keskiviikko 2. syyskuuta 2015

Arkipyörän kanssa näpertelyä: sylinterinpään lämpöanturi

Breva 1100 -mallin ja sen rinnakkaismallien suhteen on ollut käsityksenä että kuluttavat tarpeettoman paljon polttoainetta viileällä säällä. Varovaisesti tähän asiaan tein tuttavuutta analogiapuolen kautta. Anturit, kuten tämä sylinterinpään lämpötila-anturi, kaasuläpän asentoanturi sekä imuilman lämpötila-anturi kuten monet muutkin eri tarkoituksiin suunnitellut anturit ovat toiminnaltaan analogisia eivätkä digitaalisia. Siksi ECUa voi huijata muuttamalla anturista saatavaa analogiasignaalia tai yksinkertaisesti hieman "auttaa" anturia kuten tässä tapauksessa. Anturia siis huijataan eikä signaalia. Signaali muuttuu kun anturin havaintokohde, lämpö, johtuu siihen herkemmin.

Myöhemmin tei saman homman California GTS:ään. Linkki tämän jutun lopussa.

Kulutus viileällä/kylmällä säällä johtuu siitä että moottori ei saavuta kovin korkeaa lämpötilaa kun säätila on alle 20 Celsiusta matka-ajossa jossa moottorin rasitus on melko alhainen ja nopeus tasainen ilman isoja kuormitushuippuja. Iso ja vääntävä kone käy silloin hyvin alhaisella "asetuksella" kun nopeutta on alle 120 km/h. Kylmäkäyntirikastus kytkeytyy pois päältä vasta kun moottorinohjausyksikkö, ECU, saa tietää että moottorin käyntilämpötila on yli 70 astetta. Sitä varten oikean puolen sylinterikannen vasemmassa takakulmassa on lämpötila-anturointi. Se koostuu kolmesta komponentista: kannen porauksessa olevasta messinkitapista joka on kierteellä kiinni kannessa, siihen liittyy musta holkki joka on ilmeisesti jotain lämmönkestävää ja haurasta materiaalia. Sen sisäkierteeseen kiinnittyy varsinainen lämpötila-anturi. Se ja sen liitin ovat väriltään sinisiä.

Tarkoitus on hoitaa kaksi asiaa yhdellä kertaa: vaikuttaa siihen aikaan jonka lämmön johtuminen anturiin kuluu nopeuttamalla sitä sekä nostamalla yleisesti anturin lämpötilaa korkeammaksi. Molemmat seikat nopeuttavat ECUn saamaa korkeampaa lämpötilasignaalia.

Anturin irrotus alkaa liittimen irrotuksella. Se on tyypillinen kaksinapainen, vesitiivis Bosch-laiteliitin. Siinä on ympäri kiertävä metallinen jousilanka joka päät pitää siirtää liittimen sivuille. Molemmat.

 Liittimen irrotus. Kapeakärkinen ruuvitaltta toimii hyvin.

Jousi kun on löysätty niin liitin lähtee kevyesti vetämällä pois. Jos ei lähde niin jousilanka jumittaa vielä.
Liittimen irrotuksen jälkeen jousilanka laitetaan takaisin lukitusasentoonsa. Se lukittuu liitintä kiinnitettäessä automaattisesti. Anturin asento on sileä sivu näkyvällä puolella. Jos se olisi toisinpäin olisi liitin vaikeampi avata mutta yhtä helppo sulkea.

Lämpötila-anturi irrallaan. Takasivu näkyvissä

Kuten näkyy niin anturista vain kapea tasapäinen osa koskee kannessa olevaa messinkinastaa. Havaintojeni mukaan mitään ilmatilaa nastan ja anturin välillä ei ole. Lämmön siirtymälle tarkoitettu pinta-ala on siis varsin pieni ja moottoria jäähdyttävä ilmavirta jäähdyttää myös anturia. Tarkoitukseni on lisätä metallipastaa käyttämällä anturin kosketuspintaa vastineeseensa. Ympäröivä holkki on sisäläpimitaltaan kiinnityskierteen kokoinen eli anturin lämpöherkän kohdan, joka on kärjen ja kierteen välissä, ympärillä on eristävä ilmatila.

Aloitin varovasti pienellä määrällä pastaa. 

Tuoretta metallipastaa anturin kärjen päässä ja ympärillä.

Pasta leviää anturia asennettaessa "tatiksi" kun anturi kierretään pohjaan ja lisää lämpöä johtavaa materiaalia ja pinta-alaa joka koskettaa kannessa olevaa vastakappaletta. Näin toivon että anturi lämpiäisi hieman nopeammin kuin alkuperäisasennuksessa. Pastan määrän kanssa pitää olla varovainen: sitä ei saa olla liikaa sillä se täyttää anturin ympärillä olevan eristävän ilmatilan ja vaikutus olisikin päinvastainen kuin on tarkoitus.

Kemiallinen metallipasta löytyy Biltemasta.

Anturi paikoillaan.

Kuvassa näkyy musta, jonkinlainen keraami- tai kovamuoviholkki. Joka tapauksessa hyvin hauras. Anturia kiristäessä on hyvä malttaa olla kiristämättä liikaa. Anturin sileä sivu tulee katsojaa kohti että liitin on helppo avata seuraavallakin kerralla. Sivuilla näkyvät "korvat" joiden taakse lukitusjousi lukittuu.

Kikkailua anturin kanssa voi jatkaa: kokeilla lisätä metallipastaa tai muokata tietokoneella lämpötila-anturin asetuksia. Voi myös laittaa anturin johtoon haaroituksen ja siihen säätövastuksen jolla saa muokattua anturista lähtevää signaalia.

 Pari lämpötilariippuvaista asetustaulukkoa.

Vasemmalla on imuilman lämpöanturin taulukko. Se ei liity sylinterinpään lämpötila-anturiasiaan. Kunhan on malliksi. Kuten näkyy niin taulukoissa on 16 arvoa. Joissain muissa taulukoissa voi olla muukin määrä. Lämpötilariippuvaisissa on näköjään 16.
Oikean puoleinen on se taulukko johon on asetettu puheena olevan anturin lämpötila-arvot ja niiden vaikutus rikastuksen määrään. Tämä taulukko määrää mitä ruiskutusmäärää mikäkin lämpötilalukema vastaa. Tätä taulukkoa muokkaamalla pystyy lämpötilariippuvaista ruiskutusmäärää säätämään karkeasti ja siihen tehdyt muutokset siirtyvät alla olevan taulukon vasemmanpuoliseen sarakkeeseen.

Lämpötilariippuvaisen rikastuksen määrä.

Pystysarakkeessa lämpötila, vaakarivillä kaasuläpän asento asteissa. Tätä taulukkoa muokkaamalla voi hienosäätää lämpötilariippuvaista rikastusta. Arvot lasketaan kertolaskuna varsinaisen ruiskutuskartan arvojen kanssa. Yhteisvaikutus on ruiskutusmäärä. Kuten näkyy on alle nollan kertoimia jotka pienentävät kokonaisruiskutusaikaa. Tosin muitakin taulukkoarvoja lasketaan mukaan kunkin tilanteen mukaan: kiihdytysrikastus, imuilman lämpötilariippuvainen rikastus, jne.

Edelläoleva tarkoittaa että aiheeseen pääsee käsiksi monelta taholta eri muokkaustavoilla. Mikä on sinänsä varsin mielenkiintoista.

Kaavio toimintojen vaikutussuhteista.

Kaavio on huomattavasti yksinkertaisemmasta moottorinohjausjärjestelmästä (MagnetiMarelli IAW15M viime vuosituhannen lopulta.) mutta se antaa käsityksen mikä on eri toimintojen toimintavaikutus kokonaisuuteen. Käsittelyn alla on MagnetiMarelli IAW5AM joka tuli käyttöön suurinpiirtein  vuonna 2004.

Todennäköiseksi vaihtoehto-osaksi sopii Motonetin varaosanumerolla 37-3584. Siinä ei ole mukana kanteen tulevaa lisäosaa ja anturin pää on hieman erinäköinen. En usko sen haittaavan.

Anturin sähköiset ominaisuudet.

En ehtinyt ennen iltaa toteamaan vaikuttiko toimenpide kulutukseen. Muita havaintoja tein. Odotin että moottori jäähtyi ulkolämpötilan olessa 13 astetta plussan puolella. Käynnistys oli normaali eikä mootttorin lämpenemisen aikana ilmennyt minkäänlaisia komplikaatioita. Ei siis mitään muutosta ainakaan negatiiviseen suuntaan. Viikonloppuna ajan kahdessa jaksossa noin 250 km lenkin jonka tauko kestää sen verran että moottori jäähtyy ulkoilman lämmön tasalle. Saan siis kulutustietoa ja kylmäkäynnistystietoa. Sitä odotellessa. Sunnuntaihin.

Lisäys 03.09.2015
Ehdinkin käydä kylmällä säällä, jos +12 astetta ja tihkusade voi sanoa kylmäksi, tekemässä reilun sadan kilometrin koeajon. Ennen anturimuutosta oli kulutus kohtuulämpöisellä säällä, noin +20C, yli 6 litraa sadalle. Nyt kylmällä säällä jäi kulutus selkeästi sen alle. Tosin mittalaitteena oli pyörän oma ajotietokone jonka kaksi trippiä kertovat myös ajetun matkan keskikulutuksen. Laskennallinen kulutuksen väheneminen oli 0,6 litraa sataa kilometriä kohti. Mittaus on kuitenkin karkea koska koeajoreitit eivät olleet yhteneväiset. Pitkän ajan kuluessa pääsee toteamaan tankkausten yhteydessä käytetyn polttoaineen määrän suhteen tarkempaa mittausta.

Kartalla menomatka. Paluumatka suoraan 9-tietä. (E63)

Tähänastinen kulutus 100 kilometriä kohden on ollut lähempänä seitsemää litraa kun ilman lämpötila on ollut reilusti alle 20 astetta. Helteellä kulutus on ollut selkeästi vähemmän. Parhaimmillan noin viiden litran tasoa sadalle. Tankillisella on päässyt noin 400 km. Tankki vetää noin 20 litraa.

Sellainen poikkeama kulutuksessa on ollut että kun ajaa viileämälläkin ilmalla agressiivisesti niin kulutus laskee hieman. Sopii kuvioon: anturi saa silloin lämpöä enemmän.

Mielenkiintoista nähdä väheneekö kulutus myös lämpimällä säällä. Eli onko anturimuutoksen vaikutus lineaarista. Eikä testaaminen ole ollenkaan vastenmielistä kun tekemisellä on tarkoitus: säästää rahaa, luontoa ja vähentää tankkaamistaukoja.

Ehdin jo miettimään onko mahdollista käyttää RE85:sta pelkästään siten että tekee lämpötilakertoimista riittävän suuret. Etanolin palaminen kun on enemmän lämpötilariippuvaista kuin bensiinin.

Lisäys 07.09.2015
Pikku ajelu perjantaina reittiä Lempäälän Sääksjärvi - Mouhijärvi pääteitä myöden - Suodenniemi - Lavia mukavaa mutkatietä. Lavia - Vihteljärvi on suoraa ja tylsää mutta maisemat hyvät. Vihteljärveltä suuntaan Kuninkaanlähde - Vihu - Jämijärvi erinomaista tietä armeijan harjoitusalueen läpi. Jämijärveltä oikealle heikkokuntoista päällystettä Tykköö - Kuusijoki - kantatie 23 jota Raivalaan josta oikealle asiallista teitä Kovelahti - Mansoniemi. Siinä perjantain ajot. Keskinopeus 78 km/h, kulutus 5,6 litraa sadalle ajotietokoneen mukaan. Lämpötila oli 18C.

Paluumatka sunnuntaina sankassa sumussa 10 asteen tietämillä reitillä Mansoniemi - 3-tie - Riitiala - Tevaniemi - Luhalahti - Viljakkala - Takamaa - kantatie 65, josta kolmosmoottoritietä Peltolammille Tampereelle. Aivan loppumatkasta sumu katosi ja lämpötila kohosi 14 asteeseen. Keskinopeus 76 km/h, kulutus 5,7 litraa.

Molemmat ajo-osuudet melko aktiivista ajoa pääosin mutkaisia ja varsin hyväkuntoisia teitä paria lyhyttä poikkeusta lukuun ottamatta.

Polttoainemittari näyttää nyt kokolailla tarkkaan että viivanvälillä on aina 50 km säästä riippumatta. Toisinaan enemmänkin. Se ei siis ole aivan linjassa ilmoitetun keskikulutuksen kanssa. Keskikulutus on siis alhaisempaa kuin mitä numerot näyttävät. Se selviää vain tankatessa. Pitää olla enemmän tankkauksia että saa tarkan lukeman. Edelleen on edellisestä takkkauksesta (Oriveden Neste 95E10 -polttoainetta tankki täyteen) jäljellä neljännestankillinen ja varatankin osuus. Vastaavaa ajoa suorittaen menee 400 km tankillisella ja hieman jääkin. Siihen en ole pystynyt kuin helteellä aiemmin. Kokonaiskulutus on varman päälle, jo näillä mittauksilla, puoli litraa sadalle pienempi verrattuna aikaisempaan. Pitänee olla tehtyyn "säätöön" tyytyväinen.

Kulutusmittarin mukaan säästö olisi vain kaksi litraa tankillista kohti. Joka sekin on merkittävää. Toisaalta olen saanut kuulla että kulutusmittari hieman valehtelee yläkanttiin. Toisaalta ei ole myöskään varmaa mikä on matkamittarin virhe. Niillä virheillä ei ole välttämättä merkitystä havaitakseen että kulutus on pienentynyt. Mittaushan on tapahtunut koko ajan samoilla mittareilla. Absoluuttiseen tietoon tarvittaisiin GPS-tieto matkan pituudesta ja tankkauksen yhteydessä tehdyt muistiinpanot pitkältä aikaväliltä myös lämpimillä säillä.

Lisäksi polttoaineseoksen mahdollinen laihuus nostaa käyntilämpötilaa ja syntyy kierre jossa lämpötilan nousu edelleen laihentaa seosta joka taas kuumentaa palotapahtumaa. Pakoputkessa on sitä varten lambda-anturi joka laittaa järjestelmän ruotuun jos liian laihalle menee.

Lisäys 17.09.2015
Kokeilin anturiin vielä helppoa keinoa vuoraamalla sen ympäri kiiltävällä materiaalilla jonka tarkoitus olisi heijastaa anturista lähtevä lämpösäteily takaisin. Eli pitää anturin lämpötila vakiompana. Asiasta ei ainakaan vielä ole tullut merkittäviä havaintoja. Ainakaan positiivisempään suuntaan.

Suojaholkki anturin ympärillä.

Hienolta vaikuttava idea suojaholkista ei toiminut eli ei vaikuttanut polttoaineen kulutukseen. Viritys poistettu. Nyt on jo tullut ajeltua sen verran että tankkausten yhteydessä suoritetusta kulutuksen ja ajettujen kilometrien vertailusta on saanut jonkinnäköistä selvyyttä. Ainakin se että ajotietokone on varsin negatiivinen ilmoituksissaan. Kulutus sen mukaan on liki litran enemmän kuin totuus. Pitkän aikavälin keskikulutus on pyörän matkamittarilla mitattujen kilometrien mukaan 5,6 litraa sadalle kylmälläkin säällä (alle +15 astetta). Ajotietokone näyttää silloin jo lähemmäs seitsemän litran lukemia. Todellisia kilometrejä en saa selville jos en ala ajamaan GPS:n mukaan. Joka sekin on täysin mahdollista. Kyseinen laite löytyy mutta autokäyttöön tarkoitettu. 

Tankillisella (23 litraa) pääsee hieman säästelemällä eli normaalisti ajamalla liki joka kerta 400 kilometriä joka lukema oli ennen vain satunnainen hellekelin tulos. Myös maailma pelastuu koska kulutus pieneni ja samalla päästöt. Kone ei silti käy liian laihalla eikä typpioksidipäästömäärä siten pääse karkaamaan suureksi. Vähän CO:ta ja vähän NOx-päästöjä. Pyörä kuuluu EURO3-päästöluokkaan.

Vastaavan toimen tein myös California GTS:ään. Vaikutus oli siinä vielä merkittävämpi kulutuksen suhteen. Yllätys oli että komponentti oli erilainen kuin korjaamo- ja varaosakirjat kertoivat. Haittaa asiasta ei liene.

Lisäys 24.01.2018
Olen saanut tietooni että muuallakin on toimittu näin. Hommahan ei ole kummoinenkaan. Tarvitaan vain perustyökaluja ja alumiinipastaa. Ja kulutus alenee.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti