LMD - optimerar en etanolbil och sänker bränsleförbrukningen


LMD står för Lambda Manipulating Device och innefattar tre kretsvarianter som utifrån sitt yttre är ganska snarlika. Kretskortets mått är 58X36 mm för samtliga. De tre är: LMD PEX-TCE, LMD PEX-SL och LMD NEX. PEX och NEX är en förkortning av Positive respektive Negative EXtension. PEX förlänger det positiva spänningspulssvaret från lambdasonden medan NEX förlänger det negativa pulssvaret. Egentligen är pulssvaret från en lambdasond alltid större än noll och därmed positivt, men man kan se pulsändringen från 0,7V till 0,2V som en negativ rörelse eller flank. Accepterar man det synsättet så blir det enklare att kategorisera.

När man ger sig i kast med att förlänga lambdans positiva puls så simulerar man ett bränsle med högt energiinnehåll. ECUn svarar då med att minska bränsletillförseln. Förlängs istället den negativa pulsen simuleras bränslen med lågt energiinnehåll och ECUn ökar tillförseln av bränsle.

TCE kan motsvaras av ordalydelsen: Temperature Control Enrichment - temperaturkontrollerad lambdastyrning och med extra bränsleanrikning. Den positiva förlängningen styrs av motorns temperatur tillskillnad från NEX som inte tar hänsyn till temperaturen.

TCE är ämnad för K220 (med ett NTC-motstånd) och de givare som är kompatibla med K220.

NEX förlänger alltid pulsen en viss procent så länge det kommer fram ström till enheten. SL är en förkortning av ”slave”. Har man flera sonder så antar jag att alla måste manipuleras ifall en blir det. PEX-SL är alltså en slavmodul eller enhet som hela tiden följer det TCEn gör.

NEX-varianten används när man vill att motorn ska få en snutt extra bränsle, för att exempelvis kompensera etanolinnehållet i ett bensinbränsle - detta under förutsättning att fordonet då är utrustad med lamdareglering. NEX kan även användas vid trimning.

Betydligt bökigare blir det att nyttja en PEX-TCE.

En korrekt inkopplad och injusterad PEX-TCE sänker bränsleförbrukningen för fordon som drivs på etanol eller E85!

 

Grundinkoppling

Bilden ovan redogör för hur en inkoppling mot lambdasonden går till för alla LM-varianter.

ECU Inkoppling +OP med RC-filter (Magneti Marelli)

 

Innan vi går in på detaljerna måste jag först redogöra för minimikraven ifall man önskar koppla in och använda en LMD. Vi lämnar därmed NEX och fokuserar på TCE i fortsättningen.

LMD PEX-TCE med UCSM

Först kan man studera vilken påverkan en PEX-TCE har på en typisk konverterad bensinmotor med bränsleinsprutning.

Tyvärr har jag begränsade kunskaper om andra bränslestyrsystem än det som sitter på min bil men jag antar att utsikterna för att det ska fungerar även på andra bilar är lovande, eftersom min ECU är ganska känslig - trots det har jag aldrig fått min motorvarningslampa att lysa hur jag än har varierat lambdans parametrar. Jag har provat med stora förlängningar av pulsens båda flanker och på det viset fått bilen att gå extremt snålt (eller fett), jag har studerat eventuell påverkan på katalysatorn men har aldrig kunnat märka någonting extraordinärt. De pulslängder som LMD jobbar med är löjligt korta, om man jämför med mina tidigare tester. Pulsens förlängning får aldrig inverka så att det uppstår störningar (bludder eller ryck vid gaspådrag) för då spolieras alla förhoppningar om en eventuell förbättring.

Motorn måste först bli rejält varm innan en manipulation kan påbörjas. ECUn kommer då inte att sätta sig emot eftersom etanolen förbränns betydligt effektivare vid hög temperatur än vid låg. ECUn är ju mappad för bensin och är totalt ovetande om den här egenheten som etanol besitter. Skulle man vid låt oss säga 75 grader påbörja en manipulation så måste det ske konsekvent, annars tror ECUn att bränslets karaktär inte kan prognostiseras och det är mer än vad en självlärande ECU kan acceptera, vilket leder till hjärnblödning. Om lambdan manipuleras så rättar sig ECUn efter detta och den beslutar då att bränslet som man nu använder är energirikare än normal E85. I realiteten handlar det om en elektronikkrets som magrar ut, fast med finess. Pexen simulerar således ett bränsle med högt energiinnehåll vilket i realiteten faktiskt stämmer. Utöver detta så gäller det att manipulera mjukt. Alla förändringar gällande lambdasondens signal får inte göras plötsligt utan måste ske mycket försiktigt.

Alltså - var konsekvent och reglera långsamt!

Resultatet är att fordonet kan kännas svagare när manipulationen trätt i kraft (alltså samma förhållanden som vid bensindrift) och att bränsleförbrukningen minskar. Det man slås av efter att man kört in fordonet med en PEX är att det syntes vara fullkomligt optimerad för E85 - allting är bättre än vad en simpel konvertering kan åstadkomma.

I sitt standardutförande är PEX-TCE utrustad med modulen UCS. Den går att finna på undersidan av PEX-kortet. UCSM är i princip en CSD men med vissa skillnader som har att göra med integration. Man kan med en 3-vägsomkopplare välja ifall man vill köra PEX-TCE med UCSM (normalläget) eller enbart UCSM. I mittläget är enheten helt avstängd. Väljer man enbart UCSM är det hela identiskt med en CSD! Choke, anrikning och lambdamanipulation behövs inte ifall man önskar gå över till bensindrift och av den anledningen kan man avstå rubbet genom att växla till mittläget.

För att man ska kunna dimensionera R10 och R11 gällande UCSM så måste man känna till pull up motståndets resistans för just ditt fordon. Även spänningen då anrikningen ska upphöra kan vara bra att kolla upp. Testa gärna uppmätta värden i detta excelprogram.

 

Temperaturdiagram

 

Nu kan jag inte tala för samtliga berörda men när det gäller min bil tillsammans med en PEX så gäller det att ställa in korrekt bränslemängd. Det som avses är pulsförlängningen gällande insprutarna (inte lambdasonden).

Alltså, vid PEX-drift bör piggybackens injektorpulsförlängning justeras exakt, dvs. en något mager inställning!

Just detta villkor är inte ett problem för mig att uppfylla eftersom jag kan vrida potentiometern efter lysdioderna på min RCW-panel så att bränslemängden överensstämmer med det som motsvaras vid bensindrift. Ett visst spelrum kan accepteras av en PEX men det handlar inte om några större avvikelser - plötsligt ökade kraven på piggybacken enormt... Det är vid användandet av en PEX som inverkan av en bränsletillsats medför en stor påverkan på fordonet. Fortfarande inga problem - ty tankar man på samma sätt varje gång behöver man ingenting göra, men ändrar man rutinerna och exempelvis avstår en öppningstidsreducerande bränsletillsats, då måste pulsförlängningen åter justeras. Även väderleken, dvs. utomhustemperaturen inverkar på bränslets öppningstidsreducering, ytterligare en faktor att ta hänsyn till. Är förlängningen felinställd brukar dock fordonet reagera med att svara dåligt på gaspådrag, symtomen lär alltså visa sig vilket bara är bra.

UCSM levererar både choke och anrikning och inget annat. När man kör med TCE tillkommer alltid en extra anrikning så till vida man inte kopplar ur UCSM.

Då man har vidtagit den beskrivna justeringsåtgärden och ställt ner piggybacken (för att kunna åtnjuta lambdamanipulation) så medför det att anrikningen (och choken) blir något lågt ställda också, ty motorn uppför sig annorlunda när den inte är driftvarm och vill ha samma mängd bränsle som den alltid har fått - trots att pulsförlängningen verkar avslagen vid uppnådd drifttemperatur. Detta är vad den extra anrikningen är till för: Den lägger automatiskt till det som försvann när piggybacken ställdes snålt - och inget annat.

Skillnad blir det om man enbart använder en CSD eller en UCSM - för då brukar de flesta piggybackar vara uppskruvade lite mer än nödvändigt. Vid denna uppjustering bör man koppla bort den ”extra anrikningen” och det är precis vad som sker när man via omkopplaren växlar till enbart CSD-drift.

 

 

 

Bilden och beskrivningen nedan är till nytta när man vill/måste ändra någonting. Det kan exempelvis röra sig om att flytta temperaturen där lambdamanipuleringen ska starta eller hur stark manipuleringen man vill ha (via Pe). Även anrikningens stopptemperatur kan ibland vara nödvändig att ändra.

Justeringsmöjligheter

Värt att känna till är att trimpotentiometern P77 bestämmer manipuleringens starttemperatur. Detta är en viktig inställning som kan åtgärda adapteringsproblem, ty en grads (temp) skillnad kan räcka. Spänningsdelaren som P77 är en del av styr även när anrikningen ska upphöra (R70). Både R70 och P77 orsakar hjärnblödning om de är felinjusterade. Här finns dock gott om utrymme för diverse konfigurationer beroende på de krav som objektet ställer - detta kan man även undersöka noggrannare via denna excel-fil, då märker man att start- och brytpunkten även styrs av ett NTC-motstånd vilket då ska känna utomhustemperaturen. Det innebär att man inte kan placera en PEX-TCE vart som helst, eller så drar man iväg NTC-motståndet till en annan plats. Pe bestämmer hur kraftig manipulationen ska vara och bör utgå från mittläget men kan sedan justeras beroende på hur just ditt fordon reagerar på lambdans manipulering. Slutligen, så finns det en omkopplare på undersidan som man kan välja som extrautrustning - normalt sett behövs anrikning även om ett blandbränsle av typen E65 brukas. Omkopplaren slår av all typ av anrikning. Choken kan man dock inte göra sig av med så länge UCSM är på plats - bäst att choken hoppar in en gång för mycket än en gång för lite.

Sättet hur man ska förfara för att få allt att fungera kan delas upp i fyra scenarion. Man kan först anta att pexen är installerad och att piggybacken gör sitt jobb.

Fall ett, man väljer att nyttja enbart E85:

Fall två, man har mer än en sond: Koppla även in dessa mot medföljande slavmodul.

Fall tre, man väljer att köra med ett blandbränsle:

  • Lambdamanipulerings styrka bör reduceras om etanolhalten understiger 75%.
  • Piggybackens pulsförlängning behöver justeras.
  • Bränsletillsatserna AT2 och AG+ ska användas.
Önskar man gå lägre än E75 så bör man ha i åtanke att det är tack vare alkoholinnehållet som gör lambdamanipuleringen möjlig. Allt handlar ju om att mappa rätt för rätt bränsle. Ändra dock aldrig på aktiveringspunkten - när den väl är inställd så är den rätt. Det kan krävas en del justerande om man exempelvis vill satsa på E65 som sägs vara en god komposition. I regel sjunker bränsleförbrukningen när bensinandelen ökar och vid någon punkt kan vinsten bli större än för enbart E85. Jag har själv sett väldigt fina förbrukningssiffror under sådana förhållanden. Man får helt enkelt prova sig fram efter bästa förmåga - så möjligheterna finns där tack vare en LMD och bränsletillsatserna. Och för att förtydliga: Utan någon lambdamanipulering, LMD eller avsaknad av optimering/ommappning så drar en konverterad bil i regel lika mycket oavsett om man kör på E85 eller E65!

Fall fyra, man är redan från början enbart intresserad av blandbränslen lägre än E65: Undvik då att beställa en PEX med UCSM. Du får då endast en TCE men kortet är dock förberett att byggas ut ifall man i framtiden ångrar sig.

 

Utöver denna bränslebesparande effekt så kan man erfara flera synergieffekter med en PEX. Varför det går så bra under vinterförhållanden är fortfarande inte helt klarlagt men att nyttja anordningar för förvärmning av bränslet/luften ter sig i det närmaste onödigt. Däremot så bör man täppa till kylarens luftintag så mycket som det är möjligt. Ju snabbare motorns temperatur ökar och ju högre temperaturen är desto mer kan pexen lägga till positiv puls på lambdasonden. Själv använder jag isolermaterial och tejp vilka täpper till luftintagen och samtidigt minskar ju bilens luftmotstånd. Med E85 behöver man inte bekymra sig för överhettning då etanolen kyler långt bättre än bensin.

Blir temperaturen utomhus allt för låg så borde dock inte det här fungera. PEX -TCE är inte testad under 20 minusgrader och av den anledningen kan jag inte garantera någon nytta av denna anordning - under sådana omständigheter.

När det gäller bränsleförbrukningsbesparingen så kan man räkna med en 5 procentig förbättring eller däromkring. Det är svårt att mäta förbrukningen eftersom vinsten blir störst när lambdan arbetar. Det är alltså då man ligger och nöter på en motorväg/landsväg (eller undviker att köra allt för varierat) som resultaten visar sig, vilket iofs inträffar oftare än man tror. Jag har av den anledningen inte kunnat få fram några vettiga siffror på min ”mätbil” men jag har konstaterat en bränsleförbrukningsminskning på just mätbilen många gånger. En väsentlig faktor för att bättra på siffrorna är att allt verkligen är rätt inställt och just detta var nog inte min mätbil när projektet låg i utvecklingsfasen. Numera lär flera pusselbitar vara på plats. Som jag brukar säga - jag har kört hundratals mil...

 

Integrerad i en IPE-GS

 

 

Om du vill titta närmare på detta projekt så kan du ladda ner det här:

I zipfilen kan du finna allt som behövs för själva byggnationen (manualer, scheman och PCB-filer)
- förutom att förverkliga det.

LMD#A-2


# A-1 Är den första revisionen.

# A-2 Om det är svårt att lokalisera det motstånd som krävs för att en PEX ska kunna manipulera så har modulen O2SIM tillkommit. Det är en buffertförstärkare som i allra högsta grad ska efterlikna en lambdasond, samtidigt som den blir manipulerad.

 

 

Valid XHTML 1.0 Transitional