Самообразовательный блог

Previous Entry Share Next Entry
Бедный Джедай
bmwservice

Simplex sigillum veri
("простота хуже воровства", лат.)


***Непосредственно перед прочтением, нужно прочитать понятные и простые статьи про смесеобразование из гугла, типа этой. Так как в самой статье подобного ликбеза не предполагается. Если лениво и неинтересно, нужно просто пролистывать нижеследующий текст в самый конец, до выводов...
***UPD:В виду сомнительности точности измерения расхода топлива через OBDII, расход, вероятно, будет перепроверен при помощи внешнего расходомера.

  Все популярные инженерные конструкции имеют простой принцип. Это означает, что они не нуждаются в усиленном продвижении (понимании) и, почти автоматически означает, что они работают в действительности. Сколько не ругай ненадежность конструкции многих систем переменных фаз газораспределения (кто менял на V8 все четыре муфты разом, хорошо запомнит счет за запчасти), а сейчас они в той или иной форме применяются почти у всех производителей. Сложно спорить, что без них авто едет существенно хуже. Принцип работы - прост и понятен. Тоже самое можно сказать и про такие нововведения, как, например, микропроцессорная впрысковая система питания, "ксеноновый" свет и даже каталический нейтрализатор. Всем все ясно: результат налицо и рекламировать (продвигать) усиленно ничего не нужно.

Куда хуже дело обстоит с такими нововведениями, как, например, непосредственный впрыск бензина: заметно дороже и реальная польза - ой как сомнительна. Раз так, то и приживаются такие решения хуже, да и объяснять их пользу требуется куда настойчивее.

Но существуют изобретения, скажем так, высшего порядка: это когда очень сложно и труднообъяснимо. Если есть два таких признака, то где-то рядом затаился и третий: почти бесполезно.

Не стоит путать такие феномены с изощренным маркетингом: речь не про "Скайактив", где общеизвестные принципы просто завернули в грамотный маркетинг про "14:1 и болиды Формулы-1". Хороший принцип и грамотная инженерная реализация от этого ничуть не страдают.

Но раз уж мы про Мазду вспомнили, то ближайшая аналогия - РПД. Но, однако, это действительно принципиально другая конструкция двигателя, у которого, впрочем, практически отсутствуют "мейнстримовые" (просто доказуемые) преимущества, зато полно реальных индивидуальных недостатков, что весьма красноречиво прослеживается в судьбе данного типа двигателя в мировой практике: их, скорее всего, больше не будет. И почти и не было.

Был и еще один аналогичный феномен - моторы GDI от Mitsubishi. Середина 90-х(!) и первые в мире крупносерийные моторы с нереальным беднением смеси и непосредственным впрыском. Желающие ознакомится с реальной технической подоплекой гуглят. Мы же рассматриваем мотор живьем, за что благодарим читателя блога:


Из всей теории нечеловеческих улучшений, интереснее всего выглядит именно выделенное в таблице:


Как вы понимаете, самый "страшный" режим, это те самые фантастические забеднения в 30-40:1 (реальное забеденение более 100%!), чем уж точно никто более на рынке никогда не страдал хвастался. Это вам не "Скайактив", какой-нибудь, где все декларируемые цифры - косвенные... Тут бить, если что, будут не по паспорту, а прямо по фантастическим цифрам... впечатляющим цифрам забеднения смеси аж в 2-2,5 раза, в то время, как большинство автомобилей в аналогичном режиме нагрузки работают или около стехиметрии, или процентов на 10% дальше от нее.

Вот лучшее, что удалось вытащить из более чем десятка проверенных машин - BMW N52 с 12% забеднения, после сброса всех коррекций:


А BMW N63 с новыми форсунками, удаленным катализатором,


после сброса всех коррекций, какое-то время показывает:


То есть, смотрите: +10-20% забеднения смеси (17:1) на холостом ходу без нагрузки, вполне себе достижимы, но никакой проблемой и, тем более, целью современными производителями не считаются - спустя какое-то время, мозг это забеднение обязательно уберет, оставив примерно +5-7%.

Вообще считается, что смесь беднее 20:1 (+30% забеднения) горит очень плохо, на что и упирает маркетинг технологии GDI - мол, им-то удалось! Жаль, кстати, что сравнения с Формулой-1, в этом смысле, оказались неуместны - маркетологическое раздолье бы было бы беспредельно, если бы сверхобедненный воздухом этап Формулы-1 принимала бы Луна.

Итак, начинается самое интересное:


GDI прямо в момент заезда показала нам... совершенно обычные цифры,  "как  у всех".


Попробовал было грубо проверить реальную температуру выхлопа (раз смесь обещают бедную) на предмет аномалий... Увы, все оказалась вполне традиционно, сравнимо с рядом стоящими авто.


Дело все в том, что режим сильного обеднения она действительно иногда включает, но делает это примерно раз в 4-5 минут, и вот тут, конечно, цифры демонстрируются удивительные:


То есть, происходит реальное забеднение смеси в 2 раза: соотношение около 30:1, которое длится примерно минуту-две.

Чтобы было нагляднее, переключаем в режим отображения кислорода на выходе и видим, что кислорода в смеси действительно полно, буквально как в дизельном выхлопе:


Молодцы те, кто отметил странный рост содержания угарного газа, катализатор успел подостыть, поэтому растет не только CO, но и углеводороды:


Причем, CH растет не только по причине остывшего катализатора - а именно по причине бедной смеси.

Напомню вот такую табличку, в которой много полезного, но также отмечен и рост выбросов углеводородов, сопутствующий забеднению смеси:


Теперь разбираемся, ради чего все это.

Делаем просто: смотрим на реальное потребление топлива в обычном режиме, близком к стехиометрии:


Теперь смотрим на потребление топлива в режиме экстремального обеднения:


Знакомые с математикой зададут вопрос: смесь беднее в два раза, а расход топлива снижен лишь раза так в полтора... причина?!

Объяснение простое: в режиме бедной смеси, обороты возрастают примерно с 650 до 850. То есть, арифметика примерно такова: (0,98/2)*(850/650) и равняется как раз тому, что вы видите на экране. Делается это, очевидно, чтобы поддержать горение в таком сложном режиме - попросту не заглохнуть!

Но давайте-ка сравним это с обычным потреблением обычного исправного двигателя схожего объема, работающим в обычном режиме, оснащенного обычными форсунками:


То есть, в обычном режиме, потребление у обычного двигателя даже НИЖЕ.

Существует почти универсальная эмпирическая формула - один цилиндр будет потреблять примерно 0,15 л топлива в час. То есть, обычный 4-х цилиндровый мотор объемом 2 л будет потреблять примерно 0,6 л/час без нагрузки. Если объем поменьше - несколько масштабируйте по объему, но аккуратно - начинают влиять нелинейные факторы - конструктивные обороты холостого хода, наличие/отсутствие АКПП, и всякие прочие механические и конструктивные нелинейности... реальный предел, средний по индустрии - 0,4-0,5 л/ч.

Но этого мне показалось мало, берем обычное авто, цепляем на него внешнее питание:


И начинаем беднить смесь, попросту вырабатывая топливо/сбрасывая давление...

...внимание, обычный мотор, с обычными оборотами холостого, глохнет при коэффициенте избытка воздуха не менее, чем 1,7-1,8 (смесь 25:1):



FAQ:

1.Что такое Mitsubishi GDI?
Это известный в прошлом, скороспелый технический казус (ну или "достижение") от японских пионеров систем управления питанием двигателей. Действительно, это был первый серийный микропроцессорный непосредственный впрыск (до 50 атм), с плюшкой-пряником - неким режимом "сверхбеднения" смеси, как логичным продолжением истории с применением непосредственного впрыска - а иначе-то ЗАЧЕМ?! Просто об этом, на данный момент, все уже "забыли" (не знали?). Примерно также произошло, как и несколько позже с "LongLife" у моторных масел - то 10 лет к ряду гордимся "достижением", а после делаем вид, что и не было-то ничего такого... Вот и сейчас, от сложных режимов горения смеси, повсеместно остался только лишь сам непосредственный впрыск - средство отделилось и навсегда отдалилось от цели. Остался вопрос: а зачем нам такой впрыск без забеднения смеси?!

2.Ну а как же заявленные вместе с этим "мощность", "момент", "экономия", "экология" и так далее... ради чего все затевалось, так сказать?!
Действительно, если внимательно вчитаться в рекламу, там обещано все, что только можно, как этим производителем, так и многими другими, кто в последствии перехватил знамя инноваций (это почти все ведущие производители, на момент написания статьи). На самом же деле, ни литровая мощность, ни "момент к объему" (мною введенный и многократно объясненный коэффициент), ни экономия, ни экология, не говоря уже о надежности, ничуть не опережают такую действительно передовую (без тени иронии) конструкцию, как, например, серийные моторы BMW M50 (и S54, вершина его развития). Конструкцию, на минуточку, 1990 года! В которой есть почти все действенное и полезное, но нет ни одной "лишней" детали. И на фоне конкретно этой конструкции, непосредственный впрыск, вкупе с "особыми" режимами работы, не дает ровным счетом никаких преимуществ. Сливает по всем статьям. В это же время, конкуренты создавали действительно эффективные конструкции (смотрим многие моторы от Honda, включая Civic 1,6 Vti, S2000 и другие гражданские модели).

3.Погодите, во всех презентациях как раз-таки написано, что в режиме "продувки" ("STICH F/B") смесь близка к стехиометрии, а вот на холостом двигатель почти постоянно работает в режиме т.н. "сверхобеднения"...
Отлично, тогда при помощи газоанализатора и сканера OBDII, коих сейчас не в пример больше, чем в 1995 году, продемонстрируйте нам это, опровергнув приведенные выше измерения: с удовольствием дополню этот материал тем, что компания Mitsubishi так и не пожелала продемонстрировать миру в течение уже более чем 20 лет и теперь уже точно никогда не покажет. И на поверку, к тому же, все оказалось ровно наоборот - режим "продувки" насквозь забедненный и горение поддерживается тупым поднятием оборотов. Режим постоянного холостого - полностью стехиометрический, с абсолютным расходом топлива аж 0,9-1 л/час, что примерно на 30-40% выше типичных современных моторов схожего литража!

4.Ну а может (и про это многократно написано в Сети), существуют разного рода "внутрияпонские" прошивки и прошивки для разных стран. У них-то как раз так, как обещано?!
Несмотря на полученный результат, пока не могу этого полностью исключить, но рассмотренный конкретный автомобиль демонстрирует ровно то, что во всех подробностях расписано выше. И работает именно так, как работает: ровно наоборот от рекламных заявлений и хуже любого современного сравнимого мотора. То есть, в два раза хуже ожидаемого...

5.О чем же статья, в таком случае?
Материал посвящен не опровержению эффективности и экономичности технологии непосредственного впрыска и GDI в частности (это уже давно не требуется опровергать - самой технологии уже не существует, также не существует ни одного довода "за", а все сравнительные изобличающие данные общедоступны), а только одному лишь уникальному режиму "сверхобедненного горения", который не стал повторять ни один производитель. Ни один! Более того, сама Mitsu отказалась не только от беднения, но и вообще от непосредственного впрыска - 10 лет и раскаяние, примерно такое же, как с LongLife у моторных масел.

6.Ну как бы то ни было, "сверхбедное горение", как видно, реально существует на практике и доказано "в металле" японскими инженерами в 1995 году, первыми в мире!
Именно так, только со следующими уточнениями:
1.Оно бесполезно на практике - не дает ни экологии, ни экономии. Это уже доказано до меня рынком, реальной эксплуатаций и даже не подлежит обсуждению.
2.Вы едва уложитесь с ними в "карбюраторную" норму по выбросу углеводородов и соединений азота.
3.Обыкновенное и никак(!) не подготовленное авто, позволяет работать почти в том же режиме. Безо всякой подготовки.
4.Все достижение (в рассматриваемом выше случае) достигнуто не только и не сколько ухищрениями на уровне железа, системы питания и искусства программирования, сколько тупым поднятием оборотов. Тупым, блин, поднятием оборотов.

7.Но все же эти моторы относительно экономичны...
В лучшем случае, только относительно аналогичных моторов этого же производителя того периода, процентов на 10. Ничуть не экономичнее любых вменяемых аналогов - 8-9 литров на сотню (для Carisma) в режиме пробочного городского цикла - полный аналог потребления любых других малолитражек. Это тем смешнее, что GDI в рекламе на полном серьезе противопоставлялось дизелю!

8.Одним словом...
Полное ничего и сбоку бантик, в виде дорогой и ненадежной топливной аппаратуры, системы EGR (выхлоп на впуск), сложной системы нейтрализации выбросов соединений азота. Но самый прикол, что причиной отказа от технологии снова назвали...серу в топливе! Типа, она губительна для топливной аппаратуры! Сера = СМАЗКА, она не может "корябать" ТНВД! Очередная сказочка, чтобы слить долой всю технологию с глаз долой на тормозах - типа топливо виновато (точно также слили сырой по технологии "Никасил")!

9.В сухом остатке...
Если не найдется опровергающей информации, GDI представляет собой маркетологическую шляпу с более чем двадцатилетней бородой, попытку красиво продвинуть непосредственный впрыск в бензиновом моторе. Да, под видом "продувки" смесь действительно забедняется (относительная экономия), в движении же с частичной нагрузкой, тоже самое реализуется в меньшей мере, но уже, разумеется, без требуемого поднятия оборотов... Ни о каком длительном горении бедной смеси, качественном регулировании, экономии и экологии не идет и речи. Последнее, повторюсь, даже не нужно доказывать. Пока остановлюсь на версии двадцати лет незамутненного маркетингового вранья...

10.P.S.Для тех, кто вообще ничего не понял.
Смесь в обычном исправном бензиновом автомобиле двигается от "богатой до бедной" примерно в диапазоне 11-18 и далее:1. Легко и непринужденно. И на холостом и в движении. В любом двигателе, в зависимости от режима его работы. Если бы(!) дальнейшее забеднение помогало бы в некоторых(!) режимах (а их немного в т.ч. и по длительности) что-то улучшить, то все пытались бы по-максимуму выжать такие режимы хотя бы на холостом, не прибегая к сложным системам подачи топлива, формам поршня и так далее. Даже этого не наблюдается на практике! Интересно почему, но тем не менее - не наблюдается. Mitsu со своим GDI и еще пара компаний, в свое время, обещает (-ли) фантастические (по ненужности) цифры - 30-40:1 в режиме холостого. Прежде, чем исследовать этот вопрос повторно и более глубоко, найдите сканер с вычислением реального расхода и попробуйте выжать из данного мотора цифры ниже 0,6 л/ч на холостом в любом режиме. Если сравнивать с обычным современным мотором 2,0, то при забеднении 30:1, мы ожидаем увидеть впечатляющие 0,4-0,3 л в час. И тогда это действительно - повод для разговора. Как только увидите - сразу звоните мне. Измерять будем уже мерной емкостью, а не электронно. Это уже будет круто. Но самый прикол, что даже такие чудеса не позволят экономить топливо - для дизельной экономии (честные -30%), мотор должен постоянно работать в бедном режиме, как это почти всегда и делает дизельный мотор. Оттуда и экономия. И попытки отойти от стехиметрии чуть-чуть, ненадолго и суперсложными усилиями, никогда бензин в дизель не превратят, уж простите.


  • 1
Если всё открутить, то сам святым духом питаться будет :)

з. Ы. N62B48 на холостых с выключенным компрессором расходует примерно 1,4—1,6 литра в час.

Как, очевидно, почти все современные моторы такого литража)

GDI повышает обороты в режиме богатой смеси, а не бедной

и это называется "продувка"

еще GDI работает в режиме бедной смеси на ХХ только первые 4 минуты после остановки машины.

хотя бывают разные варианты по алгоритму от года выпуска http://autodata.ru/article/all/osobennosti_gdi/

хрюндай щас активно двигает то, про что митсубися забыла лет 10 назад)

Если речь про непосредственный впрыск, то речь не об этом. А если про сверхобеднение, то дайте ссылочку, посмеяться...

Всегда казалось что расход на холостых зависит от объема. У VAG 1.8\2.0TSI разница около 0,2 литра. У 2,0 около 0,9-0,8. У 1,8 0,8-0,7. А у 1,2TSI около 0,5 литра в час.

В любом случае всё приблизительно (+/- 0,2 литра).
Я бы считал так: при 0,15л - 2 литра двиг. А потом домножал на кол-во цилиндров))
Хотя, кучу факторов в одну формулу засунуть не реально.

Кто там говорил, что джедай ваш полный обман, и никакой обедненной смеси не будет? Что раз у бмв нету, то куда там тупым японцам? Жду боржом ))
Судя по литературе, должно быть действительно наоборот - раз в 4 минуты продувка стехиометрией. И расход топлива настораживает. Эта каризмочка точно была с помытым впуском, форсами, чистым фильтриком в тнвд и полноценными 50 барами на выходе с насоса? Допускаю, что что-то могло работать не совсем так, как должно. Еще как вариант - что по ОБД выдаются кривоватые цифры, м.б. коэффициент править нужно.
Но в любом случае почитать очень любопытно, спасибо!

Edited at 2015-12-18 07:34 am (UTC)

Все вышеизложенное (как мой текст, так и ваш) относительно легко проверяемо на практике. В любой момент. Только пока не вижу больше причин исследовать этот вопрос глубже.

При необходимости, подключаем тарированную емкость и расходомер (оба на фото) и проверяем.

Как только увижу доводы, что пора бы сделать и это, займемся... Всегда за...

Начали за здравие, кончили за упокой... ( по латински сами переведете)

Тема из разряда "все атф и жидкости гур одинаковые и на весь срок службы, а моторку надо жарить", просто смешно, анализируя реальные факты из реальной жизни. Жаль не сфотал жидкость гур и акпп при последней замене, про эффект вообще промолчу, пока остатки зомби не покинули этот журнал.
ТС, у прямого впрыска есть свои очень значимые плюсы . не имею в виду японческие попытки времен Ельцина, а про современные прямовпрысковые. Где смесь на прогреве дико богатая, до 4-х тыс 14,7, выше 13. Все можно поправить корректировкой топливных карт, про установку автомаркет турбины молчу. Эффект есть, может не у вас в боксе, а в реальной жизни он есть.

З.ы. журнал уже совсем " не торт". Держитесь за каждого честно прозомбированного автолоха

Edited at 2015-12-18 03:26 pm (UTC)

Ава агонь, ништякова жаришь.

На тойотовской d4 тоже вроде бы как сверхобедненные режимы. У меня d4 2002 года, бензин ест не стесняясь.

Не нужно никакой рекламной заманухи, чтобы увидеть реальную выгоду от БЕДНОЙ СМЕСИ у дизельных моторов, типа 1.6HDI - около 6 реальных литров по городу. Причина этого объяснена в блоге:

http://bmwservice.livejournal.com/172016.html - что я думаю про причины экономии дизеля, часть I
http://bmwservice.livejournal.com/172347.html - что я думаю про причины экономии дизеля, часть II

Как только у "прогрессивных" японских бензиновых технологий будут схожие цифры (а GDI именно что и пыталась - так это конкурировать с дизелем), так сразу и будем проверять "бедные режимы" у всех моторов подряд.)

Один я уже проверил - что-то, мягко скажем, не то оказалось.

Edited at 2015-12-18 04:25 pm (UTC)

Снимаю шляпу! Серьезная работа проделана.
Таких материалов очень мало в сети, к сожалению.

Поистрепалась, поди - блогу-то уж четыре года.)

У меня всегда был один простой вопрос поклонникам непосредственного впрыска: зачем на машине появился датчик кислорода? В процессе ответа на него вся дурость этого технического решения становится очевидной.

Разверните мысль,pls.

У меня вопрос по выложенной табличке - почему для безкатового мотора нужна богатая смесь на холостом?

Не знаю. И нужна ли на самом деле, можно практически проверить на очень ограниченном числе автомобилей. Скорее всего, не нужна.

Окей, а что происходит с выпускными клапанами в режиме забеднения смеси? Вроде бы обязаны прогорать из-за слишком долго горения смеси. А УОЗ пораньше ведь не задвигается?

Не по теме вопрос - мотор с низкой СЖ (7:1) требует более обогащенной смеси, чем такой же мотор, но с прижатой ГБЦ (9:1)?

1.А что ему мешает задвигаться, собс-но, если это нужно?
2.Без понятия.

Ох уж этот ScanMaster-ELM

Цитата:
"Делаем просто: смотрим на реальное потребление топлива в обычном режиме, близком к стехиометрии:"

Я уже писал в е-майле, что ScanMaster не измеряет и ничего не знает про расход топлива, он знает только расход воздуха (MAF), а то что он показывает в окошке расхода топлива, это всего лишь интерпретация программиста, писавшего программу, предполагая (!!!) что смесь близка к стехиометрии. И именно поэтому там в опциях предлагается выбрать дизель это или бензин, если бензин, то какой именно бензин.

Теперь предположим, что моторостоитель решил отойти от стехиометрии (удалось это или нет это другой вопрос), и впрыскивает ДРУГОЕ количество ТОПЛИВА.
А вы достаёте программу, тычете в РАСХОД ВОЗДУХА, и пытаетесь доказать что моторостроитель лукавит. Неужели это корректно?

Кстати, тут в комментах уже писали что по дукументации продувка должна быть на стехиометрии.
И это как раз согласуется с тем, что расход ВОЗДУХА на продувке (окошко с цифрой 0.67л/ч) меньше, чем в обычном режиме (окошко с цифрой 0.98л/ч)

Я ни разу не хочу делать выводы о том что удалось и чего не удалось мотористам GDI, однако это всё бросает тень некорректности на вышенаписанное в статье.


Re: Ох уж этот ScanMaster-ELM

А газоанализатор тоже что-то делает не так, верно? Там что с алгоритмом? Статью читали, или по строчкам прыгали?!

http://motor.ru/news/2015/12/23/hondaengines/
Обеднение возвращается

Новость про хонду.
Также топ-менеджер рассказал, что компания планирует производить для своего суббренда Acura другие двигатели, которые будут отличаться от тех, что доступны для Honda. Кроме того, он отметил, что японская марка занимается развитием технологии HLSI (Homogeneous lean-charge spark-ignition technology – воспламенение однородной обедненной смеси от зажигания), которая позволит повысить эффективность моторов при низком расходе топлива.

Мотор?

Edited at 2015-12-26 10:10 am (UTC)

Как это у РПД отсутствуют преимущества?

А 3 рабочих такта за 1 оборот (а не пол-такта) - это что, не преимущество? И, как следствие - конские удельные мощности!
(+ раскутка до больших оборотов отдельным пряником)

Re: Здрасьти!

Удельные по отношению к чему?

А что вы скажете о N13 которые ставили в ситроен с4? Текущие крышки масляного стакана у всех или только для ситроена?

Edited at 2015-12-27 10:31 am (UTC)

Обеднение смеси было и на обычных MPFI моторах, типа Nissan RB20DE Neo. Ставились в скайлайны R34 и Laurel C35. Там были самые мощные из доступных Ниссану катушек зажигания, которые гарантированно зажигали переобедненную смесь, Hanshin MCP-1840, дающие отличную искру имея при этом маленький dwell-time и, к сожалению, небольшой ресурс. Смесь на холостых и в переходных режимах стремилась к 25:1. LeanBurn моторы при этом позиционировались намного экономичней чем ранее производившиеся аналогичные "классические" рядные шестерки RB семейства.

Edited at 2015-12-31 01:21 pm (UTC)

В JDM настройки факт другие, я бы поискал пока ещё живые Легнумы с GDI.

А ваговский FSI это тот же GDI, или есть какие-то принципиальные различия?

  • 1
?

Log in

No account? Create an account