Hvorfor velge MGMotor

Det finnes mange grunner til det, og du trenger bare din egen. En grunn som bør veie tungt, er trygghet. Kundesupport, grundighet, kompetanse, helhetstenking. For kunden er det vanskelig å vurdere, da programvare ikke synes, og resultatet virker bra så lenge bilen starter og motoren yter det den skal. For å vise litt hva som menes, presenteres her litt om hvordan et par ting i motorstyresystemene på disse bilene fungerer, og hvordan ting henger sammen ved endringer i programvaren. Hovedfokus er at programvare og motor skal spille godt sammen, med alle originale sikkerhetsfunksjoner intakt. Programvaren skal også fungere som tiltenkt sammen med systemer som benytter data fra eller gir data til motorstyringen, som automatkasse, TCS, ESP og cruisekontroll.

Å trimme en motor handler om jakten på hestekrefter og dreiemoment. Siden vi her snakker om elektronisk regulerte turbomotorer, snakker vi egentlig kun om dreiemoment, med mindre man bygger opp en motor spesielt med tanke på økt turtall. Dreiemomentet er et produkt av sylindervolum og middeltrykk, mens effekten er et produkt av dreiemoment og turtall. Øker man dreiemomentet på et gitt turtall, så øker man altså også effekten. Videre, om man øker dreiemomentet på høyt turtall, så øker peakeffekten mer enn om man tar ut momentet på et lavere turtall. For å få til dette uten å øke sylindervolumet, så øker man sylindertrykket, i praksis ved å øke ladetrykket og til en viss grad ved å flytte tenningstidspunketet. Dette høres jo enkelt ut, men alt henger sammen med noe annet, spesielt når motoren styres av et avansert motorstyresystem.

Først litt om tenningen. Tenningstidspunktet er som alle vet hvor mange veivgrader før øvre dødpunkt tennpluggen skal gi gnist, men selve forbrenningen skjer ikke med en gang. Det er en viss tennforsinkelse, og selv om flammefronten i en bensinmotor brer seg raskt ut fra gnistpunktet, så tar også dette en viss tid. Hvor lang tid det tar fra gnisten går av til trykket i sylinderen er på sitt høyeste, vil variere med trykket som er i sylinderen, stempelets hastighet, blandingen m.m. I en dieselmotor skjer forbrenningen helt annerledes, da det ikke er noen flammefront men det som kalles diffusjonsforbrenning, der avdamping fra hver ørlille dråpe drivstoff er det som brenner. Tidspunktet der maksimalt trykk er oppnådd kan ses i sammenheng med antall veivgrader, og dette kalles Peak Pressure Point (PPP) og angis i veivgrader. For best virkningsgrad bør dette ligge ca 15 grader etter øvre dødpunkt. Stempelets bevegelse skal ikke hindres av trykkstigningen når det er på vei opp, og dersom trykket kommer for tidlig i forhold til stempelbevegelsen så blir trykket høyere enn stemplene har godt av. Når lasten øker og sylinderens fyllingsgrad øker, så er trykket i øvre dødpunkt høyere før forbrenningen gir trykkøkning, så derfor reduseres tenningen på høyere last for at det maksimale trykket ikke skal overstige det stemplene (og andre komponenter for den saks skyld) tåler. Tidligere tenning i disse punktene vil kunne øke dreiemomentet og effekten, samt redusere drivstofforbruket som følge av bedre virkningsgrad, men blir peaktrykkene for høye så går det galt. Ting behøver ikke å gå i stykker med en gang, høye trykk (med dertil høye temperaturer) kan gi utmatting og ta livet av komponenter over tid.


Eksempel på heat release-kurve fra en 2-liters bensinmotor (dellast):
Heat Release B207R

Som vi ser så tar det i det gitte eksempelet over 20 veivgrader fra tenningstidspunktet til forbrenningen gir trykkøkning, og enda ~25 grader til maksimalt sylindertrykk inntreffer. PPP er som vi ser ca 15 grader etter øvre dødpunkt.
Endrer man last og/eller turtall så har vi andre forutsetninger, og det kreves da et annet tenntidspunkt for å oppnå ideelt PPP. Også luft/drivstoffblandingen vil flytte PPP, da blandingen vil påvirke hastigheten til flammefronten. Dersom vi kjører på etanol som har en høyere forbrenningshastighet vil selvsagt også PPP endres. Flammenfronten vil da bre seg raskere i forbrenningskammeret, med raksere trykkstigning som følge. Forbrenningshastigheten vil endres ved forskjellig blanding av bensin og etanol, og endringen er ikke proporsjonal med blandingsforholdet.
Her er eksempler på hvor mye peaktrykket i sylinderen øker ved å endre tenningen noen få grader. Kurvene viser tre forskjellige tenntidspunkt, 32,5, 22,5 og 12,5 grader før øvre dødpunkt:


Spark Advance PPP

Saab har siden innføringen av DI-systemet gått bort fra bankesensor for å detektere tenningsbank. Tenningsbank, for å ta det først, er en ukontrollert forbrenning som inntreffer når flammefronten brer seg fra et annet sted enn tennpluggen (hot spot), i tillegg til fra gnisten. Da får vi to flammefronter som brer seg mot hverandre, og trykkstigningen blir meget rask. En annen og farligere form for tenningsbank får vi dersom flammefronten initieres fra hot-spot (f eks tennpluggen) før gnisten går av. Tenningsbank vil raskt kunne ødelegge motoren. 
Men tilbake til Saabs måte å detektere tenningsbanken på. Dette gjøres ved ione-sensing. Under forbrenning så vil hydrokarboner (drivstoff) oksideres av oksygenet i lufta, dette frigjør energien som trengs og sluttproduktet er ideelt sett CO2 og vann. MEN kjemien er ikke fullt så enkel, det vil dannes mellomprodukter som eksempelvis CHO+ og et fritt negativt elektron, CHO+ og vann kan gå til H2O+ og CO, CH og C2H2 kan gå til C2H2+ og et fritt negativt ion. Alle molekyler med ladning, samt selvsagt frie elektroner, leder strøm. DI-kassetten spenningssetter gnistgapet i tennpluggene, og hvor mye strøm som ledes gir et signal som kan brukes til å lese av bl a tenningsbank og PPP, når systemet er kalibrert korrekt. Selvsagt til tettheten til ionene variere med trykket i sylinderen, så korrekt kalibrering er en forutsetning. Nedenfor er resultatene fra et forsøk utført i et doktorarbeid på 90-tallet (objektet var faktisk en Saab sugemotor), der ionesensing er brukt til å estimere PPP ved forskjellige tenntidspunkt. Alle kjøringene er gjort ved 2000 rpm, 100 Nm last:
Ionization PPP Estimate

Det geniale med Saabs system er at det leses av på hvilken sylinder tenningsbank oppstår, og man kan også detektere tenningsbank før den oppstår!! Dette er mulig fordi bensin ikke er homogent, altså den består ikke av like komponenter. De lettest antennelige delene vil reagere først, og når dette skjer, så vil systemet fange det opp og gjøre endringer for den aktuelle sylinderen før neste syklus. Endringene som Trionic har til rådighet er senere tenning, tilsetting av mer drivstoff for å senke temperaturen, og å ta ned sylinderladningen (mindre luft/ladetrykk).
Forutsetningene for at dette skal fungere er at alle matrisene for dette som ligger i styresystemet er riktig kalibrert, for Trionic er jo bare en dum datamaskin som gjør det den har fått beskjed om å gjøre. Det finnes for eksempel en matrise for følsomheten for avlesning av strømmen som ionene leder, gjør man feil her så endrer man forutsetningen for hele motorens sikkerhetssystem for tenningsbank.

Videre ligger det i Trionicsystemene matriser som forteller hva som skal skje når tenningsbank har oppstått. Disse må kalibreres korrekt for at systemet skal regulere ned sylinderladningen ved tenningsbank, og for at tenningen skal retarderes. Gjøres det for mye av det ene i forhold til det andre, risikerer man skyhøye eksostemperaturer og skader på f eks eksosventiler.

Kalibreringen av ladetrykket, eller på nyere systemer, samspillet mellom ladetrykket og sylinderladningen i luftmasse, er også svært viktig. Feil her kan sette både sikkerhetsbarrierer og regulering ut av spill, selv om motoren tilsynelatende fungerer godt.

Trionic 7 og 8 har kalibreringer som gjør at systemet vet hvilket dreiemoment motoren til en hver tid produserer. Dette er selvsagt ikke målinger av verken selve momentet eller effekten, men kalibrerte verdier ut fra hvilken luftmasse som måles inn til motoren pr forbrenningssyklus. Ved trimming er det ikke uvanlig at disse kalibrerte tabellene endres, for å få motoren til å yte mer. Her skal man trå varsomt! Momenttabellene brukes til å ta ned momentet ved girskift på automatkassen, cruise controllen, systemene TCS og ESP og en rekke limitere. Feil datagrunnlag for antisladdsystemet er virkelig ikke ønskelig.