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Thema: Harley EFI (21), TTS Mastertune 1.7, EGR Effect Table

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    Standard Harley EFI (21), TTS Mastertune 1.7, EGR Effect Table

    Dieser Mechanismus ist in der Tuning Anleitung unter Kapitel 3.13 Seite 48 erklärt. Diese Erklärung ist aber mehr als dürftig. Deshalb habe ich mal recherchiert, was es mit diesem Mechanismus auf sich hat. Dabei stellte sich heraus, dass ich nicht alleine mit dem Fragezeichen im Kopf war.

    Exhaust Gas Recirculation

    EGR steht für Exhaust Gas Recirculation, also Abgasrückführung. Nur haben wir in der TC keine Abgasrückführung. Die hat man früher verwendet, um bei Ottomotoren niedrigere Abgaswerte zu erreichen. Es wurde ein Teil des Abgases vom Zylinderkopf durch ein Rohr wieder in den Luftfilter zurückgeführt. Das war damals das erste Bauteil, was man aus seiner 2V-BMW rausgeworfen hat. Denn wer will schon einen verdreckten Vergaser?

    Der EGR Effekt ist dagegen etwas, was alle Motoren haben. Wenn die Ein- und Auslassventile offen sind, kann das Auspuffgas die Frischluft zu einem gewissen Teil verdrängen. Besonders bei niedriger Last und einer Nockenwelle mit langen Öffnungszeiten. Man muss deshalb der EFI erklären, wieviel Auspuffgas sich tatsächlich im Gemisch befindet, damit sie entsprechend richtig rechnen kann. Denn die richtige Einspritzmenge an Treibstoff berechnet sich Endeffektlich nach der Anzahl der zur Verfügung stehenden O2 Moleküle. Alle Rechnerei und Auswertung von Sensoren dienen der EFI genau zur Feststellung dieser einen Messgrösse.


    Bauartbedingte Parameter für den EGR

    Wieviel EGR (also Abgas) durch den Unterdruck in den Einlass strömt, hängt von der Grösse und Ausprägung der Ventile und des Einlasskanals, der Überlappungszeit der Nockenwelle (camshaft overlap) und dem Abgasdruck des Auspuffs (exhaust backpressure) ab. Wenn Abgas, das keinen verbrennbaren Sauerstoff mehr enthält, in den Einlass kommt, dann wird durch den MAP Sensor zuviel Luft gemessen. Deshalb wird in Folge zuviel Treibstoff eingespritzt, für den dann der Sauerstoff fehlt.

    Das ist übrigens auch der Grund, warum man das Polieren und Strömungsoptimieren des Einlasskanals nicht übertreiben soll. Es kann nämlich sein, dass ein weniger gut optimierter Einlasskanal zwar etwas weniger Frischluft reinlässt, aber auch nur halb soviel Abgas in den Einlass zurückfliessen lässt. Dieser "suboptimale" Einlass ergibt im Effekt einfach mehr Leistung.


    Der EFI Computer

    Der in der EFI verbaute Computer ist nicht der schnellsten einer und muss deshalb relativ viel schätzen und raten. Deshalb auch die vielen Tabellen, in denen man für verschiedene Fahrzustände (Beschleunigung, Vollgas, Standgas...) spezielle Korrekturwerte für die Einspritzmenge oder den Zündzeitpunkt vorgibt.

    Die EFi muss auch schätzen, wieviel O2 sich gerade im Zylinder befindet, und wieviel Treibstoff demnach wohl gebraucht wird. Je mehr der Computer nachregeln und korrigieren muss, desto länger dauert es, bis die richtige Menge an Treibstoff gefunden ist. Deshalb ist die eingebaute Nachregelmechanik der Lambdasonden nicht sonderlich gut für diese Aufgabe geeignet. Diese regelt nur alle paar Minuten nach, während die EFI alle paar Millisekunden neue Werte errechnen muss. Zudem kann die Lambdamechanik unter 25kPa gar nicht mehr arbeiten.

    Wenn man der EFI dagegen durch Spezialtabellen vorgibt, was gerade tatsächlich im Motor vorgeht, dann kommt sie schneller zum richtigen Ergebniss. Und desto besser und drehmomentstärker fährt der Motor, da die vorhergesagten Werte enger am tatsächlichen Wert liegen und die notwendigen Korrekturen durch die Lamdasonden geringer ausfallen müssen. Ein gut eingestellter Motor braucht die Lambdasonden eignentlich nur noch für die Regelung der Spritqualität (E10) oder Wetteränderungen.

    Diese Verbesserungen der Fahrteigenschadften durch optimierung der EGR Tabelle beziehen sich nicht auf den Vollgasbetrieb, sondern nur auf den Teillastbetrieb und damit auf die Fahrdynamik beim normalen Tourenfahrten. Deshalb sind diese Verbesserungen auch üblicherweise nicht durch einen Prüfstandlauf nachweisbar, denn dabei wird im Allgemeinen nur der Vollgasbetrieb (WOT) gemessen, für den ganz andere Vorgaben gelten. Der Popometer merkt den Unterschied aber sofort. Zudem gibt es kein Konstantfahrruckeln oder Platschen im Schiebebtrieb mehr.


    Teillastbereich

    Der Teillastbereich, um den es hier geht, ist der Bereich von 0..60 kPa (kiloPascal). Wer schon eine neuere EFI (ab 2009) hat, die schon eine Lambda-Regelung hat, der kann in seinen VE-Tabellen genau sehen, um welchen Bereich es sich handelt. Dort sind in den VE-Tabellen die Drehzahlen zu den MAP Werten aufgetragen.

    Bei älteren Maschinen (die mit den AFR Werten) ist das nicht ganz so einfach. Dort besteht die VE-Table aus historischen Gründen (Magneti Marelli Einspritzung) noch Drehzahl zu TPS (Throttle Position in %).

    Der Zusammenhang zwischen TPS und MAP ist nicht ganz einfach, wenn auch linear. So kann bei 1000 rpm der Teilastbereich bereits bei 10% Throttle enden, bei 5000 rpm endet er dagegen erst bei 35%. Mit den Daten, die man aus dem VTune-Lauf gesammelt hat, kann in der Software DataMaster das Unterprogramm EGR Effect Analyzer gestartet werden. Das erzeugt dann aus den vorhandenen Messwerten so eine Graphik:



    Wenn man diese Punkte zu einem Strich interpoliert sieht man, bei welchen Drehzahlen und welcher TPS-Prozent der Teillastbereich endet. Diese Tabelle werden wir später bei der Einstellung der EGR Tabelle noch brauchen.


    Was macht der EGR mit der VE-Table?

    Die falsche "Abgasluft" kann also dazu führen, dass an manchen Stellen im Teillastbereich viel zu hohe Werte, gleich daneben deutlich zu niedrige Werte in den VE-Tables stehen. Wenn man sich das in der 3-D Darstellung ansieht, dann erkennt man Berge und Täler, die aber eigentlich nur auf einen falschen Messwert beruhen.

    Ziel muss es sein, diese starken Schwankungen im Teillastbereich zu minimieren. Für die Statistiker: die Standardabweichung zu minimieren. Hier mal das Beispiel einer normalen VE-Table vor der Optimierung:




    Und hier eine VE-Tabelle nach der EGR Optimierung (der Wert links unten wurde manuell gesetzt, damit beide Graphen denselben Wertebereich haben):




    Man sieht schon ganz deutlich einen Unterschied. Es gibt nicht mehr so viele Schwankungen. Die Werte werden zwar niemals ganz ohne Schwankungen sein, aber die Abweichungen zwischen benachbarten Punkten sind deutlich geringer. Deshalb kann die EFI deutlich leichter rechnen, denn es werden bei der Berechnung der aktuellen Schätzung nicht nur Punktgenau die Werte aus der entsprechenden Tabelle herangezogen, sondern immer auch die Felder rundherum. Aus dieser glatten Tabelle ergibt sich deshalb ein sanfteren Motorlauf und mehr Drehmoment im Teillastbereich.

    Die zu hohen Werte in der nicht-EGR-optimierten VE-Table können manchmal sogar dazu führen, dass der VE-Wert gerade bei Hubraumstarken Motoren (110..120cui) über 126 steigt, und damit ausserhalb des gültigen Wertebereichs liegt. Dann müsste man mit der Displacement des Motors (engine size, injector size) herumspielen, um die Werte wieder einzufangen. Wenn man die Optimierung macht, sind diese Kunststücke nicht mehr nötig.


    Zitat aus dem Tuning-Kommentar englisch

    Nach diesen Erklärungen werden auch die englischen Tuning Kommentare etwas klarer, wie sie von Steven Cole von Mastertune vorgegeben sind:

    "At light load, there is more manifold vacuum which results in more internal EGR. Therefore, the MAP pressure read includes some EGR as well as fresh air charge. By estimating EGR, we can better approximate the manifold pressure due to fresh air charge, resulting in a more linear VE tables between 0 and 60 kPa. Reducing these values will reduce the values in the Front VE table in these areas."

    "EGR is Exhaust Gas Recirculation all engines have it in one form or another. When the valves are both open the exhaust gas get pushed back in the intake manifold. So now you have a mass of exhaust gas taking the place of O2 in the intake and we need to tell the ECM how much there is. This is what the tables adjust. If you look in the tuning guide you can see the effects of doing nothing more than adjusting the EGR Effect table and how the VE table needs to change from those changes. The idea is to get the VE tables as flat as possible in the area that the EGR effects it. This will give a smoother running engine and one that develops more torque at part throttle areas."


    EGR Optimierung und VTUNE

    Die EFI muss wissen, wieviel O2 sich im Zylinder befindet, um die aktuell korrekte Teibstoffmenge zu berechnen. Genau das ist die Aufgabe der EGR Tabelle. Die Einstellungen der EGR Tabelle wirken direkt auf den Messwert der Lambda-Sonde. Es werden also die gemessenen O2-Werte bei entsprechenden Drehzahlen korrigiert. Hier ein Beispiel:



    Die einzelnen Zellen sind Multiplikatoren und wirken auf die entsprechenden VE Werte. Je kleiner die Zahl, desto geringer der VE-Wert. Näheres folgt weiter unten.


    VTUNE Optimierung

    Wenn man die Einstellung der Nockenwellen oder der EGR Table verändert, muss man auf jeden Fall einen neuen VTUNE Lauf machen, da diese beiden Werte grundlegend auf das Berechnungsverfahren der EFI Einfluss nehmen. Sie bilden quasi das Fundament.

    Die EGR Optimierung macht man deshalb am Besten nicht erst am Ende der VTUNE-Optimierung, sonder am besten schon währenddessen. Das ist relativ unaufwendig, wenn man die Vorgehensweise einmal verstanden hat.

    Wenn man zum Beispiel die EGR Table ändert und einen neuen VTUNE Lauf macht, wird die korrigierte VE-Table anders aussehen als vorher, obwohl sonst nix geändert wurde. Die Vorgaben der EGR Table wirken also direkt auf die Datenaufnahme durch die Lambda-Sonden.

    Die Optimierung der EGR Table ist also systembedingt mit mehreren VTUNE Eichfahrten verbunden. Nach jeder Anpassung der EGR Table ist eine neue Fahrt fällig. Das ist ziemlich aufwendig. Wer sich das sparen wil/muss, kann die Mastertune-Fertiglösung probieren (s.u.).


    EGR Tuning

    Zuerst macht man eine VTUNE Fahrt mit den vorgegebenen Werten, um die VE-Tables schonmal in den richtigen Bereich zu bringen. Die resultierenden VE-Darstellungen werden dann sicher mit Bergen und Tälern im Teillastbereich versehen sein.

    Aus den Messwerten dieser Eichfahrt lässt man sich mit dem EGR TPS Analyzer die obige Graphik berechnen, aus der man den Zusammenhang zwischen Teillastbereich und TPS% ablesen kann.

    Wer schon eine Lambda-Map hat, kann sich das sparen und sich in der VE-Table direkt die 60kPA Spalte ansehen. Das kann dann so aussehen:





    Seit Update ist das einmalen der Grenzlinie unnötig geworden, siehe unten: " Die AFR Map Benutzer drucken sich am besten die VE-Table aus (oder machen ein Bidschirmphoto oder übertragen sie in ein Excel Sheet) und zeichnen die 60kPA Grenze in die Tabelle ein. Das sieht dann so aus:



    Dann markiert man eine neue Linie, bei der alle Zellen, die von der gerade Linie berührt werden, rechts davon bleiben.

    Bei unserem Beispiel bekommt man so eine Darstellung:



    Jetzt geht es um die Werte links und rechts vom Strich. Die sollten möglichst gleich sein. Falls nicht, kann man den EGR Wert bei der entsprechenden Drehzahl verändern. Wenn er kleiner wird, sinkt der Wert links vom Strich, wenn er grösser ist steigt der Wert links vom Strich. Mit dem EGR kann man also nur die Werte links vom Strich verändern.
    In diesem Beispiel liegen die Werte etwa 10% bis 20% auseinander. Als Faustregel gilt, dass die entsprechende EGR Wertänderung etwa doppelt so hoch (2:1) sein muss.

    Zum Beispiel ist bei der VE Front Table bei 1500rpm links der Wert 90.0 und rechts der Wert 100.0 eingetragen. Also rund 10% Unterschied. Deshalb sollte man in der Zeile 1600rpm der EGR Tabelle den entsprechenden Wert um 20% erhöhen. Da die 2:1 Regel nur ein grober Schätzwert ist, muss man wahrscheinlich ein bischen herumprobieren.

    Das Ziel ist, sanfte Übergänge der VE Zellen rauf/runter/links/rechts zu erzeugen. Wobei die Maximalwerte immer rechts von der Linie sind, diese kann man durch EGR nicht ändern.

    Die Anpassungen macht man mit allen Zeilen der EGR Tabelle und startet einen neuen VTUNE Lauf.

    Nach einigen VTUNE Einstellrunden sieht die VE-Tabelle dann vielleicht so aus:




    Und wenn man sich die so gewonnen VE-Tables ansieht, erhält man eine 3-D Ansicht wie schon oben bei den Beispielen zur VE-Tabelle abgebildet. Voila, so einfach ist das.


    Update:

    Seit der Version 1.79 von VTune gibt es unter dem Menüpunkt Settings eine Option, die Highlight Low MAP heisst. Damit werden alle VE-Werte, die unter 60kPA sind, fett dargestellt. Die oben eingeführte Linie, die bisher manuell eingezeichnet werden musste, ist dann genau zwischen den fetten und den normal dick gedruckten Werten. Das vereinfacht die Sache erheblich.






    Warum VE-Optimierung nicht von Hand?

    Eigentlich könnte man ja auch eine fertige VE-Table nehmen, und die Berge und Täler von Hand editieren. Auch dann bekommt man eine glatte Map. Der Nachteil ist, dass man beim nächsten VTUNE Lauf wieder von vorne anfangen darf, da die alten Berge und Täler dann wieder da sind. Wenn aber die EGR Table stimmt, dann bleibt die glatte Map bei jedem folgenden VTUNE Lauf erhalten.

    Zudem hat die korrekte Einstellung der EGR Tabelle auch Einfluss auf das Berechnungsverfahren der AFV und anderer Komponenten der Lambda Regelung.


    Mastertune Fertigtabellen

    Mastertune selber macht sich offensichtlich nicht soviel Arbeit mit jeder einzelnen Map. Ich habe herausgefunden, dass es bei den mitgelieferten Maps nur drei verschiedene EGR Tabellen gibt. Ich benenne sie mal nach der ersten Zahl der vorderen EGR:

    1.484, zu finden in CAE176-03-A0.MT8
    1.656, zu finden in CAA176-03-A0.MT8
    2.001, zu finden in CTA009-03-A0.MT8

    Wenn man den Einsatz dieser EGR grob vergleicht, könnte man schliessen, das bei offenem Auspuff eine kleinere EGR zum Tragen kommt. Offene Rohre bieten keinen Widerstand gegen zurückfliessendes Abgas.

    Die niedrigen EGR Tabellen werden für Bikes eingesetzt, die einen relativ offenen Auspuff haben. Da der Effekt der EGR sowieso nur auf den unteren Teillastbereich begrenzt ist, kann man ruhig mal mal mit diesen EGR Tables (Cut&Paste) experimentieren und sie selber aufspielen. Vor allen Dingen wenn man gerade keine Zeit/Lust/Wetter hat, um mehrer VTUNE Eichfahrten selber zu machen.

    Ich habe deshalb mal die EGR 1.484 in meine eigene Map kopiert und ausprobiert. Ich habe den Eindruck, als würde die Maschine im Stadtverkehr ruhiger fahren. Ein Weinkenner würde das als "fruchtiges Buquet mit leichtem Abgang" bezeichen. Kann aber alles auch nur Einbildung sein...

    Besser ist aber auf jeden Fall (wie oben beschrieben) mehrere exakte VTUNES Eichfahrten zu machen.


    Links

    Die Graphiken in diesem Artikel habe ich einem Thread des harleytechtalk.org Administrators mayor aus EGR table adjustments mit seiner freundlichen Genehmigung übernommen.

    Hier noch der Harley Tech Talk

    © 2011, Peter Viczena
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    Geändert von peter (06.05.2012 um 14:51 Uhr)

  2. #2
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    Moin,

    in der Mastertune Anleitung gibt es ja das Flußdiagramm Punkt 4.14 VTune Flow Chart. Würdest Du die EGR Anpassungen in Schritt 4E nach dem ersten Lauf machen?

    Ich habe gerade die erste Basismap installiert und möchte jetzt die VTune Durchgänge starten. Daher die Frage was wann nach wem wie oft...
    ;-)

    Grinface

  3. #3
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    ja. EGR macht man immer gleich mit. ist ja nur ein kleiner arbeitsschritt mehr

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