Buďme upřímní, poměr vzduchu a paliva u motorů není při tuningu aut nejsexy. Ale pro váš motor to může být rozdíl mezi životem a smrtí. Co je vědecky nejlepší? Co je nejlepší pro úsporu paliva? Existuje nejlepší poměr vzduchu a paliva k výkonu? A nakonec, co je nejlepší pro život vašeho motoru? Jsou to čtyři velmi odlišné věci.
Aby to bylo ještě složitější, liší se motor od motoru a dokonce i palivo od paliva. Realita je však taková, že nemusíte být expert, to je práce vašeho tunera. Jak již bylo řečeno, pochopení základů poměrů vzduchu a paliva může ušetřit váš motor a drahé náklady na opravu.
Když se na vašem upraveném autě rozbijí díly, málokdy se stane, že by prostě nebyly dostatečně pevné. Větší výkon a otáčky posouvají věci na hranici jejich možností. Pokud vám prasklo těsnění hlavy nebo se váš píst roztavil, je velmi pravděpodobné, že to bylo způsobeno detonací způsobenou méně než optimálním poměrem vzduchu a paliva.
Až příliš často lidé upadnou do pasti myšlenek: „Ach, praskl jsem těsnění hlavy. Pořídím si silnější, aby se to už neopakovalo.” Problémy se spolehlivostí často přetrvávají, protože selhání způsobuje spíše detonace než slabé komponenty. Naprostá většina vozů dokáže spotřebovat přibližně dvojnásobek standardního výkonu na standardní vnitřní vybavení. Ale to pouze v případě, že poměr vzduchu a paliva je správný. Pokud tomu tak není, i ten nejsilnější motor rychle selže při relativně nízkém výkonu.
Proč může špatný poměr vzduchu a paliva zabít můj motor?
Jedno slovo, detonace. Detonace je místo, kde se směs vzduchu a paliva sama vznítí – bez pomoci zapalovací svíčky. K tomu dochází nejčastěji, když chudé směsi zvýší teplotu spalovací komory na úroveň, kdy palivo samovolně vzplane.
Zatímco v mírné formě je to docela neškodné, silné „det“ běžné při ladění aut je vysoce destruktivní. Detonace způsobuje enormní tlak ve válci, který daleko převyšuje i to, co by nejvyšší plnicí tlak mohl poskytnout bez detonace. To přinejmenším způsobí prasknutí těsnění hlavy, roztavení pístů a ukončení životnosti motoru.
Toto katastrofální selhání se může stát velmi rychle. To je důvod, proč jsou těsnění hlavy často navržena jako nejslabší místo v motoru. Je mnohem levnější opravit těsnění hlavy než provést úplnou přestavbu spodního konce!
Co znamená chudé nebo bohaté s poměrem vzduchu a paliva?
Když někdo říká, že auto jede chudé nebo bohaté, souvisí to přímo s poměrem vzduchu a paliva. Poměr chudého vzduchu a paliva je obecně vyšší než 14.7:1, což je 14.7 dílů vzduchu a 1 díl paliva. Pokud by tedy auto jelo štíhlé, bylo by to nad tímto číslem, například 16:1.
Bohatý poměr vzduchu a paliva je opačný, takže množství vzduchu na 1 díl paliva je menší než 14.7:1. Cokoli pod 10:1 může být pro váš motor nebezpečné. Jako symptom si všimnete černého kouře z výfuku.
Věda za poměrem vzduchu a paliva
Poměr vzduchu a paliva (AFR) je nepřekvapivě poměr vzduchu a paliva vstřikovaného do vašeho motoru. Vzduch je buď nasáván (normálně nasáván), vháněn (turbodmychadlem nebo přeplňovaným kompresorem) nebo vstřikován (dusitanový) dovnitř, zatímco je palivo vstřikováno. Poměr této směsi ovlivňuje spotřebu paliva, výkon, spolehlivost nebo dokonce běží vůbec.
Vědecky „dokonalá“ směs pro normální benzín je 14.7:1, což je 14.7násobek hmotnosti vzduchu a paliva. To však neznamená, že by na to auto mělo jezdit. Pro optimální spotřebu paliva je obvykle nejlepší poměr 16-17:1, chudší než to a auto začne vynechávat. Maximální výkon se obvykle nachází mezi 12-14:1, ale to může být pro bezpečnost u mnoha motorů příliš chudé. Pro maximální spolehlivost při plném výkonu jsou v závislosti na motoru považovány za nejlepší poměry vzduch-palivo od 10.5-12.5:1. Bohatší než kolem 10.5:1 vám začne vycházet znatelný černý kouř z výfuku. Vůz může také mít problémy se správným chodem bez vynechávání zapalování.
Ladění věci dále komplikuje. Různé kompresní poměry, vačkové hřídele, plnicí tlaky a tak dále ovlivňují ideální poměr vzduchu a paliva potřebný v kterémkoli bodě. To naznačuje, že je důležité nechat si auto přemapovat, když do něj přidáváte tuningové komponenty. Abyste získali celkově dobré auto, musíte mít směs těchto AFR. To by mělo záviset na tom, jak je vůz v každém okamžiku řízen. Naštěstí to je to, co vám moderní vstřikování paliva může poskytnout, pokud bylo auto správně zmapováno.
Jak zjistím, zda je můj poměr vzduchu a paliva bezpečný?
Nejlepší způsob, jak zjistit, že je váš AFR bezpečný, je obrátit se na důvěryhodného a spolehlivého tunera, který vám provede ladění. Co je bezpečné na jednom motoru, nemusí být nutně na jiném. Požádat o pomoc odborníka, aby se ujistil, že jsou věci v bezpečí, je zde nejdůležitější. Vyplatí se nechat věci zkontrolovat každých šest měsíců, abyste se ujistili, že je vše stále tak, jak má být.
Pokud jste přesvědčeni, že potřebujete měřič AFR, ujistěte se, že se jedná o širokopásmové nastavení. Úzký pás pouze říká, zda je 14.7:1, štíhlejší než on, nebo bohatší než on. Vzhledem k výkonu, že i poměr 14.7:1 je příliš chudý pro maximálně bezpečný výkon, je úzkopásmový snímač k ničemu.
Můj poměr vzduchu a paliva je v pořádku, znamená to, že můj motor nevybuchne?
Po pravdě řečeno, nikdy si nemůžete být zcela jisti, že motor nezemře. Pokud vaše načasování zapalování není úplně špatné a hrudka je obecně v dobrém zdravotním stavu, klíčem k dlouhověkosti je bezpečné AFR.
Jiné problémy; olej, chlazení a obecná síla součástí mohou vždy zničit motor. Ale zabijákem číslo jedna, zejména mezi vyladěnými turbomotory, je detonace způsobená nesprávným poměrem vzduchu a paliva.
Co změní můj poměr vzduchu a paliva?
Elektronika na autech čas od času selže, to je prostě fakt vlastnictví auta. Někdy však porucha snímače může mít na váš motor katastrofální dopady. Existují různé senzory, které ovlivňují tankování. Ale senzory průtoku vzduchu, tlaku vzduchu a teploty s největší pravděpodobností drasticky ovlivní vaše palivo. Pokud selžete takovým způsobem, že auto jede bohatě, znamená to, že byste si toho měli všimnout, ale nedojde k žádnému poškození. Selhání a zeštíhlení auta může skončit katastrofou.
Existuje jen málo, co můžete udělat, abyste tomu zabránili, kromě vyřešení všech běžících problémů ve chvíli, kdy si jich všimnete. Nicméně kontrola AFR každých šest měsíců může naznačovat první známky problému. Výměna senzorů u modernizovaných verzí, zejména senzorů průtoku vzduchu a tlaku, také způsobí problémy s provozem chudé směsi, pokud vůz nebyl přemapován tak, aby vyhovoval.
Změny vačkového hřídele
Přechod na vyšší zdvih a delší trvání vaček umožní vašemu motoru snadněji dýchat. To často znamená, že jsou nutné velké změny v palivu, a to nejen k udržení bezpečnosti motoru, ale také k získání maximálního výkonu z vačky. Při vysokých otáčkách, kde vylepšené dýchání poskytuje znatelné zlepšení výkonu, je obvykle potřeba další palivo, aby se zabránilo jízdě s chudou směsí. Ale v nízkých otáčkách, zejména kolem volnoběhu, je často potřeba bohatší směs, aby se zachovala ovladatelnost. Delší životnost vaček znamená, že při nízkých otáčkách se z výfuku plýtvá více paliva.
Problémy s palivovým systémem
Všechny komponenty mají své limity schopností a při ladění motorů často narazíte na limit toho, s čím si poradí vaše vstřikovače paliva, palivové čerpadlo a dokonce i palivové potrubí a filtr. Při překročení maximálních průtoků bude váš motor běžet chudý a nakonec selže. Dalším velkým faktorem u palivových systémů je věk, protože se postupně zanášejí nečistotami. Může se také zhoršit kabeláž palivového čerpadla, což vše sníží průtok. Posledním bodem, který stojí za zmínku, je podtlakové potrubí k regulátoru tlaku paliva, zejména u turbo a přeplňovaných motorů. Pokud se tato trubka rozdělí nebo je odstraněna, motor poběží při posilování neuvěřitelně chudě a někdy nevydrží ani jeden plný plyn.
Změny palivového systému
Montáž vylepšených dílů palivového systému je životně důležitá u většiny vozů vyladěných nad rámec základních dílů Stage 1, ale jejich montáž bez přizpůsobení vozu může způsobit velké problémy. Instalace větších vstřikovačů bez vhodného přemapování může způsobit masivní přečerpání paliva, což sice nezpůsobí okamžitou smrt, ale není dobré pro hospodárnost ani výkon. Potenciálně nejnebezpečnějším vylepšením je regulátor tlaku paliva, protože si můžete být téměř jisti, že modernizovaná náhrada nebude nastavena na váš správný tlak. I když příliš velký tlak není zabiják, příliš malý se rovná chudému chodu a vybitému motoru. Z tohoto důvodu je tlakoměr paliva nezbytným nástrojem při výměně regulátoru.
Výfukové změny
Můžete považovat výfuk za menší vylepšení, ale pokud dává výrazně větší průtok a výkon, auto bude potřebovat více paliva, aby motor přestal běžet nebezpečně chudý. Některé motory při provádění změn, jako je tato, automaticky do určité míry kompenzují. Ale mnoho vozů, zejména těch s přeplňováním, může jezdit nebezpečně chudá z jednoduché výměny celého výfukového systému. To by proto vyžadovalo odpovídající přemapování ECU, aby vyhovovalo.
Vylepšený mezichladič
Chladnější vzduch může snížit pravděpodobnost detonace, ale je také mnohem hustší, a proto dodává motoru více kyslíku. V důsledku toho by motor vyžadoval více paliva, aby neběžel chudý. Stejně jako výfuk, některá auta to vykompenzují a nezpůsobí žádné problémy, ale některá auta potřebují přemapování, aby kompenzovala mezichladič.
Větší turbo
I když je váš plnicí tlak úplně stejný, pokud namontujete větší turbo, budete svému motoru dodávat mnohem více vzduchu. Proto může stejně snadno běžet štíhle a zemřít, jako by tomu bylo při zvýšení podpory. Důvodem je, že větší turbo poskytuje nejen chladnější a hustší vzduch, ale také propouští mnohem více vzduchu z výfuku, což zase propouští více vzduchu do válců. Bez dodatečného paliva pro kompenzaci, ano, uhodli jste správně, bude jezdit chudá, vybuchne a motor selže.
Zvýšení plnicího tlaku
To je největší příčina chudých poměrů vzduch/palivo, a proto má mnoho vozů s turbodmychadlem nezaslouženou pověst kvůli foukání těsnění hlavy a roztavení pístů. Zvýšení výkonu zlepšuje výkon a točivý moment díky následnému velkému nárůstu průtoku vzduchu, ale bez odpovídajícího zvýšení paliva bude vůz jezdit nebezpečně chudý a vybuchne. Problémy nezpůsobuje jen zvýšený průtok vzduchu, větší plnicí tlak znamená vyšší teploty vzduchu. S vyššími teplotami se zvyšuje pravděpodobnost výbuchu, což z něj dělá dvousečný meč.
Poměr alternativních paliv a vzduchu
Detonace je hlavním důvodem, proč se obávat o poměr vzduchu a paliva, ale je to proto, že normální paliva čerpadel nejsou příliš odolná. Zatímco super bezolovnatý je široce dostupný na většině čerpadel, jeho oktanové číslo 97-99 RON je poměrně nízké a je to velká část důvodu, proč musíme jezdit tak bohatě, zejména na turbo autech, abychom udrželi věci v bezpečí.
Závodní palivo
Závodní palivo, které je drahé a není dostupné na vaší místní čerpací stanici, je obvykle vyhrazeno pouze pro závodní vozy. Potřebovalo by přemapování, abyste z toho co nejlépe vytěžili, pokud jej nasadíte do svého vozidla. Může mít neuvěřitelně vysoké oktanové číslo (často 120+ RON), a proto velmi odolné proti výbuchu i s chudšími směsmi, ale abyste na něm mohli provozovat své silniční auto, museli byste být bohatí!
Metanolové palivo
Skutečně životaschopné pouze pro závodní vozy, protože je vysoce toxické, korozivní a hořlavé. Budete také potřebovat asi čtyřnásobné množství paliva, než potřebujete na běžný benzín. Je oblíbený u vozů s plným odporem, protože je neuvěřitelně odolný proti detonaci, je velmi chladný, často nepotřebuje mezichladič a sám o sobě obsahuje spoustu kyslíku, což dále zvyšuje výkon.
Palivo E85
I když je většinou inzerováno jako levné a ekologické palivo, jeho hlavním lákadlem pro fanoušky ladění výkonu je jeho cena kolem 106 RON, a proto velmi odolný proti výbuchu. Podobně jako metanol potřebuje další palivo, aby mohl provozovat špičkový výkon, ale na úrovni mnohem šetrnější k vozovce, a je to výkonné palivo.
LPG palivo
Při přibližně poloviční ceně běžného paliva se většinou používá k úspoře peněz, ale má také výkonnostní potenciál. LPG je neuvěřitelně odolný vůči výbuchu, takže se systémem optimalizovaným pro výkon má LPG potenciál být použit jako skvělé palivo ve velkých výkonných turbo/přeplňovaných motorech.
Poměr vzduchu a paliva u dieselových motorů
Problémy s poměrem vznětového vzduchu a paliva jsou téměř obrácené k benzínu a problémy způsobují ve skutečnosti příliš bohaté směsi. Lean je dobrý pro zdraví dieselového motoru, ne-li pro množství energie, kterou produkuje. Vznětový motor bez ohledu na to běží neuvěřitelně chudě ve srovnání s benzínovým motorem a bohatší směsi jsou ve skutečnosti věci, které zvyšují teplo v motoru a vedou k selhání komponent.
Detonace je u dieselů mnohem menší problém. Ve skutečnosti s tím úzce souvisí klapavý hluk u dieselů. Ale není to škodlivé, kromě určitých situací, kdy je to neuvěřitelně vážné, a to bohužel obvykle souvisí, stejně jako u benzínových motorů, s velkými chybami v ladění!
