten ist der Motor sofort angesprungen und lief einigermaßen gleichmäßig. Das TunerStudio erstellt eine Art Basismap mit welcher gestartet werden kann. Elektrisch und mechanisch scheint der Umbau erstmal zu funktionieren. Jetzt kommt natürlich die ganze Arbeit den Motor zu optimieren und einzustellen.
Ich habe jetzt 1 Stunde versucht den Leerlauf ruhig zu bekommen. Momentan schwankt die Drehzahl zwischen 800-950 Rpm und der AFR Wert zappelt zwischen 13 und 15 AFR. Bei der Fehlersuche habe ich nochmals die Einspritzdüsen überprüft. Im Leerlauf werden diese nur 1.3ms angesteuert. So wie es aussieht sind die statischen Durchflussmengen bei allen Düsen gleich auch wenn die Farben unterschiedlich sind. Im dynamischen Betrieb sieht es dann aber anders aus. Ich habe die Düsen alle 50ms für 1.3ms angesteuert und das 5000 Mal in Folge. Die gemessene Menge war bei den 2 grünen Düsen ungefähr 20-25% höher als bei den blauen. Es sieht also so aus als ob die Öffnungszeiten der Düsen unterschiedlich sind. Eventuell kommt daher mein unruhiger Leerlauf.
Ich werde mich jetzt erstmal auf die Suche nach entweder 2 grüne Düsen oder 1 blaue machen. Beide haben die Nummer 0280150036. Die grünen müssten vom P1800 oder 140er sein. Die blauen vom Mercedes W116 oder W107. Im Grunde benötige ich 4 gleiche Düsen egal von welchem D-Jetronic Fahrzeug. Hat von euch jemand noch etwas rumliegen?
Ich sende dann wieder ein paar Updates, wenn ich weiter bin.
Grüße
Thomas
Danke noch an Magnus (Volvomania) und die anderen Forumsmitglieder die mir wertvolle Anregungen gegeben haben....
P.s. Was meine Frau von dem ganzen hält....
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Update 09.09.2020
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So, jetzt gibt es wieder ein kleines Update.
Nachdem die Frustration hoch genug war, habe ich meine 5 Einspritzdüsen zu der Firma http://www.innoteco2.de/ gesendet. Reinhard (innoteco2) konnte mir inzwischen einiges an Tipps geben und einen wertvollen Kontakt herstellen. Über diesen bin ich dann auch im forums.swedespeed.com gelandet. Dort hat jemand über 6 Jahre die MS2 auf einem B20E optimiert. Ich bin mit der Person inzwischen im kontakt. Ab Post 391 fange ich an mit meinen Problemen zu nerven. Wer es lesen möchte: What!-Another-142-Project-Car
Zurück zu den EVs und Reinhard. Er konnte meine Messergebnisse validieren und ist nahezu auf dieselben Durchflussmengen gekommen. Online findet man alle möglichen Durchflussraten für die 036 EVs. Folgende Werte konnten wir jetzt ermitteln:
432ml/min bei 2 Bar Benzindruck
534ml/min bei 3 Bar Benzindruck
Sehr ähnliche Werte hatte auch das Mitglied von „swedespeed“ ermittelt.
Die EVs sind eigentlich viel zu groß für den kleinen B20. Sämtliche Düsenrechner geben für einen 4 Zylinder mit ungefähr 125Ps eine Düsenempfehlung von 250 - 280ml/min an. Durch die große Durchflussmenge kann im Leerlauf nur sehr kurz eingespritzt werden. In meinem Fall mit Semi-Sequentiellem Betrieb im Modus Batch-Fire (2 Düsen hängen an einem Ausgang und spritzen deshalb immer 2 Mal pro 720° ein) wird die PW (Pulsweite/Einspritzdauer) sehr kurz. Im Leerlauf habe ich nur noch 1,3ms was nicht zu empfehlen ist da die Linearität nicht mehr gegeben ist.
Jean (Volvoniacs) hat ebenfalls 036 EVs zu innoteco2 geschickt. Dort werden alle EVs getestet und ein passender Satz für mich zusammengestellt (möglichst gleiche Durchflussmengen bei niedriger Pulsdauer). Vielen Dank Jean! Danke auch an Bubu (Volvoniacs) der mir auch Teile zum testen zur Verfügung gestellt hat!
Ich habe mich entschieden die Anlage in der Zwischenzeit auf Full-Sequentiell umzubauen. Der Vorteil davon ist, dass jede EV einzeln angesteuert wird und nur noch einmal pro 720° pro Zylinder eingespritzt wird. Dadurch verlängert sich die PW auf ungefähr 1,8-2ms. Zusätzlich kann für jede Düse unterschiedlich lange eingespritzt werden. Damit kann man z.B. Ungleichheiten in den EVs kompensieren. Über die Abgastemperatur müsste ermittelt werden wie die einzelnen Zylinder laufen aber das ist eine andere Baustelle.
Damit Full-Sequentiell funktioniert muss zusätzlich die Position der Nockenwelle erkannt werden. Ein einzelner Impuls für 1 Zylinder vor Zünd-OT ist ausreichend. Damit weiß die MS2 in welchem Arbeitstakt die einzelnen Zylinder sind. Zusätzlich müssen weitere Injektor Treiber hinzufügt werden.
Die Lageerkennung der Nockenwelle war einfach. Ich habe einen alten Zündverteiler zerlegt und 3 von den vier Nocken entfernt. Die Fliehkraftverstellung im Verteiler habe ich blockiert. Der verbleibende Nocken betätigt den Unterbrecher bei ungefähr 150° vor Zünd-OT erster Zylinder. Über einen PullUp Widerstand und Optokoppler bekommt die MS2 in diesem Moment ein High-Signal. Mehr wird nicht benötigt. Ein Upgrade wäre eventuell noch ein Hall-Geber anstelle des Oldschool Unterbrechers.
Hier sieht man noch die zwei Triggersignale. Das untere ist von der Kurbelwelle (36-1).
Das obere Signal ist der einzelne Nocken vom Verteiler. Von beiden Signalen wird jeweils die steigende Flanke ausgewertet.
Für die zusätzlichen Injektor Treiber probiere ich etwas neues. Von Texas Instruments gibt es eine kleine Ameise mit der Bezeichnung LM1949N. Dieser IC kann jeweils ein Low-Z (Niederohmig) EV steuern. Wer Interesse hat einfach mal das Datenblatt anschauen. Die Ansteuerung hört sich vielversprechend an. In den Staaten habe ich für die MS2 eine passende Rucksackplatine gefunden. In dem kleinen Gehäuse wird es jetzt ganz schön eng. Zusammenlöten muss man sich die Teile übrigens selbst (auch die MS2)!
Mit dem TunerStudio kann man sich selbst Oberflächen für den PC oder Tablet erstellen. Hier meine aktuelle mit der ich arbeite. Dort kann man auch erkennen was für fiese Sprünge der Leerlauf macht.
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Update 29.09.2020
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Ich bin begeistert….
In den letzten Tagen habe ich ungefähr 100Km auf der Autobahn zur Optimierung der Mapping Tabelle verbracht. Der Umbau auf Voll-Sequentiell hat auf Anhieb funktioniert. Die Triggersignale von der Kurbelwelle und Verteiler werden bis 6000 U/min problemfrei erkannt. Das Peak & Hold Board verrichtet seine Arbeit ohne Auffälligkeiten.
Eingebaut sind jetzt 4 Injektoren (EV) welche sich um max. 3-4% von der Durchflussmenge unterscheiden. Durch den Umbau wird jedes EV nur noch einmal pro Arbeitszyklus angesteuert. Die Pulsdauer im Leerlauf beträgt jetzt ungefähr 2ms anstelle von 1,3ms was deutlich zur Verbesserung des Leerlaufs beigetragen hat. Nach ein paar Optimierungen in der SW pendelt der Leerlauf jetzt um +/- 25 U/min bei 900 U/min. Die kurzen Aussetzer welche ich mit der alten Konfiguration hatte sind auch nicht mehr vorhanden.
Die Ansteuerung der EV via PWM war mit Sicherheit auch nicht optimal. Das P&H Board funktioniert ohne Parameter im Vergleich zur PWM Ansteuerung. Der LM1949 kümmert sich um den nötigen Strom.
Hier ein Bild des P&H Stromverlaufs eines einzelnen EV (Strom über 0,1 Ohm Widerstand angezeigt).
1 Div steht für 1A. Wenn 4A erreicht sind (Peak) geht das Board in den Hold Modus mit 1A. Die Pulsdauer beträgt 8ms was bei mir Volllast bedeuten würde.
Mit dem Benzindruckregler hatte ich noch einiges an Problemen. Grund dafür war, dass die Benzinpumpe einen zu hohen Durchfluss hatte. Nach ungefähr 20 Minuten im Betrieb wurde Luft von der Pumpe angesaugt. Das Benzin im Tank wurde durch den hohen Durchfluss mit Luft vermengt (schaumig) welche dann wieder von der Pumpe angesaugt wurde. Dadurch ist der Benzindruck sehr unruhig geworden. Über den Benzindruckgeber 0-5V im FuelRail konnte ich den Druck über die MS2 mitloggen bzw. auf dem Notebook beobachten.
Mit ein paar alten Lastwiderständen habe ich überprüft, wie weit ich die Spannung der Pumpe reduzieren kann bis der Benzindruck bei Volllast nicht mehr gehalten wird. Mit einem R von 1,65 Ohm (6,5V Spannungsabfall) wurde der Druck trotz max. Last über längere Zeit konstant gehalten. Ich werde mir jetzt einen einzelnen Lastwiderstand mit 1,5 Ohm und 50W in die Leitung hängen. Die Pumpe läuft dann nur noch mit 8V.
Die gewünschten AFR Werte werden jetzt schon zu 90% über die AFR Tabelle eingehalten. Im Teillastbereich (Saugrohrdruck 60Kpa) habe ich noch eine Art Magerruckeln zwischen 2200-2500 U/min. Eventuell muss ich in diesem Bereich etwas fetter fahren. Es gibt aber noch einige weitere Parameter an welchen ich noch spielen kann.
Nach der letzten Autobahnfahrt habe ich mir zur groben Diagnose die Zündkerzen angeschaut. Was meint ihr dazu? Für mich sehen die Kerzen 1 und 2 nach einer zu mageren Verbrennung aus. Kerze 3 und 4 finde ich ganz okay aber ich tue mir da etwas schwer mit den Farben.
Zylinder 1,2,3 und 4 von links nach rechts.
Edit: Inzwischen sehen alle Kerzen aus wie die linke. Am Anfang bin ich zu fett gefahren und die Kerzen hatten sich noch nicht gereinigt.
Hier meine aktuelle AFR Tabelle:
Edit: Nicht aktuell, inzwischen fahre ich auch im Teillastbereich früher fetter.
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Update 25.12.2020
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So, mal wieder ein kleines Update zum Umbau.
Inzwischen habe ich die WastedSpark Zündspule eingebaut. Diese habe ich von einem VW Lupo inkl. Zündkabel für 20.- Euro ausgebaut. Als Treiber habe ich zwischen die Spule und der MS2 einen TC4427 Chip eingebaut. Die Zündung hat nach dem Umbau sofort funktioniert und der Zündfunke ist deutlich stärker als von der alten originalen Spule. Einen Unterschied am Motorlauf zwischen den beiden Spulen konnte ich aber nicht feststellen!
Der Motor läuft inzwischen sehr gut mit der Megasquirt bis auf die Beschleunigungsanreicherung. Diese habe ich aber auch noch nicht optimiert was dann im Frühjahr nachgeholt wird.
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Update 05.09.2023
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Ende 2021 hatte ich auf Bosch EV1 0280150955 Injektoren umgestellt. Das sind hochohmige Düsen und das Peak And Hold Board wird nicht mehr benötigt. Die MS2 bzw. MS3 kann diese Düsen direkt ansprechen ohne das etwas gebastelt werden muss. Seit den 80er werden eigentlich nur noch hochohmige Düsen verbaut.
Die Bosch 0280150955 Düsen funktionieren etwas anders als die klassischen EV1 Düsen mit einer Nadel. Bei diesen Düsen wird der Sprühstrahl aus 4 Öffnungen generiert und zerstäubt deutlich feiner. Einen wirklichen Unterschied habe ich im Motorlauf aber nicht gemerkt. Die Düsen gibt es von Bosch nur mit O-Ring Anschluss. Ich habe aber ein tolles Unternehmen gefunden, welche mir die Düsen neu verkauft hat und gleich auf Schlauchanschluss umgebaut hat: Bavarianwerke
Somit kann man auf moderne Einspritzdüsen zurückgreifen, welche aber in die alten Systeme mit Schlauch passen. Für die D-Jetronic ist es aber keine Lösung da dort Low-Z (Niederohmige Düsen) verwendet werden welche nur noch gebraucht für viel Geld über die Theke gehen.
Anfang 2023 habe ich meine MS2 mit den ganzen selbst gebastelten Schaltungen entfernt und gegen eine MS3X ausgetauscht. Die MS3 ist die aktuelle Version der Megasquirt und bietet jede Menge Vorteile. Es ist deutlich mehr Technik (bei der MS3X) in dem Gehäuse weshalb nichts mehr selbst gebastelt/gelötet werden muss. Für das Datalogging werden alle 2ms Messpunkte aufgenommen und auf einer SD-Karte abgelegt. Dann gibt es noch jede Menge neue Funktionen.
An der Technik selbst habe ich sonst nichts mehr geändert. Ein paar kleine Optimierungen und das wars. Seit Anfang 2022 habe ich kaum noch Änderungen an der Konfiguration vorgenommen. Die Umstellung auf die MS3X war mehr Neugierde, um den Unterschied zwischen den zwei Generationen zu kennen. Die ganzen Kennfelder und 95% der Konfiguration konnte ich von der MS2 in die MS3X importieren. Dadurch war die Umstellung schnell gemacht.
Grüße
Thomas
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Editiert am Tue 5. Sep. 2023, 9:57:02 von Ram99
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zu sehen!
) und zu alt.
