Aqui os traigo el tocho que me he dedicado a escribir esta tarde acerca de como tunear combustible y chispa, lo he basado tanto en lecturas como en expericiencias propias y espero os sea a util y os guste!
AJUSTAR COMBUSTIBLE Y ENCENDIDO
Un motor de combustion interna es basicamente como una bomba de aire. Tal como viene hecho de fabrica tendrá un determinado flujo de aire basado en revoluciones del mismo, carga, etc… y esta tuneado de manera acorde a esto. Cuando se hacen modificaciones de componentes que varian la cantidad de aire que el motor respira (arboles de levas, admisión, turbo, etc), hacen falta cambios en la gestion electronica para compensar. Esto implica como minimo el reajuste del combustible y del encendido.
Basicamente cuando el flujo de aire incrementa, la entrega de combustible debe ser incrementada en funcion de ello. La meta a conseguir es hacer llegar al motor el ratio correcto de aire con combustible (AFR). Pero no pienses ajustar el ratio AFR es la unica cosa necesaria de hacer cuando se han hecho reformas importantes en un motor, no es tan simple. Introducir mas aire y combustible dentro de un motor significa que van a ocurrir explosiones mas grandes, lo que significa mayores temperaturas y presiónes dentro de la camara de combustión, que pueden incrementar increiblemente la posibilidad de detonacion (knock) y dañar el motor. Esto quiere decir que tambien que el encendido debe ser ajustado tambien.
El tuneo del motor no es simplemente el ajuste del combustible y el encendido, pero basicamente son el 90% de la ecuación. Si estas dos cosas estan bien ajustadas, las posibilidades de que el motor sobreviva son altas.
Como todas las cosas en la vida, el tuning de un motor se basa en un equilibrio. La clave para obtener el mejor tuneo es obtener un resultado balanceado entre la maxima potencia posible y la seguridad del motor, no llevando a este dentro de los margenes de la destruccion. Hace 20 años los tuners utilizaban principalmente su vista, oido y olfato para tunear, lo que requeria años y años de experiencia. A dia de hoy los sistemas de inyeccion de combustible modernos utilizan una varidad de sensores que nos facilitan muchisimo las cosas.
FUEL TUNING (AJUSTE DEL COMBUSTIBLE)
Como ya hemos dicho antes, uno de los aspectos mas importantes del tuning es ajustar el air-fuel ratio (AFR). El AFR es la proporcion de aire/combustible que tenemos dentro de la camara de combustión en el momento de encender la chispa. Pequeños cambios en el AFR pueden inducir cambios importantes en la potencia desarollada por el motor, en la conduccion del mismo y en las emisiones contaminantes. Un AFR de 13:1 significa que hay aproximadamente 13 veces mas aire que combustible entrando en el motor, de aqui el ratio de 13 a 1. Para determinada cantidad de combustible se necesita una cantidad proporcional de aire para quemar por completo todo el combustible. Cuando ambas partes estan en un ratio ideal para que ambas sean quemadas completamente, se dice que es un ratio estequiometrico. En este caso para la gasolina el ratio estequiometrico es 14,7:1, es decir que para 1 parte de gasolina quede quemada completamente haran falta 14,7 partes de aire y viceversa. Desafortunadamente, 14,7: 1 no es un AFR magico que te va a proporcionar la maxima potencia. Lo ideal en un motor es un ajuste que permita que el motor trabaje a diferentes AFRs bajo diferentes rangos de revoluciones y cargas.
Las diferentes ajustes pueden ser catalogados con los terminos “rich” (mezcla rica en gasolina) o “lean” (mezcla pobre en gasolina), ¿Que implica esto? Vamos a verlo.
Mezcla rica: es cuando hay mas combustible que aire presente para quemar completamente toda la mezcla. La mezcla rica nos dejara un pequeño extra de combustible sin quemar que puede ser bueno para refrigerar la camara de combustion y prevenir la detonación, pero la otra cara de esto es que una mezcla rica nos dara menos potencia, mayor consumo de combustible, mayores emisiones, depositos de carbonilla en las valvulas y en la camara de combustion. La mezcla rica en exceso tambien puede ocasionar contaminacion en el aceite del motor degradando sus propiedades y a la larga este aceite contaminado puede ser perjudicial para las paredes de los cilindros y para los aros de los pistones.
Mezcla pobre: es cuando hay mas aire que combustible presente del necesario para quemar todo el combutible. Esto nos dejara un extra de oxigeno despues de la combustion. Esto mejorara nuestro consumo de combustible y las emisiones por lo general seran mas bajas. Por otro lado, una mezcla pobre se quema mas despacio y a mas altas temperaturas, lo cual puede causar que se quemen las valvulas, pistones, detonacion y otros problemas, especialmente si es durante condicones de carga alta o WOT (wide-open throttle, acelerador pisado a fondo).
El AFR en un coche con motor atmosferico debe rondar 14,7 a ralentí o con poca presión del acelerador, cerca de los 14.0 para medias cargas y alrededor de 13:5 exclusivamente para acelerador a fondo. En un coche de calle no nos hara falta un AFR mas rico. En caso de uso en circuito, la exposicion prolongada a cargas altas en el motor quizas nos lleve a requerir un AFR algo mas rico.
Para un coche con motor sobrealimentado, las cosas cambian un poco. Normalmente el AFR necesario mientras estemos fuera de boost sera el mismo que para un motor atmosferico, pero una vez dentro de boost necesitaremos un extra de combustible para refrigerar y evitar la detonacion. Con gasolina disponible en los surtidores (98 octanos en este, nuestro pais) un motor sobrealimentado cuando entre en zona de boost necesitara un AFR de entre 11.1 a 12.5, dependiendo de las condiciones.
Hay diferentes metodos de ajustar el ratio AFR:
- Regulador de presión de combustible: basicamente funciona reteniendo la presión hacia el conductor de retorno de combustible, asi se acumula mayor presión en la rampa de inyección y cuando el inyector da el pulso, la cantidad de gasolina que expulsa es mayor. Se instalan intercalandose en los tubos del combustible y se accionan mediante un interruptor de vacio conectado al colector de admision, de esta manera cuando se sobrepasa la presion atmosferica y llegamos a la zona de boost, el regulador aumenta la presion de combustible, inyectandose mas cantidad de la necesitada. Si nuestro coche esta equipado con sonda lambda, al instalar uno de estos aparatos necesitaremos un O2clamp, que lo que hace es activarse en boost y emular la señal de la sonda lambda, ya que esta al estar leyendo rico sera interpretada por la ecu del coche cuando este funcionando en closed loop y esta ecu comenzara a reducir los pulsos para estabilizar la mezcla.
-Dispositivos piggyback: Son pequeños aparatos electronicos que se cablean de manera adjunta a la ECU del vehiculo y engañan a esta para que modifique los pulsos de inyección. Los hay que controlan mas funciones ademas del combustible.
-ECUS standalone programables: Son ecus que sustituyen por completo a la ecu del vehiculo, por lo general con ellas podremos manejar cualquier tipo y tamaño de inyector que pongamos en nuestro motor, ademas de controlar el resto de funciones.
Definitivamente la mejor opcion para mi gusto y tambien termina siendo la mas economica, puesto con un solo dispositivo controlaremos todo, en lugar de adquirir diferentes dispositivos y mecanismos para controlar las funciones de manera separada.
COMPLEMENTO INDISPENSABLE PARA EL AJUSTE DEL AFR:
Consigue una WBO2! Las sondas lambda que vienen de serie en los coches son de banda estrecha, apenas pueden medir entre 14.1 y 15.0, siendo asi no podemos visualizar correctamente los cambios en el AFR. Un sistema standandalone hara mejor uso ya que utilizara las lecturas de esta sonda para hacer ajustes. Tambien nos vale para visualizar mediante su reloj los cambios que estemos haciendo con un regulador de presión o un dispositivo piggyback.
COMO SE AJUSTA EL COMBUSTIBLE EN LOS DIFERENTES SISTEMAS:
-Con regulador de presion de combustible: Suelen ser de varios tipos, unos se ajustan mediante un tornillo otros llevan discos intercambiables con diferentes ratios. Lo ideal es tener instalada una WBO2, por ejemplo la LC-1 permite hacer logs de sus mediciones sin necesidad de ningun otro aparato. Lleva una salida de puerto serie que puede ser enchufada a un ordenador portatil y con esto grabaremos logs de lo que esta ocurriendo, el problema, es que no sabemos otro dato que el AFR, no sabemos o no podremos recordar en que momento estaba ocurriendo. Por esta parte estamos bastante limitados. Las posibilidades que tenemos son grabar un log durante una lanzada en cuarta velocidad y visualizar los resultados, a partir de ahi, ir haciendo pequeñas correciones en nuestro regulador para aproximar el AFR a los valores precisados. Tambien podemos pedir ayuda a un amigo para que conduzca mientras nosotros vamos fijandonos en los resultados del reloj AFR para posteriormente ajustar nuestro regulador de presion. Como veis este metodo no es para nada preciso, la ecu del coche mantendra el AFR de fabrica mientras estamos fuera de boost y nosotros podremos ajustar el enriquecimiento que queremos para cuando el motor entre en boost.
-Piggyback: Suelen llevar ajustes simples y limitados de combustible para diferentes zonas de revoluciones y cargas, el proceso puede hacerse de manera parecida al anterior, ayudados por una sonda lambda de banda ancha. Estos disposivos nos daran algo mas de precision a la hora de ajustar y algunos de ellos incluso nos permiten grabar logs para poder ver los resultados de los ajustes.
-Standalone: Lo mas complejo pero tambien lo mas preciso. En lugar de zonas de revoluciones y carga, tendremos cuadro completo por lo general de revoluciones y puntos de carga donde podremos ajustar con precision el pulso del inyector. Con lo cual despues de grabar un log, tendremos que visualizar el AFR obtenido e ir variando los pulsos de inyeccion para obtener el AFR deseado para cada situacion. Cuando el motor se encuentre entre medias de dos casillas la ecu utilizara un valor medio entre ellos, con lo cual esto nos da un parametro de ajuste fino para cada situacion. Como podemos grabar logs con las mediciones de todos los sensores, podremos hacer un ajuste fino del combustible, incluso algunas puede autoajustarse en funcion del AFR que le indiquemos que queremos obtener para cada situacion. Usaran los resultados de una sonda lambda de banda ancha como respaldo para sus ajustes.
Todos los sistemas pueden ser ajustados de manera “cutre” en calle, pero no es lo aconsejable puesto que implica riesgos de accidente y despues de todo, no podremos ajustar todo lo bien que quisieramos, ya que circulando es dificil mantener un punto de carga concreto a determinadas revoluciones.
Esto ultimo lo podemos inducir mediante el uso de los frenos para lograr mayor carga al motor y situarlo en la casilla que nos interesa modificar. Para realizar esta otra manera “cutre” de tunear tendriamos levantar del suelo las ruedas motrices del vehiculo y ofrecer ventilacion al radiador del vehiculo para evitar el sobrecalentamiento de este. Usando los frenos del coche como resistencia al avance podremos ir situando al motor en diferentes casillas e ir tuneando el AFR a los valores deseados. Te apetece doblar tus discos y reventar tus pastillas haciendo esto? a mi no.
Por ultimo el mejor metodo de hacerlo es sobre un banco de potencia o tambien llamado dinamonetro. Los rodillos nos regularan la resistencia necesaria para situar el motor en las diferentes casillas e ir modificando los pulsos a mano mientras observamos el AFR que muestra el reloj de nuestra sonda. Sin duda el metodo mas fiable, seguro y preciso de ajustar el AFR. Inconveniente: un banco de potencia no es algo que tengamos todos en casa… y su alquiler por horas suele ser bastante caro.
NOTA 1 En algunas circustancias necesitaremos sustituir la bomba de combustible de nuestro coche por una de alto caudal. Si montamos un regulador de presión puede darse el caso de que necesitemos una bomba mas potente para poder mantener esa presión en el rail. Notaremos la necesidad de esta misma en que el AFR se empobrece llegando al final del cuentarevoluciones.
NOTA 2 Como determinar el tamaño de inyector que necesitamos para la potencia que vamos a manejar:
En la mayoria de los casos un motor turboalimentado requiere un “B.S.F.C” de 0.60. (B.S.F.C es “brake specific fuel consumption”; es decir cuanto combustible esta usando por cada caballo de potencia durante una hora de tiempo. Esto significa que el motor usará 0.60 libras de combustible a la hora por cada caballo de potencia que produce. Un atmosferico necesitara alredor de 0.50. Las formulas para calcular el BSFC las teneis aqui: http://en.wikipedia.org/wiki/Brake_specific_fuel_consumption/wiki/Brake_specific_fuel_consumption
La mayoria de los inyectores funcionan bien hasta el 80-85% del “duty cycle” (el duty cycle es la cantidad de tiempo de trabajo)no conviene usarlos mas alla de ese 85% de ciclo de trabajo, pues podemos bloquearlos y que queden completamente abiertos o completamente cerrados. Usando estos numeros como guia, puedes elegir el tamaño aproximado de los inyectores necesitados en este ejemplo de calculo para unos 200hp aproximados(al motor) y un BSFC calculado de 0.55 , con la siguiente formula:
Potencia estimada x B.S.F.C / nº de inyectores x tiempo de trabajo (duty cycle) = lb/hr por inyector
Para pasar de libras a cc: cc = lb/hr x 10.5
200 x .55 / 4 x .8 = 110 / 3.2 = 34.4 lb/hr x 10.5 = 360cc
Despues necesitamos saber si nuestros pequeños inyectores de serie funcionando a una presión de combustible mas elevada sera capaces de alcancar el “flow rate” requerido de 360cc.
Hay que averiguar la presión que tenemos en la rampa de inyección, para determinar si elinyector alcanzara el nivel deseado de caudal. Las especificaciones de los inyectores vienen determinadas a 43.5psi de presión en la rampa ( 3 bar ), esta formula determinará que caudal darán a una presión mayor en la rampa:
Presion de combustible actual / 43.5 = NFR
Raiz cuadrada de NFR x antiguo "flow rate" del inyector = Nuevo "flow rate" del inyector
En caso de utilizar una centralita standalone, olvidate de elevar presiónes, con montar inyectores de caudal suficiente que tu nueva centralita podra controlar sin problemas, tienes el problema solucionado.
NOTA 3 Cualquier cambio de inyectores o presión en la rampa requiere que vuelvas a tunear la tabla de combustible, puesto que ahora para una misma duracion de pulso de inyeccion se inyectara una cantidad diferente, desembocando en un AFR distinto.
SPARK TUNING (AJUSTE DEL ENCENDIDO):
Desafortunadamente esto no es tan sencillo como la labor de ajustar el combustible ayudado por una sonda lambda. Para ajustar el encendido es indispensable un banco de potencia que nos situe el motor en cada casilla de mapa y a la vez nos vaya dando la medicion de “torque” (par motor) que estamos produciendo. Una vez situados en la casilla que vamos a tunear, debemos avanzar el encendido, al princio veremos aumento de par con cada grado que avancemos, pero llegaremos a un punto en el que el par pasara de aumentar a disminuir. Este punto es el llamado MBT (mean best torque). El mayor problema reside en que los motores tanto sobrealimentados como atmosfericos de alta compresión, empezaran a sufrir de preignicion audible antes de llegar al MBT. Debido a esto necesitaremos estar atentos al ruido producido por el motor mientras tuneamos el encendido, en busca de knocking o ping. Para ello podemos usar nuestros propios oidos ayudados con unos det-cans o usar un sensor de knock que nos vaya dando un resultado visual de lo que ocurre. Lo mejor usar ambos metodos a la vez, cuantas mas orejas tengamos puestas mejor.
COMO AJUSTAR EL ENCENDIDO EN LOS DIFERENTES SISTEMAS:
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Coche sin ningun dispositivo extra: Lo unico que podemos hacer es retrasar o avanzar el encendido base. En un motor atmosferico de serie tendremos cierta tolerancia y podemos avanzar unos grados el encendido, si avanzamos 2º el encendido base, avanzaremos 2º para todas las situaciones en las que se encuentre el motor. Para un motor sobrealimentado nos interesa retrasar el encendido para evitar detonacion a altas cargas. El problema de retrasar el encendido base es que perderemos prestaciones antes de entrar en boost, pero si no tenemos ningun dispositvo extra, no podemos hacer mas nada.
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Dispositivo para retrasar el encendido: Hay varios de estos en el mercado, MSD, Bipes ACU, etc… Con esto podremos retrasar el encendido hasta un limite, solo cuando lleguemos a determinada situacion de carga. Para un motor sobrealimentado puede ser una solucion facil, pero no termina de ser todo lo precisa que pudiera. Asi podemos conservar nuestro encendido alegre y solo retrasarlo cuando el turbo o el compresor esten metiendo presión de aire.
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ECU standalone: Una vez mas la solucion mas compleja y mas precisa a la vez. Podremos ajustar casilla por casilla el encendido, como ya hemos dicho antes, sin un banco de potencia que nos diga el momento en el que el par esta aumentando o deja de hacerlo, nos servira de poco (al menos que tu standalone sea sensitiva al torque), en internet podremos encontrar tablas tuneadas especificamente para nuestro coche, pero usarlas sera bajo nuestro propio riesgo, pues las modificaciones de un vehiculo a otro pueden variar completamente el resultado. La ventaja que tienen es que puede regular el mapa base de chispa y retrasarlo si detectan knock o si las temperaturas de admision aumentan, lo cual nos da cierta proteccion.
En definitiva tunear el encendido es una tarea mucho mas laboriosa que tunear el combustible. Tambien tenemos que tener en cuenta que cuando ajustemos el encendido en un banco de potencia tendremos una sensibidad al knock que puede ser variable. Si hemos fijado 25º de avance para una casilla en concreto y en ese instante no escuchabamos knock, puede ser que esos ajustes funcionen bien en una mañana gelida de enero cuando llevaste tu coche a tunear, pero en el mes de agosto tus temperaturas de admision se doblaran y tu motor sera mas propenso al knock. Aqui es donde entran los ajustes en funcion del sensor de temperatura de admision, pudiendo asi la ecu retrasar grados de avance segun aumenten las temperaturas.
Por ultimo, pedir perdón por el tocho y las posibles faltas de ortografia, las tildes me las como con patatas :azzangel:
