Úvahy o EJ25 - Úvaha první

Po delším čase jsem se rozhodl podělit se s Vámi o poznatky, které jsem velmi draho načerpal během doby, od rozhodnutí o přerodu mého vozu na čistokrevný závoďák a generální opravě motoru EJ25. Nechci se omezit jen na prosté konstatovaní faktů a hodnocení zda ta či ona úprava přinesla výsledky, můj záměr je jiný. Informace o podvozku, rámu, nastavení pérování apod. si nechám do jiného článku, pojďme podivat na samotné srdce vozu, na motor EJ25.

Před časem jsem na serveru AWDOC.CZ publikoval 1.část překladu článku o záměru firmy Tomei modifikovat sériový motor EJ25, tak, aby pouze použitím tuningových dílů a úpravou softwaru v řídící jednotce, dosáhli hranice 400 koní. Článek najdete zde. Závěrem první části článku je konstatování, že pouze úpravami v rámci "Stage 1" není možné této hranice dosáhnout. Co je "Stage 1" a zda má význam vůbec cokoliv s EJ25 dělat by mělo být jasné po přečtení tohoto článku.

Výfuk

Co, kromě potíží na stanici STK, přináší nejzákladnější úprava pohonné jednotky zřejmě každého úpravce?
Nejdříve je nutné říci, že samostatná výměna výfukového traktu, v případě EJ25 od turba po koncovku, sama o sobě nepřinese nic. Naopak při výměně kompletní sestavy, včetně katalyzátoru výfukových plynů, se neobejdete bez zásahu do softwaru řídící jednotky, nebo minimálně dalším úpravám elektronického managementu motoru. Ano, design výfuku ma zásadní vliv na tlakové poměry uvnitř traktu a tím na průběh výkonové křivky agregátu, ale jde ruku v ruce s přípravou směsy, spalováním a přeplňováním motoru. Je nutné si uvědomit, že narozdíl od atmosferického motoru je motor přepňovaný z výroby v určité "rovnováze" a narušení této rovnováhy se nutně musí někde projevit. Pojďme tedy postupně od poslední části celé soustavy.

Výměna koncovky (tlumiče) přináší uživateli zejména vizuální efekt, rozhodně zvukový efekt a minimální efekt týkající se výkonu motoru. Mnoha majitelům vozu to stačí, ale to do tohoto článku nepatří.

Potrubí, hlavně jeho průměr je asi věcí designu celé soustavy, objemu motoru, případně úrovně přeplňování. Zřejmě výměnou výfuku za model s větším průměrem nepokazíte vůbec nic, naopak v souvislosti s dalšími úpravami může být naopak přínosem. Ale i to je o již zmiňované rovnováze. Výsledkem bez aplikace dalších prvků může být spíše zklamání.

Odstranění katalyzátoru výfukových plynů. Opět platí co bylo řečeno v předchozích odstavcích. Zde především je téměř nutný zásah do řídící jednotky, nebo alespoň do elektronické regulace přeplňování a snímání hodnot sondou lambda. Co se vlasně děje po té, co výfukové plyny opustí hnací turbínu turbodmychadla? V první řadě elektronika počítá s tím, že dojde k určitému zúžení průřezu vlivem překážky ve formě katalyzátoru a tím ke zpomalení toku plynů ven z motoru důsledkem čehož vzniká v potrubí za dmychadlem přetlak a tím se snižuje účinek proudících plynů na lopatky dmychadla. Zároveň řídící jednotka očekáva hodnoty Lambda v určitém rozsahu na základě kterých provádí jemné korekce bohatosti směsi úpravou množství vstřikovaného paliva. V případě odstraněného katalyzátoru se veškeré poměry mění. Spaliny mohou odcházet aniž by musely překonávat odpor katalyzátoru, zvyšuje se rychlost jejich proudění, zvyšují se otáčky turbodmychadla, a roste plnicí tlak, regulace ale pracuje se seriovými hodnotami pro ovládání plnícího tlaku (wastegate), které jsou ovšem nedostatečné. Zároveň lambda sonda za katalyzátorem dává jednotce jiné hodnoty obsahu oxydů uhlíku a dusíku, než očekává. Důsledkem je signalizace závady motoru na palubních přístrojích, což samo o sobě není tak závažné jako projevy motoru, které budou následovat. ECU disponuje ochranými mechanismy ve formě mezních hodnot některých veličin a reakcí na jejich dosažení je většinou prosté "vypnutí" motoru (jednotka dočasně zastaví přísun paliva a zapalování směsi). Konkrétně v tomto případě ECU reaguje na krátkodobé překročení plnícího tlaku (u sériového motoru je tato hodnota okolo 1.25Bar a více) vlivem jeho chybné regulace, nebo příliž vysoká hodnota lambda.
První z těchto projevů lze, kromě již zminované úpravy dat v řídící jednotce, vyřešit pomocí externí elektronické, nebo mechanické regulace plnícího tlaku turbodmychadla. Na trhu existuje cela řada produktů (tzv. Turbo kontrolerů), které úplně nahradí regulaci sériovou (lze ji odpojit a demontovat). Osobní zkušenost mám s produkty firem TurboXS (http://www.turboxs.com/) - mechanická regulace, levná, kvalitní a Apex'i (http://www.apexi.com/) - elektronická regulace, velmi kvalitní, různá nastavení, režimy.
Druhý z projevů je řešitelný "oklamáním" sondy prostřednictvím jakéhosi trubkového nástavce, který jednoduše posune senzor lambda sondy mimo hlavní proud plynů a tím se změní údaje dodávané jednotce. Přesné rozměry, výkresy i hotové výrobky lze snadno najít na internetu.

Zbývá jestě zauvažovat co takové úpravy přinesou, co lze od nich očekávat. Předem jen připomínám, že se jedná výhradně o osobní úvahy, které Vás mohou nasměrovat správným směrem, ale nevylučuji že skutečnost se může mírně lišit.

Subjektivně vidím smysluplné pouze dva postupy:
1, Výměna celé sériové výfukové sestavy za turbodmychadlem za nějaké Performance parts díly. Firem je na trhu několik, jen namátkou uvádím Supersprint, Greddy, TurboSX, Apex'i apod. Je na Vás jestli zvolíte variantu bez katalyzátoru a nebo s jeho sportovní variantou (viz dále).
Doporučil bych volit pruměr 3" (cca 76mm) oproti seriových 2,5" (63,5mm).
Po úpravě hardware nechte provést ladění ECU, což je nejlepší cesta, jak bezpečně dosáhnout zvýšení výkonu a na 100% využít investice do výfukového systému. Je nutné jestě dodat, že kromě finačních prostředků za nový výfuk je nutné jestě počítat s investicí do softwaru nahrazujícího sériový firmware (např. EcuTek)a do práce samotného ladiče.

2, Tato varianta zahrnuje výměnu hardwaru jako v případě varianty 1. ovšem mimo úprav řídící jednotky. Zde je nutné vyřešit otázku regulace tlaku přeplňování pomocí externího Turbo kontroléru nastaveného na úroveň sériového plnícího tlaku (1,1Bar, max. 1,25Bar)a v případě varianty bez katalyzátoru jestě o "mezikus" k lambda sondě. Zde se obejdete se sériovým firmwarem v řídící jednotce, nepočítejte ovšem s nejakým zásadním navýšením výkonu. Určitě ale dosáhnete lepšího průběhu přeplňování, rychlejší odezvy turbodmychadla a nástupu tlaku už v nižších otáčkách motoru. Z vlastní zkušenosti mohu říci, že tato úprava není vůbec nepříjemná, auto jde tak říkajíc "lépe za plynem" a ušetřite za nový software a ladění, a v případě mechanického regulátoru od TurboSX se jedná o investici v řádu jen pár tisíců (bez samotného výfuku!!). Navíc se software a ladění do budoucna nevylučuje.

Výše uvedené považujte za základ, bez kterého se stejně dále neobejdete. Je zbytečné v této chvíli uvažovat o výměně sacího traktu, výfukových svodů, případně samotného turbodmychadla, neb nejslabší článek motoru je stejně uvnitř a rozumný "ladič" Vám nenastaví hodnoty plnícího tlaku a tím celkového výkonu tak, aby Váš motor explodoval při nejbližší příležitosti.
V této konfiguraci můžete počítat s navýšením výkonu Vašeho EJ25 cca o 10%-15% výkonu sériového. Můj motor pracoval v tomto režimu cca 3 roky a ujel jsem s ním okolo 60-ti tisíc kilometrů. Stejně mě čekala jeho celková generální oprava, ale do té doby jsem si to opravdu užil.

Na závěr mé první úvahy ještě musím doporučit pečlivé hlídání hladiny oleje, jehož spotřeba určitě vzroste a také při prvním náznaku přehřívání motoru obzvlášť pak po vyšší zátěži hledejte okamžitě pomoc, aby jste nedopadli jako já! Pravděpodobně bude vadné tesnění pod hlavou, což je velice běžná závada. Při té příležitosti si už můžete nechat vyměnit sériové svorníky a matky které drží blok motoru a hlavy po hromadě za speciální šrouby, které jsou odolné proti natažení důsledkem vícenásobného přitažení hlav, ale také navýšení plnícího tlaku. Ale o tom v některé z dalších úvah.