X1/9 I.E. Freiprogrammierbares Steuergerät

#1
Ich möchte hier ein paar Erfahrungen und Messergebnisse, welche ich beim Umbau meines X1/9 und anderen Fahrzeugen auf ein Freiprogrammierbares Steuergerät gemacht habe, teilen.

Mein X1/9 war ursprünglich ein Vergaser X (E-Serie) welcher ich vor ein paar Jahren mit Teilen aus einem Schlachtfahrzeug auf Einspritzung umgebaut habe. Technisch unterscheidet sich der Motor in meinem X von einem normalen Einspritzmotor lediglich dadurch dass die Nockenwelle, die Auspuffanlage und der Zündverteiler von der Vergaserversion stammen.

Mit dieser Kombination war der Motor deutlich elastischer als der Serien Vergasermotor, der Verbrauch hatte sich bei zügiger Fahrweise um ca. 3L/100km verringert, womöglich auch da es durch die gewonnene Elastizität möglich wurde, eine längere Übersetzung zu verbauen.
Auch die Laufkultur hatte sich im allgemeinen deutlich verbessert.
Allerdings gab es noch immer etwas Probleme welche wohl einfach dem Stand der Technik der L-Jetronic entsprach z.B. unterschiedliche Leerlaufdrehzahl bei besonders hohen/niedrigen Temperaturen oder wenn viele Verbraucher eingeschaltet sind.
Auch hatte ich Probleme mit dem Heißstartverhalten, insbesondere wenn man unmittelbar vor dem parken länger unter hoher Last gefahren ist.

Des weiteren haben die Zündverstellkurven der für den X erhältlichen Zündverteiler ein erhebliches Optimierungspotential.

Einspritzventile
Für die originalen Einspritzventile (Bosch 0280150123) sind im Internet diverse, zum Teil widersprüchliche Angaben zu finden. Deshalb habe ich selber ein paar Messungen vorgenommen.
Mit diesem elektrifizierten Molotowcocktail habe ich die Durchflussmenge bestimmt, einmal mit dem originalen 2,5bar Benzindruckregler und eine Messung mit dem 3,0bar Druckregler vom Uno Turbo:
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185ccm/min Motorenbenzin ca. 10°C 2,5bar Druckregler: 0 280 160 214 X1/9
200ccm/min Motorenbenzin ca. 10°C 3,0bar Druckregler: 0 280 160 213 Uno Turbo

Die Ventile sollten also für jeden modifizierten Saugmotor, welcher mit der originalen Ansaugbrücke betrieben wird, ausreichend Durchflussmenge aufweisen.

Die Latenzzeit (dead time) habe ich mit meinem alten KO am laufenden Motor noch mit dem L-Jetronic System gemessen. Die Messung erwies sich als recht schwierig, da die L-Jetronic offenbar eine peak and hold Steuerung aufweist, wodurch das Triggersignal nicht sonderlich stabil ist.
13.7V am Multirelais ca. 0,68ms
12.6V am Multirelais ca 0,80ms

Diese Werte sind sehr ähnlich wie die Werte welche die meisten alten Bosch Einspritzventile mit niedrigem Spulenwiderstand aufweisen. So habe ich einfach eine Kurve von einem anderen Ventil verwendet, bei welchem diesen zwei Messpunkte übereinstimmen. Ich könnte mir vorstellen das bei diesen alten Boschventilen Spule und Nadel im Ventil alle die selben sind und sich die Ventile lediglich im Öffnungsquerschnitt unterscheiden

Da die meisten modernen Steuergeräte nicht direkt niederohmige Ventile betreiben können, müssen Vorwiederstände verwendet werden. Man findet solche Widerstandspakete in diversen Fahrzeugen der 1970er bis 1990er Jahren welche mit grossen, niederohmigen Ventilen betrieben wurden. Ich habe für meinen X ein weit verbreitetes Bosch 0 280 159 014 Widerstandspaket verwendet (meines stammt aus einem Volvo 940 Turbo):
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Sollte man grössere Einspritzventile benötigen, kann man sehr grosse Ventile der selben Bauart von alten Mercedes und Jaguar Modellen mit D-Jetronic auftreiben.
Bei moderneren Einspritzventilen muss man hingegen mit dem Sprühbild aufpassen. Die alten Einspritzventile haben einen gerade, nach vorn gerichteten Sprühkegel. Um eine gute Vergasung des Kraftstoffs zu erzielen, ist das Ventil so angeordnet, dass dieses direkt auf den (heissen) Ventilteller zielt (deshalb vermutlich auch diese aufwendige Lösung mit Schläuchen und separaten Haltern). Wenn man nun Ventile mit einem weiten Sprühkegel oder Mehrstrahldüsen verwendet, kann es passieren dass diese direkt an die Saugrohrwand zielen, was zu einer sehr schlechten Zerstäubung führt mit allen negativen Auswirkungen (instabiler Leerlauf, hohe HC Emissionen, hoher Verschleiss durch Kraftstoffeintrag in das Schmieröl etc.)

Triggerrad/ Kurbelwellenpositionsgeber
Zur Erfassung der Kurbelwellenposition besteht beim X1/9 Motor die Möglichkeit das 60-2 Kurbelwellenpulley mitsamt den Nebenaggregaten und dem Sensor von einem neueren Fahrzeug mit dem 1.6 Liter 8V oder 16V Motor zu verwenden.
Da ich aber das Erscheinungsbild mit dem Keilriemen beibehalten wollte, habe ich den gesamten Nebenantrieb vom Uno Turbo 1.3 übernommen. Dieser sieht dem des X sehr ähnlich, jedoch wurde die Riemenflucht ca. 4mm nach aussen gelegt, um Platz für den Positionsgeber zu schaffen. Da die Riemenscheibe jedoch nur zwei Zähne aufweist, welche als Bezugsmarke für die Auslösung der Zündung für das Marelli Microplex Zündsystem dienen, habe ich das Pulley an dieser Stelle abgedreht und ein 60-2 Triggerrad aufgepresst.
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Drosselklappenpotentiometer
für die Erfassung der Drosselklappenposition wird ein Drosselklappenpotentiometer benötigt.
Das L-Jetronic System hat an dieser Stelle lediglich einen Drosselklappenschalter, welcher die Positionen Leerlauf und Vollast erfasst.
Glücklicherweise passt ein Magneti Marelli PF-09 Drosselklappenpotentiometer direkt an die Stelle des Schalters und ist sauber mit einem O-Ring gegen die Ansaugbrücke abgedichtet viewtopic.php?f=3&t=16314&p=133294&hilit=pf09#p133294(danke an „Paul68“).
Da diese Potentiometer recht teuer gehandelt werden habe ich mal einen China-Nachbau ausprobiert, welcher für einen einstelligen Betrag erhältlich ist. Bis jetzt hat sich dieses nicht negativ bemerkbar gemacht.
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Kabelbaum
Da der Originale Kabelbaum nur ein Teil der benötigten Sensoren und Aktoren verbindet, habe ich einen neuen Motorkabelbaum angefertigt. Die benötigten AMP JPT /FASTIN-FASTON Stecker sind noch problemlos erhältlich.
Ich habe darauf geachtet, dass sich der Kabelbaum von innen zum Motorraum durch die originale Öffnung schieben lässt, so dass er am Motor bleiben kann, wenn man diesen ausbaut.
Hier eine Skizze von der verwendeten Schaltung:
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Leerlaufregelventil
Hier habe ich den originalen Bimetall-Zusatzluftschieber verwendet. Bei der L-Jetronic ist dieses Ventil anscheinend immer eingeschaltet, sobald die Benzinpumpe läuft. Ich hatte hier aber manchmal das Problem das die Drehzahl zu tief absank (Kaltstart, Licht, Lüftung,Wischer eingeschaltet - regnerischer Herbsttag <10°C)

Der Masseanschluss wird nun über das Steuergerät kontrolliert. Ich habe diesen Ausgang nicht als Leerlaufsteller sondern als zusätzliche Funktion im Steuergerät programmiert. Dieses Ventil ist nun immer noch eingeschaltet wenn die Benzinpumpe läuft sofern jedoch die Motordrezahl nicht unter einen bestimmten wert fällt. Der Strombedarf der Heizung beträgt beim einschalten ca. 500mA und sinkt danach auf etwa 200mA ab, sollte sich also bei jedem Steuergerät über einen Relaisausgang ansteuern lassen.
Die Feinregelung der Leerlaufdrehzahl erfolgt nun über die Zündzeitpunktregelung.

Zündung
Hier habe ich noch immer eine einzelne Zündspule mit Zündverteiler, jedoch hat dieser nur noch die Funktion der Hochspannungsverteilung. Als Verteiler verwende ich zur zeit einen Magneti Marelli S135 und als Spule eine Magneti Marelli AEI 500b. Da die von mir verwendete EMU sehr leistungsstarke Transistoren an den Zündausgängen hat, kann die Zündspule direkt ohne Verstärkermodul vom Steuergerät betrieben werden.
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Später möchte ich hier wieder eine „Dosenförmige“ Zündspule verwenden, die AEI500 habe ich zur Zeit nur verbaut, da ich dazu angaben zur Primästromregelung im Internet finden konnte und ich diese Spule rumliegen hatte.
Auch möchte ich versuchen den Induktivgeber vom originalen Boschverteiler vom I.E. so zu modifizieren, das ich ihn zur Erfassung der „Nockenwellen“ Position brauchen kann.

Re: X1/9 I.E. Freiprogrammierbares Steuergerät

#2
Tolles Projekt und super Doku!

Detailfrage: heisst dass das beim SerienX der Kaltlaufregler nur beim Anlassen in Betrieb ist und danach sofort über die Heizung deaktiviert ist.
Also keine Drehzahlanhebung im laufenden Betrieb?
Gruß Querlenker

Emerson Fittipaldi - Formula 1 World Champion 1972-1974 :
"...I'm not exaggerating, the X1/9 drives just like a Formula 1. I've not often tested a car with road holding as good and as 'true' as this..."

Re: X1/9 I.E. Freiprogrammierbares Steuergerät

#4
Detailfrage: heisst dass das beim SerienX der Kaltlaufregler nur beim Anlassen in Betrieb ist und danach sofort über die Heizung deaktiviert ist.
Also keine Drehzahlanhebung im laufenden Betrieb?
Jein. Im Zusatzluftschieber befindet sich eine als Drehschieber ausgeführte Lochblende, deren Öffnung die zusätzliche Luftmenge beim Starten und in der Warmlaufphase freigibt. Der Drehschieber wiederum wird von einem Bimetallstreifen betätigt. Der Streifen wird zum einen von einer elektrischen Heizung aber auch von der Motorabwärme erwärmt, weshalb diese Zusatzluftschieber immer fest am Zylinderkopf oder Motorblock befestigt sind. Die elektrische Beheizung kann den Schieber bei niedriger Umgebungstemperatur nicht vollständig schliessen. Grob gesagt ist die Beheizung also für den Zeitraum unmittelbar nach dem Kaltstart zuständig, die Warmlaufphase hingegen wird von der Motortemperatur gesteuert.
Die Form der Öffnung in der Lochblende bestimmt den Luftdurchsatz bei der jeweiligen Temperatur, diese wurde auf den individuellen Motor abgestimmt und ist in der Regel das einzige teil, wodurch sich die verschiedenen Teilenummern unterscheiden.

http://www.ford-capri2800.de/html/zusat ... ieber.html

Da durch die Vergasernockenwelle die Motorcharakteristik erheblich verändert wurde, müsste vermutlich die Öffnung der Blende so modifiziert werden, dass sie im Bereich wo sie sich nach ca. 10-60sec nach Motorstart befindet, einen grösseren Öffnungsquerschnitt freigibt.