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Entwicklung
1. Vorstudie des Motors, Getriebekonstruktion und Getriebeeigenschaften
Am Anfang jedes Projektes bei BSR wird eine Vorstudie des Motors und der Getriebeeigenschaften durchgeführt. Dieser Teil des Projektes beinhaltet eine gründliche Untersuchung der Basiseigenschaften eines Fahrzeuges und der Optimierungseigenschaften, um Komponenten zu erkennen, die ein Tuning verhindern könnten. Basierend auf theoretischen Berechnungen in Kombination mit praktischen Tests, ebenso wie gewonnene Erfahrungen vorheriger Bearbeitungen eines Motors ergeben ein Set von Richtlinien im Bezug auf des Fahrzeugs Möglichkeiten, um eine Leistungssteigerung zu gewährleisten. Die Wahl des Fahrzeugherstellers an Einspritzventilen, Turbolader, Kraftstoffpumpe etc. bestimmt, welche Leistungssteigerungen möglich sind zu erreichen.
Wenn ein Umbausatz für die alternative Kraftstoffnutzung entwickelt wird, verlängert sich die Vorstudie um eine Materialanalyse der einzelnen Komponenten, die in kontakt mit dem neuen Kraftstoff kommen, um mögliche Konsequenzen abschätzen zu können.
2. Analyse der Motor- und Getriebeparameter während der Inbetriebnahme
Eine vollständige Analyse aller Motor- und Getriebeparameter, die vom Tuning betroffen sind werden ausführlich unter Last getestet. Dies wird zum einen mittels Rollenprüfstand geprüft, sowie durch intensive Testfahrten unter unterschiedlichen Bedingungen. Alle Parameter werden aufgezeichnet und analysiert (Abgastemperatur, Öltemperatur, Lufttemperatur, Gegendruckeigenschaften, generelle Leistung jedes einzelnen Motorteils). Es ist sehr wichtig, dass die Testzelle die benutzt wird alle nötigen Hardware- und Softwareeigenschaften besitzt, um alle möglichen Fahrumstände simulieren zu können. Bei BSR wird ein hoher Standard der technischen Ausrüstung, sowie die Weltklasse-Software dafür benutzt.
3. Emissionen
Alle Kraftstofftypen basieren auf modernen Verbrennungsmotoren und bestehen aus drei Hauptkomponenten: Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff. Diese drei Komponenten treten in unterschiedlichen Verhältnissen auf, abhängig vom Kraftstoff. Für den Standard Benzin oder Diesel ist der Sauerstoffgehalt unbedeutend und wird mittels gefilterter Luft eingeleitet. Für alkoholbasierenden Kraftstoff(wie Ethanol) ist der Sauerstoff vorhanden. Eine generische Beschreibung der Verbrennung ist folgende:
Sauerstoff + Kohlenwasserstoff => Kohlendioxid + Wasser
Bei einer idealen Verbrennung bleiben keine Sauerstoffreste und wird als stöchiometrisch bezeichnet. Des griechische Zeichen lambda wird benutzt um dies zu beschreiben lambda = 1.0. Ebenso beschreibt dies jeden möglichen Sauerstoffüberfluss und bei 10% Überschuss lautet die Gleichung lambda = 1.1 . Diese ist sehr wichtig beim Kalibrieren der Kraftstoffeinstellungen eines Motors, da es ein direktes Feedback der Grundeigenschaften der Kraftstoffmischung während des Motorbetriebes ist. Im realen Leben ist die Verbrennung selten perfekt, da Chemikalienrückstände immer vorhanden sind, wie Kohlenwasserstoff, Kohlenmonoxid, Sauerstoff und Stickoxide. Diese werden vom Motorsteuergerät aufgezeichnet und während der Entwicklungsphase bei BSR werden Maßnahmen ergriffen um diese Bestände zu erhalten oder möglicherweise zu verringern. Ein wichtiger Aspekt während des Teils der Auswertung ist es zu verstehen, dass niedrigere Kraftstoffverbrennung und guter Kilometerstand nicht automatisch heißt, dass die Emissionen geringer sind. Wenn ein Motor mager läuft steigt die Temperatur in der Brennkammer, was giftige Stickoxide produziert. Auf den ersten Blick scheint der Kraftstoffverbrauch verbessert zu werden, aber bei tieferer Analyse sieht man das giftige Abgase entstehen, ebenso steigt die thermische Belastung des Motors, was auf Dauer die Haltbarkeit beeinflusst. Der Begriff „ECO-Tuning“ist oft benutzt, aber besitzt oft negative Seiten, wie oben erläutert. Beim Entwickeln der Umrüstsätze wird eine gründliche Untersuchung der Emissionen durchgeführt und dies für alle Kraftstofftypen und Mixturen, die genutzt werden.
4. Empfohlene Betriebsbereiche und Grenzwerte
Die Ergebnisse der Motoranalysen und Übertragungsparametern während der Nutzung gibt ein Grundverständnis darüber welche Leistungsebenen der Motor verarbeiten kann. Jede Motorkomponente ist für einen gewissen Bereich entwickelt worden. Durch Aufzeichnung der Bereiche aller Komponenten bei der Benutzung der Herstellersoftware wird angegeben, wie die Komponenten für eine breitere Nutzung zusammen passen. BSR überschreibt nie die Herstellerangaben. Sollte eine Komponente ein Risiko darstellen, wird diese ausgetauscht, mit Komponenten die dafür richtig dimensioniert sind. Dies wird bei Tuning Kits gemacht, bei denen Turbolader getunt werden. Hierbei werden Einspritzventile, Abgassysteme,... ebenso angepasst.
5. Funktionalität des Motorsteuerungssystems
Der nächste Schritt in der Entwicklungsphase ist die Auswertung des Motorsteuerungssystems und die Entwicklung der Tuningmöglichkeiten. Diese Phase ist extrem zeitaufwändig. Das Motorsteuerungssystem stellt eine Vielzahl von Eigenschaften bereit, die wichtig sind um die Motorfunktion sicherzustellen wie Zuverlässigkeit, Fahrbarkeit, Leistung, Kraftstoffverbrauch und Umweltaspekte.
6. Sicherheitseigenschaften
Die Optimierung des Motorsteuerungssystems ist sehr wichtig um beispielsweise die Sicherheitskomponenten wie ESP und ASS weiterhin zu 100% garantieren zu können. Ebenso wie die Anti-Diebstahl-Funktion, die nicht beeinträchtigt werden darf. Genauso wie die Diagnosen, Services und Wartungsintervalle müssen in Betrieb bleiben, damit die Garantieansprüche weiterhin gewährleistet sind. Für Fahrzeuge mit Automatikgetriebe bleiben die Sicherheitsfunktionen erhalten, wie die Drehmomentsteuerung während der Gangwechsel.
7. Kalibrierung des Motorsteuergerätes
Nach dem Aufzeichnen des Motorsteuerungsgerätes beginnt die Neukalibrierungsphase. Die Leistung und Drehmoment wird gesteigert, während man innerhalb der Herstellerempfehlungen bleibt. Währenddessen werden alle Motorparameter gemessen und aufgezeichnet auf dem Rollenprüfstand wie auch bei Straßenfahrten. Bei letzteren werden die Eindrücke der Fahrerfahrung, Gasannahme und das Motorverhalten bewertet. Um beides zu optimieren, die Fahrbarkeit und den Komfort, wird das Motorsteuerungssystem mit individuellen Drehmomentniveaus der einzelnen Gänge kalibriert, um die maximale Leistung und Fahrerfahrung zu erzielen ohne unnötiges Durchdrehen der Räder.
8. Zweite Motoranalyse und Parameterübertragung während des Betriebes
Sobald die Neukalibrierung des Motorsteuerungssystems abgeschlossen ist startet die Analyse wie unter Punkt 3 erneut. Dies stellt sicher, dass keinerlei Motorkomponenten außerhalb seiner empfohlenen Bereiche liegt. Diese Analyse wird auf dem Rollenprüfstand durchgeführt, wie auch auf der Straße, wobei alle Daten aufgezeichnet werden.
9. Charakterisierung
Sobald alle Motorparameter analysiert sind und die Kalibrierung perfekt ist beginnt die Charakterisierung. Die Motorleistung wird hierbei durch einen „Rototest VPA“ Rollenprüfstand gemessen. Ebenso wie Emissionstests und Beschleunigungstests in unterschiedlichen Gängen und Geschwindigkeiten.
10. Qualifikationen
Hierbei werden mehrere Fahrzeuge Langzeittests unterzogen, bei unterschiedlichen Bedingungen und Belastungen, sowie unterschiedlichen Fahrstilen. Alle Ergebnisse werden aufgezeichnet und bewertet.
11. Programmierwerkzeuge
Hierbei werden Werkzeuge für die Programmierung der Kundenfahrzeuge entwickelt. Die meisten Fahrzeuge werden mittels BSR PPC Geräten programmiert, teilweise werden auch Computer benötigt.
12. Änderungen
Wie es von jedem Fahrzeug unterschiedliche Versionen gibt, ändern auch die Fahrzeughersteller regelmäßig die Steuerungssoftware. Sobald der Fahrzeughersteller eine neue oder geänderte Steuersoftware herausgibt, analysiert BSR diese und stellt die verbesserte Software den Kunden zur Verfügung.
