funzionamento gestione iniezione centraline Common Rail alfa

patrick7884

Nuovo Alfista
5 Dicembre 2011
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Perugia
Espongo qui il funzionamento delle centraline common rail del gruppo fiat, per la precisione le piu attuali per ora, quindi parliamo Delle Bosch EDC16c39 per motori 1.9 jtdm 8-16v, 1.6 jtdm e 2.0 jtdm

La descrizione sara semplice da capire se avete un minimo di base meccanica, ma iniziamo proprio dalla meccanica:

Il rpincipio del common rail è quello di poter gestire pompa alta pressione e iniettori in maniera completamente separata, mentre con le vecchie iniezioni dirette eravamo legati al sistema pompa iniettori poiche era la stessa pressione della pompa erogata nella linea dell'iniettore in un preciso attimo a far aprire lo spillo dello stesso ed erogare il carburante richiesto, qui la pompa gasolio non fa altro che accumulare la pressione richiesta in quel momento dalla ecu in un accumulatore di gasolio chiamato Common Rail "collettore comune" che tramite delle piccole canne la invia agli iniettori, sempre l'ecu decidera quando e per quanto tempo aprire ogni singolo iniettore per iniettare il carburante, questo permette una gestione molto ma molto migliore del motore, sia intermini di cosumo, poiche una maggiore pressione distribuisce in maniera migliore il carburante nella camera e quindi ne consegue un rendimento migliore, sia in termini di prestazioni, poiche aumentando la pressione rail possiamo, con lo stesso termpo di iniezione iniettare piu gasolio e quindi avere una potenza superiore.
Questo è in maniera semplificata il funzionamento di un motore common rail.

Le ecu EDC16 lavorano richiedendo coppia, quindi ad una pressione X del pedale acceleratore noi andremo a richiedere alla ecu coppia motrice, quindi per quelli di voi che si divertono con i software di elaborazione file ecu la mappa di coppia richiesta detta anche "wish driver" è la mappa pedale, ogni sw la chiama con il suo nome.
Questa mappa ha nei 2 assi giri motore e percentuale pressione pedale ed i valori all'interno di questi assi sono la coppia richiesta in nm, questa è la mappa principale dove si comincia a lavorare quando si prepara un file ecu, perche qui si varia anche la risposta dell'auto alla pressione pedale,è la mappa che usano auto tipo ducati corse o mito col pulsante DNA e vanno proprio a cambiare la mappa pedale per avere un erogazione alla pressione del pedale diversa.

Ora, che vuol dire coppia richiesta? come lo interpreta la ecu?

In realta è un escamotage, per semplificare i calcoli, c'è un altra mappa che chiameremo "mappa di conversione gasolio/nm" che negli assi x e y ha numero di giri e appunto coppia, e all'interno della mappa troviamo mm3 di gasolio iniettati per ciclo, cioè mm3 di gasolio che ad ogni iniezione per singolo iniettore entreranno in camera, quindi quando noi in realta richiediamo coppia richiediamo un certo quantitativo di gasolio, tutto questo ovviamente ben studiato da fiat ma che va a fasri benedire quando rimappiamo poiche le coppie non saranno piu le stesse ma solo valori per semplificare un calcolo.

Da qui in poi, copo questa mappa di conversioni a parte le mappe di limitazione coppia che sono 1 principale e 7 per le varie marce si ragionera in mm3.

Per non tralasciare niente, il limitatore di coppia in questione è una sempice mappa che ha solo asse y dove sono riportati i giri e per ogni numero di giri c’è la coppia massima erogabile, va modificata in base alle nostre esigenze sapendo varie cose come se bbiamo volano e frizione rinforzati o varie per aumentare la coppia ai bassi e/o solo agli alti o viceversa, questa mappa va sempre sopra la mappa pedale, cioè anche se richiedimo piu coppia dalla mappa pedale la coppia massima per numero di giri sara sempre quella riportata sul limitatore di coppia.

Qui andiamo a vedere la seconda mappa piu importante, la mappa tempi di iniezione.
Questa mappa ci dice quanto tempo ci vuole per iniettare X quantita di gasolio a x pressione rail, quindi gli assi x e y saranno ovviamente pressione rail espressa in bar e quantita di gasolio iniettata ed i valori in tabella saranno tempo in us, questa tabella si modifica aumentando i tempi di iniezione alle giuste pressioni, che normalmente sono oltre 600bar ( prima è un po inutile a parer mio ) per aumentare la quantita di gasolio immessa in camera.

M acome facciamo ad usare questi valori?

Per saperlo citiamo l’ultima tabella fondamentale su una mappa, la tabella pressione rail.

Questa tabella ci dice quanta pressione vogliamo avere nel rail in base a numero giri e quantita di gasolio iniettato, quindi gli assi x e y saranno rispettivamente numero giri e gasolio in mm3 ed i valori in tabella saranno la pressione rail, questa tabella si modifica di poco e alle volte neanche si modifica se si cerca solo di ottimizzare l erogazione senza pretendere molte prestazioni in piu, aumentando la pressione nel ordine del 5% circa ( piu e per potenze superiori di molto all’originale) e ci permette di avere iniezioni piu corte q uindi poter osare piu con la richiesta di gasolio

Ora che abbiamo le mappe principali che gestiscono l’iniezione come le interseca la ecu?
ESEMPIO:
La ecu sente il segnale dell’acceleratore al 50% a 2500 giri quindi va avedere sulla mappa pedale a quanta coppia corrisponde a 2500, diciamo 200nm(ipotesi teorica) nel caso sia maggiore del limitatore di coppia viene limitata al valore massimo del limitatore di coppia, quindi nella mappa conversione gasolio mm3 e trova che per 200nm a 2500 giri vengono erogati 40mm3 di gasolio(ipotesi teorica), quindi va a vedere sulla mappa rail a quanta pressione deve stare la pressione del rail a 2500 giri e con una richiesta di 40mm3 di gasolio e trova in tabella 1000 bar(ipotesi teorica), quindi va nella mappa tempi iniezione e controlla quanto tempo deve lasciare aperto ‘iniettore per erogare 40mm3 di gasolio a 1000bar e inietta il gasolio.

Ci siamo, ecco come ragiona l’ecu in maniera semplificata, semplificata perche non abbiamo tenuto conto dei vari limitatori che limitano il gasolio come limitatori di fumi, che regolano il gasolio in base all’aria immessa letta ed in base alla lettura della sonda di scarico, limitatori di gasolio in funzione della temperatura e altri vari che nellemappe standard non vengono mai toccati solitamente.
In mappa ovviamente abbiamo anche limitatori pressione rail, 2 per l’esattezza in funzione della temperatura e del gaolio immesso.
Altre 2 mappe importanti sono le mappe degli anticipi che vengono usate per iniezione troppo lunghe che devono essere anticipate altrimenti finirebbero troppo dopo il punto morto superiore e andrebbero a scarico quindi in post iniezione, e la mappa turbo, che in base al sensore di pressione regola la pressione del turbo portandola a quella in tabella in base a numero di giri e gasolio richiesto, mediante un controllo in pwm della valvola pierburgm che gestisce tramite depressione l’attuatore che muove la geometria variabile della turbina.

Ci sono anche altre mappe come le mappe geometria, mappe di limitazione varie che per una mappa come dicevo prima “standard” non vegono modificate, nel corso della discussione se verrano fuori le potremmo approfondire.
 
Re: R: funzionamento gestione iniezione centraline Common Ra

Idem, me la sono letto titto d'un fiato

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ovviamente le edc15 quindi 105/110cv/115 sono del tutto simili come gestione a parte il fatto che lavorano solo con mm3 di gasolio senza la conversione in coppia che hanno le edc16 e nuove edc17 che attualmente il gruppo fiat monta solo sulla Freemont della fiat e mi sembra sulla lancia ma non ne sono sicuro
la edc16c8 è una via di mezzo ma si puo considerare il prototipo delle edc16c39 diciamo
 
Precisa, perchè forse si potrebbe intendere leggendo, che il calcolo dei tempi inieizione non è dato dal fatto che (cito il tuo esempio) a 2500giri/min la pompa rail è obbligatoriamente a 1000bar di pressione: esistono N fattori che determinano la pressione gasolio da applicare nel rail, funzione della quale la ECU si calcola poi il tempo di apertura iniettore, nel tuo esempio la pressione è 1000bar, in altri esempi potrebbe essere 800bar, 1500bar, ecc....

Potresti iniziare a spiegare a grandi linee la gestione turbo, considerato che anche lei sulla falsa-riga dell'iniezione ragiona sempre con il concetto "informatico" del controllo sul feedback.


Comunque tutto molto chiaro, considerato che in realtà sono sistemi molto complicati da spiegare... :OK)
 
giustissimo marco certo, la pressione viene decisa dalla mappa pressione rail in base alla coppia richiesta dal pedale ed in base al numero di giri, poi letta la pressione da avere in quell'istante, la ecu va a leggere il tempo di iniezione in base a qella pressione e alla quantita di gasolio che viene richiesta per erogare la coppia richiesta dalla mappa pedale.

Per la questione turbo si, allora

Le edc 16 hanno 2 duty cicle principali per la gestione della vgt, che sono identiche come mappe, e variano solo sulle auto con allestimenti dpf, dove ne vengono lette altre 2 per la rigenerazione.

Dunque, come sappiamo la turbina gira perche i gas di scarico impattano sulla turbina fancendola girare, la turbina è collegata mediante albero al compressore, i vani o palette della geometria anno il compito di indirizzare i gas piu direttamente verso la turbina aumentando i giri dunque o allargandosi e idnirizzando i gas verso lo scarico, impattando meno sulla turbina ma mai bypassandola completamente come fanno invece le valovle di bypass sulle turbine a fasatura fissa.

Questo ci dice che abbiamo 2 variabili per gestire la velocita della turbina, la quantita e pressione che generalizzeremo insieme dei gas di scarico, e l'inclinazione delle palette, a palette fisse aumentando i gas di scarico la velocita aumentera, a gas di scarico in quantita fissa chiudendo la geometria e quindi indirizzando i gas sulla turbina la velocita aumentera, ovviamente diminuendo i gas di scarico e aprendo la geometria avremo l'opposto, ovvero la turbina rallentera.

per la gestione della geometria la ECU deve monitorare alcuni parametri, fra cui pressione nel condotto di aspirazione, e quantita di gasolio iniettata, questo perche in base alla quantita di gasolio iniettata lei sa per calcoli fatti in fase di progettazione quanto sara forte la spinta dei gas di scarico ed il loro effetto sulla turbina, e quindi di conseguenza quanto dovra inclinare le palette della geometria per avere la pressione desiderata nella mappa pressione turbo.
Fin qui tutto bene, ci viene da chiederci " ma se hanno fatto questo calcolo che ci sta a fare la mappa turbo? potevano lasciare solo le mappe geometria pretarate e fare un controllo in meno". il ragionamento che facevo io agli inizi, ma bisogna tener conto di altre di altre variabili meccaniche, come la lubrificazione dell'olio che varia in base alla temperatura, la detonazione che in base all'altitudine puo varieare di intensita, gasolio non sempre la 100% e usura dei componenti; tutte queste variabili possono far andare di molto fuori progetto le pressioni di lavoro della turbina, per questop in mappa ci sono una serie di controlli posti dopo le mappe pressione turbo che si chiamano P.I.D. cioe controllo Proporzionale-Integrale-Derivativo, per spiegarlo in parole semplici questo controllore corregge la geometria in positivo o in negativo mediante la lettura della pressione nel condotto di apsirazione letta dal sensore map, questa correzione avviane diminuendo o aumentando in step la geometria in base al valore letto, correggendola nel caso in cui al valore x della mappa geometria non corrisponda lo stesso valore che dovrebbe esserci in quel istante sulla mappa turbo, letto dal map. I controller PID sono tarati in base alla turbina, sanno esattamente come lavorare e sanno quanto variare la geometria per avere la pressione desiderata nel caso essa vada fuori range richiesto dalla mappa turbo, è quindi opportuno ritoccarli nel caso di sostituzione della turbina in quanto la correzione in steo non avrebbe l'effetto desiderato ma causerebbe un taglio troppo netto o anche poco, o addirittura cuserebbe pocchi troppo elevati per una richiesta di turbo maggiore dove verrebbe aperta troppo o troppo poco la geometria.

Il metodo con cui modificare i pid è abbastanza compleso e richiede varie sedute e prove, e non è cosi semplice da spiegare, anche in virtu del fatto che la stessa pierburg lavora con un segnale Power with modulation "PWM" ovvero un segnale che trasforma luscita di un dispositivo on off in un uscita variabile, mediante micro aperture e chiusure della valovla per regolare una depressione equivalente il piu vicino possibile a quella necessaria per tenere la vgt nella percentuale di apertura richiesta. Le nuove geometrie con attuattore elettronico a vite senza fine o magnetiche sono molto piu precise e veloci, difatto questo sistema a valvola a depressione sta lentamente scomparendo
 
Re: R: funzionamento gestione iniezione centraline Common Ra

Belin Patrick mi sono imbattuto nel tuo post proprio a fagiolo perchè è un pò di giorni che mi è venuta la scimmia e sto studiando avidamente come rimappare sensatamente la mia vecchietta 147 mj 140 €3. Sto appunto cercando di cucirmi addosso con ecm titanium una mappa briosa ma senza troppi stress. Posso dirti che in un solo post hai reso chiari concetti che in ore e ore di ricerca su forum più specialistici non avevo ancora assimilato. Dunque partendo dalle mappe pedale, per chi ha la edc16c8 €3 hardware 429 troverà, aprendo il proprio file ORI o già MOD con i driver giusti su ecm titanium una mappa chiamata coppia in accelerazione e una in condizioni standard che dovrebbero in teoria lavorare insieme alla mappa limitatore di coppia. Partiamo dal perchè sulla mappa coppia in acc trovo un valore massimo di 507,7 nm mentre sul limitatore di coppia accetta un max di 365 a 2500 giri? Praticamente interpretandola così basterebbe alzare i limitatori di coppia senza toccare le mappa pedale.....c'è qualcosa che mi sfugge. Grazie

S9500
 
Ciao errecinque, allora la mappa che è realmente legata al pot acceleratore è la mappa in condizioni standard, Le altre mappe sono li per esigenze di programmazione, e si il tuo ragionamento È corretto per la mappa limitatrice, vedi la come un filtro che filtra in alto le mappe pedale, ma comunque dopo tot di gasolio di richiesto limitano i vari limitatori di gasolio in mappa, dovrebbero essere 3 o 4 su questa motorizzazioni, il nostro compagno gemini del forum conosce molto bene questa ECU ma le gestione è simile se non quasi identica a quella delle c39
 
Re: funzionamento gestione iniezione centraline Common Rail

Quindi quanta coppia in Nm può sopportare secondo te il cambio a 6 marce e la frizione della nasona.?

S9500
 
Più che coppia ti direi mm3 di gasolio poiché non è che la coppia riportata in coppia sia la reale coppia, magari ci si avvicina ma non lo è, parlerei più di mm3 e prex turbo , direi che oltre 95mm3 di gasolio non andrei, e 1.6 bar di pressione turbo che sono anche troppi per turni a originale, poi puoi provare a partire da 90 e salire volta per volta controllando tenuta frizione , prex turbo e fumosità.
 
la mappa, o curve dei setpoint, non sono certo tutto il software della ECU... ci possono essere tante correzioni fatte a condizioni booleane, e tanti loop pid che non sappiamo ci siano... e anche modificare i pid non è così facile. sarebbe una bella sfida fare un bel lavoro con i sorgenti, così alla cieca.. mah
 
Diciamo che possiamo sfruttare la mappa di richiesta coppia sino a Valore massimo impostato sulla mappa tempi gasolio poiché La CPU della serie edc16 è programmata per interpolare i valori fra 2o più valori ma non di interpolare oltre il valore massimo, dunque ogni richiesta di gasolio oltre il max impostato da mappa userà io tempo di iniezione/anticipo/prex turbo massimo impostato da mappa, anche se da diagnosi ti dirà che stai iniettando il valore corrispondente alla richiesta di coppia corrispondenze sulla mappa nm/gasolio, e quindi se richiedo per esempio 450nm di coppia quindi 90mm3 lui li cerca e va a leggere il valore massimo di 80mm3 in mappa tempi e USA quello anche se la diagnosi riporta il valore nella mappa di conversione. Se si vuole ovviare a questo vanno rifatti i breackpoint delle mappe e aggiornati i valori.
 
patrick7884":2m8xerv4 ha detto:
Più che coppia ti direi mm3 di gasolio poiché non è che la coppia riportata in coppia sia la reale coppia, magari ci si avvicina ma non lo è, parlerei più di mm3 e prex turbo , direi che oltre 95mm3 di gasolio non andrei, e 1.6 bar di pressione turbo che sono anche troppi per turni a originale, poi puoi provare a partire da 90 e salire volta per volta controllando tenuta frizione , prex turbo e fumosità.

Scherzi?? 95 mm3 di gasolio sul 140cv sono proprio tanti cavalli, sei oltre i 200!! Meno, di solito si arriva agli 80mm3 sulle mappe "normali", con quella quantità e intercooler e turbina originale a 1.6 bar vien fuori un afr mostruoso, fuma come una locomotiva :asd) :asd)

Esiste una sorta di "calcolo alla buona" per stabilire un rapporto tra mm3 gasolio iniettati e coppia? Perchè molti parlano del rapporto "iq e potenza massima", però è moooolto approssimativo, anche perchè l'iq a 4000 giri (preso come riferimento per il regime di potenza massima) è ben inferiore all'iq a (che so..) 3000 giri! Secondo me sarebbe più preciso parlare di coppia, poi ovviamente se sai la quantità di coppia e il regime a cui la sviluppi, tiri fuori facilmente con un calcolo la potenza.

Perchè questa domanda? Perchè ovviamente a lavoro finito si rulla anche per sapere potenza e coppia, però per "orientarsi" durante la messa a punto di una mappa, io credo si usino dei calcoli alla buona per sapere a spanne su che quantità di coppia si sta lavorando (io la penso molto riferita a preparazioni di un certo spessore, non la banale mappa con motore stock, dove più o meno ci si muove per esperienza...). Sbaglio..?
 
Re: funzionamento gestione iniezione centraline Common Rail

Concordo pienamente Marco, indubbiamente ho fatto qualche mappa con richiesta di gasolio a 95mm3 circa con turbina originale, i dubbia mente fumano da far paura, viaggiamo con afr sotto i 12 e fiaba 14 fuma, aime erano richieste insensate di chi voleva potenza senza preoccuparsi di durata costumi e fumo, se va bene a queste persone a me avanza... Comunque sicuramente la frizione a retto proprio perché quei 95mm3 non li bruciava tutti, me ne accorsi io che con motore 8v iniettando 95mm3 con la 1749 o 2256 con la 17 fumava un bel po e non ibrava niente, con la 22 vibrava volano già a 2000 giri fino a quasi 2800 giri, quindi mancava effettivamente aria. Per una normale mappa dai 25 e se vogliamo max 30 cv in più è sufficiente lavorare sulle mappe pedale e mappa limitatore di coppia, magari incrementando di 80 bar il Raul per avere un tempo di inj lievemente più basso e 0.1 bar di pressione turbo per bruciare un po meglio il gasolio.

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Re: funzionamento gestione iniezione centraline Common Rail

Il calcolo alla buona mi sembra ci fosse, ma non lo conosco sinceramente

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Re: R: funzionamento gestione iniezione centraline Common Ra

Premettendo che parlo da neofita principiante, sembra che per poter alzare effettivamente la q.tà di gasolio iniettato bisogna andare ad alzare quelli che chiamano limitatori IQ che si trovano in visualizzazione 2d fuori driver. So dove sono e so aumentarli ma prima devo capire bene la logica di iniezione e anticipi giusti. Per ora ho solo modificato la mappa pedale coi limitatori coppia, mappe turbo (i driver ecm ne fanno vedere 1, ma ce ne sono altre 2 a dx uguali identiche nei valori che si vedono sempre in 2d, stesso discorso per la pressione rail a + 5% come consigliano con una mappa in driver e una fuori. Quello che non ho capito è se basta modificare quella che evidenzia il driver per avere lo stesso risultato

S9500
 
Re: R: funzionamento gestione iniezione centraline Common Ra

patrick7884":2onpzdyi ha detto:
Concordo pienamente Marco, indubbiamente ho fatto qualche mappa con richiesta di gasolio a 95mm3 circa con turbina originale, i dubbia mente fumano da far paura, viaggiamo con afr sotto i 12 e fiaba 14 fuma, aime erano richieste insensate di chi voleva potenza senza preoccuparsi di durata costumi e fumo, se va bene a queste persone a me avanza... Comunque sicuramente la frizione a retto proprio perché quei 95mm3 non li bruciava tutti, me ne accorsi io che con motore 8v iniettando 95mm3 con la 1749 o 2256 con la 17 fumava un bel po e non ibrava niente, con la 22 vibrava volano già a 2000 giri fino a quasi 2800 giri, quindi mancava effettivamente aria. Per una normale mappa dai 25 e se vogliamo max 30 cv in più è sufficiente lavorare sulle mappe pedale e mappa limitatore di coppia, magari incrementando di 80 bar il Raul per avere un tempo di inj lievemente più basso e 0.1 bar di pressione turbo per bruciare un po meglio il gasolio.

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In giro parlano di 85 mm3 come target per una mappatura non esasperata

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Re: funzionamento gestione iniezione centraline Common Rail

Magari am78, no non lavoro in Bosch, sono appassionato ed ho la fortuna di avere avuto in azienda gli operatori Bosch mentre mettevano a punto le ECU edc17 dei nostri sollevatori telescopici poiché avevano problemi cin il surriscaldamento olio motore per via delle rigenerazioni per le nuove normative, e mi hanno datobalchne spiegazioni sul funzionamento della logica di funzionamento del processore trifore, che come metodologia di gestione è quasi identica alle CPU delle edc16, ma niente di che, e oltre la passione tanta esperienza con i damos delle nostre edc16 e 15 ho avuto modo di studiare e testare molto.

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