K-swapissa johtosarja ei ole sivuosassa. Se määrittää, käynnistyykö moottori ensimmäisellä avaimen käännöllä, saako ECU oikean triggeritiedon ja toimivatko jäähdytyspuhaltimet, mittaristo sekä turvajärjestelmät silloin kun pitää. Custom moottorijohtosarja K-swap moottoriin rakennetaan auton, moottorin ja moottorinohjauksen ympärille - ei yleismallin kompromissien varaan.
K20- ja K24-pohjaiset swapit ovat suosittuja hyvästä syystä: moottoreista saa kierrosherkkiä, luotettavia ja turbolla erittäin suorituskykyisiä kokonaisuuksia. Samalla sähköpuoli vaihtelee paljon. Eri K-sarjan moottoreissa on erilaisia antureita, kaasuläppäratkaisuja, triggeripyöriä, kampi- ja nokka-antureita sekä apulaitteita. Kun mukaan lisätään esimerkiksi Link ECU Wire-In ECU, ECUMaster, sähköinen kaasuläppä, Flex Fuel -anturi tai PDM/PMU, valmista plug-and-play-ratkaisua ei aina ole järkevää yrittää sovittaa väkisin.
Milloin custom moottorijohtosarja K-swap-moottoriin on oikea ratkaisu?
Custom-sarja on perusteltu erityisesti silloin, kun moottori siirtyy täysin eri alustaan kuin mihin se on alun perin tarkoitettu. Takavetoiseen drift- tai rata-autoon asennettu K24 tarvitsee käytännössä eri mittaisen, eri suuntaan lähtevän ja eri toimintoja palvelevan johtosarjan kuin alkuperäisessä etuvetoisessa Hondassa.
Sama koskee moottorinohjausta. OEM-ECU voi olla toimiva ratkaisu maltilliseen kokonaisuuteen, mutta standalone-ECU antaa enemmän vapautta sytytyksen, polttoaineen, ahtopaineen, lisätoimintojen ja datan hallintaan. Tällöin johtosarjan pinout, pääreleet, sulakkeet, anturien referenssijännitteet ja maadoitukset tehdään kyseisen ECU:n vaatimusten mukaan.
Custom-ratkaisu on yleensä järkevä myös silloin, kun projektiin tulee useita lisäjärjestelmiä: CAN-laajennuksia, digitaalinen kojelauta, paine- ja lämpötila-antureita, laajakaistalambda, öljynpaineen varoitus, sähköinen vesipumppu, lisäjäähdytyspuhaltimet tai launch control -painike. Kun nämä lisätään jälkikäteen irrallisilla haaroituksilla, kokonaisuudesta tulee nopeasti vaikeasti huollettava. Oikein suunnitellussa sarjassa varaukset ja liitännät tehdään alusta asti selkeästi.
Moottorin ja ECU:n tiedot ratkaisevat suunnittelun
Johtosarjaa ei kannata tilata pelkällä tiedolla "K20" tai "K24". Ennen rakentamista pitää tunnistaa tarkka moottorikokonaisuus ja käyttötapa. K24A-, K24Z-, K20A2- ja K20Z3-pohjaiset paketit voivat näyttää päällisin puolin samankaltaisilta, mutta anturien, liittimien ja kaasuläpän osalta erot vaikuttavat suoraan sarjaan.
Triggerit, anturit ja VTEC-ohjaus
Kampiakselin ja nokka-akselien triggerisignaalit ovat ECU:n perusta. Jos moottoriin on vaihdettu esimerkiksi erilainen öljypumppu, triggeripyörä tai sylinterikansi, anturikonfiguraatio pitää varmistaa ennen johtosarjan valmistusta. Väärä liitin tai väärin suojattu signaalijohto ei yleensä näy vain pienenä häiriönä - seurauksena voi olla synkkavirhe, käynnistymättömyys tai katkonainen kierroslukusignaali kuormalla.
K-sarjassa myös VTEC-solenoidi, öljynpainekytkin ja mahdolliset muuttuvan imusarjan ohjaukset vaativat oman suunnittelunsa. Katuautossa kaikki alkuperäiset toiminnot voidaan usein säilyttää, kun taas ratamoottorissa osa niistä voidaan jättää pois tarkoituksella. Ratkaisu riippuu moottorista, ECU:sta ja siitä, haetaanko OEM-tyyppistä käytettävyyttä vai mahdollisimman yksinkertaista kilpailukokonaisuutta.
DBW vai vaijerikaasu?
Sähköinen kaasuläppä eli DBW vaatii ECU:lta tuen, oikean kaasupolkimen anturin, kaasuläpän yhteensopivuuden sekä huolellisesti tehdyt virta- ja signaalilinjat. Se tarjoaa mahdollisuuksia esimerkiksi luistonhallintaan, vaihtoleikkaukseen, moottorijarrun säätöön ja tehorajauksiin, mutta ei ole automaattisesti paras vaihtoehto jokaiseen projektiin.
Vaijerikaasu on mekaanisesti yksinkertaisempi ja kilpailukäytössä usein suoraviivainen. Jos taas autoon halutaan moderni ajettavuus, useita ajotiloja ja ECU:n kautta toteutettavia momenttitoimintoja, DBW voi olla oikea valinta. Johtosarja suunnitellaan vasta, kun tämä päätös on tehty.
Johtosarjan rakenne ratkaisee luotettavuuden
Hyvä custom moottorijohtosarja K-swap-moottoriin ei tarkoita vain oikeita johtoja oikeissa pinneissä. Se tarkoittaa myös järkevää reititystä, lämpösuojausta, vedonpoistoa, liitinten sijoittelua ja huollettavuutta. Turbo-K24:n pakosarjan, hukkaportin ja downpipen läheisyydessä lämpökuorma on täysin eri tasolla kuin vapaasti hengittävässä katu-K20:ssä.
Moottorin liikettä on myös arvioitava. Jäykät moottorityynyt, voimakas kytkin ja rata-ajon tärinä rasittavat sarjaa eri tavalla kuin vakioautossa. Liian tiukalle vedetty haara voi murtua liittimen juuresta, vaikka käytetty kaapeli olisi laadukasta. Vastaavasti liian pitkä ja suojaamaton lenkki voi hangata apurunkoon, vaihteistoon tai hihnapyörään.
Kriittiset anturisignaalit, kuten kampi- ja nokka-anturi, kannattaa erottaa häiriölähteistä. Sytytyspuolien, suuttimien, laturin ja puhaltimien virrat voivat aiheuttaa sähkömagneettista häiriötä, jos reititys ja suojaukset tehdään huolimattomasti. Signaalijohtojen kierretyt parit, tarvittaessa suojatut kaapelit sekä oikein toteutetut sensor ground -palautukset ovat käytännön luotettavuustekijöitä, eivät viimeistelydetaljeja.
Liitinvalinnoissa käyttöympäristö ratkaisee. Moottoritilan lämpöä, öljyä ja kosteutta kestävät automotive-liittimet ovat perustaso. Kovassa kilpailukäytössä voidaan käyttää motorsport-tyyppisiä pyöreitä liittimiä, jotka nopeuttavat moottorin irrotusta ja pitävät läpiviennit siisteinä. Ne nostavat kustannusta, joten niitä ei tarvitse valita vain ulkonäön vuoksi. Katu- ja ratakäyttöön hyvin toteutettu Deutsch- tai vastaava ratkaisu on usein toimiva kompromissi.
Virranjako kannattaa suunnitella samalla
ECU:n johtosarja ja auton virranjako kuuluvat samaan kokonaisuuteen. Jos sulakerasia, pääreleet ja lisälaitteiden syötöt jätetään vanhan korisarjan varaan ilman dokumentointia, vianhaku vaikeutuu heti ensimmäisen ongelman kohdalla. Moottorin pääsyöttö, ECU, puolat, suuttimet, polttoainepumppu ja puhaltimet tarvitsevat selkeästi mitoitetut ja suojatut syötöt.
PDM- tai PMU-ratkaisu voi poistaa osan perinteisistä releistä ja sulakkeista sekä tuoda diagnostiikkaa CAN-väylän kautta. Se on erityisen järkevä, kun rakennetaan kilpa-autoa tai kokonaan uutta sähköjärjestelmää. Pienemmässä swapissa perinteinen rele- ja sulakeratkaisu on usein kustannustehokkaampi, kun se tehdään siististi ja jokainen toiminto merkitään.
Myös maadoitukset on tehtävä suunnitelmallisesti. Moottorin, korin ja akun väliset päämaat ovat eri asia kuin ECU:n anturimaat. Anturimaan kytkeminen sattumanvaraiseen koripisteeseen on tavallinen tapa luoda mittausvirheitä, jotka näkyvät epävakaina lämpötila-, paine- tai kaasuasentoarvoina.
Dokumentointi säästää aikaa säätöpäivänä
Johtosarjan mukana pitää olla vähintään selkeä ECU-pinout, tieto käytetyistä antureista ja liittimistä sekä merkinnät varakanaville. Tämä nopeuttaa sekä ensimmäistä käynnistystä että myöhempiä muutoksia. Kun dynossa halutaan lisätä pakopaineanturi, vaihtaa polttoaineen paineanturi tai ottaa käyttöön Flex Fuel, tiedetään heti, mitä kanavaa voidaan käyttää ja mistä johtoreitti kulkee.
Säätöä varten kannattaa varmistaa jo suunnittelussa, mitä ECU tarvitsee. Laajakaistalambda voidaan ottaa analogisena tai CAN-tietona järjestelmästä riippuen. Polttoaineen paine, öljynpaine, öljyn lämpö, imusarjapaine, pakopaine ja polttoainelämpö eivät ole kaikissa projekteissa pakollisia, mutta ne ovat arvokasta dataa erityisesti turbomoottorissa ja kilpailukäytössä.
Jos projekti rakennetaan Pohjois-Suomessa ja sähköpuolen yksityiskohdat halutaan käydä läpi kasvotusten, TPW Partsilla Oulussa voidaan sovittaa johtosarjan suunnittelu yhteen ECU:n, antureiden, virranjaon ja myöhemmän dynosäädön kanssa. Se vähentää tilanteita, joissa osia on ostettu useasta paikasta mutta niiden liitännät eivät kohtaa.
K-swapin johtosarjaa kannattaa ajatella moottorin käyttövarmuuden osana, ei pelkkänä asennustarvikkeena. Kun moottori, ECU, anturit, kaasuläppä, virranjako ja tulevat lisätoiminnot päätetään ennen ensimmäisen johdon katkaisua, rakennus etenee nopeammin ja auto on helpompi pitää toiminnassa myös sen jälkeen, kun tehoa, dataa tai kilpailuluokan vaatimuksia lisätään.
