Opis odnosi się od układów ze standardowym układem sterowania zapłonem. Jeśli ktoś ma Dynę, to poniższe go nie dotyczy. Poniżej staram się w przystępny sposób przedstawić tytułowe zagadnienie językiem zrozumiałym dla lai... zwykłych użytkowników sprzętu elektronicznego, których zwykle nie obchodzi jakie krasnoludki w środku siedzą.
Przedstawienie tego w sposób fachowy byłoby zdecydowanie krótsze (wystarczyłyby same rysunki i tabele), ale dla większości byłaby to czarna magia - i dobrze, bo świat potrzebuje wielu różnych specjalności zawodowych.
Instalacja zapłonowa RS'ów i pochodynych wykorzystuje układ korekty wyprzedzenia zapłonu w oparciu o czujnik położenia przepustnicy - Throttle Position Sensor (TPS). TPS znajduje się na gaźniku (z tyłu do kierunku jazdy) i jest podpięty do modułu zapłonowego trzema przewodami - czarno-niebieskim, żółtym i niebieskim. Po drodze mamy kostkę połączeniową, która znajduje się w okolicy wspornika mocowania pompy paliwa.
Poniżej wersja uproszczona schematu z serwisówki, kto ma ochotę, to pod poniższym
linkiem obejrzy schemat z serwisówki
Schemat podłączenia widoczny poniżej - jest to schemat do RS1700, ale wersje 1600 mają dokładnie tak samo i to samo.Interesujący nas czujnik został ujęty w czerwoną elipsę.
Wszystkie poniższe schematy dostępne
w formacie PDF
Poniżej wersja uproszczona schematu z serwisówki.
Moduł zapłonowy został na nim przedstawiony jako "czarna skrzynka", ale faktycznie znajdują się tam elementy, które tak jak elementy podłączone decydują o wartości napięć na przewodach.
TPS to czujnik typu potencjometrycznego, który działa tak jak gałka regulacji głośności w starych radiach czy telewizorach. Schemat sugeruje, że napięcie odniesienia podane jest przewodami niebieskim i czarnoniebieskim, z czego ostatni to masa (jest wyprowadzona do innych czujników, a poza tym wykazuje to pomiar elektryczny). Natomiast przewodem żółtym wraca do układu zapłonowego napięcie sterujące, proporcjonalne do obrotu wałka przepustnicy.
Czemu służy napięcie odniesienia? W instalacji motocykla napięcie jest zależne do prędkości obrotowej wału (wydatek alternatora), ilości włączonych odbiorników prądu oraz stanu naładowania akumulatora. Napięcie to nie jest stałe, zmienia się w pewnych granicach. Gdyby czujniki korzystały z tak niestabilnego napięcia, to ich wskazania zmieniałyby się nie tylko w zależności od położenia, ale także od napięcia w instalacji. Dlatego układ zapłonowy wytwarza własne, stabilniejsze źródło napięcia, które wykorzystuje do pomiarów. Takie też napięcie występuje na przewodzie niebieskim.
Może tak jednak nie jest, może to działa inaczej, jak zasugerowano w wątku o gaźniku HSR. Najprostszym sposobem jest wykonać pomiary, które wraz ze schematem pomiarowym przedstawiam niżej.
Układ pomiarowy z fabrycznym gaźnikiem i skalibrowanym ustawieniem spoczynkowym TPS wg serwisówki.
Jak widać na powyższym, napięcia na przewodach niebieskim i czarno-niebieskim są stałe. Natomiast ulega zmianie napięcie na przewodzie żółtym i to w zależności od położenia przepustnicy (obrotu manetki).
Jeśli wierzyć Witkowi (nie mam podstaw by nie) to napięciem aktywującym korektę kąta wyprzedzenia zapłonu jest wartość 3,8 volta. Jak widać z powyższego, napięcie takie pojawia się dopiero, gdy przepustnica jest otwarta więcej niż 2/3 (faktycznie to ok.4/5).
Tak dla ciekowości ten sam układ pomiarowy zamontowany na HSR42.
Jak widać napięcie przy pełnym otwarciu jest troszkę niższe niż przy standardowym. Wynika to z tego, że wałek przepustnicy w HSR obraca się trochę mniej niż w fabrycznym gaźniku. O konsekwencjach i zaradzeniu temu trochę później, bo to inne zagadnienie.
Czujnik TPS ma oporność ok. 5500 Omów patrząc między przewodami czarno-niebieskim i niebieskim (TPS wypięty z kostki). Zrobiłem kilka prób z innymi potencjometrami i wychodzi na to, że układ zapłonowy sprawdza co ma podpięte do tych przewodów i test ten odbywa się zaraz po przekręceniu kluczyka w stacyjce. Wpięcie potencjometrów większych niż 10000 Omów i mniejszych niż 4000 Omów powoduje miganie lampki "Check engine" w rytmie sygnalizującym kod błędu. Wrócę jeszcze do tego później.
Powyższe badanie miało określić gdzie i jak w układzie fabrycznym przekazywana jest informacja o położeniu przepustnicy. Jeśli wymienimy czujnik na inny (o tym niżej) to musi on być dopasowany do tego jak pracuje moduł zapłonu, który pozostaje niezmieniony.
Innym sposobem sterowania korekcją kąta zapłonu jest wykorzystanie czujnika podciśnieniowego, najczęściej jako styku (włącz-wyłącz). Taki sposób wykorzystywany jest w silnikach HD. Czujnik nazywa się VOES (Vacuum Operated Electrical Switch), a modele różnią się zwykle wartością podciśnienia, które je aktywuje. W stanie spoczynkowym - czyli przy normalnym ciśnieniu styk voes'a jest rozwarty (przerwa/izolacja). Po pojawieniu się określonej wartości podciśnienia styki ulegają zwarciu.
Zmontowałem układy pomiarowe dla różnych sposobów podłączenia, opisanych
W TYM WĄTKU (w okolicy połowy strony).
Układ I - VOES wpięty między przewody żółty i czarno-niebieski, niebieski luzem. Stan spoczynkowy - tj. bez podciśnienia (odpowiednik pełnego lub prawie pełnego otwarcia przepustnicy w układzie z TPS).
Jak widać z tabeli zmianie ulega napięcie na przewodzie żółtym, ale zakres tych napięć jest niewłaściwy - przy małym podciśnieniu (duże otwarcie przepustnicy) napięcie osiąga jedynie ok. 2,8V, co jest zbyt niskim (choć czasem może zadziałać - niestety nigdzie Yamaha nie podaje zakresu napięć akceptowalnych przez moduł. Zgodnie z informacją Witka o tym, że ma być 3,8V przyjmuję, że ten układ nie zadziała.
Układ II - VOES wpięty między niebieski i żółty, czarny luzem.
Jak widać z tabeli napięcie zmienia się tylko na żółtym, ale nie dość, że wartości są niewłaściwe, to w dodatku zmiana napięcia odbywa się dokładnie na odwrót - wystąpienie podciśnienia (zamknięta przepustnica) wywołuje napięcie na żółtym przewodzie, tak jak w układzie z TPS'em sygnalizowane jest pełne otwarcie przepustnicy. Moim zdaniem ta sytuacja jest nie tylko niewłaściwa, ale i niebezpieczna dla silnika.
Układ III - VOES wpięty między niebieski i czarno-niebieski, żółty luzem.
Jak widać z tabeli napięcie zmienia się na niebieskim i wygląda nawet na właściwy zakres. Niestety, zmiana wynika po prostu z tego, że VOES zwarł wyjście napięcia odniesienia do masy. Podobnie mamy w sytuacji gdy weźmiemy słaba baterię - na woltomierzu jeszcze coś tam pokazuje, ale podłączenie żaróweczki powoduje silny spadek napięcia.
Czemu uważam, że zmiany napięcia na przewodzie niebieskim nic nie dadzą? Bo w fabrycznym układzie na niebieskim nie było zmian napięcia, a układ korekcji działa. Były natomiast zmiany na żółtym i to ten przewód jest właściwym przewodem do sygnalizowania stanu przepustnicy wprost przez TPS, lub pośrednio przez VOES'a.
Jeszcze jeden powód, by powyższe rozwiązania uznać za błędne - w każdym przypadku świeciła się kontrolka "Check engine", zatem silnik i tak był sterowany w trybie awaryjnym (dojazdowym).
Trochę prostych obliczeń i poniżej przedstawiam rozwiązanie, które jest prawidłowe. Nie dlatego, że jest moim pomysłem, ale dlatego, że daje właściwe poziomy napięć, nie ingeruje w system elektryczny i wykorzystuje VOES'a. Nie uaktywnia także kontrolki "Check engine". Najważniejsze jednak w tym jest to, że jako jedyne z powyższych rozwiązań (pomijam fabrycznyego TPS'a) działa,
to czuć na kole i słychać. Choć instalacja prowizoryczna, to mieści się w dużej osłonce podwójnego złącza bolcowego i leży sobie spokojnie przypięta na wsporniku pompy paliwa (ten duży detal spinający górę cylindrów). Przejechały dziś prawie 150 km i jest OK, choć dobór elementów może mógłby być lepszy.
OK. a teraz po co to, na co to i czemu nie może być po staremu?
Montując gaźnik HSR musimy przenieść instalację czujnika TPS, co wiąże się robótkami ręcznymi i majsterkowaniem. Potem trzeba to będzie to skalibrować. Jest przy tym trochę roboty, choć nie trzeba grzebać w kablach.
Niestety, jest szansa, że układ nie będzie działać - co widać na rysunku 3 i co okazało się, że u mnie wystąpiło. Instalacja VOES'a, choć trzeba go dokupić za dwie stówki, jest dużo prostsza i (stosując zaprezentowany adapter) działa bez strojeń i kalibracji. Co by się stało, gdyby jeździć ze "starym" TPS? Po pierwsze włącza on korekcję kąta wyprzedzenia zapłonu dużo później, praktycznie przy pełnym otwarciu przepustnicy. Po drugie może nie udać się zawsze dobrze skalibrować i sygnał nie zostanie przekazany. Co w tym drugim przypadku? No niby nic.
Dopisano
Tekst w kolorze niebieskim nie do końca odpowiada prawdzie, a eksperyment z TPS'em jest opisany trochę niżej w tym wątku.