Megasquirting sulla mia Datsun Z del 1983

Jul 18, 2023

A metà degli anni '80 lavoravo presso un'azienda chiamata Commodore Business Machines, un'azienda che produceva computer domestici dove il nostro Superbowl annuale era il Consumer Electronics Show di Las Vegas la prima settimana di gennaio.

A un certo punto di novembre una Datsun Z veniva parcheggiata nel parcheggio davanti e poi non si muoveva finché i cumuli di neve che erano stati arati su di essa non si scioglievano all'inizio della primavera. Alla fine l'avrei rimorchiato lasciando dietro di me un triste mucchietto di ruggine, dadi e bulloni. Con un assegno bonus in mano per aver finito in tempo il computer più nuovo, andrei a comprarne un altro Z usato e ripeterei il ciclo.

In questi giorni le vecchie Datsun Z; 240Z, 260Z, 280Z, 280ZX, sono piuttosto rari, probabilmente perché erano dei veri secchi arrugginiti anche da nuovi. Dopo averne sacrificati alcuni alla ricerca del prossimo computer di casa, ho deciso di salvarne uno in ricordo dei vecchi tempi. Amavo davvero l'auto, quindi ho deciso di restaurarne una. Ora ho un totale di tre carcasse Z, un motore e una trasmissione, tutti seduti sul retro e una Z quasi finita nel garage.

Dato che avevo smontato il motore nei minimi componenti ho colto l'occasione per apportare alcune modifiche: aumento delle dimensioni del turbocompressore, aumento dell'alesaggio e della corsa del cilindro/pistone, miglioramento della distribuzione del carburante, miglioramento del flusso d'aria con le cose come il porting delle teste e un intercooler.

Tutto ciò significa che dovevo modificare il modo in cui il motore miscelava il carburante con l'aria per supportare la combustione. Più aria significa che è necessario più carburante nello stesso lasso di tempo. Il primo passo erano iniettori di carburante più grandi (e pompa del carburante, regolatore, filtri, coppa, impianto idraulico, ecc. più grandi) ed è per questo che avevo bisogno di un'unità di controllo del motore (ECU) programmabile.

Da un elenco diversificato di alternative ho scelto di utilizzare un Megasquirt, un design che ha forti radici fai-da-te. Nel mio caso ho assemblato io stesso la ECU qualche tempo fa (questo kit in particolare è del 2005). Ora controlla la maggior parte delle funzioni vitali della mia macchina, a parte la selezione della musica su cui voglio suonare.

Qui c'è un diagramma a blocchi dei principali componenti che controllano il funzionamento del motore e, come dico nel video, è tutto incentrato sul viaggio che l'aria compie attraverso il motore. Premendo l'acceleratore non si aggiunge direttamente carburante come si potrebbe pensare, si apre davvero un cancello che consente più aria nelle camere di combustione che l'ECU poi compensa aggiungendo la quantità appropriata di carburante.

La decisione su quanto carburante aggiungere si basa non solo sulla quantità di aria, ma anche sulla temperatura e su un sensore nello scarico che rileva quanto completamente il carburante viene bruciato. Altre funzioni come l'accensione della pompa del carburante e il controllo del minimo sono esempi di altre funzioni che l'ECU può svolgere. Nel mio caso non utilizzo la nuova ECU per controllare la scintilla che accende il carburante; Ho lasciato il controllo all'ECU di serie.

Il mio motore Z originale misurava il flusso d'aria con un sensore VAF (Volume Air Flow) in linea che effettivamente (e sfortunatamente) ostacola il flusso d'aria nel processo. Funziona misurando la forza di resistenza dell'aria che si muove su una paletta caricata a molla. Chiamiamo questa cosa arcana "il flapper" a causa del modo in cui le alette si aprono e si chiudono durante il funzionamento. Poiché questo metodo misura il volume, la temperatura dell'aria è quella necessaria per determinare la massa dell'aria.

Un modo alternativo per misurare il flusso d'aria è il Mass Airflow (MAF), talvolta chiamato sensore a filo caldo. La descrizione più semplice è che misura il raffreddamento di un pezzo di filo riscaldato misurandone la variazione di resistenza o la variazione di corrente necessaria per mantenerlo ad una temperatura impostata. Il flusso d'aria attraverso il filo rimuove il calore (si pensi alla termodinamica) e tende a escludere gli effetti delle temperature poiché misura più direttamente la massa e non il volume.

Il Megasquirt fa qualcosa di diverso da quello che ho descritto sopra. Utilizza un sensore barometrico e misura la pressione dell'aria nel collettore, lo spazio in cui carburante e aria vengono miscelati appena prima di essere aspirati nei cilindri.