Injection pour Alpine A110 1600S

23/9/20







Ce circuit imprimé, réalisé avec gravure par eau oxygénée et acide chlorhydrique

  (http://www.loutrel.org/CIRCUITIMPRIME.php) est une première étape vers une électronique fiabilisée.









Version du 20/20/20



La première utilisation de connecteurs un peu serieux dont voici le mode d'emploi, aucun document n'étant fourni.




Il est préferable d'utiliser la pince  pour connecteurs à fût ouvert plutôt que l'ecrasement comme ci dessus.
Je l'ai decouvert un peu tard...



Le logger (enregistreur de données sur carte SD) a été intégré à la platine car il me semble indispensable, en tous cas à

ce point du développement.

Il assure aussi la liaison Bluetooth avec un smartphone, indispensable pour la mise au point sur route.

Le hardware comme le logiciel étant en pleine évolution, me contacte pour les dernières versions.

Le coup du matériel électronique est de l'ordre de 40€, capteur compris




Logiciel Injection


Logiciel Logger





2/9/20  A ma grande surprise le moteur 1600 démarre du premier coup!!!(10/7/20)

***Pour revenir à la page d’accueil** ICI


Bon cette chance exceptionnelle du démarrage n'a pas durée, c'était un bug qui faisant débiter anormalement les injecteurs avait permis ce petit miracle...!

Il a fallu 15 jours de travail pour enfin tenter une sortie (sans panne!) à 100 m du garage.

Et 15 jours de plus pour conjurer les fuites, panne de pompe (attaquée par des débris dans le réservoir avant de poser une crépine) et surtout les bugs du logiciel.

Mais les 2/9/20 essais satisfaisants, le traitement de l’accélération (enrichissement au-delà d’une vitesse d’ouverture de papillon > 25%/s)  est OK sauf à haut régime : accélération à partir de 4500t/mn qui est trop pauvre avec un AFR de 17.

Sinon l’AFR est autour de12.5 à 13 en général.

Cette mise au point est nettement facilitée :

--par la sonde Innovate  large bande. Respect pour les Anciens qui developpaient des injections sans cet outil fondamental...

--l’affichage au smartphone des valeurs d’injection en temps réel pendant les runs

--l’enregistrement (log) des données sur une carte SD de 32MB, relue au PC sous Excel

 

Prochaines étapes :

--créer un circuit imprimé car le funambulisme électronique n’a qu’un temps

Cela dit, aucun parasite ressenti malgré le fouillis de fils proche des câbles HT.

L’Arduino Nano à 2.50€ est vraiment remarquable à ce point de vue

--connecter une sonde de température moteur qui améliorera surtout la phase de chauffage moteur.

Aujourd’hui, elle est comparable au cas des carbus : après 3 mise/arrêts du contact qui injectent en simulant les pompes de reprise, il faut maintenir le régime l’accélérateur  tant que le moteur est froid.

Avec la sonde de température moteur il doit être possible d’arriver au démarrage puis ralenti vers 1300t/mn sans action sur l’accélérateur comme les autos modernes.


25/8/20

Coté plomberie:

-- montage de durits renforcé (en métal, 15 bars) jusqu'au détendeur, pose d'un filtre convenable,  bricolage d'une crépine pour protéger la pompe à l'aspiration, durit de retour vers la prise d'air du réservoir, doubler les colliers  oublés entre la sortie de pompe et entrée du détendeur.

Coté logiciel:

--pour aider au démarrage, quand le régime est < 400t/mn (donc sous démarreur) on multiplie par 5 le débit des injecteurs.

Si les papillons sont ouverts à plus de 80%, on est en mode dénoyage (très utile pendant toute cette mise au point...!), donc pas d'injection.

--En outre un bouton-poussoir a été ajouté pour injecter manuellement pendant 50ms soit 0.2cc, équivalent à un jet de  pompe de reprise.

--Un potard permet de multiplier les temps d'injection par un facteur compris entre 0.5 et 4: en observant la jauge AFR, ceci permettra à terme d'ajuster les temps d'injection dans la table.



Cette platine prototype démontre que l'Arduino n'est guère sensible aux parasites des fils de bougie pourtant assez proches...











***************************PRESENTATION DU PROJET******************************************


Ce projet est une tentative de création d’un boitier/calculateur d’injection electronique.

La concurence sera forte car  les carburateurs Weber DCOE 45 présentent beaucoup  d'avantages: le look, le son, l’efficacité, la simplicité, la fiabilité ...



Comparons les deux solutions pour alimenter nos moteurs à essence.


****************INJECTION******************

-Plomberie

Une pompe capable de 6 bars, un régulateur à 3 bars, durits renforcées (métallique) , un circuit de retour vers le réservoir, un filtre spécifique,4 injecteurs.

En théorie il faut même ajouter un réservoir tampon anti-déjeaugeage  mais ici on fera l’impasse.

-Electronique

Capteur Hall (sur l’arbre à cames), potentiomètre sur l’axe des papillons, capteur de température moteur, un microcontrôleur (ici un Arduino) , et enfin le logiciel d’un certain niveau de complexité.

-Deux boitiers - papillons

***********************CARBURATEURS*******************

-Plomberie

Une pompe  0.3bars, filtre et durits basiques

-Deux carburateurs


La difference de complexité/fiabilité est évidente.

Pour être retenue l’injection devra donc présenter  de sérieux avantages en termes de

--performances

-optimisation du ratio air/essence à tous les régimes

-facilité de démarrage à froid

-et éventuellement consommation (peu important)

 

Ceci étant posé, le challenge est que le bidouillage décrit ci-après permettra de trancher entre ces deux solutions.


L'allumage est géré par un aepl-duino et reste indépendant.

Une gestion Régime/Angle papillon a été choisie, avec couplage des injecteur 1/4 et 2/3.

Le mode est, au choix, soit semi-séquentiel (une injection par cycle de 720°), soit semi-full-group ( injection en deux fois par cycle).

La partie matérielle ressemblera à ceci ( à priori sans les tubes bleus qui captent la depression ) :

Un potentiomètre permet de connaitre la position des 4 papillons des deux boîtiers porte-injecteurs.



Schéma de principe

Maquette

Fonctionnalités de la V1.0

Une première maquette sur établi , la Version 1.0 fonctionne correctement mais

-  sans capteurs de température moteur et température d’air ambiant.Donc sans correction de la durée d’injection pour le démarrage, la montée en température, la température de l’air etc.Ces domaines délicats seront abordés plus tard.

-  la table des durées d’injection ( minimale : 6 x 6 ) est limitée à 3300 t/mn et une ouverture papillon de 35%. On l’espère suffisante pour sortir l’auto du garage.

L’interpolation en 2 dimensions dans la table des durées d’injection

L’algorithme d’interpolation en 2 dimensions pour la table des durées d’injection est implémenté. Ce fut un petit challenge mais finalement il se réduit quelques lignes de code ce qui est à la fois bon signe et un peu frustrant...

Pour les amateurs, voir les 3 fonctions CalcReg(), CalcPap() et Prep_Dinj().

Une correction de +/- 1 à 5 ms de la durée d’injection est applicable via un potard.

Un generateur de signaux carrés simule les impulsions qui viendront du capteur Hall visant la cible sur la poulie d’arbre à cames. Cette cible sera calée sur le PMH allumage du cylindre 2.

L’image du scope correspond à 6000 t/mn vilo (3000 AàC) la période (cycle de 720° soit 2 tours de vilo) est donc de 20 ms.

L’injection de la paire 1/4 débute dès la detection de la cible.Un délai ajustable est prévu pour des essais.Dans la pratique il semble que ceci ne soit pas un paramètre très sensible.On verra bien.

Injection V1.1 avec platine de log intégrée


Une platine de log pour enregistrer les données en continu a été ajoutée. Elle comprend :

-  un Arduino

-  un circuit de gestion de carte mémoire micro SD (idem celle des telephones ou appareil photo)

-  un module Bluetooth ( déplacé depuis la platine d’injection) vers un smartphone/tablette

A chaque cycle moteur correspond une ligne de données (N t/mn, Angle papillon, AFR etc).

Les valeurs courantes sont affichée sur le smartphone, qui peut aussi contrôler le démarrage et l’arrêt d’un enregistrement.

Les 3 fonctions possibles sont :

-  d pour Durée du run imposée en secondes

-  l pour Log démarre un run avec une durée par défaut de 10 s (paramétrable)

-  a pour Arrêt du run en en cours

Ces lignes sont enregistrables dans un fichier, par exemple "61.xls", au format compatible pour Excel.

La carte est relue sur un PC sous Excel (ou equivalent) les données brut apparaissant sous forme de colonnes.

Reste à les exploiter et les presenter sous forme de courbes par exemple.

Une carte de 32 Giga Bytes a une capacité d’enregistrement de 5000 heures soit plus de 500 000kms !

Cerise sur le gateau avec ce petit lecteur de carte SD https://www.amazon.fr/gp/product/B0... on peut relire les fichiers sur le smartphone sans la necessité d’un PC.

Simulation des pompes de reprise

Quand on accélère énergiquement, avant d’atteindre le régime final, il faut injecter un peu plus d’essence pour éviter un "trou". Dans un carbu, c’est la pompe de reprise qui joue ce rôle.

Pour une injection, en termes savants on parle de l’intervention de la dérivée dN/dt , où N est le régime en t / mn.

Je compte reprendre dans un premier temps le même calcul simple qui va bien dans l’allumage Aepl-duino( en mode Dwell 2, c’est à dire pour le calcul du délai avant de relancer le courant dans une bobine à faible impédance ) où l’on doit aussi tenir compte de l’acceleration d’un cycle à l’autre.

Si D1 est la durée d’injection du cycle precedent et D2 la durée lue dans la table pour le cycle actuel ( après toutes les corrections habituelles ), pour tenir compte de l’accélération on calcul un correctif Delta tel que :

Delta = (D2 - D1) proportionnel à l’augmentation du temps d’injection d’un cycle à l’autre.

Puis on l’applique à D2 :

D2 cor = D2 + Delta = D2 + D2 - D1 = 2*D2 - D1 formule hyper simple finalement.

-  A charge constante D2=D1 , pas de correction.

-  Si la charge augmente D2>D1, on ajoute du temps à D2.

-  Et inversement si la charge diminue

C’est rudimentaire mais comme d’habitude on commencera par du simple et on verra sur le terrain s’il faut compliquer...

Logiciel

Toujours en pleine évolution, le plus simple est de me contacter pour la dernière version!

Injection_V1.1_021019 - 8.7 ko

Injection_V1.1_021019

Injection_Logger141019 - 10.5 ko

Injection_Logger141019


Boitiers papillons

Généreusement prétée par un camarade Alpiniste, cette paire de boîtiers JENVEY à 2 papillons était déjà montée sur un moteur 1600, ce qui facilitera grandement sa transplantation...
On notera le soin apporté à la commande d'acceleration.

A faire:

--ajouter un potentiomètre de mesure de position d'ouverture

--mesurer le débit de chaque injecteur

--connecter les durits sur la rampe.Celle ci est d'ailleurs plutôt élaborée avec ses deux joints toriques permettant une parfaite adaptation de longueur

Dans un premier temps on ne se soucieras pas de la température d'air extérieur.














Cette pompe étant bloquée ( suite à des essais à l'eau et abandonnée plusieurs mois sans rinçage ) son autopsie a permis de comprendre son fonctionnement.





Pour mesurer/verifier le débit réeel des injecteurs, ce petit montage.


Montage d'un capteur Hall pour detecter le PMH allumage du cylindre 2 ( c'est une convention, on peut  choisir un autre cylindre ).

Il est indispensable d'utiliser l'arbre à cames ( ou événtuellemnt l'allumeur) pour distinguer entre PMH étincelle et PMH échappement.



Un point de soudure à l'arc crée une saillie propre au cylindre 2 qui declenche le capteur Hall, les autres têtes de rivet restant sans effet.



Démarrage sur établi du 1565 -S11 tout neuf...sans eau, sans echappement mais avec quand même de l'huile!


Ce  moteur dit "de développement" une fois rodé avec les carbus,   subira  des bidouillages sauvages  lors de la mise au point de l'injection.

Chemises et pistons seront très exposés avec l'essence qui certainement ruissellera beaucoup lors de ces essais.
Il n'était pas question de faire subir ces outrages au 1796 qui va si bien..

Bloc de R18T, chemises de R18T soit 1565cc,  AàC  S11, culasse de 1596, volant moteur en Zicral,  embrayage à 4 patins frittés + ressorts, Rapport Volumétrique  10.75.

*******************Mesures sur les injecteurs**********************

Ces mesures s'effectuent sous 3 bars, avec du white-spirit (l’essence étant vraiment dangereuse avec les risques réels de  court-circuit de ce montage sauvage).

Le pilotage par Smartphone du banc d’essais permet d’activer chaque injecteur entre 1 et 20ms, à un régime entre 1000 et  8000 t/mn, et ce répété entre 1 et 10 000 fois.




 

Durée (ms)     t/mn     Volume (cc)  Répété 1000 fois

10                    2000                41

5                      2000                22

2                      2000                8

1.5                   2000                3

 

Les 4 injecteurs sont comparables et donc de débit environ 40cc  pour 10s soit 240cc/mn.

Le volume injecté est bien proportionnel au temps mais à partir de 2ms.

En dessous de ce temps, l ‘inertie  de l’aiguille rend le débit aléatoire, à éviter donc.


*********************Résumé des essais sur table**************************








Les essais sur table étant terminés, au moins pour l’instant, une présentation des boitiers est effectuée sur le moteur.






Il reste à :

-fixer le détendeur sur la culasse

-fixer l’électronique quelque part

-fixer la pompe quelque part

-connecter les injecteurs, le capteur d’ A à C, le potard de papillons

Pour les essais de démarrage, pas de connexion du câble d’accélérateur et probablement alimentation par un bidon de 1 ou 2 litres situé sur le siège AR gauche.

Si ça marche à peu près, des durits seront installées proprement vers le réservoir d’essence pour poursuivre les essais.



Finalement le test de démarrage s'est fait avec bidon d'essence au sol et l’électronique hors de l'auto.

 

A MA TRES GRANDE SURPRISE, le moteur a démarré immédiatement!!!!!

Le mélange était trop pauvre avec un AFR de 20.

Il a suffi de modifier une ligne du logiciel en ajoutant 0.9ms à tous les temps d’injection pour faire descendre l’AFR à 13.5 environ !

Ce début est vraiment encourageant mais le plus dur reste à faire : l’optimisation à tous les régimes…





********************************ANNEXES**********************************************

Ceci est un faux Weber DCOE cachant une injection....Existe-t-il une fausse injection cachant un Weber ?


Analyse des données de la carte SD  https://www.efianalytics.com/MegaLogViewer/

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