کالیبراسیون خودرو (کالیبره کردن ایسیو) چیست؟

کالیبراسیون یا کالیبره کردن خودرو به معنای تنظیم دقیق واحد کنترل موتور (ایسیو یا ECU) توسط کارخانه سازنده است، به‌گونه‌ای که مصرف سوخت، آلایندگی، توان و گشتاور موتور در محدوده استاندارد و بهینه قرار بگیرد. به این فرآیند در اصطلاح فنی «مپ کردن» (Mapping) ایسیو نیز گفته می‌شود و توسط شرکت‌هایی مانند AVL، Bosch و Siemens با استفاده از تجهیزات تخصصی اتاق تست موتور انجام می‌شود.

چرا کالیبراسیون یا کالیبره کردن خودرو انجام می‌شود؟

• کنترل مصرف سوخت در محدوده استاندارد
• کنترل آلایندگی‌های CO2 یا دی‌اکسیدکربن، CO یا منوکسیدکربن، HC یا هیدروکربن‌های نسوخته و NOx یا اکسیدهای ازت در محدوده استاندارد
• ارتقای توان تولیدی موتور به منظور دستیابی به حداکثر سرعت موردنیاز
• ارتقای گشتاور تولیدی موتور به منظور دستیابی به حداکثر شتاب موردنیاز
• افزایش طول عمر قطعات موتور و سیستم انتقال قدرت و پیشگیری از تخریب زودهنگام آنها

سیستم مدیریت موتور EMS چیست؟

امروزه تمامی موتورهای احتراق داخلی که بر روی خودروها نصب می‌شوند، مطابق شکل 1 مجهز به سامانه مدیریت موتور یا EMS(Engine Management System) یا همان سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری می‌باشند.

شکل 1-سیستم مدیریت موتور(EMS) یا سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری

همانگونه که ملاحظه می‌شود EMS از سه بخش سنسورها، واحد کنترل الکترونیکی یا ECU و عملگرها تشکیل شده است.
در واقع سنسورها، اطلاعات لحظه‌ای عملکرد موتور را اندازه‌گیری کرده و به ECU گزارش می‌دهند و ECU با پردازش و تحلیل اطلاعات، فرامین لازم را صادر می‌کند تا عملگرهای بر مبنای این فرامین کنترلی، موتور را با شرایطی که ذکر شد روشن نگه دارند.
از اینرو تولید، تدوین و توسعه برنامه نرم‌افزاری ECU، موضوعی بسیار پرچالش، زمان‌بر، هزینه‌بر و دارای سطح فناوری بالایی می‌باشد که این موضوع اصطلاحا کالیبراسیون(Calibration) یا مپ کردن(Mapping) ایسیو یا موتور نامیده می‌شود.

مپ کردن ایسیو یعنی چه؟

شرکت‌هایی همچون AVL، Bosch، Siemens، Sagem، Magneti Marelli و غیره طی سالیان گذشته عملیات کالیبراسیون و مپ کردن موتورهای مختلف خودرو را به صورت بین‌المللی انجام داده‌اند و به دلیل اینکه این شرکت‌ها عمدتا با شرکت‌های خودروسازیی قرارداد فیه

مابین منعقد کرده‌اند لذا تمامی موارد پنج‌گانه فوق را رعایت کرده‌‌اند و به همین دلیل این فرآیند را کالیبراسیون یا مپ کردن کارخانه‌ای یا فابریک می‌گویند. بدین منظور مطابق شکل 2 موتور خودرو در اتاق آزمون موتور به تجهیزات و ادوات اندازه‌گیری مجهز می‌گردد.

شکل 2-سلول یا اتاق تست موتور

تجهیزات اتاق تست موتور در کالیبراسیون موتور خودرو

 دینامومتر:

مطابق شکل 3 این دستگاه به طور مستقیم به میل‌ لنگ موتور متصل می‌‌شود و از طریق سیستم کنترلی آن قادر است که شرایط بار جاده‌ای را برای موتور تنظیم و ایجاد کند و می‌توان میزان گشتاورهای مقاوم مختلفی را به موتور اعمال کرد و عملکرد موتور را تحت بار مورد ارزیابی قرار داد.

شکل 3-دینامومتر موتور

دستگاه آنالیز دود یا Gas Analayzer:

مطابق شکل 4، این دستگاه بخشی از دود خروجی اگزوز را مورد ارزیابی قرار می‌دهد تا بتوان شرایط احتراق سوخت و هوای داخل موتور را تحلیل کرد و از طریق تغییر در میزان و زمان پاشش سوخت، زمان ایجاد جرقه و زمانبندی باز و بسته شدن سوپاپ‌ها به مرزهای مجاز و استاندارد آلایندگی دست یافت.

شکل 4-نوعی دستگاه پرتابل آنالیز دود خروجی موتور

لازم به ذکر است که اتاق تست موتور مجهز به مخازن و جداسازهای خاصی می‌باشد که با ذخیره‌سازی دود خروجی قادر به اندازه‌گیری جرمی آلاینده‌های مختلف می‌باشد.

 دستگاه اندازه‌گیری میزان مصرف سوخت:

مطابق شکل 5 اتاق تست موتور، به دستگاه اندازه‌گیری میزان مصرف سوخت مجهز می‌باشد تا بتوان میزان مصرف سوخت تحت شرایط تست مختلف را به دقت اندازه‌گیری کرد.

شکل 5-نوعی دستگاه اندازه‌گیری میزان مصرف سوخت موتور در اتاق تست موتور

 اتاق تست سرد:

همچنین برخی سلول‌های تست موتور به تاسیسات سرمایشی خاصی مجهز هستند که مطابق شکل 6 قادر به تامین شرایط دمای پایین با پایداری بالا می‌باشند تا بتوان شبیه‌سازی شرایط سرد نیز انجام داد.

شکل 6-اتاق تست سرد موتور

 تجهیزات کنترل و داده‌برداری:

تمامی اطلاعات عملکردی موتور حین انجام آزمون‌های مختلف باید به دقت ثبت و تحلیل گردد. بدین منظور مطابق شکل 7 موتور به سنسورهای مختلفی از جمله سنسور دمای دود، سنسور دمای مایع خنک‌کننده ورودی و خروجی، سنسور اندازه‌گیری فشار و دمای روغن موتور، سنسور اندازه‌گیری دبی هوای ورودی به موتور، سنسور اندازه‌گیری رطوبت هوای ورودی و غیره و همچنین عملگرهایی همچون عملگر کنترل دریچه گاز و غیره مجهز می‌گردد.

شکل 7-موتور مجهز به سنسورهای داده‌برداری

مطابق شکل 8 در مجاورت سلول تست موتور، اتاقی قرار دارد که نسبت به صدا و دمای اتاق تست موتور آب‌بندی شده است و تجهیزات داده‌برداری و سیستم‌های کنترلی در آن تعبیه شده است ضمن آنکه مهندسین و تکنسین‌های سلول تست نیز در این اتاق حضور دارند تا نسبت به انجام آزمون‌های مختلف اقدام ‌کنند.

شکل 8-اتاق کنترل سلول تست موتور

علاوه بر تجهیزات داده‌برداری که نسبت به ثبت تمامی وقایع داخل موتور و سلول تست موتور اقدام می‌کند، مطابق شکل 9 نرم‌افزار تعاملی بین تجهیزات داده‌برداری و متخصصین کالیبراسیون موتور طراحی و پیاده‌سازی شده است که متخصصین این حوزه قادر باشند به صورت لحظه‌ای شرایط عملکردی موتور را پایش کرده و تصمیم‌های مقتضی را اتخاذ نمایند تا ضمن پیشگیری از بروز خرابی‌های احتمالی، انجام آزمون‌ها نیز با کمال دقت و صحت انجام شود.

شکل 9-نرم‌افزار تعاملی فیمابین تجهیزات داده‌برداری و متخصصین کالیبراسیون

پس از انجام آزمون‌های مختلف در شرایط متفاوت، داده‌های لازم استخراج می‌شود و مطابق شکل 10 به جداول جستجوی مختلف و متعددی تبدیل می‌گردد.

جدول جستجوی شارژ سیلندرها در دورهای مختلف

جدول جستجوی عملکرد موتور در دنده 4

جدول جستجوی فشار توربوشارژر در دورهای مختلف

شکل 10-برخی جداول جستجوی عملکرد موتور

لازم به ذکر است تجهیزات اتاق تست موتور که در بالا معرفی شد، مختص محیط کارخانه‌ای و آزمایشگاهی کالیبراسیون است و با دستگاه‌ها و ابزارهایی که یک متخصص ریمپ در محیط کار واقعی خود استفاده می‌کند تفاوت دارد؛ برای آشنایی با تجهیزات موردنیاز یک ریمپ‌کار حرفه‌ای می‌توانید این مقاله را مطالعه کنید.

مراحل فرآیند کالیبراسیون پس از تست آزمایشگاهی

با استفاده از جداول جستجوی مختلف که بر مبنای الزامات پنج‌گانه ابتدای این مقاله استخراج گردیده است، می‌توان اطمینان حاصل کرد که موتور در شرایط مناسبی همانند شکل 11 که بیان کننده نمودار پیازی شکل عملکر موتور است، در حال کار می‌باشد.

شکل 11-نمودار پیازی شکل عملکرد موتور

همانگونه که ملاحظه می‌گردد چنانچه دور موتور در محدوده 1800 تا 3300 دور بر دقیقه حفظ شود، راندمان موتور حدود 39 درصد خواهد بود ضمن اینکه قادر به تولید توانی در حدود 105 تا 135 کیلووات و گشتاوری در حدود 140 تا 180 نیوتن‌متر خواهد بود. پس از نهایی شدن عملیات کالیبراسیون یا مپ کردن موتور، جداول جستجو مطابق شکل 12 به کدهای هگزادسیمال تبدیل شده و بعد از رمزگذاری و انجام اموری امنیتی به منظور پیشگیری از کپی و دستکاری شدن داده‌ها بر روی حافظه‌های موقت و دائم ایسیو بارگذاری می‌شود و پس از نصب ایسیو بر روی موتور می‌توان تست مجدد موتور در اتاق تست موتور را تکرار کرد و پس از اطمینان از عملکرد مناسب، موتور بر روی خودرو نصب می‌گردد تا آماده انجام تست جاده و انجام آزمون‌های میدانی گردد.

‌
شکل 12-نمونه‌ای از کدهای هگزا دسیمال ایسیو

پس از این مرحله خودرو مجهز شده به موتور کالیبره شده در شرایط و موقعیت‌های جغرافیایی مختلف تحت تست جاده، آزمون و ارزیابی قرار می‌گیرد و عیوب و خطاهای احتمالی ثبت و به واحد فنی و مهندسی ارسال می‌گردد تا عملیات کالیبراسیون مجدد صورت پذیرد و موتور خودرو قادر باشد در تمامی شرایط پاسخگوی مطلوبات خودرو و راننده باشد.

تفاوت کالیبراسیون با ریمپ کردن ایسیو چیست؟

کالیبراسیون یا کالیبره کردن ایسیو، فرآیندی کارخانه‌ای است که در مرحله تولید موتور و پیش از تحویل خودرو به مشتری، توسط سازنده انجام می‌شود تا مصرف سوخت، آلایندگی، توان و گشتاور موتور در محدوده استاندارد تنظیم گردد. اما ریمپ کردن ایسیو به تغییر و بازنویسی این تنظیمات کارخانه‌ای پس از تولید خودرو گفته می‌شود؛ فرآیندی که معمولاً برای افزایش توان و گشتاور موتور فراتر از مقادیر استاندارد کارخانه یا سازگاری با شرایط خاص (مانند کیفیت سوخت منطقه) انجام می‌گیرد. به‌بیان ساده، کالیبراسیون تنظیم اولیه است و ریمپ تغییر آن تنظیم اولیه.

اگر پس از آشنایی با این دو مفهوم به یادگیری عملی فرآیند ریمپ علاقه‌مند شدید، می‌توانید مسیر ورود به این حرفه را در دوره آموزش ریمپ و تیونینگ خودرو دنبال کنید.

سوالات متداول

کالیبره کردن خودرو چیست؟

کالیبره کردن یا کالیبراسیون خودرو به معنای تنظیم دقیق واحد کنترل موتور (ایسیو) توسط کارخانه سازنده است تا مصرف سوخت، آلایندگی، توان و گشتاور موتور در محدوده استاندارد قرار بگیرد. این فرآیند در اصطلاح فنی «مپ کردن» ایسیو نیز نامیده می‌شود.

تفاوت کالیبراسیون و ریمپ کردن ایسیو چیست؟

کالیبراسیون تنظیم اولیه کارخانه‌ای موتور است، در حالی که ریمپ به تغییر همین تنظیمات پس از تولید خودرو گفته می‌شود. برای اطلاعات بیشتر، ریمپ ایسیو چیست؟ را مطالعه کنید.

سیستم EMS در خودرو چیست؟

EMS یا سامانه مدیریت موتور، سیستمی متشکل از سنسورها، واحد کنترل الکترونیکی (ایسیو) و عملگرهاست که وضعیت لحظه‌ای موتور را اندازه‌گیری و کنترل می‌کند.

مپ کردن ایسیو یعنی چه؟

مپ کردن به فرآیند تدوین و تنظیم برنامه نرم‌افزاری ایسیو توسط سازنده گفته می‌شود که بر اساس آزمایش‌های تخصصی در اتاق تست موتور انجام می‌شود.

کالیبراسیون خودرو توسط چه شرکت‌هایی انجام می‌شود؟

شرکت‌های بین‌المللی مانند AVL، Bosch، Siemens، Sagem و Magneti Marelli از جمله شرکت‌های شناخته‌شده در حوزه کالیبراسیون و مپ کردن ایسیو هستند.