Az E85 Comfort gyakorlati tapasztalatai és etanolos járműtörténet

Az első alkohol motor

• A XIX. szd. második felében megszületik a jármű hajtásra alkalmas dugattyús belsőégésű motor

• 1862. Alphonse Beau de Rochas szabadalmaztatja a 4 ütemű működési elvet

• 1876. Nikolaus August Otto megépíti azt és készít hozzá spiritusz (alkohol) porlasztással elpárologtató berendezést is (szabadalmat nem kapnak rá, mert Rochasé az elsőbbség)

• Az első járműhajtásra alkalmas motor alkohol üzemű volt

Az első gázmotorok

• A kezdetben járműhajtásra gázokat (világító gázt: CO, H, CH4 keveréke) alkalmaztak

• Hátrányok

• Vezetékhez kötött

• Robbanásveszélyes

• Kis nyomáson nagy a tárolási helyszükséglet

• Előnyök

• Jó keverékképzés

• Kiváló égés

Miért az alkohol?

• Korabeli folyékony hajtóanyagok:

• Növényi olajok, petróleum, benzin, alkohol,

• A növényi olajok és a petróleum nem elég illékonyak (magas kezdő forráspont)

• A benzin illékony összetevői miatt tűz és robbanás veszélyes (lobbanáspont -42 °C), forráspont tartomány: 30-180 °C

• Az alkohol forráspontja 78,37 °C, lobbanáspontja 13-14 °C; kevésbé tűz- és robbanás veszélyes, könnyű kezelés, tárolás

Alkalmazástörténet

• 1908. Ford T-Modell (Galamb József) alkohol üzemű,

Ford A-Modell tetszőleges etanol-benzin keverékkel működő („Flex-Fuel”) jármű

• 1920-as évek:

• USA: etanol program (Ford)

• Brazília: cukornádból készült etanol széleskörű alkalmazása

• 1927. Magyarország: Motalko 1:4 arányú etanol-benzin keverék

• 1975. Brazil alkohol program, USA, Svédország

Megújuló energia programok - járművek

A világ gépjármű állománya:

• 2011-ben 1,02 milliárd gépkocsi

• Minden 15 évben megduplázódott a flotta (1970-ben 250 millió db volt).

Magyarország 2012-ben:

• Személygépkocsi: 2 986 028 db

• Tehergépkocsi: 414 405 db

A gépkocsikat 10-12 év használatra tervezik

• Hogyan lehet a forgalomba helyezett járműparkot környezet-barátabbá tenni?

• Utólagosan felszerelt, beszerelt eszközökkel

E85 segédberendezések

• Feladat: egy adott benzinüzemre készített motorkonstrukciót tetszőleges arányú etanol-benzin keverékkel kell működtetni

• Mit kell, lehet vagy szabad átalakítani a motoron a megfelelő működéshez?

1. A beszívott levegőmennyiséghez adott üzemállapotban illeszkedő befecskendezett hajtóanyag mennyiséget

2. Az adott üzemállapotban a legtökéletesebb égéslefolyást biztosító előgyújtási szög értékét

A levegő szükséglet

Tulajdonság Etanol Benzin E85

Kémiai formula C2H5OH C4 – C12 szénhid-

rogénláncok

85% etanol 15%

benzin

Fő összetevők tömegszázaléka

52% C, 13%

H, 35% O

85-88% C, 12-15% H

57%C, 13% H, 30% O

Oktánszám (RON + MON)/2 98-100 86-94 96

Térfogat egyenérték 1,5 1 1,4

Hatótáv 67% 100 72%

Tartálynövelés 1,5 1 1,4

Hideg indítás Gyenge Jó Megfelelő

Elméleti légviszony [kg levegő / kg hajtóanyag]

9 14,7 10

Segédelektronika alkalmazása

• A gyári motorirányító rendszer a 100% benzin üzemhez optimalizálja a befecskendezett mennyiséget és az előgyújtási szöget.

• Ezeket módosítani kell segédberendezéssel az etanol tartalom függvényében.

• Az előgyújtási szöget a legtöbb alkalmazott segédelektronika nem változtatja meg, az a benzinüzemhez optimalizált marad.

• Potenciométertől a segéd-vezérlőegységig

• Analóg és digitális eszközök sokasága

Hogyan?

• E85 miatti korrekció

• A régi jól bevált ábra követése a befecsken-dezett mennyiség üzem-állapothoz, meghatározásakor.

E85 Comfort cél

• A környezetvédelmi célokat az elnevezésnek megfelelően kényelmes használat mellett érje el.

• A segédelektronika beszerelését követően a gépkocsivezető számára ne keletkezzen negatív vezetési tapasztalat egyetlen üzemállapotban sem.

• Inkább többlet szolgáltatást, pozitív tapasztalatokat eredményezzen.

• A gazdasági előnyöket is hozzon, de ezek erőteljesen E85 árképzés függőek.

E85 Comfort tapasztalat

• Az ötlet felmerülésekor még csak egyszerű segédelektronikák voltak a piacon sok beszabályozási problémával.

• A pályázati rendszer sajátosságaiból adódóan több év telt el a megvalósítás során.

• A piacon lévő eszközök közben jelentős fejlődésen mentek át

• Fejlesztés közben ezek figyelembe vételével kellett a feladatot megoldani.

E85 Comfort vizsgálatok

• Nagy számú összehasonlító mérést végeztünk görgős fékpadon (Suzuki, Ford gépkocsik)

• Sokféle terhelési állapotban a benzin üzemmódot hasonlítottuk össze sokféle E85 – benzin keverékkel

• Kerestük az optimális befecskendezési időket és előgyújtási szögeket indítási, bemelegedési, gyorsítási és állandó terheléses üzemmódokban

• Gázpedál állás, Lambda jel, hőmérséklet jelek, befecskendezési idő, gyújtás jelek, alkohol arány jelek figyelembe vétele

• A beavatkozást e jelek alapján határozza meg a program

Etanol – benzin arány

A tankolásokat követő gyors átálláshoz kapacitív jeladó került kifejlesztésre

Kész elektronika – gyűjtött adatok

• Paraméter név • Dátum és idő • E85 vezérlő üzemmód • Injektor eredeti vezérlés (1-4) • Injektor módosított vezérlés (1-4) • Gyújtásszög eredeti (1-2) * • Gyújtásszög módosított érték(1-2) * • Motor fordulatszám • Motor hőmérséklet • Motor hőmérséklet • Gázpedál helyzet • Gázpedál helyzet • Akkumulátor feszültség • Lambda bemenet • Lambda minimum érték • Lambda maximum érték • Lambda valós érték • Lambda légviszony • Üzemanyag hőmérséklet • Üzemanyag összetétel • Fogyasztási a adtok: • Össz. működési idő • Össz. Injektor nyitási idő • Össz. Megtett út impulzusa

Számított értékek

E85 Comfort tapasztalat

• Hidegindítás (egyszerűségre törekvés)

• Előzetes befecskendezés, befecskendezési idő növelés

• Az eredmény biztos indulás

• Bemelegedési fázis

• Dúsítás fokozatos visszavétele

• Állandó terhelés

• Minimális benzin üzemmódhoz képesti befecskendezési idő növelés 18%

• Gyorsítás

• Dinamikus érzés miatt akár 25-30% növelés

• Meleg alapjárat változtatás nélkül is stabil maradt

Összegzés

• E85 üzemanyaggal E85 Comfort átalakítóval biztonságosan üzemeltethető az autó, nagyobb teljesítmény vehető ki a motorból mint a benzines üzemben, a teljesítmény görbe kiegyensúlyozottabb lefutású.

• A lambda szonda által szolgáltatott jel alapján dinamikus szabályzás valósítható meg, ami az optimális keveréket biztosítja a motor számára minden terhelési állapotban. Ezen üzemmód segítségével optimalizálható az üzemanyag fogyasztás.

• A fix dúsításhoz képest nagyobb üzemanyag fogyasztás megtakarítás érhető el.

Köszönöm a figyelmet!

E85 COMFORT