اساس تیون موتور ماشین به کنترل سه پارامتر توسط تیونر در شرایط مختلف بر میگردد. این سه پارامتر عبارتند از AFR ، Cam Timing و Ignition Timing که البته در موتورهای توربوشارژ کنترل میزان Boost هم به شاخص های قبلی اضافه میگردد. شاخص های دیگری نیز هستند مانند زاویه پاشش انژکتور که از موضوع بحث ما خارج هستند و آنچه برای یک کاربر برای بررسی نتیجه تیون مهم میباشد همین سه پارامتر ذکر شده است.
همانطور که میدانید فرایند تولید نیرو به زبان ساده در یک موتور ۴ زمانه به این شکل است که مقداری هوا وارد سیلندر شده و بسته به شرایط به تناسب حجم هوای ورودی یک میزان سوخت پاشیده شده (این نسبت AFR میباشد) و با هوا مخلوط میگردد و سوپاپ ها با باز و بسته شدن به موقع (Cam Timing) بیشترین حجم هوا را وارد و بیشترین حجم دود را خارج میکنند و در حالی که حجم هوای داخل سیلندر با سوخت مخلوط گردید با حرکت پیستون به سمت بالا این مخلوط (سوخت و هوا) در محفظه بسته سیلندر فشرده میگردد و شمع در زمان معینی بسته به شرایط این مخلوط را منفجر مینماید که به تنظیم زمان انفجار Ignition Timing میگویند.
پارامترهای AFR و Ignition Timing و Cam Timing بصورت جداولی دو بعدی (سطر و ستون مانند جدول ضرب) هستند که در هر یک از شرایط خاص بر اساس دو شاخص الف.دور موتور rpm ، ب.بار Load (میزان اکسیژن داخل سیلندر) مقادیری به آنها اختصاص می یابد. هر پارامتر مانند AFR فقط شامل یک جدول نیست و بر اساس شرایط مختلفی که از سنسورهای مختلف (مانند دمای هوا ، دمای موتور ، جریان هوا ، فشار هوا ، تراتل و …) گزارش میشود چندین جدول دیگر نیز دارد. به عنوان مثال وقتی موتور سرد میباشد و تازه استارت میخورد (در حالت درجا) جدول سوخت مشخصی وجود دارد که با جدول سوخت در حالتی که موتور گرم شده و درجا کار میکند متفاوت است. مثال دیگر جدول سوخت در حالت رانندگی با فشار ارام به پدال گاز با جدول سوخت در حالت تخت گاز متفاوت است.
جدول زیر یکی از جداول AFR را نشان میدهد :

در جدول زیر برخی شرایط مختلف وضعیت موتور در ستون اول سمت چپ نشان داده شده است و باید اضافه کنم تعداد این جدول ها ممکن است از ماشینی به ماشین دیگر فرق کند خصوصا در ماشین های جدید مثل بی ام و که مثلا چهار مد اکو – کامفورت – اسپرت – اسپرت پلاس دارد طبیعتا تعداد این جداول هم در ECU بیشتر نیز هست.

وظیفه تیونر تغییر جداول AFR و Ignition Timing و Cam Timing در شرایط مختلف میباشد برای رسیدن به بالاترین پرفورمنس و ما به عنوان ناظر برای بررسی دقیق نتیجه حاصل ، پارامترهای AFR و Ignition timing رو از طریق لاگ فایل در سه حالت ۱٫کارکرد درجا idle و ۲٫رانندگی با فشار ارام به پدال گاز Closed Loop و ۳٫رانندگی تخت گاز WOT بررسی میکنیم و نتیجه افزایش قدرت با تغییر پارامتر Cam timing از طریق لاگ فایل قابل بررسی نبوده و باید به تایم ۴۰۰ متر یا ۰-۱۰۰ رجوع کنیم. روش دیگر بررسی نتیجه Cam Timing رفتن روی داینو هست که در ایران فعلا دسترسی وجود ندارد.
قبل از بحث تعریف پارامتر ها و بررسی لاگ فایل باید ابتدا ببینیم منظور از کارکرد موتور در شرایط مختلف چیست و بطور کلی یک موتور ۴ زمانه به چه شکلی کار میکند.
اساس کارکرد موتور ماشین یک سیستم Closed Loop میباشد که با فیدبک کار میکند. منظور از فیدبک و Closed Loop اینست ecu پارامترهای اصلی موتور ماشین را از روی مقادیر خروجی یک سری سنسورها کنترل مینماید. به این شکل که خروجی اندازه گیری شده و اگر میزان خروجی مناسب نبود با تغییر در وردی و تصحیح آن میزان خروجی را به مقدار مطلوب نزدیک مینماید.

به عنوان مثال سنسور اکسیژن اول که قبل از کاتالیست کانورتر داخل هدرز قرار دارد به ecu میگوید میزان AFR چقدر هست و اگر ecu طبق شرایط مثلا دستور AFR=14.7 را داده باشد و سنسور اکسیژن عدد مثلا ۱۶ را گزارش کند، ecu برای تصحیح این مقدار به انژکتور ها دستور میدهد سوخت بیشتری بپاشند تا AFR به عدد ۱۴٫۷ برسد. مثال دیگر سنسور دوم اکسیژن هست که بعد از کاتالیست کانورتر قرار دارد و برای میزان سلامت کاتالیست قرار داده شده و اگر میزان آلودگی دی اکسید کربن خروجی زیاد باشد به ecu اعلان میکند تا AFR را تصحیح نماید.
ناک سنسور هم در شرایطی که به هر دلیلی مانند کیفیت بد سوخت یا افزایش حرارت یا فشار در موتور ، پدیده ناک را مشاهده کند با گزارش به ecu باعث میشود ecu تایمینگ جرقه Ignition Timing را تغییر داده و با ریتارد جرقه موتور را از ناحیه ناک دور نگه دارد.
همانطور که میبینید پارامترهای اصلی موتور یعنی AFR و Ignition Timing بر اساس اطلاعات سنسورها تغییر وضعیت دارند و این یعنی موتور در حالت Closed Loop کار میکند.
نکته مهم اینست که موتور همیشه نمیتواند در حالت Closed Loop کار کند به دلایل مختلف. مثلا سنسور اکسیژن اول در زمان استارت سرد موتور تا به اندازه کافی گرم نشود و به دمای کارکرد نرسد نمیتواند میزان AFR را درست بخواند و یا در حالت تخته گاز که فوران گازهای خروجی زیاد است سرعت عمل سنسور اکسیژن آنقدر مطمئن نیست که ecu روی آن حساب کند چرا که در این حالت اگر AFR اشتباهی گزارش شود ریسک Lean شدن و صدمه به موتور زیاد میشود. بنابراین در حالت استارت درجا سرد و یا تخت گاز موتور از حالت فیدبک خارج شده و به مد Open Loop میرود. در حالت Open Loop موتور بر اساس یکسری جداول و یک سری اطلاعات ذخیره شده در حالت Closed Loop رفتار مینماید. مثلا همین سنسور اکسیژن که AFR را گزارش میکند در حالت Closed Loop خود ecu میزان اضافه (اضافه یا کسر بستگی به تنظیم موتور) پاشش سوخت را به نام پارامتر Short Term Fuel Trim (به اختصار STFT) ذخیره مینماید و مجموع این Short Term Fuel Trim ها در دورهای (rpm) مختلف یکجا ثبت و میانگین آنها با نام Long Term Fuel Trim (به اختصار LTFT) در زمان تخت گاز کردن (WOT = Wide Open Throttle) که موتور به مد Open Loop میرود به میزان پاشش سوخت اضافه میگردد تا در حالت تخت گاز ما به AFR مورد نظر برسیم.
در ادامه با شرح هر پارامتر درک واضح تری از کارکرد موتور بدست می آوریم و فعلا به همین بسنده میکنیم که موتور ۴ زمانه مبتنی بر فیدبک کار میکند و در شرایطی به مد Close Loop میرود.
میرسیم به قسمت مهم و کلیدی تیون یعنی بررسی لاگ فایل مپ تیونر . بهتر است روی دنده ۳ و ترجیحا دنده ۴ شما لاگ فایل بگیرید در یک سطح هموار و مسطح. برای شروع تیون در تنفس طبیعی همین سنسور اکسیژن فابریک جوابگو هست اما در صورت بوست (سوپرشارژ و توربوشارژ) بدلیل پایین رفتن AFR خارج از حد سنسور اکسیزن فابریک (ظاهرا دقت این سنسور نهایتا ۱۲٫۱۷ میباشد) باید یک سنسور اکسیژن واید بند مثل بوش ۴٫۲ LSU گرفت و بجای سنسور دوم اکسیژن نصب نمود.
در حالت کلی تیون تنفس طبیعی بصورت ریموت ریسک زیادی ندارد اما رفتن به سمت بوست خصوصا توربوشارژر کار کردن بصورت ریموت ریسک بالاتری دارد که باید مراقب بود. در این حالت توربوشارژ و بوست بالای ۱۵psi بهتر است به تکنولوژی استند الون Motec یا Hydra EMS هم فکر کنید.
پارامترهای مهم موتور جی تی ۸۶ :
لیست زیر بطور نسبتا خلاصه پارامترهای مهمی که باید لاگ شوند و در موردشان صحبت خواهیم کرد را نشان میدهد . ما در مجموع سه نوع پارامتر داریم :
۱٫ سه پارامتر اصلی که عملکرد موتور را تعیین میکنند (مقادیر AFR و Ignition Timing و Cam Timing)
۲٫ پارامتر ورودی تعیین شونده توسط راننده (تراتل پوزیشن)
۳٫ پارامترهای در لحظه موتور مربوط به شرایطی که از سنسور های مختلف خوانده میشود مانند دور موتور ، بار ، سرعت ، دمای هوای ورودی ، فشار هوا ، وضعیت سوخت ، اکسیژن موجود در هدرز و …
Air to Fuel Ratio (AFR)
Ignition Timing
Cam Timing
—————————————————————————————————————————————————————————————————-
Fuel Trim Short Term
Fuel Trim Long Term
knock Correction Learn Value
Knock Correction
Ignition Advance Multiplier (IAM)
Manifold Absolute Pressure Sensor (MAP)
Intake Air Temperature sensor (IAT)
Mas Air Flow (MAF)
Engine Speed (RPM)
Engine Load
Close loop to Open Loop Transition (CL/OL Transition)
Atmospheric pressure
Coolant Temperature
Vehicle Speed
Throttle Position
Engine Oil Temperature
نسبت سوخت به هوا یا AFR :
Air to Fuel Ratio (AFR)
http://en.wikipedia.org/wiki/Air%E2%80%93fuel_ratio
http://toyota86.ir/?p=922

یکی از مهمترین شاخص هایی که باید مورد بررسی واقع شود نسبت جرم هوا به جرم سوخت هست که در لاگ فایل کارکرد موتور در سه حالت درجا idle و با پدال آهسته در حرکت Close Loop driving این عدد باید ۱۴٫۷ و در حالت تخت گاز WOT (مخفف Wide Open Throttle) بسته به سوخت و میزان تنظیم Cam بین ۱۲ تا ۱۳ باید ثابت باشد. عدد ۱۲ تا ۱۳ را بر مبنای تنفس طبیعی گفتیم و برای بوست پایین تر هم خواهد آمد.
مثلا با مپ استوک برای بنزین ایران این عدد در حالت تخته گاز حدود ۱۲٫۱۷ میباشد و این مقدار در تمام مدتی که پدال را تا انتها فشار میدهید (بدلیل محدودیت سنسور اکسیژن اگر هم پایین تر برود ما متوجه نمیشویم) روی همین عدد ۱۲٫۱۷ ثابت میماند.
برای الکل E100 یا E85 این عدد (با سنسور اکسیژن کالیبره برای بنزین یعنی همین سنسور استوک کمپانی) در حالت تخت گاز بین ۱۲٫۶ تا ۱۲٫۹ تغییر میکند با بیشترین AFR (اصطلاحا max power on lean side) و به عدد ۱۰٫۵ میرسه رو کمترین AFR (اصطلاحا max power on rich side). اینطور خواندم که عدد ۱۲٫۶ برای AFR تا ۶۰۰۰ دور خوبه و از ۶۰۰۰ دور تا ۷۴۰۰ دور بهتره عدد ۱۲٫۸ باشه.
برای اتانول تو تنفس طبیعی بهتره ما تو WOT بریم روی ۱۲٫۷ یعنی lean side و تو بوست بهتره ما بریم روی ۱۰٫۵ (این عدد رو فقط با سنسور واید بند میشه خواند) یعنی rich side . البته فراموش نکنید این اعداد afr برای اتانول در حالت واقعی اعداد دیگری است و الان بر مبنای کالیبره بنزین صحبت میکنیم چون استویچ پوینت اتانول بجای ۱۴٫۷ حدود ۹ هست. جدول زیر مقادیر واقعی AFR را برای اتانول و بنزین و سایر سوخت ها نشان میدهد.

http://www.ft86club.com/forums/showthread.php?t=46582
mad_sb:
air fuel sensor measure lambda, which then gets converted to the AFR scale of your choice. The stoich point for gasoline and Ethanol are very different but because the air fuel sensor will report each fuels stoich point as lambda 1.0 which gets converted to gasoline afr in most cases your stoich point is still 14.7:1 on the gasoline scale.
So,
E85’s Lean Best Power is Lambda 0.8673 or (14.7*0.8673) 12.75:1 on the gas scale
E85’s Rich Best Power is Lambda 0.7143 or (14.7*.07143) 10.5:1 on the gas scale
E85 will tend to knock on the rich side more so than the lean side. I would think 11.5 would be a good place to start with boosted applications and move a little up or down depending on the tune and what the car needs to be happy.
There is no exact answer though because it will depend on ignition timing, boost level, turbo efficiency, etc etc etc. Over all I would think a little bit leaner than pump gas on a gasoline calibrated wideband.
Jamesm:
if you’re n/a then probably no richer than 12.5:1, fi maybe 11.8-12:1. e85 works well over a much wider range of afr’s than gasoline
بنزین در صورت ۱۶% تا ۱۷% rich تر شدن از عدد ۱۴٫۷ به بهترین تورک میرسه (یعنی afr بشه حول و حوش ۱۲٫۳) و اتانول در صورت ۱۳% تا ۱۴% rich تر شدن . نکته مهم اینه بنزین اگر از بهترین حالت rich کمی بیشتر ریچ بشه افت قدرت بیشتری داره به نسبت زمانی که اتانول از بهترین حالتش ریچ تر میشه ، یعنی اتانول تو محدوده نسبتا بزرگتری افت قدرت ندارد.
http://www.evolutionm.net/forums/e85-ethanol/498732-itune-s-e85-tuning-notes-afr.html
E85 will maintain max brake torque much richer than stoich than gasoline will. But, because of it’s excellent detonation threshold(due to lower combustion temps, lower peak cylinder pressures..etc), it can be run much closer to stoich than gasoline safer. E85 reaches max thermal efficiency at about 13% richer than stoich, whereas gasoline is about 16% richer than stoich(with pump gas being even richer). But again, E85 can maintain Max Brake Torque well into the 30% richer than stoich range, unlike gasoline which is limited to about 18% rich of stoich. DISCLAIMER: Just because E85 itself will still make power at super rich AFRs, doesn’t mean it’s a good idea or even recommened. A whole host of issues come with running super rich AFRs, that you need to be aware of, but i will cover later.
اینم نظر تیونر OFT برای تغییر AFR :
It’s important to remember that you want to run as rich as possible without getting to the point were you are starting to loose power. In our case, while we enleaned the AFR mapping above 6000rpm, we actually enriched it below that. We ran approx 0.3-0.4 point richer up to 6000rpm and saw no loss in power. You can run leaner and still make the same (if not more) power. However, running lean does make the engine more knock prone since there is less in-cylinder cooling. In the case of our FA20, the external wideband AFR meter we use showed the engine running in the 12.5-12.6:1 range up to 6000rpm. By 7500rpm, it would enlean slightly to 12.8:1. This yielded us the best compromise between power and knock resistance which is important in the next step….
دلیل ثابت نبودن AFR در حالت تخت گاز رو عده ای به Cam مربوط میدانند عده ای به پیچیدگی ecu های سوبارو که از کلوز لوپ براحتی به اوپن لوپ سوییچ نمیکنند اما من با تجربه ای که داشتم این تغییرات اگر در محدوده ای کوچک مثلا ۱۲٫۶ تا ۱۲٫۹ باشد اشکالی ایجاد نمیکند و نباید روی آن حساسیت زیاد نشان داد. ظاهرا Ecutek داره این امکان رو فراهم میکنه که تو تخت گاز هم Close Loop بشه AFR رو فیکس روی عددی فیکس کرد. مایک میگه نوسان AFR در شروع تخت گاز خصوصا دنده یک به محدودیت Ecutek برمیگرده اما من دیدم تو انجمن با تغییراتی AFR Target رو بهش نزدیک شدند. http://www.ft86club.com/forums/showthread.php?t=83945
مپ استوک تویوتا با بنزین ایران روی ۱۲٫۱۷ ثابت میماند و نوسان ندارد. حساسیت اصلی را باید روی LTFT داشت و زمان OL/CL و به تجربه به من ثابت شده AFR بین ۱۲٫۶ تا ۱۳٫۲ هم تغییرات داشته باشد اونقدری مهم نیست که صفر بودن LTFT مهم است و صفر بودن زمان سوییچ از Close Loop به Open Loop . بهترین پاسخی که در حالت WOT گرفتیم با AFR بین ۱۲٫۷ تا ۱۳ بود و LTFT صفر و Timing حداکثری بین ۲۷ تا ۲۹ برای بنزین و تایمینگ ۳۴ تا ۳۶ برای اتانول خالص .
ظاهرا در بوست های بالا که کنترل AFR سخت تر میشود (یکی از سختی های کار با موتور جی تی تو بوست های بالا اینست چون این موتور هم پورت اینجکشن دارد و هم دایرکت اینجشن تو بوست های بالا مجبورید زمان پاشش انژکتور را زیاد کنید و چون این انژکتور ها محدودیت دارند مجبورید از انژکتورهای قوی تر استفاده کنید و چون تو بازار افتر مارکت فقط پورت انژکتور قوی تر هست و تکنولوژی دایرکت خیلی تخصصی است ، مجبورید به دایرکت اینجکشن دست نزنید و پورت اینجکشن رو با نمونه قوی تر تعویض کنید ولی در مقابل مجبورید نسبت پاشش بین پورت و دایرکت رو تو ای سی یو تغییر بدید.) بجای Ecutek که یک تکنولوژی مهندسی معکوس نرم افزاری هست از تکنولوژی Motec و یا Hydra EMS استفاده میشود که Stand Alone هستند و کل سخت افزار و نرم افزار Ecu رو شامل میشود. در حالت استند الون شما در حالت تخت گاز براحتی AFR رو روی یک عدد دلخواه ثابت نمایید.
لازم به ذکر است موتور در محدوده خاصی از AFR بالاترین توان و کمترین آلودگی را دارد و کمتر از عدد ۱۰٫۵ و بالاتر از عدد ۱۶٫۵ موجب عدم بهسوزی و حتی خرابی موتور میگردد. در حالتی که AFR از عدد ۱۴٫۷ بیشتر شود اصطلاحا میگوییم Lean که در این حالت میزان هوا بیشتر و میزان سوخت کمتر است و بالا رفتن این عدد از ۱۶٫۵ باعث گرم شدن موتور و ناک زدن آن میگردد و برای موتور بسیار خطرناک است.
تیونر های غیر حرفه ای که نمیتوانند Afr را درست کنترل کنند و مپ های ارسالی آنها کالیبره نیست عمدتا باعث Lean شدن AFR و صدمه به موتور میگردند.
با کاهش AFR از عدد ۱۴٫۷ اصطلاحا میگوییم Rich و از حدی بیشتر این موضوع باعث خام سوزی و کارکرد بد موتور میگردد. جالبه بدانید بنزین اگر با Lean شدن به ناک نزدیک میشود اتانول با Rich شدن به ناک نزدیک میشود.
فراموش نکنید لاگ رو باید بعد ریمپ بعد از حداقل یک باک رانندگی داینامیک تو اتوبان بگیرید وگرنه AFR درست خونده نمیشه.
ما در موتور های تنفس طبیعی با کنترل کردن سه پارامتر سروکار داریم یکی AFR دیگری Ignition Timing و نهایتا Cam Timing که این سه شاخص بر روی یکدیگر اثر میگذارند و اینطور نیست که بالاترین گشتاور تولیدی موتور رابطه ای خطی بین این سه داشته باشد و مثلا اگر Cam Timing تغییر کند بهترین AFR تغییر خواهد کرد و هرچقدر AFR کمتر باشد شما دستتان روی Ignition Timing بازتر است و این مثلث سه گانه تنها در صورتی به بهترین قدرت و گشتاور (Maximum Brake Torque یا MBT) ختم میشود که یک تیونر با تجربه ساعتها وقت خود را بر روی داینو صرف نماید تا به بهترین نتیجه در این مثلث برسد.
موضوع مهم بعد از تنظیم AFR توسط تیونر موضوع استویچ هست که باید جرم سوخت به جرم هوا تنطیم باشه و هر تغییری در جرم هر کدوم اینا ماشین رو بیحال میکنه. اینکه بنزین میزنید ماشین بیحال میشه و یا بعضی روزها ماشینتون بیحاله بخاطر تغییر دانسیته بنزین هست و این تغییر دانسیته یعنی انژکتور چون بر اساس حجم (سی سی) میپاشه و دانسیته فرق میکنه درنتیجه جرم سوخت پاشیده شده فرق میکنه و وقتی جرم سوخت پاشیده شده فرق کنه AFR فرق میکنه.
نسبت AFR بر اساس جرم هوا تقسیم بر جرم سوخت هست و استویچ بودن یعنی نسبت جرم تنظیم و درست باشه.
حالا سنسور اکسیژن اسیب ببینه یا اینتیک دست بخوره یا تو سوخت اب باشه یا دانسیته سوخت به هر دلیلی مثل دما یا تغییر نوع سوخت فرق کنه یا نسبت اتانول به بنزین تو باک تغییر کنه تو همه این حالت ها ماشین بیحال میشه و این بیحالی با تجربه من میتونه تا ۷% روی پرفورمنس تاثیر بزاره که عدد خیلی بالایی هست.
در مورد تیونینگ E85 لینک زیر مفید میباشد :
https://www.versatuner.com/E85TuningGuide.aspx
لاگ فایل ماشین من را با اتانول ببینید :
http://www.datazap.me/u/toyota86ir/e100-rom-v533e-e100-fuel-0-60-miles-wot-automatic?log=0&data=5-29
منابع مفید :
http://www.ft86club.com/forums/showthread.php?t=46468&highlight=steve+knock+iam
http://www.megamanual.com/begintuning.htm
http://www.megamanual.com/ms2/tune.htm
http://www.megamanual.com/ms2/glossary.htm
Read More