Tuning ???

[Stephan]

Als oud Alfa liefhebber komt wel eens op de club site en lees ik wel een het forum.
Omdat ik vanuit mijn werk veel met motoren, tunen van motoren en het bouwen van race motoren bezig hou en ook de algemene vragen over tuning zie, heb ik maar een kort verhaaltje over tuning neergezet.

Tuning van 4-stroke motoren.

Het problemen met tunen is dat het uiteindelijke effect wordt bepaald door de juiste combinatie van bepaalde onderdelen. deze onderdelen kan je vaak niet los van elkaar gebruiken. Voorbeelden; snelle nokkenassen zonder andere aanpassingen geven weinig extra vermogen: vaak zelfs negatief, Chiptuning zonder verdere aanpassing geven weinig extra vermogen.

Het gaat dus om de juiste combinatie van de juiste onderdelen;
- Inlaatsysteem
- Motor management systeem
- Nokkenassen
- Compressie verhouding
- Uitlaatsysteem
- Clou van het verhaal

Inlaatsysteem.
Het meest belangrijke stuk; met het inlaatsysteem kan je de karateristiek van de motor bepalen. 95% van de standaard motoren zitten vast aan het origineel inlaatsysteem in combinatie met het standaard motor management systeem. Helaas valt hier weinig te verbeteren / te veranderen. De standaard systemen zijn geoptimaliseerd op verbruik en milieu eisen.
Anders is het bij individuele gasklephuizen (iedere cilinder zijn eigen gasklep). Hierbij zijn de mogelijkheden bijna onuitputtelijk. Echter niet zo zeer de diameter van de inlaatkanalen is belangrijk (vaak te groot gekozen) maar de lengte van de inlaatkanalen want deze bepaalt in welk toerengebied het koppel het grootst is; hoe langer de inlaatkanalen hoe lager in toeren het grootste koppel ligt. Vaak wordt de diameter te groot gekozen wat een nadeling effect op de pulse sterkte in het kanaal heeft (Er gaat een drukpulse op en neer in het inlaatkanaal met de snelheid van het geluid en deze kan voor een extra vulling van de cilinder zorgen). Door het tunen van de lengte van het inlaatkanaal kan je een 305 graden nokkenas het maximale koppel op 5000 toeren geven. In het begin van de Trofeo hadden een aantal rijders de motor voorzien van afstandsbussen tussen inlaatspruitsuk en de Webers wat dus meer koppel in de lagere toerentallen gaf.
Voor een 2 liter motor zijn inlaatkanalen met een diameter van 45mm ruim voldoende.
Vervang nooit injectie voor carburateurs; geen APK maar ook minder vermogen in bepaalde toerengebieden.
Het flowen of poorten van de inlaatkanalen heeft dus geen zin als je verder niets aan de motor veranderd.

Motor management systeem.
Uiteraard zullen de leverenciers van chips het niet met mij eens zijn maar een chip geeft nauwelijks vermogen. De standaard chip is wel gebaseerd op verbruik en mileu maar alles is gebaseerd op de optimale lambda waarde. Bij deze waarde is de motor niet alleen zuinig, mileu vriendelijk maar geeft ook het meeste vermogen. Het is zelfs zo dat we een beetje van de waarde vandaan blijven (ook bij race motoren) want anders wordt de motor te heet (loopt te arm). Meer benzine toevoeren kost dus vermogen en heeft alleen bij accelereren zin (maar ook weer niet te veel). Mensen die het duidelijk merken aan de auto die een chip heeft gekregen proberen onbewust hun aankoop te rechtvaardigen; reken maar na: 3 - 4 PK op een auto van meer dan 1200 kilo zul je echt niet duidelijk merken. Ook in het midden toerengebied staan de standaard motoren op de optimale lambda waarde dus daar is met een chip ook geen winst te behalen.
Het enige gebied waar winst op gemaakt kan worden is de voorontsteking.
Dit is wel oppassen want de fabrikant heeft niet voor niets een marge ingebouwd.
Heb je andere onderdelen als nokkenassen, compressie verhouding enz. aangepast is dit dus een heel ander verhaal; dan moet je dit juist aanpassen.
Heb je veel aangepast dan kan het standaard motor management systeem het niet aan, je zult dan naar een vrij programeerbaar motor management systeem moeten (Motec, DTA, Magneti marelli enz.).

Nokkenassen
De beperkingen liggen vaak niet bij de nokkenassen zelf maar bij de onderdelen die met de nokkenassen moeten werken; Het standaard motor management systeem kan weinig klepoverlap aan. Nokkenassen komen pas echt tot hun recht in combinatie met indviduele gasklephuizen met een vrij programeerbaar motor management systeem. De huidige trend gaat naar nokkenassen met veel lift (12 - 13 mm) met weinig opening om het koppelgebied niet te hoog in toeren te leggen. De beste keuze ligt aan de rijder; wat wil hij met de auto doen en tot welke compromieen is hij bereidt ?

Compressie verhouding
het vermogen wat een motor brengt wordt grotendeels bepaalt door de druk die ontwikkeld wordt (BMEP). Bij een hogere compressie verhouding stijgt deze druk en heb je vaak een betere werveling (tumble + squice) in de verbrandingsruimte. De compressieverhouding wordt beperkt door dat de brandsto0f bij een te hoge compressie verhouding gaat zelfontbranden (pingelen). Oorzaken kunnen ongustige verbrandingsruimte, te veel voorontsteking of slechte benzine (te laag octaangehalte) zijn. De ervaring is dat de beste voorontsteking voor een 2 liter motor ligt tussen de 30 en 32 graden.

Uitlaatsysteem
Naast het dempen van het geluid kan de uitlaat ook voor meer vermogen zorgen.
Echter hoeft meer vermogen niet automatisch meer geluid (herrie) te betekenen.
Door het tunen van de lengte en type (4>1, 4>2>1) van het uitlaatspruitstuk kan de vulling en de spoeling van de cilinder verbeterd worden. Een free flow uitlaat hoe dus geen extra vermogen op te leveren.

Clou van het verhaal
Al deze onderdelen hebben invloed op elkaar; de verkeerde mix en het kan zijn dat je vermogen verliest, de juiste mix en je krijgt extra vermogen zonder dat het veel aan koppel in het lagere en midden toerengebied kost. Het vinden van de juiste combinatie kost veel tijd en geld maar bepaalt het uiteindelijke resultaat. Verander je maar 1 onderdeel heb je nauwelijke vermogenswinst.

Ik besef dat op het gebied van tuning 100 mensen 100 meningen hebben en er mensen zijn die het absoluut niet met mij eens zijn maar ik hoop dat deze uitleg het iets duidelijker maakt. Zelf ben ik tot nu toe tot 280 PK uit een N/A Honda S2000 gekomen.

Stephan Citteur

[Dennis de Rooy]

Aardig verhaal voor de beginnende alfist die meer vermogen zoekt. Goed gedaan! Ik ben eigenlijk benieuwd naar iets specifieks, namelijk de maximale compressie van een 4 cilinder TS 8V. Wat kan je max. halen en haal je dat door zuigers, de kop vlakken of een beetje van beide?

Voor de gewone 2 liter NORD is genoeg info ("How to powertune AR DOHC engines", Jim Kartalamakis) en materiaal te vinden om een heel snelle motor te bouwen, maar voor de TS ontbreekt die info.

Nu weet ik hoe ik de compressie flink kan verlagen (8:1), nl door zuigers van een BMW 325i te monteren. Maar is er een productiezuiger die naar 11:1 brengt of hoger?

[Stephan]

Specifiek voor de TS is een beetje moeilijk.
Vaak komt je uit op gesmede hoge compressie zuigers.
De cilinderkop vlakken helpt wel maar brengt je vaak niet ver genoeg bovendien als je de kop te ver vlakt dan heb je op een gegeven moment de kans dat de kleppen de zuiger gaan raken. Gesmede hoge compressie zuigers hebben vaak iets diepere klepuitsparingen. Maximale compressie verhouding zou ik niet verder gaan dan 12:1.
Dan kom je ongeveer op een maximale voorontsteking van 30 graden uit.
Hoger kan wel maar dan beginnen dingen als verbrandingsruimte, squeezvlak en octaangehalte mee te spelen. Iets te ver voor dagelijks gebruik.

[Dottore M]

Nu weet ik hoe ik de compressie flink kan verlagen (8:1), nl door zuigers van een BMW 325i te monteren.

Joepie ! Mwoehahaar

[Giulia2000TS]

TSturbo......

[kroehlur]

Typisch dat er iemand langs komt die een lopende discussie totaal stoort en ontspoort met feiten en kennis.

Goed artiekeltje Stephan. Hulde.

[Dennis de Rooy]

@Maarten. Ik heb de zuigers al liggen, interesse?

@Stephan. Wie maakt er gesmede hoge compressie zuigers voor de TS? Het gaat mij niet zo zeer om straatgebruik, maar max. vermogen. Wat zou maximaal haalbaar zijn uit een 2.0 TS? Ik weet ook wel dat als je throttle bodies, carillo drijfstangen en gesmede zuigers gaat gebruiken dat het duur wordt.

[bert]

Leuk artikel!!


@Dennis

http://www.sdsefi.com/techcomb.htm

[Bartman]

@dennis:

Zuigers van een VW passen en worden gebruikt.

Het maximale vermogen schommelt zo rond de 210 pk. In de Trofeo rijden de mannen met die vermogens rond. De ene claimt zo'n 215 pk, de ander zelfs 225 pk, maar ruim 200 pk is dus goed haalbaar.

[Dennis de Rooy]

Bartman, interessant! Weet je toevallig ook welk type VW (brrrrrrr)?

[Bartman]

Volgens mij de 2 liter met 84 mm boring. Hoe dat zit met de diameter van de pistonpen weet ik niet.

[Woody34]

Uiteraard zullen de leverenciers van chips het niet met mij eens zijn maar een chip geeft nauwelijks vermogen. De standaard chip is wel gebaseerd op verbruik en mileu maar alles is gebaseerd op de optimale lambda waarde. Bij deze waarde is de motor niet alleen zuinig, mileu vriendelijk maar geeft ook het meeste vermogen. Het is zelfs zo dat we een beetje van de waarde vandaan blijven (ook bij race motoren) want anders wordt de motor te heet (loopt te arm). Meer benzine toevoeren kost dus vermogen en heeft alleen bij accelereren zin (maar ook weer niet te veel). Mensen die het duidelijk merken aan de auto die een chip heeft gekregen proberen onbewust hun aankoop te rechtvaardigen; reken maar na: 3 - 4 PK op een auto van meer dan 1200 kilo zul je echt niet duidelijk merken. Ook in het midden toerengebied staan de standaard motoren op de optimale lambda waarde dus daar is met een chip ook geen winst te behalen.

Leuk stukje en je hebt er geheid een boel verstand van, alleen met bovenstaande ben ik het niet helemaal met je eens. Ik vind dat Squadra chips wel degelijk effect hebben en dat merk ik goed met mijn huis-tuin-keuken alfa's.

[bert]

Chip Tuning

The chip is where the fuel and ignition maps are stored in the ECU of a modern engine. The aim of non standard chips is to take advantage of any compromises the OE manufacturer has made to the standard calibration settings which reduce power in favour of economy or reliability. The scope for improvements is usually very small though. The best that can normally be achieved is to remove any flat spots in the power curve and find a couple of  % extra power by richening the mixture up to 12.6 and losing any safety margin in the ignition timing settings. The penalty is often significantly worse fuel consumption, unreliability, poor starting and the power increase is often not even noticeable. It takes a day or less of dyno time to establish the new map settings for a particular vehicle and each chip costs a couple of pounds. Total development cost perhaps a few hundred pounds. The selling price of £200 to £400 from then on for a chip costing £2 means a huge amount of profit for both the chip company and the fitting agent. To keep those sales rolling along nicely it isn't surprising that the power claims tend to be somewhat inflated.
Why people are prepared to spend so much on a 'performance' chip is beyond me. Everyone nowadays is familiar with how much computer components cost. A PC motherboard is maybe £60 and a complex piece of software that took millions to develop might be £30. For a map that took a day to develop when each new chip itself costs £2 it strikes me that to pay £200 or more is madness. Still it's your money I guess.
On a turbocharged engine the chip might also control the boost pressure. There are genuine possibilities for good power increases in this case although it isn't really any more complex than adjusting a mechanical wastegate. The penalty for excessive boost pressure is detonation and engine life measured in weeks though. On a normally aspirated engine the chip can't make any difference to how the engine physically operates and can't increase the airflow potential. You therefore can't just "bolt on power" with a chip swap - it is purely a calibration device, not a tuning device. No different in principle to getting a carb jetted properly. Claims of 30% extra power from chip tuning is purest nonsense - 3% is more like it. If the OE manufacturers were that bad at calibrating their cars considering the millions they spend on doing it they'd be out of business in weeks. Copyright David Baker and Puma Race Engines


Calibrating A Modified Engine

Any time the airflow potential of an engine is substantially modified - by that I mean ported cylinder head, exhaust system, different carb or manifold, longer duration camshaft etc - the fuel and ignition requirements also change. Whether the engine has carbs and a distributor, or ECU controlled fuel and ignition, the principles of calibration are the same. The best place to get this sort of work done is on a rolling road dyno or engine dyno.
The engine is operated under load and the fuel/air ratio and power are measured. Adjustments are then made to bring the mixture back to the optimum settings. On a carb by changing the jets and in an ECU system by changing the internal map (or chip) that the ECU works from. The ignition advance can then also be altered a couple of degrees at a time to see if power goes up or down at different rpm.
An engine can be modified in an infinite number of different ways. Even similar sounding specs might work very differently. For instance a ported head might increase airflow by nothing at all if it has been done badly or 30% if it has been done well. The settings from someone else's similar sounding engine might be nothing like right for your own. By the same token a "performance chip" designed to squeeze a couple of % extra power out of a standard engine is useless for a modified engine if the map settings it contains are not what the modified engine now wants. Sadly it seems to be commonplace for people to believe that a chip is a performance item in its own right and that by fitting one it will magically make any possible combination of cam, exhaust and head mods work properly together. Nothing could be further from the truth. Copyright David Baker and Puma Race Engines

Performance Increases From Modified Chips

So far I haven't seen a single definitive test where the acceleration of a "chipped" standard normally aspirated car actually improved. I've seen plenty of rolling road tests showing supposed increases in power and comments about improved "driveability" during road testing. Bring out the stopwatch though and these improvements seem to be rather harder to pin down. Several years ago one of the car magazines did a reasonably scientific test on a BMW as I recall. Performance chips from two different manufacturers were tested against the standard item in a 0-60 sprint at a test track. 5 runs were performed for each chip and the times averaged to remove any bias. Within a tenth of a second they stayed the same in all cases despite the extra horsepower claims. If anyone knows of a properly conducted test that shows the opposite I'd be interested to read it. Copyright David Baker and Puma Race Engines

[Andretti Molletti]

Specifiek voor de TS is een beetje moeilijk.
..... Maximale compressie verhouding zou ik niet verder gaan dan 12:1.
Dan kom je ongeveer op een maximale voorontsteking van 30 graden uit.

De TS heeft 2 bougies per cilinder!

gebaseerd op de optimale lambda waarde. Bij deze waarde is de motor niet alleen zuinig, mileu vriendelijk maar geeft ook het meeste vermogen

Das achtereenvolgens bij Lambda 2 / 1 / 0,8 maar taaltechnisch heb je gelijk, das de optimale Lambdawaarde

[Rees Cees]

Mooi dan bemoei ik me er ook maar eens mee.

Chip tuning.

Wat ik nu voor altijd en eens uit de wereld wil helpen of het nu waar is wat de chip makers claimen. Meer vermogen enz.....

Laten we het eens testen.

van ieder merk chip nemen we er één voor bijv een 155 2 liter 16v.
testen eerst in één auto de standaard chip (alfa) en daarna wisselen we in die zelfde auto de ECU. Volgens mij zie je dan het naakte verschil. En gaat zich menig chip verkoper achter de oren krabben.

De uitslag zetten we natuurlijk hier op het forum.

Ander topic hiervoor starten?