skaios
Μέλος
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.
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.
Τελευταία επεξεργασία: