acalister escreveu: acalister escreveu:Um belo artigo, vale apena conferir!
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Correndo Lean para Economia
Para melhorar a economia de combustível, porque não basta reduzir a quantidade de combustível que é injetado?
por Julian Edgar
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À primeira vista ...
Ar / combustível relações
Circuito fechado e aberto
Auto-Aprendizagem
Modificação
Um swap de injetor de sucesso
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É auto-evidente: a menos de combustível que você queima a cada quilograma de ar, melhor será a economia de combustível que você vai conseguir. Portanto, se você pode reduzir a quantidade de combustível que entra no motor e ainda viajar na mesma velocidade, você vai reduzir o consumo de combustível.
Então, por que nem todo mundo reduzir o consumo de combustível? A resposta a isso é mais complexo do que parece à primeira vista.
Ar / combustível Rácios
A quantidade de combustível que está a ser alimentado para o motor é indicado pela relação entre a quantidade de combustível para a quantidade de ar que está a ser ingerido em qualquer momento. Esta razão é baseada na massa - modo que o número de gramas de combustível versus gramas de ar. (Na verdade, por convenção, a relação é invertida para se referir à quantidade de ar versus a quantidade de combustível.)
Então, o que esses índices indicam?
Uma relação ar / combustível de 12:1 é chamado de rico e resulta em melhor produção de potência do motor que mais magras ar / combustível rácios.
Uma relação ar / combustível de cerca de 14,7:1 é chamado estequiométrica , o termo indica que as proporções são quimicamente correta para melhor combustão. Esta proporção ar / combustível é utilizado com muita freqüência, porque, enquanto ele não é o melhor para o poder ou a economia, catalisador no sistema de escape de forma otimizada realiza nesta proporção ar / combustível e, portanto, as emissões de escape nocivos são os mais baixos.
A magra relação ar / combustível poderia ser 16:1, enquanto um super magra relação ar / combustível poderia ser tão alto quanto 20:1.
Lembre-se: com ar / combustível proporções, quanto maior o número, menor o combustível está sendo misturado com ar.
A relação ar / combustível é ditada pela Unidade do carro de Controle Eletrônico (ECU).
Em alguns veículos, a relação ar / combustível é fixado em 14,7:1 em todos os momentos. Em outros carros, a relação ar / combustível está em 14,7:1 em marcha lenta e em carga leve e condições de cruzeiro, mas Richens (por exemplo, 12:1) com cargas elevadas. Ainda em outros carros, a relação ar / combustível está em 14,7:1 em marcha lenta, Richens (por exemplo, 12:1) com cargas elevadas e vai magra (por exemplo, 17:1) em cruzeiro carga leve.
Além disso, em quase todos os carros de uma rica mistura é utilizada quando a frio de ligar o motor, e até que o motor aquece.
Isso tudo pode parecer confuso, mas é importante perceber que os carros têm diferentes estratégias de ar / combustível. A abordagem escolhida pelos engenheiros depende de aspectos como o projeto mecânico do motor, as emissões exigidas, economia de combustível e desempenho em estrada.
Closed Loop vs Open Loop
A fim de que a relação ar / combustível mantém a precisão enquanto o carro está em serviço, todos os carros utilizam pelo menos um sensor de oxigênio escape de gás. Este sensor é normalmente referido como um sensor de oxigénio .
O tipo mais comum de sensor é chamado de uma faixa estreita de design. É muito sensível ao redor de ar / combustível rácios de 14,7:1. Na verdade, este tipo de sensor tem uma tensão de saída que alterna, de baixa (por exemplo, 0.2V) a alta (por exemplo 0.8V) como os Richens razão ar / combustível de um pouco mais magro do que 14.7:1 para 14.7:1 um pouco mais rico do que. (A mesma saída do sensor mudança ocorre o contrário também.)
Ao monitorar a tensão de saída deste sensor, a ECU, portanto, "sabe" se a relação ar / combustível é mais rico ou mais pobre do que 14,7:1.
Normalmente, a correção da ECU faz a relação ar / combustível (por exemplo, através da injeção de combustível mais ou menos) um pouco ultrapassa a marca, para uma outra correção, então, precisa ocorrer em outra direção.
O resultado é que a saída do sensor de oxi rapidamente oscila para cima e para baixo, enquanto que a relação ar / combustível médio continua a ser muito estreita para 14,7:1.
Quando a ECU está a utilizar a saída do sensor de oxigénio para verificar a precisão da relação ar / combustível predominante, o carro é dito ser em malha fechada .
Na corrida de circuito fechado, o sistema pode se auto-aprender. Assim, por exemplo, se o regulador de pressão de combustível está ficando um pouco doente e pressão de combustível é menor do que deveria ser, menos combustível será injetado. Como resultado, a proporção de ar / combustível será mais limpa do que a figura alvo. A ECU, monitorando a saída do sensor de oxigénio, vai reconhecer este e assim aumentar a quantidade de combustível no fluxo injectores (isto é, a ECU irá abrir mais os injectores).
Dois tipos de auto-aprendizagem estão normalmente presentes - de curto prazo e de longo prazo . Estas são algumas vezes referidos como "guarnições. Como os nomes sugerem, a curto prazo aprendizagem é projetado para melhorar a precisão da relação ar / combustível em períodos curtos - por exemplo, por causa das diferenças de um motor individual em fluxo de gás. Longo prazo aprendizagem compensa alterando aspectos como o regulador de pressão de combustível não mencionado acima, ou diminuição da eficiência volumétrica através de anéis de desgaste, etc
Em alguns veículos, o ECU por vezes ignora a saída do sensor de oxigénio. Este tipo de operação é chamada de circuito aberto . Por exemplo, nós descrevemos acima de um carro que usou uma relação ar / combustível de 14,7:1 em marcha lenta e em carga leve e condições de cruzeiro, mas enriqueceu (por exemplo, 12:1) com cargas elevadas. Normalmente, este carro seria em circuito fechado (ou seja, a ECU assistindo o feedback do sensor de oxi) todos os momentos, exceto em altas cargas, onde a ECU que injetam combustível apenas de acordo com seu mapeamento interno.
No entanto, mais e mais carros usam sensores de banda larga de oxigênio que podem monitorar a relação ar / combustível bem longe de 14,7:1. Nesses carros, o sistema ainda pode ser em circuito fechado no ar / combustível relações de direito 00:01 através de 18:1. A menos que você está lidando com um carro mais velho, é, portanto, não é válido supor que o carro está em malha aberta, quando se os movimentos de ar / combustível longe de 14,7:1.
Modificação
Então, por que se preocupar saber nada sobre circuito fechado e aberto a correr? Se o carro padrão de ar / combustível rácios são para ser modificado, é vital que o modificador de saber quando malha fechada e malha aberta estão sendo usados.
Vamos dar um exemplo. Mais uma vez, vamos usar um carro que usa uma proporção ar / combustível de 14,7:1 em marcha lenta e em carga leve e condições de cruzeiro, mas Richens (ex. 12:1) em cargas elevadas. Além disso, vamos agora afirmar que o carro está em circuito fechado somente ao executar a relação ar / combustível 14.7:1 - isto é, quando o ar / combustível rácios são mais ricos do que 14,7:1 (ou seja, números mais baixos), o carro está em abrir loop.
Se as modificações são feitas para este carro para mudar a relação ar / combustível longe de 14,7:1, que será ineficaz. Assim, por exemplo, fazer uma modificação projetado para rodar o carro em 15.2:1 (e assim melhorar a economia de combustível) não trabalhar! Não importa o que essas modificações são - eles podem ser:
Redução da pressão de combustível
Reduzir sinal do sensor MAP
Reduzir sinal metros do fluxo de ar
Montagem injetores menores
Em todos os casos, a ECU vai aprender a sua maneira de contornar essas mudanças, revertendo para uma relação ar / combustível de 14,7:1. Dependendo das modificações e do carro, que a reversão de volta ao padrão pode levar alguns minutos ou dias. Mas a menos que a mudança foi tão extrema que o sistema não pode suficientemente compensar (e essas mudanças extremas têm seus próprios problemas), os resultados de seu trabalho duro será zero.
(Então o que sobre como modificar o sinal do sensor de oxigênio? Nós vamos voltar para aquela tarde.)
Por outro lado, qualquer uma das abordagens acima de modificação pode ser usado para alterar a malha aberta proporção ar / combustível. Assim que a relação ar / combustível de 0:01 pode ser alterada para 13:1, por exemplo.
Então, como você sabe se um carro é em malha aberta ou fechada?
A maneira mais fácil é para monitorar a saída do sensor de oxigênio com um medidor simples LED do tipo coberto em forma barata de monitoramento do ar / combustível Índices . No entanto, note que este é o único caso de carros mais velhos que usam sensores de oxigênio simples - isto é, projetos de banda estreita que trabalham em torno de 14,7:1. Nesses carros, a saída oscilante do sensor de oxi vai mostrar claramente quando o carro está em circuito fechado - em malha aberta, a saída será muito mais estável.
Em automóveis com uma porta OBD, um leitor OBD pode ser utilizado para monitorizar o estado de circuito aberto e fechado - é normalmente indicada em Inglês simples no ecrã do leitor. Trims de combustível a curto e longo prazo também será mostrado.
Por que modificar?
Quando todos os critérios de fábrica são tidas em conta, as proporções de ar / combustível fixados pela fábrica são normalmente melhor. Esses critérios incluem as emissões de desempenho, economia de combustível, desempenho na estrada, confiabilidade, tolerâncias de fabricação e assim por diante. No entanto, se você está preparado para afrouxar um aspecto a melhorar outra, as melhorias podem ser feitas.
Um carro que corre muito rico em malha aberta cargas elevadas (por exemplo, ele usa ar / combustível proporções nos baixos números, como 10 ou 11:1) pode ter tanto poder e maior economia de combustível se for feita em mais enxuta essas cargas. O trade-off é que em plena aceleração o conversor de gato vai ficar mais quente mais rapidamente, o que, em testes de durabilidade fábrica que provavelmente resultou em fracasso. Mas é muito pouco provável que você jamais vai funcionar o carro com força suficiente para alcançar esse resultado negativo.
Outro exemplo é um carro que pode usar uma proporção ar / combustível de 16.5:1 na luz cruzeiro de carga, de malha aberta magra. Alterar essa relação ar / combustível para 17,5:1 irá resultar em aumento das emissões de óxidos de azoto (NOx) e também dará resposta mais pobre do acelerador. Mas se você não está indevidamente preocupado com o aumento das emissões ea resposta do acelerador mais pobre, você vai ser capaz de melhorar a economia de combustível.
Tudo muito difícil?
Inferno, que com a dificuldade de modificar um carro que é em circuito fechado, ea maneira pelo menos um fator será afetada negativamente, por que o ar mudança / combustível proporções em tudo? A resposta é que, com a informação certa, bons resultados podem ser alcançados em personalizar o carro para melhor alcançar o que deseja.
Mas é importante perceber que fazer modificações (por exemplo, a montagem de um interceptor no medidor de fluxo de ar para alterar o seu sinal e assim melhorar a economia de combustível) é provável que seja um completo desperdício de tempo como o carro vai ser em circuito fechado e simplesmente aprender a volta a mudança.
Mas o que sobre a mudança das relações ar / combustível do carro quando ele está em malha aberta? Por exemplo, que tal um carro que usa magras ar / combustível rácios de cruzeiro e ricos ar / combustível em proporções elevadas cargas - e é em circuito fechado apenas em corrida de carga leve normal?
Então, não há problemas! Na verdade, você pode ir mais longe. Se as alterações que são feitas potencialmente afetar as relações ar / combustível em todas as cargas de motor e condições de operação, enquanto o carro está a funcionar em circuito fechado, ele vai aprender o seu caminho em torno destas mudanças - mas as mudanças ainda pode funcionar em malha aberta!
OK, então o suficiente da teoria - vamos dar uma olhada em apenas um caso.
Carro de Graham
Graham Pring é dono de uma VR Holden Commodore Ute, equipado com uma transmissão manual de 5 velocidades e um V6 de 3,8 litros. Para lhe permitir controlar com precisão em tempo real de ar / combustível rácios, Graham comprou um aftermarket banda larga metro relação ar / combustível, completo com sonda de escape remoto.
Ele descobriu que o carro padrão (que é executado fora do circuito fechado em altas cargas, em cruzeiro magra e - muito raramente - em marcha lenta) tiveram misturas muito ricas em marcha lenta (por exemplo, 12:1), enquanto a magra cruzeiro relação ar / combustível foi de cerca de 15 - 15.5:1. Em malha fechada o carro funcionou no 14,7:1 esperado. Misturas plena carga em 2000-3000 rpm foram de 12,3 e 12.7:1, respectivamente.
O objetivo era melhorar o consumo de combustível aberto estrada, o consumo padrão mais de 270 km de estrada de país variável foi de 7,65 l/100km.
A fábrica da Bosch 0 280 150 960 injetores foram trocados por um pouco menores Pintara 2,0 litros 4 cilindros 0 280 150 702 injetores. Estas custam US $ 65 para seis. Holden JE Camira 0 280 150 725 injetores foram sobre o mesmo preço e também teve fluxo muito semelhante.
Quer com o Pintara ou injetores Camira no lugar, o cruzeiro relação ar / combustível se inclinou para 15,3 - 15.7:1. País de economia de combustível estrada melhorou para 7,36 litros/100 km.
Em seguida acima foram ainda menores Volvo 240/740/940 - injectores Bosch 0 280 150 762. Estes deram uma magra cruzeiro relação ar / combustível de 15,9 - 16.3:1 e economia de combustível país melhorou para 6,95 litros/100 km. Essa é uma medida país estrada melhora a economia de combustível em relação ao padrão de 9 por cento! Com esses injetores no lugar, a relação ar / combustível ocioso se inclinou para 13:1 (ainda muito rico para idle) e as misturas de carga total mudou-se para 12,7 - 13:01 - ainda bem para cargas elevadas em um motor de baixa-tensão.
Graham diz que, com essas mudanças, a dirigibilidade continuou fábrica, ele está experimentando agora com swaps mais injetores, e também a redução da pressão de combustível.
Conclusão
É fácil pensar em uma infinidade de maneiras de se inclinar a relação ar / combustível para melhorar a economia de combustível -, mas o problema é que a maior parte do tempo, as mudanças serão ineficazes, pois o carro está em circuito fechado. Portanto, o primeiro passo é determinar quando as condições de circuito fechado e aberto ocorrer, e, em seguida, fazer alterações que não vai ser "aprendido em torno". Também tenha em mente que sempre haverá outro trade-offs - nas emissões, por exemplo.
Como Graham Pring mostrou, em alguns carros, as mudanças que resultam em misturas mais magras podem dar melhorias mensuráveis em economia de combustível - mas não é, certamente, o passo simples que parece inicialmente.
Interceptando Sensores de Oxigênio
Se o sinal proveniente do sensor de oxigénio pode ser interceptada, as proporções de ar / combustível pode ser alterado na operação de circuito fechado. No entanto, ao mesmo tempo que parece fácil, este não é necessariamente o caso.
Como indicado no texto principal, os sensores de banda estreita oxi mudar na produção em torno de 14,7:1. Este "comutação" característica faz parte da concepção do sensor - do ponto de comutação é quimicamente e electricamente fixada.
Em vez de um sensor de oxigênio, pensar por um momento sobre um interruptor de temperatura - que alterna a (dizer) 80 º C. Você pode ver imediatamente que o que você faz com o sinal de saída do switch, você não pode mudar a temperatura em qual se troca.
Agora o ponto de comutação de um sensor de oxigénio não é tão ligado / desligado como um interruptor de temperatura, de modo algum a brincar com o sinal pode ser feito com os bordos da resposta do sensor. No entanto, apesar de muitas pessoas o que sugere que uma estreita faixa de resposta do sensor oxi pode ser mexido, nunca vi esse alcançado de uma forma significativa - por exemplo, uma mudança de circuito fechado de ar / combustível proporções de uma constante para 14,7 (por exemplo) um igualmente 15.5:1 estáveis.
Então, enquanto nós dizemos que não é impossível modificar banda estreita saídas do sensor oxi, não acho que é perto do doddle que alguns sugerem.
(Sensores de banda larga, que têm uma curva de resposta completamente diferente, é outra chaleira de peixes.)
Na verdade, enquanto as pessoas suspiro na noção, temos conseguido resultados muito melhores permanentemente desligar o sensor de oxi e depois ajustar as misturas com um interceptador de bom fluxo de ar metros. Temos ainda passou um teste de emissões na estrada em um carro usando essa abordagem. No entanto, um código de falha será registrado (luz "motor de verificação 'ou seja, vai estar ligado) e em algumas jurisdições, esta abordagem pode ser ilegal.
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