Moottorin ohjelmointi: karttasäätö vai lisälaatikko
Mitä eroa on karttasäädöllä ja lisälaatikolla, mitä stage 1 ja stage 2 tarkoittavat ja mitä FAP-, EGR- ja AdBlue-säännöt vaativat Pariisissa ja
Karttasäätö muuttaa moottorinohjaimen alkuperäistä ohjelmaa, kun taas lisälaatikko jää alkuperäisen ohjelman ja anturitietojen väliin ja vääristää niitä. Käytännössä ero näkyy siinä, mitä autolle tapahtuu: karttasäädössä muutos tehdään ohjaimen sisällä, lisälaatikossa sitä ei kosketa lainkaan. Molemmilla tavoitellaan lisää vääntöä ja tehoa, mutta vain toinen niistä on varsinaista moottorin ohjelmointia.
Ranskassa alan käytännöt ja lainsäädännön rajat on koottu muun muassa moottorin ohjelmointi Pariisissa -oppaaseen, joka käsittelee sekä stage-tasoja että päästöjen hallintaan liittyviä järjestelmiä. Seuraavassa käydään läpi, mitä eri ratkaisut tarkoittavat teknisesti ja mitä sääntöjä FAP-, EGR- ja AdBlue-järjestelmiin liittyy.
Miten karttasäätö eroaa lisälaatikosta?
Karttasäätö tarkoittaa, että moottorinohjaimen ohjelmistoon tallennettuja karttoja muutetaan. Kartat ovat taulukoita, joissa määritellään esimerkiksi ruiskutettava polttoainemäärä, ahtopaine, sytytysennakko ja vääntörajoitukset eri kierrosluvuilla ja kuormituksilla. Ohjelmoija lukee ohjaimen sisällön, muuttaa valittuja arvoja ja kirjoittaa uuden version takaisin. Muutos kohdistuu siis siihen laskentaan, jolla moottori itse annostelee polttoaineen ja ilman.
Lisälaatikko eli niin sanottu tuning-boxi asennetaan johtosarjaan yleensä rail-paineanturin tai ahtopaineanturin väliin. Laatikko muuttaa anturin ohjaimelle lähettämää signaalia, jolloin ohjain luulee paineen olevan pienempi kuin se todella on, ja nostaa ruiskutuspainetta tai ahtopainetta kompensoidakseen. Alkuperäiseen ohjelmaan ei kosketa, ja laatikko on periaatteessa irrotettavissa ilman jälkiä.
Eroja on kolme keskeistä. Ensinnäkin säätöalue: karttasäädössä voidaan muuttaa kymmeniä parametreja yhdessä, laatikko vaikuttaa käytännössä yhteen signaaliin kerrallaan. Toiseksi moottorin oma suojalogiikka: ohjain reagoi anturitietoihin, ja jos signaali on vääristetty, ohjain ei näe todellista tilannetta, jolloin esimerkiksi lämpö- ja painerajat voivat ylittyä ilman, että ohjain rajoittaa tehoa. Kolmanneksi jäljitettävyys: karttasäädöstä jää ohjaimeen merkintä, laatikosta ei, mutta laatikko on näkyvä osa moottoritilassa.
Kulutuksen ja päästöjen kannalta ero on myös käytännöllinen. Karttasäädössä polttoaineen ja ilman suhde voidaan pitää hallittuna koko kierrosalueella, kun taas signaalin vääristäminen johtaa helposti liian rikkaaseen seokseen tietyissä kuormitustilanteissa. Tämä näkyy joskus mustana savuna ja kohonneena hiukkaspäästönä, mikä on erityisen ongelmallinen dieselissä, jossa on hiukkassuodatin.
Mitä stage 1 ja stage 2 tarkoittavat?
Stage 1 on ohjelmointi, joka tehdään vakioautoon ilman mekaanisia muutoksia. Tavoitteena on hyödyntää valmistajan jättämä turvamarginaali: sama moottori myydään eri tehoisina versioina, ja ohjelmalla nostetaan vääntöä ja tehoa lähemmäs rakenteen kestämää tasoa. Tyypillisesti stage 1 nostaa dieselmoottorin vääntöä selvästi alakierroksilla ja bensiinimoottorin tehoa keskikierroksilla. Muutos on luonteeltaan konservatiivinen, ja se tehdään vakiopolttoaineella ja vakio-osilla.
Stage 2 edellyttää yleensä mekaanisia muutoksia: vapaammin virtaavaa pakoputkistoa, mahdollisesti suurempaa välijäähdytintä tai muuta imupuolen ratkaisua. Ohjelma mitoitetaan näiden osien mukaan, jolloin ahtopainetta ja polttoaineen määrää voidaan nostaa enemmän kuin stage 1:ssä. Stage 2 ei siis ole pelkkä ohjelma vaan kokonaisuus, jossa ohjelma ja rauta on sovitettava yhteen. Pelkän stage 2 -ohjelman ajaminen vakio-osilla johtaa helposti lämpöongelmiin ja moottorin suojastrategioiden laukeamiseen.
Molemmissa tapauksissa lähtökohta on sama: auton kunto, huoltohistoria ja käyttötarkoitus ratkaisevat, mikä taso on järkevä. Auton, jolla ajetaan päivittäin kaupunkia, tarpeet ovat erilaiset kuin radalle rakennetun laitteen.
Penkkimittaus ja tehokäyrän luku
Penkkimittaus eli dynotestaus on ainoa tapa todentaa, mitä ohjelmointi todella teki. Mittauksessa mitataan sekä teho että vääntö kierrosluvun funktiona, ja tulos piirretään käyrinä. Pelkkä ilmoitettu huippulukema ei kerro juuri mitään: olennaista on, missä kohdassa käyrää lisäys tapahtuu ja miten tasaisesti se jakautuu.
Tehokäyrää luettaessa katsotaan ensin, nouseeko vääntö alhaalta asti vai vasta korkeilla kierroksilla. Kaupunkiajossa ja ohituksissa alaväännön lisäys tuntuu eniten, kun taas radalla yläpään teho ratkaisee. Toiseksi katsotaan, laskeeko käyrä jyrkästi jossain kohdassa: jyrkkä notkahdus kertoo yleensä siitä, että ohjain rajoittaa tehoa esimerkiksi ahtopaineen tai pakolämpötilan vuoksi. Kolmanneksi verrataan ennen ja jälkeen -käyriä samassa mittausolosuhteessa, samalla penkillä ja samalla jäähdytyksellä. Ilman tätä vertailua luvut eivät ole vertailukelpoisia.
Hyvä mittauspöytäkirja sisältää myös ympäristötiedot: lämpötilan, ilmanpaineen ja käytetyn polttoaineen. Nämä vaikuttavat tulokseen, ja ammattimainen penkki kirjaa ne ylös. Jos tarjolla on vain yksi huippulukema ilman käyrää, mittauksesta ei voi päätellä juuri mitään moottorin käyttäytymisestä.
Malleittain: mitä stage 1 tarkoittaa eri merkeille
Erot merkkien välillä johtuvat moottoritekniikasta, eivät ohjelmoijan mieltymyksistä. Audi TDI- ja TFSI-moottoreissa sekä Volkswagen Golf GTI:ssä käytetään samaa konsernin tekniikkaa, jossa ahtopaineen ja ruiskutuksen säätö on tarkkaa ja stage 1 tuottaa yleensä tasaisen vääntölisäyksen koko alakierrosalueelle. BMW:n ja Mercedes-Benzin moottoreissa ohjainlogiikka on monimutkaisempi ja suojastrategioita on enemmän, joten ohjelman on kunnioitettava useampia rajoja.
Renaultin, Peugeot'n ja Citroënin HDi- ja BlueHDi-dieselmoottoreissa keskeinen tekijä on päästöjärjestelmien rakenne: hiukkassuodatin, EGR-venttiili ja BlueHDi-moottoreissa AdBlue-elvytys. Stage 1 nostaa vääntöä erityisesti alakierroksilla, mikä näkyy kaupunkiajossa ja kuormatussa ajossa. Hyötyautoissa eli pakettiautoissa ja jakeluajoneuvoissa ohjelmoinnin tarkoitus on usein taloudellisuus ja vetokyky, ei huipputeho. Urheiluautoissa taas tavoitellaan tehoa ylemmillä kierroksilla, jolloin myös jäähdytyksen ja voimansiirron mitoitus nousevat ratkaiseviksi.
Yhteinen piirre kaikille merkeille on, että stage 1:n suuruus riippuu moottorin versiosta, ei pelkästä merkistä. Sama malli voi olla tehtaalta usealla eri tehotasolla, ja ohjelmoinnin lähtökohta on aina se yksilö, joka nosturille ajetaan.
Mitä sääntöjä koskee FAP-, EGR- ja AdBlue-järjestelmiä?
FAP eli hiukkassuodatin, EGR eli pakokaasujen takaisinkierrätys ja AdBlue eli urealiuos ovat päästöjen hallintaan tarkoitettuja järjestelmiä, jotka on hyväksytty osana auton tyyppihyväksyntää. Ranskassa katsastus eli contrôle technique mittaa dieselajoneuvojen savuarvon ja tarkistaa, että päästöjärjestelmät ovat paikallaan ja toimivat. Jos suodatin on poistettu tai EGR-venttiili on ohjelmallisesti suljettu pois, auto ei läpäise katsastusta, ja lisäksi kyse on tyyppihyväksynnän vastaisesta muutoksesta.
Käytännössä tämä tarkoittaa, että laillinen ohjelmointi ei koske päästöjärjestelmien poistamiseen vaan moottorin toiminnan optimointiin niiden ehdoilla. AdBlue-järjestelmän osalta urean annostelu on osa typen oksidien vähentämistä, ja sen ohittaminen johtaa sekä päästöjen nousuun että vikailmoituksiin. Myöskään vakuutus ei kata muutosta, joka rikkoo tyyppihyväksyntää: vahinkotilanteessa vakuutusyhtiö voi evätä korvauksen, jos ajoneuvo ei vastaa rekisteriotteen mukaista kokoonpanoa.
Rekisteriotteen tehovero ja vakuutusmaksu perustuvat ilmoitettuun tehoon. Ohjelmoinnin jälkeen auto voi tuottaa enemmän tehoa kuin otteeseen on merkitty, mikä on Ranskassa oma kysymyksensä sekä verotuksen että vakuutuksen kannalta. Siksi ohjelmoinnin yhteydessä on syytä selvittää etukäteen, mitä muutoksesta on ilmoitettava ja miten se vaikuttaa auton käyttöön ja jälleenmyyntiin.
Käytännön valintakriteerit
Kun vertailee tekijöitä, ratkaisevia kysymyksiä on muutama. Ensinnäkin mittaus: tehdäänkö ennen ja jälkeen -veto samalla penkillä ja luovutetaanko käyrät kirjallisesti. Toiseksi dokumentointi: mitä ohjaimelle tehdään, voidaanko alkuperäinen ohjelma palauttaa ja säilytetäänkö siitä kopio. Kolmanneksi päästöjärjestelmien käsittely: jäävätkö FAP, EGR ja AdBlue toimintaan sellaisina kuin ne on hyväksytty. Neljänneksi takuu: mitä tekijä vastaa, jos moottoriin tulee vika ohjelmoinnin jälkeen, ja miten menetellään, jos auton valmistajan takuu on vielä voimassa.
Näihin kysymyksiin kannattaa pyytää vastaukset kirjallisesti ennen työn aloittamista. Ohjelmointi on moottorinohjaimen muuttamista, ja sen jälkeen auton käyttäytyminen, kulutus ja päästöt voivat muuttua pysyvästi. Siksi lähtökohta on aina auton nykyinen kunto ja se, mitä sillä aiotaan tehdä. Samasta aihepiiristä löytyy myös artikkeli lentokenttätyön kuvaus.