E85 - benzin fogyasztásmérés

Örömmel tölti el szívem amikor ráeszmélek rajtam kívül is vannak elvetemültek. Ha pontos és PC szeretnék lenni akkor inkább azt mondom sok megszállott foglalkoznak az E85-ös autózással. Miklós sem nyugodott bele a szóbeszédbe, és AC pumpát ragadva elkészítette üzemanyag mérő berendezését hogy számokkal alátámassza az E85 többletfogyasztást. Persze egy mérés nem mérés, ezért napokat szánt a hiteles kép megalkotására, amit egy jól irányzott fékpados méréssel összezavartunk. Lássuk csak a történetet, de vigyázzunk, csak erős idegzetűek lássanak az olvasásnak. Számok és grafikonok következnek.

A környezettudatosság mellett a költségcsökkentés vezérel bennünket, mikor a benzint bioetanollal helyettesítjük. Sokféle többletfogyasztás körüli legendákról hallottam, sokféle mente-monda kering 10 és 40% között, rendszerint 25%, de senki nem mérte meg úgy, hogy minél azonosabb körülményeket teremtsen.
Egyszer már készítettem óra szerinti autópályás 1 körös telitankos 120-as méréseket, melyek időrendben a következő eredményekkel szolgáltak a fedélzeti computer szerint: 50% E85-50% B95: 6,4; E85: 7,6; Benzin95: 5,8 L/100km. Mint látható, 32%-al több fogyott E85-ből. Persze ezt nem akartam elhinni, hiszen a többség 20-25%-ról beszél és a computer is csalhat. 
Hozzátartozik még a méréshez az a tény, hogy az 50%-os keverésnél belekerült a motorolajba a Xado adalék, amellyel 1500km után elvileg fogyasztáscsökkenés mérhető. Ezért az utolsó – Benzines – mérésnél felmerült a gyanú, kevesebbet fogyaszt az autó, mint benzines üzemmódban a Xado-s kezelés előtt tette volna. Előzetesen annyit, hogy fabatkát sem ért a közel 10000 Ft-os beruházás.

A méréshez 2db autó állt rendelkezésre:

• 2001-es 4 hengeres Fabia 1.4 16v 100Le kombi. (továbbiakban 4 hengeres)
• 2004-es 3 hengeres Fabia 1.2 12v 64Le praktik. (továbbiakban 3 hengeres)

Mindkettő szélessávú lambdaszondával (oxigénszenzorral), kopogásérzékelővel, ECU-val felvértezett tökéletes égést produkáló autó, azaz minden esetben (kivéve pl. max. terhelés) 1.000 lambda értékre törekszik.
Fontosnak tartom megjegyezni, hogy a két motor igencsak különböző karakterisztikával bír. A 3 hengeres alul nagyon nyomatékos, a 4 hengeres viszont pörgős motor, lent kevésbé megy.

A 4 hengeres autó Bioetun programozható E85-átalakító elektronikát tartalmaz, a 3 hengeresnél az ECU végzi a szükséges kompenzálást. Az elektronika beszerelése rutin nélkül nagyjából egy teljes délután, a korrekt, szép vezetékelés igénye, valamint a csatlakozók ideiglenes hiánya még időigényesebb. E85 használatakor, ha a főkompenzációs értéknek eredetileg beprogramozott 1,24-el megszorozzuk a fedélzeti computer fogyasztásadatát, jó közelítéssel megkapjuk, mennyit evett volna kompenzálás nélkül. Ez persze nem egyenlő a valós többletfogyasztással, ugyanis az ECU korrigál, ha többre / kevesebbre van szüksége.



Sokan sokféleképpen mérnek fogyasztást (pl. töltőállomáson telitankolással, üzemanyag-szintjelző vizuális megfigyelésével, tank leeresztéssel), de a ténylegesen elfogyasztott mennyiséget csak külön tartályból, grammolásos módszerrel, vagy hitelesített mérőedénnyel lehet kimérni. Előnyei miatt az előbbi tűnt célszerűnek. A fogyasztásméréshez különálló 3 bar-os kompakt üzemanyagrendszert készítettem, melynek tömegét megmérhetem. A mérőrendszer 1db nagynyomású külső üzemanyag-szivattyúból gyorscsatlakozókkal, 1db 3 bar-os üzemanyagszűrőből visszafolyóággal, valamint egy 3literes műanyag flakonból állt.



A szűrő nyomóága egy külön csövön direkt az injektorhídra ment, a régi nyomóágat pedig ledugóztam.

 1-1 tesztkör után a szűrő utáni csövet lehúztam, a szűrő kimenetére pedig kupakot tettem. Üzemanyagváltásnál a rendszert kiürítettem és újratöltöttem, hogy a keveredés a legminimálisabb legyen.



Autópályás, nagyjából állandó értékű (rész-)terheléses mérés

Ebben a mérésben a jármű teljesítményigényének időbeli eloszlása – az egyenletes tempó miatt – szűk sávban mozog.   
A mérés helyszíne az M1 autópálya Budakeszi – Zsámbék közötti oda-vissza szakasza volt. A 4 hengeres autó 28,1km-t mért (de korábban 1.022x csalást regisztráltunk), a 3 hengeres 27,5km-t, tehát a valós távot 27,5km-nek vettem. A teszt során mindig törekedtem az azonos jellegű kigyorsításokra, lassításokra, valamint a tesztsebesség betartására.



Milyen eredményt várnánk papírforma szerint? A válasz egyszerű és logikus. Ezt az egyenletes teljesítményigényt két különböző fűtőértékű üzemanyagból tökéletes égéssel akarnánk fedezni. Tudjuk, hogy egy robbanómotornál a felrobbant (avagy a tökéletesen elégetett) üzemanyag–levegő elegy hőenergiájával megy az autó, tehát a fűtőegyenértékek hányadosának megfelelő fogyasztáskülönbségre számíthatunk (vigyázat, a fűtőérték nem összekeverendő az égéshővel!). Benzin95: 11,9kWó/kg (42,8MJ/kg); Etanol: 7,4kWó/kg (26,6MJ/kg); E85: 8,7kWó/kg (31,3MJ/kg)  Ezek szerint ahhoz, hogy a járművünk ugyanolyan teljesítménnyel haladjon, tömegben  1.37x annyi kellene E85-ből, mint Benzinből. Továbbá, nem állt rendelkezésre az egyes üzemanyagokra vonatkozó pontos fajsúly adat, ezért azt 1530ml (a 1,5 literes PET palack nyakáig) grammolásából határoztam meg:

•   benzin(ESZ95)=0,745g/cm3
•   bioetanol(E85)=0,773g/cm3

Tehát ha térfogatban fejezem ki az arányt, a fajsúlyhányadossal kell megszorozni, így az 1.37-ből 1.32 lesz. Magyarán elméletileg 10 literes benzinfogyasztás 13.2 liter bioetanollal egyenértékű.

4 hengeres autó mérése:

Üzemanyag	sebesség	M (kiindulás)	M (érkezés)	M (fogyasztás)	átlag (co mp.)	átlag (számított)
E85	100 km/ó	3940 g	2364 g	1576 g	5,8L/100 km	7,414L/100 km
E85	130km/ó	3952 g	2048 g	1904 g	7,1L/100 km	8,955L/100 km
B95	100 km/ó	3530 g	2380 g	1150 g	5,3L/100 km	5,611L/100 km
B95	13 0km/ó	3645 g	2245 g	1400 g	6,5L/100 km	6,833L/100 km
50%E85,B95	100 km/ó	3855 g	2548 g	1307 g	5,9L/100 km	6,251L/100 km

3 hengeres autó mérése:

Üzemanyag	sebesség	M (kiindulás)	m (érkezés)	M (fogyasztás)	átlag (co mp.)	átlag (számított)
E85	100 km/ó	3672 g	2148 g	1524 g	7,3L/100 km	7,169L/100 km
E85	100 km/ó	3845 g	2355 g	1490 g	7,3L/100 km	7,009L/100 km
E85	100 km/ó	3810 g	2331 g	1479 g	7,2L/100 km	6,957L/100 km
B95	100 km/ó	3658 g	2560 g	1098 g	5,4L/100 km	5,359L/100 km
B95	100 km/ó	3253 g	2193 g	1060 g	5,3L/100 km	5,173L/100 km

 

A mérés eredménye: 1.37x, ami azt jelenti, hogy azonos körülmények között a fajsúlykülönbség miatt térfogategységre vonatkoztatva 32% többletfogyasztással kell számolnunk tiszta E85 tankolása esetén.

Városi „idegbeteg” padlógázas jellegű fogyasztás mérése

Egy leendő ipari park aszfaltos, kereszteződésekkel tarkított utcáin végeztünk méréseket a két üzemanyaggal. A 3 hengeres autóval 8150m tettem meg a tesztpályán úgy, hogy 27 alkalommal 0-ról 50km/ó-ra és 6 alkalommal 0-ról 80km/ó-ra gyorsítottam padlógázzal. Fokozatok szerint egyesben 25-30, kettesben 50, hármasban 80km/ó-ig. A sebesség elérése után üresbe tettem a váltót, majd állóra fékeztem a járművet az útszakaszok végén. Három-három mérést rögzítettünk E85-el és Benzinnel is.

Üzemanyag	sebesség	M (kiindulás)	m (érkezés)	M (fogyasztás)	átlagfogy (co mputer)	átlagfogy (számított)
E85	0-50km/ó	3924 g	3095 g	829 g	13,8L/100 km	13,16L/100 km
E85	0-50km/ó	3095 g	2282 g	813 g	13,9L/100 km	12,90L/100 km
E85	0-50km/ó	3340 g	2515 g	825 g	14,1L/100 km	13,09L/100 km
B95	0-50km/ó	4056 g	3408 g	648 g	11,1L/100 km	10,67L/100 km
B95	0-50km/ó	3408 g	2785 g	623 g	11,0L/100 km	10,26L/100 km
B95	0-50km/ó	2785 g	2157 g	628 g	11,1L/100 km	10,34L/100 km

Meglepő módon 25.5% fogyasztástöbblet az eredmény. Hogyan is lehet ez? Nagyobb terheléseken csörgéshajlamosabb a motor, amit alacsony kompressziótűrésű üzemanyag használata esetén – a kopogásos égést elkerülendő - kisebb előgyújtásértékkel lehet üzemeltetni. Jelen esetben a bioetanolhoz nagyobb előgyújtást ad a motorvezérlő elektronika (persze csak annyit, ameddig a program tudja, kb 98-as oktánszámértékig), ami egy tartományban nyomatékosabb karakterisztikát kölcsönöz az erőforrásnak, kissé rugalmasabbnak érezzük autónkat. A teszt során hamarabb elértem az 50-es tempót, így többet gurultam a következő 0-ra fékezésig, ezzel üzemanyagot spóroltam.
Nyitott kérdés marad, mi lenne, ha nagyobb előgyújtást tudnánk adni, mint a motorvezérlő a saját sávjában. Jelenleg fejlesztés alatt áll egy ilyen E85 elektronika.
Vajon a keskenysávú lambdaszondával szerelt régebbi, technikailag egyszerűbb gépjárművek miként reagálnak az alkoholra. Tudnak-e optimális égést biztosítani, vagy szegényebb keverékkel üzemelnek, ezáltal, valamivel kevesebbel is beérik mint a 32%. Mint ismeretes, tankönyv szerint lambda = 1,050…1,100 között a legkisebb a fajlagos tüzelőanyagfogyasztás.

Városi fogyasztás mérése

Ismét a 3 hengeres autót vetettük be a tesztkörökre. 1 tesztkörben a Budakeszi ipari park egy parkolójából indultam még hideg motorral, végig a Budakeszi úton lefele a Moszkva térig és vissza (10.5km). Öt-öt mérést csináltunk E85-el és Benzinnel is, mindkettőt 105.2km össztávval. Minden egyes körben computeres fogyasztást, köridőt, valamint 1 részidőt és 1 részfogyasztást (Moszkva téren) rögzítettem. Mivel a mérőberendezés csak 3 literes volt, körönként utánatöltöttem két előre legrammolt flakonból. A mérés mindkét nap 11:00-tól 14:30-ig zajlott, hasonló forgalomban.

Benzines mérés:

	Budakeszi – Moszkva tér		Moszkvatér – Budakeszi
	Átlagfogy.co mputer	menetidő	Átlagfogy.co mputer	Menetidő
1.kör	5.5 L/100 km	1096 mp	6.0 L/100 km	1093 mp
2.kör	5.0 L/100 km	1274 mp	5.7 L/100 km	989 mp
3.kör	4.7 L/100 km	1065 mp	5.7 L/100 km	1087 mp
4.kör	4.9 L/100 km	1057 mp	5.8 L/100 km	994 mp
5.kör	5.3 L/100 km	1121 mp	5.9 L/100 km	1032 mp
Számított átlagok	5.08L/100 km	1123 mp	5.82L/100 km	1039 mp

A mérőrendszer tömege induláskor 8775g volt, érkezéskor 4349g. Tehát 4426g benzin fogyott 105.2km-en, ami 5.646L/100km fogyasztást jelent. A computeres átlag 5.82 volt.

E85 mérés:

	Budakeszi – Moszkva tér		Moszkva tér – Budakeszi
	Átlagfogy.co mputer	Menetidő	Átlagfogy.co mputer	Menetidő
1.kör	7.0 L/100 km	1080 mp	6.0 L/100 km	982 mp
2.kör	6.0 L/100 km	1010 mp	7.1 L/100 km	976 mp
3.kör	6.9 L/100 km	1105 mp	7.2 L/100 km	998 mp
4.kör	6.9 L/100 km	1106 mp	7.8 L/100 km	1075 mp
5.kör	6.4 L/100 km	1070 mp	7.5 L/100 km	1032 mp
Számított átlagok	6.64L/100 km	1074 mp	7.46L/100 km	1012 mp

A mérőrendszer tömege induláskor 9040 g volt, érkezéskor 3199 g. Tehát 5841 g bioetanol fogyott 105.2 km-en, ami 7.182 L/100km fogyasztást jelent. A computeres átlag 7.46 volt.
Ez azt jelenti, hogy a computer szerint 28.2%-al, a mérleg szerint 27.2%-al több kellett bioetanolból, mint benzinből. Érdemes megfigyelni, hogy féltávnál, a Moszkva téri részeredményeknél 30.7% többletfogyasztás adódik. Erre valószínűleg a domborzati viszony ad magyarázatot, hiszen odafele 1/3 úton van emelkedő, visszafele pedig 2/3-on. Érdekes összehasonlítás az összes menetidő is, 10810 mp volt a benzines és 10420 mp a bioetanolos mérés. Ha szőrszálhasogatást szeretnék, 390 mp-et, azaz 6 és fél percet kellett volna még járatnom a motort bioetanolos esetben (pl. körönként egy piroslámpával több), magyarán a 27.2% nem teljesen korrekt érték. Ez a típusú mérés eleve nem is lehetett pontos, hiszen a forgalom kiszámíthatatlan.   
Tapasztalatom szerint még rugalmasabb lett a 3 hengeres motor, mely tényt később a 4 hengeres fékpadi mérése is alátámasztott. A 95-ös benzinnél lényegesen jobb üzemanyag az E85.

Összegezve a fenti méréseket, országúti és/vagy autópályás használat esetén 32%, városi közlekedésben 27-28%, valamint idegbeteg padlógázas gyorsulgatós feltételek mellett 25% többletfogyasztással érdemes kalkulálnunk.

A fékpadi mérés számokban:

Katalógus adat:	126.0 Nm	4400rpm	101 Le	6000 rpm
Fékpadi benzin 95:	110.6 Nm	4770rpm	88.4 Le	5980 rpm
Fékpadi E85:	116.4 Nm	4750 rpm	93.9 Le	6100 rpm
Fékpadi E85 légszűrő nélkül:	119.4 Nm	4580 rpm	97.5 Le	6100 rpm

Az autót már évek óta nem „kormoltam ki”, valószínűsítem, hogy a kipufogórendszer tisztulása további Newtonmétereket eredményezne. A motorolajat is ideje lenne már cserélni, a Xado olajadalék nekem nem vált be.

Fogyasztásmérés is a fékpad segítségével történt. Az üzemanyagot is a Hungrana biztosította, nagyon komoly átfolyásmérő-rendszerrel. 100km/ó sebességet kellett tartanom 360 mp-ig, állandó terhelés mellett, ami megfelel egy fix autópályás tempónak.  
5.96 L/100km a Benzines és 7.26 L/100km az E85 mérés eredménye. A pillanatnyi fogyasztásom 5.5-5.6 volt benzines mérés alatt, 5.6-5.7 E85-nél úgy, hogy 1.3 kompenzációt adott a Bioetun elektronikája. Ennek ellenére mindössze 21.8% többletfogyasztást regisztrált a gép. A grammolásos mérések után ez furcsa eredmény.

Fékpadi mérések a Hungrana Kft. Energotest fékpadján:

 

Fékpadi méréses, Bioetunnal kiértékelt eredmények (1.0ms injektor holtidővel): 

Padlógázas, gyorsításos mérés:
Névl.ford	Valós ford	Bezin	Valós ford	E85	%
1500	1418	9,93	1497	11,94	22,51%
2000	2177	10,50	2034	12,89	25,16%
3000	2997	11,65	2988	14,53	27,04%
4000	4103	12,13	3986	14,63	22,46%
4500	4594	12,92	4519	16,14	27,01%
5000	5065	13,35	5039	16,80	27,94%
5500	5586	13,95	5519	17,56	27,88%
6091	6091	14,50	5979	18,13	26,89%
Átlagban:					25,86%

 

Állandó terheléses mérés:
Km/h	Valós ford	Benzin	Valós ford	E85	%
100	3333	4,86	3324	5,94	28%

Fajsúlymérés: 

	14°C	17°C	26°C	28°C
H2O (g)	2000	1564	518	1537
E85 (g)	1561	1220	401	1188
B95 (g)	1502	1174,5	386	1145
RoE85 (g/cm3)	0,78050	0,78005	0,77413	0,77293
RoB95 (g/cm3)	0,75100	0,75096	0,74517	0,74496
E85/B95	1,03928	1,03874	1,03886	1,03755
Elméleti többletigény E85-ből (%)	31,822	31,890	31,875	32,041

 

A fékpadi és grammos mérések közötti különbséggel kapcsolatban két dolgott fűzott hozzá Tóth Tihamér a Bioetun nemzin/E85 átalakító elektronika fejlesztője aki a fékpadi méréseknél is segédkezett.

 

Holtidő:
A pontos %-os többlet fogyasztáshoz ismerni kell az injektorok holtidejét. Holtiő = a vezérlő elektronika (ECU) kiadja az impulzust az injektornak, az impulzus kezdetén eltelik egy kis idő, amíg az injektor valójában átengedi az üzemanyagot, majd az impulzus végén is
van egy kis késleltetés amikorra bezár ( ez sokkal rövidebb) a vezérlő impulzus és a valóban nyitott injektor állapot különbsége a holtidőnek. Értéke 0.3-2ms , függ a vezérlőfeszültségtől is, tipikusan önindítózáskor akár 8-9V is lehet, majd üzemi állapotban 14V. Emiatt a pontos érték ismerete nélkül +/-2%-ot is tévedhetünk.

Üzemanyag nyomás:
Ha növeljük az üzemanyag nyomást, akkor nő a az egységnyi idő alatt
bejuttatott üzemanyag. Ha például 144%-ra növeljük a nyomást, akkor az átáramlott üzemanyag Négyzetgyök(1,44)=1,2 azaz 120 % ra nő. Ezért lényeges a mérést üzemi
nyomásnak megfelelően végezni. (2,5 Bar helyett 3 Bar, ez kb 20% plusz nyomás, azaz kb 10% plusz üzemanyag a Skoda esetében)