Techniek: injectie afstellen
Vroeger kon je carburateurs nog afstellen met andere sproeiers of naalden. Tegenwoordig hebben alle motoren injectie en moet je de afstelling dus op een heel andere manier veranderen. MotoPlus keek wat er op dat gebied te koop is en hoe het werkt.Als we aan de afstelling van een motor willen sleutelen, moeten we eerst eens kijken hoe die standaardafstelling van een motor wordt bepaald. De fabrikanten doen hun uiterste best om de injectie zo goed mogelijk af te stellen zodat de motor mooi èn zuinig loopt. Om dit te doen moeten ze onder alle omstandigheden precies voldoende benzine bij de aangezogen lucht inspuiten. Hierbij is niet alleen belangrijk dat het blok goed loopt, maar ze moeten ook binnen de wet- en regelgeving blijven: er mogen immers niet teveel schadelijke stoffen uit de uitlaat komen. En dat gaat veel verder dan het modieuze CO2, ook de koolstofmonoxide (CO), onverbrande koolwaterstoffen (CH) en stikstofoxides (NOx) worden gemeten. Hierdoor krijg je een compromis in de afstelling: een wat armer mengsel (arm betekent dus te weinig benzine) zorgt ervoor dat de katalysator optimaal werkt en de motorfiets de emissienormen van de typegoedkeuring zal halen. Een wat rijker mengsel (meer benzine) levert een betere gasreactie en tevens meer vermogen op. Als je afremt op de motor en het gas helemaal dichtdraait, injecteert een moderne motorfiets helemaal geen benzine meer. Pas bij een laag toerental (in de buurt van 3.000 toeren) gaat de injectie weer aan om afslaan te voorkomen. Dit is goed voor het verbruik, de emissies en de levensduur van de katalysator. Maar het uitschakelen en weer inschakelen van de inspuiting als het gas weer geopend wordt levert geen ideale eerste gasaanname op: het zogenaamde aan/uit effect. Los van de emissie-eisen wordt de injectie zo afgesteld dat de motor voor een gemiddelde rijder fijn aanvoelt; de gasreactie moet niet te sloom zijn maar ook niet te agressief. Daarnaast is ieder motorblok door de toleranties op alle onderdelen net even iets anders, maar de injectie wordt natuurlijk niet op ieder motorblok specifiek afgesteld.Als je iets verandert aan je motor, zoals een ander luchtfilter of een andere uitlaat, is er een grote kans dat de standaardafstelling te rijk of te arm wordt in bepaalde werkgebieden van de motor. Dan is het tijd om de injectie anders af te (laten) stellen. Een correcte afstelling kan veel problemen voorkomen. Bij een te arme afstelling kan namelijk het motorblok beschadigen door detonatie en oververhitting. In extreme gevallen kunnen zuigers en katalysatoren smelten, de vulling van uitlaatdempers wegbranden en carbonuitlaten doorbranden. De uitlaatkleppen kunnen ook zo heet worden dat ze oprekken, waardoor de klepspeling te krap wordt, waardoor ze verbranden of zelfs afbreken. Een te rijke afstelling is minder gevaarlijk, maar kan smeerproblemen geven door het wegspoelen van de oliefilm op de cilinders. Voor al deze problemen geldt dat je hier niet snel last van zult hebben als je een hoogvermogende sportmotor hebt en je alleen in Nederland netjes maximaal 120km/h rijdt. Maar bij volgas ritten op de Duitse “Autobahn” of op het circuit is het wel degelijk een aandachtspunt.De injectie moet dus goed afgesteld staan. Maar hoe kun je die injectie afstellen? Helemaal in de top van de wegrace wordt eigenlijk nooit gebruik gemaakt van een standaard injectiesysteem, maar wordt meteen een heel ander motormanagementsysteem gemonteerd. In de MotoGP en de WSB zijn Magneti Marelli en MoTeC hofleverancier van veel raceteams. Deze systemen combineren alle elektronische functies van een motorfiets en geven je exotische mogelijkheden zoals traction-control wat per bocht programmeerbaar is, waarbij dan ook nog eens de temperatuur van de achterband met een infrarood sensor wordt gemeten en ook de bandentemperatuur dus wordt meegenomen in de berekening. Aan een dergelijk systeem hangt een prijskaartje dat zo maar richting de 50.000 euro gaat. En dan heb je de kosten van een handjevol data-engineers en vele weken of zelfs maanden testen nog niet eens meegerekend!Een trapje lager in de raceklassen, bijvoorbeeld op nationaal Superbike-niveau, wordt vaak een race-motormanagementsysteem gebruikt dat geleverd wordt door een aan het merk verbonden leverancier of tuner. Voorbeelden hiervan zijn de Yoshimura systemen voor Suzuki, de Ten Kate systemen voor Honda en de Alpha Technik systemen voor BMW. Deze systemen zijn alleen geschikt voor een hele serieuze circuitmotor en hebben een prijskaartje van 3.000 tot 4.000 euro. Bij deze systemen wordt alle in de race overbodige elektronica als contactslot, knipperlichten en andere verlichtingsfuncties verwijderd. Het YEC systeem van yamaha willen we even apart noemen, aangezien zij laten zien dat het prijstechnisch ook anders kan. Met een prijskaartje van net boven de duizend euro is dit YEC-systeem zelfs het overwegen waard voor een serieuze hobbyrijder.Terug naar de kern van het verhaal: voor een straatmotor is waarschijnlijk de meest bekende manier om de afstelling van een injectiemotor te veranderen het monteren van een ‘piggyback’ module zoals deze onder andere door de merken Powercommander en Rapidbike geleverd worden. Dit zijn kleine elektronische computertjes die ‘op de rug van’ het normale injectiesysteem gemonteerd worden, vandaar de naamgeving. Het normale injectiesysteem blijft aanwezig en zorgt ervoor dat de motor start, loopt en alle functies zoals het contactslot blijven gewoon werken. De signalen van de ontsteking, de benzine injectors, de lambdasensor en de gasklepstand worden afgetapt om de piggyback-module van informatie te voorzien. Die weet dus precies hoeveel toeren de motor maakt, hoe ver het gas open staat en wanneer de ontsteking en het inspuiten plaatsvindt. Dezelfde elektrische aansluitingen die de piggyback van informatie voorzien, maken het ook mogelijk om die signalen aan te passen en aangepast door te geven aan de injectie.In de piggyback worden correctiewaarden geprogrammeerd voor iedere gasklepstand en ieder toerental. Deze correctiewaarden leveren een tabel van gasklepstand en toerental op, het zogenaamde kenveld. Door bij een bepaalde gasklepstand en toerental de injectietijd met een bepaald aantal procenten korter of langer te maken wordt de hoeveelheid ingespoten benzine beïnvloed en dus de afstelling armer of rijker. Als fictief voorbeeld: de injector staat 4 milliseconden open bij 20% gas en 4000 toeren en de correctiefactor is +10%. Dan is de aangepaste (gecorrigeerde) injectietijd 4ms + 10% = 4.4 milliseconden. Maar wat zijn nou de juiste waarden om in de piggyback module te programmeren? Je kunt een programma downloaden van het internet of een tuningsbedrijf een programma in de piggyback module laten programmeren. Er zijn ook uitlaatfabrikanten zoals Arrow die voorgeprogrammeerde piggyback modules meeleveren. Wil je topprestaties dan kun je jouw motor op een testbank af laten stellen met een programma dat specifiek voor jouw motor op maat gemaakt wordt. Dan wordt een run op de testbank gemaakt en met een lambdasensor de air-fuel verhouding (A/F ratio), het koppel en het vermogen gemeten. Met deze input worden de getallen van het kenveld aangepast waarna er een nieuwe run wordt gemaakt. Dit proces wordt net zo lang herhaald tot de perfecte afstelling bereikt is. Een andere mogelijkheid is om een lambdasensor aan te sluiten op de piggyback module en deze zichzelf te laten programmeren, op een testbank, of tijdens het rijden op de weg. Dit zelflerende systeem wordt ook wel ‘auto-tune’ genoemd. Het voordeel hiervan is dat je niet perse een testbank nodig hebt. En aangezien de elektronica het werk voor je doet, heb je geen specifieke kennis nodig om de motor goed afgesteld te krijgen. Bij een merk als Powercommander is de autotune-functie een optie, die je als een losse kast erbij moet kopen. Het is ook mogelijk om met een extra lambdasensor al rijdend de afstelling te meten en deze waardes te dataloggen of te onthouden en zo handmatig een kenveld te maken. De meeste moderne motoren hebben een lambdasensor in de uitlaat. Deze meet de afstelling van de motor continu tijdens het rijden en passen de afstelling doorlopend aan. Bij de R6 bepaalt de lambdasensor de afstelling tot circa 30% gasstand en circa 7.000 toeren. Dit gebied is zo gekozen omdat hierin de emissies gemeten worden voor de typegoedkeuring. Een A/F ratio van 13 is ideaal voor het vermogen, maar in dit gebied staat een R6 tussen de 15 en 18, zeer arm dus. Als je een piggyback aansluit terwijl je de standaard lambdasensor laat zitten, gaan deze elkaar tegenwerken. Een voorbeeld: stel je voor dat je de motor met de piggyback op een bepaalde gasklepstand/ gasklepstand rijker afstelt om meer vermogen te krijgen. De standaard lambdasensor ziet dat de motor rijker staat; rijker dan wenselijk is voor emissies. De lambdasensor zal de injectie dan juist opdracht geven om armer te gaan staan. Je kunt dus in dit gebied niets veranderen in de afstelling. Bij motoren met een actieve regeling door de lambdasensor heb je dus ook nog een ‘O2-eliminator’ nodig. Dit is een stekker die het standaard injectiesysteem voor de gek houdt door altijd het signaal ‘de afstelling van de motor is perfect’ aan het injectiesysteem door te geven, meestal een A/F waarde van 14,7. Door de ‘O2-eliminator’ te plaatsen krijgt de piggyback module dus de volledige controle over de afstelling. Bij de R6 levert het corrigeren van de lambda van 18 naar 13 een vermogenswinst tot maar liefst 50% in het eerder genoemde gebied.Bij volgas en/of hoge toerentallen staan de meeste moderne motoren te rijk afgesteld voor extra betrouwbaarheid. Door dit te corrigeren is ook winst te halen, al is dit meestal minder dan in het midden- en lagere gebied. Maar bedenk dat je 95% van de tijd niet volgas rijdt, zelfs niet op circuit. Winst in de deellastgebieden en bij de gasreactie levert dus veel meer op dan enkele pk’s topvermogen, op straat en ook in rondetijden op het circuit.Er bestaan echter ook piggyback modules die juist het signaal van de standaard lambdasensor gebruiken om de afstelling van de motor aan te passen. Door dit signaal af te vangen en gemodificeerd door te sturen kun je de injectie namelijk misleiden. Een voorbeeld: stel dat je de motor rijker wilt hebben. De piggyback zit tussen de standaard gemonteerde lambdasensor en de injectie en maakt het signaal ‘armer’ dan de werkelijkheid. Dit ‘arme’ signaal komt bij de injectie aan waarop de injectie reageert door de motor rijker te zetten. Het kenveld wat je programmeert is dan een correctie op het lambda signaal bij de diverse toerentallen en gasklepstanden. Dit geeft dezelfde functionaliteit als een piggyback die direct op de injectors werkt; het wordt alleen op een ander manier bereikt.Piggyback modules kunnen nog extra functionaliteiten bieden. Meestal kan een softwarematige ‘acceleratiepomp’ ingesteld worden die extra benzine inspuit als je het gas snel openzet. Standaard injectiesystemen hebben deze functionaliteit vaak ook al ingebouwd. Soms werkt dit zelfs te sterk en kan het door negatieve waardes te programmeren gecorrigeerd worden. Bij de meeste modules kun je ook een sensor voor de quickshifter aansluiten, wat het mogelijk maakt om volgas over te schakelen door de inspuiting en/of de ontsteking een moment uit te schakelen. Er zijn modules die de mogelijkheid de toerenbegrenzer op een hoger toerental af te stellen. Dit kan gewenst zijn voor getunede racemotoren met andere klepveren, drijfstangen en/of kortere levensverwachtingen. Ook zijn er modules waarmee je de ontstekingstijdstippen aan kunt passen. Veel motoren hebben slechts 1 injector per cilinder, maar steeds meer sportmotoren hebben tegenwoordig dubbele injectoren: een hoge en een lage injector voor respectievelijk de hoge en de lage belasting en toerentallen. Hiermee dien je rekening te houden bij aankoop van een systeem, omdat er systemen zijn die slechts een injector per cilinder kunnen aansturen. Maar dan zijn we er nog niet: er zijn zelfs systemen die geprogrammeerd kunnen worden per cilinder, per versnelling en die meerdere kenvelden kunnen hebben die tijdens het rijden met een schakelaar opgeroepen kunnen worden. U raadt het al, de mogelijkheden zijn alleen beperkt door je eigen portemonnee: de prijzen lopen van ongeveer 300 tot 1.000 euro voor een piggyback-systeem, exclusief montage en testbankwerk. De benodigde lambdasensor vervanger kost tussen de 20 en 150 euro.De laatste jaren hebben steeds meer motoren ook een servicepoort in de kabelboom, waarmee de dealer storingen kan zoeken. Bij een aantal motoren kun je via deze servicepoort ook de injectie beïnvloeden. De Fi TunerPro van Healtech is hier een voorbeeld van, leverbaar voor diverse Suzuki’s. Qua mogelijkheden en instellingen is dit type ongeveer vergelijkbaar met de hiervoor genoemde piggybacks. Deze servicepoort-systemen zijn in het algemeen iets goedkoper dan de piggybacks.De simpelste piggyback-modules zijn alleen aangesloten op de sensor van de inlaatlucht temperatuur of luchtdruk in de luchtfilterkast. Deze sensor geeft een signaal door aan de injectie die daarop reageert. Bij koude en dus compacte lucht gaat de injectie wat meer inspuiten, bij warme en dus ijlere lucht wat minder. Door dit signaal aangepast door te sturen, gaat de motor over het hele werkgebied rijker of armer gaan lopen, afhankelijk van wat je instelt. Aangezien moderne motoren meestal bij lage toertallen te arm staan en bij hoge toerentallen te rijk, is dit voor een optimaal resultaat te beperkt. De prijzen liggen begrijpelijkerwijs ook wel wat lager dan bij voorgaande systemen.In plaats van een extra stuk elektronica op de motor te monteren, kan ook de servicepoort van de injectie gebruikt worden om met een computer of losse programmeerkast in de injectie ‘in te breken’. Eenmaal binnen, kunnen de kenvelden van de injectie aangepast worden. Als de juiste instelling geprogrammeerd is, kan de computer of programmeerkast afgekoppeld worden. Het voordeel hiervan is dat je geen extra elektronica op je motor hebt zitten, het nadeel is dat je zelf geen aanpassingen kunt maken en voor elke verandering weer terug moet naar het tuningsbedrijf. Bovendien: als je niet weet wat je precies doet kun je de injectie onherstelbaar beschadigen. Voorbeelden van losse programmeerkasten zijn de Factory Teka SFI programmer en de Rexxer. Een voorbeeld van de interface kast is de BikeTech Fuel Injection Mixture Adjuster. Bij auto’s is dit trouwens de meest gebruikte manier om injecties aan te passen, het zogenaamde ‘chiptunen’.Sommige motormerken geven de dealers de mogelijkheid om aanpassingen te doen door te kiezen uit enkele voorgeprogrammeerde mappen met de motormanagement diagnose apparatuur. Bij oudere motoren kun je de microprocessor waar de kenvelden in opgeslagen zijn (de Eprom of de chip) te wisselen, zoals bij de oudere Aprilia’s en Ducati’s het geval is.Je kunt bij een volledig standaard motor voor beperkte kosten een voelbare winst in vermogen en de gasreactie bereiken door het veranderen van de afstelling van je injectie met een van bovengenoemde methodes. Zeker bij het monteren van een ander luchtfilter of uitlaat is dit dus aan te bevelen, niet in de laatste plaats om betrouwbaarheid te garanderen. Hoe strenger de emissie eisen worden en hoe meer moeite de fabrikant heeft om deze te halen, hoe groter de te behalen winst zal zijn. De motor zal dan uiteraard niet meer aan de (wettelijke) emissie eisen voldoen. Maar van buitenaf is de tuning van de injectie niet te zien en alleen dat maakt dit eigenlijk tot iets voor de echte fijnproevers.[kaderstukje]INFOKijk voor meer informatie en prijzen op de onderstaande sites van leveranciers van deze elektronica:www.www.www.www.www.www.[er volgen nog circa 6 internet-adressen via Twan]][[bijschriften]]1De 2007 Yamaha R6 op de testbank. Dit is het tweede model R6 met injectie en het eerste model met de elektronisch geregelde gaskleppen.2Tijdens de run op de testbank verzamelt de computer alle mogelijke data.3Bij 6000 toeren en 20% gasklepstand is het vermogen van 18 naar 26 pk toegenomen, een winst van bijna 50%, dit is rijdend zeer goed te voelen.4 EXCEL-grafiek:De grootste correctie, tot wel 30 procent, dient in het in het middengebied van toeren en gasklepstand te gebeuren bij deze R6.5Als je een ander luchtfilter, zoals deze van MWR, monteert, moet je de injectie ook aanpassen.6Inbouw van de piggyback-module. In dit geval wordt deze aangesloten op een multistekker die naar de injectoren leidt.7Een van de meest verkochte piggyback-modules is deze Power Commander V van Dynojet.8De piggyback-module op zijn uiteindelijke plaats bij het gereedschapsetje, onder het bijrijderzadel.
