A keverékről - számokban

Az előző cikkben megrágtuk az elméleti jelleget, de közben megfogalmazódott bennem, hogy abban nem túl sok konkrétat írtam. Hát most pótlom! Tehát tudjuk már, hogy a benzin-levegő keveréknek van egy fajlagos fogyasztás-minimum értéke, valamint van egy maximális teljesítményhez tartozó keverési aránya. De hol vannak ezek, hova “állítsam” a keveréket, ha az egyiket vagy a másikat kívánom kihozni a motorból? Lássuk!

Az alábbi diagramon a keverési aránynak (AFR; Air-Fuel Ratio) a teljesítményre gyakorolt hatása látható.

AFR power

AFR - power

De mit látunk belőle? A keverési aránynak van egy olyan pontja, amely egy lokális maximumot jelent a teljesítménygörbén. Ez hozza ki a 100%-os teljesítményt a motorból. Ha ettől a “ponttól” eltérünk, s mindegy, hogy felfelé vagy lefelé, akkor a teljesítmény csökkenni fog. Tehát aki úgy véli, hogy minél több benzint öntünk a motorba, annál jobban fog menni az autó, annak sajnos azt kell mondjam, téved. Egyébként a megfogalmazáson egy kicsit korrigálnék, mivel a maximális teljesítményhez tartozó “pont” nem egy egyértelmű pontként kezelendő, sokkal inkább egy szűk tartományként, amit persze sokkal könnyebb megvalósítani is. Ez az érték pedig nagyjából az 1:12,5 pontra esik, nagyjából ±0,5 tűréssel. Figyeljük meg, hogy a ±0,5-ös tűrés a teljesítményben még talán 1%-os veszteséget sem jelent. És egy kerek 1-es szélességű AFR-mezőt még karburátorral is könnyedén lehet tartani, ergo viszonylag sok “hibalehetőséget” ad számunkra a beállítás jelentősebb teljesítmény-vesztés nélkül.

Az optimális fogyasztást hozó keverék tárgyalására való átvezetésképp nézzük meg a fenti diagramon az 1:16±0,5-ös értéket. 15,5-nél a teljesítmény ca. 95%, míg 16,5-nél nagyjából 90%. S miért hívtam fel erre a figyelmet? Nézzük meg az AFR-t a fogyasztás megközelítésében!

AFR - Fogyasztás

AFR - Fogyasztás

A diagram jelöléseit felhasználva látható, hogy az egységnyi üzemanyaggal megtehető legnagyobb távolság hozzávetőlegesen az 1:16-os keverési arányhoz tartozik. Ettől (ugyanúgy, mint a teljesítmény vizsgálatakor is) bármerre is eltérve romlik a fogyasztás. A maximális teljesítménnyel szemben a fogyasztás talán egy kicsit érzékenyebb az ideális keveréktől való eltérésre, de legalábbis jobban mérhető - tankoláskor való fizetésnél. Ugyanúgy itt is, mint az előbb is, nézzük meg az első diagramon, hogy a maximális teljesítményt hozó 12-13 értékek között hogy alakul a fogyasztás. A diagramban lemért autó 12-es AFR-rel 21 mérföldet tudott megtenni egy gallon benzinnel, míg 13-as AFR-rel ugyanez már 23 mérföld volt.

Így már látszik, hogy ha a maximális teljesítményre “utazunk”, akkor elég széles tartományban játszhatunk, hogy elérjük azt, de semmi sem tehetünk büntetlenül. Ha hanyagul kezeljük a beállítást, akkor az a fogyasztásban fog realizálódni. Számszerűen: gyakorlatilag változatlan teljesítmény mellett akár 10%-os fogyasztás-különbséget is realizálhatunk. S ugyanez igaz a fogyasztás megközelítésében is: tény, hogy 15,5 és 16,5 között gyakorlatilag változatlan a fogyasztás, de a teljesítmény 95% és 90% között változhat. Összegezve, mindkét AFR pont felületes beállítása felesleges dolgokat von maga után:
- változatlan fogyasztás mellett értelmetlenül csökkenő teljesítményt;
- és fordítva: változatlan teljesítmény mellett is csak feleslegesen növekvő fogyasztást.

Konzekvencia: ha már (valamiért) nem jó nekünk a gyári beállítás, akkor nem érdemes felületesen játszani a beállítással, mert könnyű túllőni a célon. És ilyen megközelítésben kissé szűkíteném a beállítási tartományt:
- Dúsítás irányban nem érdemes 12,5 alá menni, mert itt már csak a fogyasztás nő;
- Szegényítés irányban pedig nem érdemes 16 fölé menni, mert itt már csak a teljesítmény csökken;
további előnyök nélkül.

És akkor mára már csak egy dolog várat magára. Dobálózom itt mindenféle AFR értékekkel, “de én csak a lambdát tudom mérni, hogy tudom ezt átkonvertálni AFR-re?” Nos, a lambda egy számított érték, amely a következőből képletből adódik:

Lambda = tényleges keverési arány / az elméleti keverési aránnyal

A tényleges keverési arány logikusan a konkrétan a motorba jutó keverék benzin-levegő aránya, míg az elméleti keverési arány az 1kg benzin elégetéséhez 14,7kg felhasznált  levegő keverési arányát jelzi. Így ha 1:16-os (szegény)keveréket kap a motor, akkor a lambda (16/14,7=) 1,088 lesz; míg ha a legszégyenlősebb lóerőket is ki akarjuk csikarni a keverékből és 1:12,5-ös keveréket adunk a motornak, akkor az (12,5/14,7=) 0,85-ös lambdát jelent. Összepüföltem egy táblázatot, mert vizuálisan jobban érthető ez is. Ebből mindenki kedvére mazsolázgathat! :D

AFR - Lambda

AFR - Lambda

Látszik, hogy az AFR és a Lambda egy lineáris függvény szerinti kapcsolatban van egymással. A felvett pontok 0,1-es pontossággal való mérhetősége végett látszik egy kis hullámzás a görbében, de egy vonalzóval lelkiismeret-furdalás nélkül kiegyenesíthető. Vagy akár meg is hosszabítható, ha valakinek épp az a tartomány lenne érdekes.

S a témában végül, de nem utolsó sorban számszerűsítsük, mekkora különbséget jelent a fogyasztásban a két jellegzetes pont használata. Vegyünk alapul egy λ=1-en járó autót, amelynek legyen az átlagfogyasztása 8 liter. A λ=1 azt jelenti, hogy 14,7kg levegőhöz égetünk el 1kg benzint. Ha a legnagyobb teljesítményt kívánjuk kiszedni a motorból, akkor a 12,5:1-es arányt felszorozva azt kapjuk, hogy 14,7 kg levegőhöz 1,176 kg benzint égetünk el. Vagyis a λ=1-hez képest ez 17,6%-os túlfogyasztást jelent, ami számszerűen 9,41 literes fogyasztást jelent 100km-enként.
Mi a helyzet a másik iránnyal? Ha a 14.7:1 helyett 16:1-el kívánunk járni, akkor az azt jelenti, hogy 14,7kg levegőhöz 0,919kg benzint égetünk el, ami 8,1%-os fogyasztáscsökkenést jelent. Számszerűen, a λ=1-es beállítás 8 literes fogyasztásához képest 7,35 literből ki lehet jönni. Jól látható, hogy egy átlagos autó esetében tisztán beállítástól függően akár két liter különbséget is lehet realizálni. De ha a 12-es és 16,5-ös AFR közötti fogyasztásra vagyunk kíváncsiak, akkor ugyanez már 9,8 és 7,12 liter, aminek a különbsége 2,7 liter… Érdekes, nem? :D

Nos, innentől már mindenki tud a keverési arányról mindent, szóval tuningra fel!

- Geree -