Χαμηλή κατανάλωση ΚΑΙ? αυξημένη απόδοση με ECU Tuning

[skaios]

Όλοι θέλουμε ένα κινητήρα που καίει λίγο και έχει υψηλή απόδοση. Αρκετά συχνά συζητιέται το θέμα ότι μέσω επαναπρογραμματισμού του εγκεφάλου μπορεί να μειωθεί η κατανάλωση καυσίμου του κινητήρα διατηρώντας ή ακόμα και αυξάνοντας την απόδοση του. Είναι όμως εφικτό;

Ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή, οι κινητήρες εσωτερικής καύσης από την συνολική ενέργεια που παράγουν 18-25% είναι ωφέλιμη και δίνει κίνηση στο όχημα. Από το υπόλοιπο της ενέργειας 68-72% καταναλώνεται λόγω μηχανικών απωλειών (μηχανικές τριβές, καύση, θερμότητα καυσαερίων), 5-6% λόγω τριβών μετάδοσης και αεροδυναμικής αντίστασης, 4-6% λόγω παρασιτικών απωλειών (αντλίες, δυναμό, AC) και 3% στο ρελαντί.

Energy loss - Energy Education[/I]


Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης υπακούει στους νόμους της θερμοδυναμικής, η οποία μελετά την μετατροπή της ενέργειας από μηχανική ενέργεια σε θερμότητα και τούμπαλιν. Στην ουσία αναφλέγεται το καύσιμο παρουσία αέρα μέσα στον θάλαμο καύσης και από την εξώθερμη αντίδραση του καυσίμου με το οξυγόνο του αέρα δημιουργούνται θερμά αέρια, των οποίων η εκτόνωση κινεί τα έμβολα.

Για να πετύχουμε την βέλτιστη απόδοση αποσκοπούμε στην ιδανική καύση που ονομάζεται στοιχειομετρική. Πρακτικά όταν όλη η ποσότητα του αέρα και του καυσίμου χρησιμοποιήθηκαν για την καύση χωρίς περίσσια. Η στοιχειομετρική αναλογία μείγματος αέρα καυσίμου AFR για τους βενζινοκινητήρες είναι 14,7:1 δηλαδή για 1 λίτρο βενζίνης απαιτούνται 14,7 λίτρα αέρα.

Στους πετρελαιοκινητήρες ο AFR είναι 14,5:1

Οι σύγχρονοι κινητήρες ελέγχουν την καύση μέσω της ECU λαμβάνοντας συνεχώς δεδομένα όπως την ποσότητα ροής του αέρα στην εισαγωγή, το άνοιγμα του γκαζιού, τις στροφές του κινητήρα, την ποσότητα του οξυγόνου κατά την έξοδο κλπ. Ο εγκέφαλος προσπαθεί συνεχώς να προσαρμόζει την αναλογία στην στοιχειομετρική (ιδανική) καύση. Λαμβάνει δεδομένα συνέχεια από ένα κλειστό κύκλωμα (Lambda closed-loop combustion control).

1.air mass flow sensor
2.primary catalyst
3.secondary catalyst
4.fuel injector
5.upstream lambda (oxygen) sensor
6.downstream lambda (oxygen) sensor
7.fuel supply circuit
8.intake manifold
9.exhaust manifold

Air-fuel ratio, lambda and engine performance – x-engineer.org


Από τον αισθητήρα λάμδα (λ) διαβάζει ποια είναι πραγματική αναλογία μείγματος AFR και προσπαθεί να επαναφέρει την καύση στο ιδανικό.

λ= AFR πραγματικό / AFR ιδανικό

Όταν η καύση είναι στοιχειομετρική (ιδανική) ο λ=1

Όταν η καύση είναι πλούσια (περισσότερο καύσιμο) ο λ<1 ο αέρας δεν φτάνει για να κάψει το καύσιμο με αποτέλεσμα να βγαίνει από την εξάτμιση άκαυστο.

Όταν η καύση είναι φτωχή (λιγότερο καύσιμο) ο λ>1 ο αέρας είναι περισσότερος από αυτό που απαιτείται για την καύση και περίσσεια οξυγόνου βγαίνει από την εξάτμιση.

Όταν το μείγμα είναι φτωχό μπαίνει περισσότερο οξυγόνο και λιγότερο καύσιμο. Η κατανάλωση του καυσίμου μειώνεται όπως και η απόδοση του κινητήρα, ενώ αντιθέτως η θερμοκρασία αυξάνεται.

Όταν το μείγμα είναι πλούσιο μπαίνει περισσότερο καύσιμο στον κύλινδρο και ψύχεται ο θάλαμος καύσης (μέσω της εξάτμισης του καυσίμου και της απορρόφησης της θερμότητας) με αποτέλεσμα ο κινητήρας να παράγει περισσότερη δύναμη.

Ο κατασκευαστής έχει σχεδιάσει την μηχανή ώστε να λειτουργεί στην κατά το μέγιστο δυνατό ισορροπία απόδοσης και οικονομίας. Ο ισχυρισμός μειωμένης κατανάλωσης και αυξημένης απόδοσης μέσω επαναπρογραμματισμού της ECU είναι αβάσιμος διότι είναι μεταβλητές αντιστρόφως ανάλογες. Αν η μηχανή μας έχει αδικαιολόγητα αυξημένη κατανάλωση οφείλουμε να ελέγξουμε πρώτα ότι όλα λειτουργούν με βάση τις εργοστασιακές προδιαγραφές. Με την καυσανάλυση μπορούμε να διαγνώσουμε αρκετά προβλήματα σχετικά με την μειωμένη απόδοση του κινητήρα μας. Είτε οφείλονται σε προβληματικά μέρη όπως μπουζί, μπουζοκαλώδια, πολλαπλασιαστή, τρόμπα βενζίνης, αισθητήρα οξυγόνου είτε οφείλονται σε διαρροές λόγω παλαιότητας του κινητήρα.

 

[xaotikos]

Ωραίο κείμενο μπράβο.
Νομίζω θα διαφωνήσω στο παρακατω:

"Ο κατασκευαστής έχει σχεδιάσει την μηχανή ώστε να λειτουργεί στην κατά το μέγιστο δυνατό ισορροπία απόδοσης και οικονομίας"

Οι κατασκευαστές ρυθμίζουν έτσι το closed loop ώστε να δουλεύει σωστά ο καταλύτης και να έχουν τους λιγότερους ρυπους σε σχέση με την απόδοση.

Ένα άλλο θεμα είναι πως τα καύσιμα ανά χώρα διαφέρουν αρκετά όμως οι χάρτες είναι generic λειτουργώντας στο safe side.

Αν βαλουμε και καποιες αλλαγες (φιλτρο, εξατμιση κλπ) σε κάποιες περιπτώσεις μια καλή ρύθμιση μπορεί να βελτιώσει και την οικονομία και την δύναμή συνολικά.

Μπορεί βέβαια η οικονομία να βγαίνει γιατί για την ίδια απόδοση ανοίγουμε λιγότερο το γκαζι ένα πιο αποδοτικό κινητήρα.

Αυτό έχω καταλάβει με όσα έχω διαβάσει κατά καιρούς και έχω δει στην πράξη και στο ktm μου.

 

[skaios]

Αυτό με τα καύσιμα το έχω διαβάσει και εγώ και είναι απλά μια πρόφαση για να υποστηρίξουν το προϊόν τους.

Ο αισθητήρας λάμδα εκτελεί ένα πολύ σημαντικό ρόλο, μετράει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο των καυσαερίων και δίνει στην ECU τις πληροφορίες που χρειάζεται για να δουλέψει σωστά ο κινητήρας.

λ= AFR πραγματικό / AFR ιδανικό

Ένας από τους λόγους ύπαρξης του είναι για να μεταβάλλει συνεχώς την αναλογία μείγματος και να εξισορροπεί την καύση είτε γίνεται με καλής είτε με κακής ποιότητας βενζίνης.

Οι καλύτεροι βελτιωτές παγκοσμίως πειράζουν τον λ και όχι τον AFR για αυτόν τον λόγο.

Όπως και να έχει, αν θες να βελτιώσεις την απόδοση του κινητήρα σου, θα πειράξεις τα μείγματα και προφανώς θα αυξήσεις την κατανάλωση.

 

[xaotikos]

Σχετικά με τον λ: Ο αισθητήρας λ είναι narrowband και το μόνο που μπορεί να κάνει είναι να διαβάζει αν το μείγμα είναι στοιχείομετρικό (14.7:1), φτωχό ή πλούσιο ώστε η ECU να προβεί στις απαραίτητες αλλαγές. Δεν μας δίνει περισσότερες πληροφορίες αλλά μόνο αυτές τις 3 συνθήκες.

Λειτουργεί μόνο στο closed loop δηλαδή σε μικρά ανοίγματα του γκαζιού, σε χαμηλό-μεσαίες στροφές και σε σταθερή ταχύτητα με στόχο την χαμηλή κατανάλωση και λιγότερους ρύπους.

Από εκεί και πέρα υπάρχουν άλλοι χάρτες καυσίμου open loop που δεν λαμβάνουν υπόψη καθόλου τι λέει ο λ. Όποτε δεν αυτορρυθμίζονται σε σχέση με το καύσιμο από τα καυσαέρια.
Σε αυτούς τους χάρτες συνήθως επέμβενουν οι tuners ή οι συσκευές tuning κλπ κλπ ώστε να ρυθμίσουν την απόδοση αναλόγως. Συνήθως απενεργοποιείται το closed loop και ο λ.

Με λίγα λόγια, δεν διαφωνώ πως γενικά καλύτερη απόδοση = περισσότερο καύσιμο αλλά θεωρώ πως δεν ισχύει πάντα. Για παράδειγμα:

• Με έναν κακό/μέτριο χάρτη που δεν αποδίδει σωστά στο open loop, αν εσυ ανοίγεις το γκάζι για προσπέραση και δεν νιώθεις ιδανική δύναμη, θα το ανοίξεις ακόμα περισσότερο και για μεγαλύτερη διάρκεια μέχρι να προσπεράσεις με ασφάλεια.
• Αν στην ίδια περίπτωση έχεις ένα σωστό χάρτη, ανοίξεις το γκάζι νιώσεις την δύναμη που χρειάζεσαι και προσπεράσεις εύκολα, μπορείς να έχεις το γκάζι ανοιχτό για λιγότερη ώρα.

Ποιο από τα 2 είναι πιο οικονομικό?

Just food for thought.