Szeretünk játszani a tűzzel. Éghető dolgokat gyűjtünk, gyártunk,
halmozunk föl azért, hogy valamikor meggyújtsuk és elégessük őket. De
vérig vagyunk sértve, és
kétségbeesve hívjuk a
tűzoltókat, ha
a cucc nem akkor és úgy ég, ahogy és amikor szeretnénk. Legyen akár
szó karácsonyfáról, kínai tűzijátékraktárról, vagy gombostűfejnyi
üzemanyagról valahol egy égéstérben.
Ez utóbbira különösen háklisak a mérnökök, s körömszakadtukig
ragaszkodnak ahhoz, hogy a nafta ott, akkor és úgy égjen, ahogy
eltervezték. Gondolkozott már a belső égésű motor és a robbanómotor
megnevezés közti alapvető különbségen? Szakbarbárok kicsiny, mindenre
elszánt csoportját kivéve az emberek ugyanazt értik alatta, pedig
micsoda különbség van égés és robbanás között!
Kezdő londoni terroristák tipikus hibája például, hogy megfelelő
tájékozottság hiányában (és mit sem sejtő embertársaik legnagyobb
szerencséjére) egyszerűen elégetik a magukkal cipelt benzint és gázt,
pedig megfelelő körülmények között mindkét anyag robbanásveszélyes.
Az égés és a robbanás közti alapvető különbség a lángfront terjedési
sebességében rejlik. A gyertya szikrája által meggyújtott benzin-levegő
keverék általában
simán elég a hengerben. Persze jóval gyorsabban, mint ahogy a
gyufa lángja vándorol a körmünk irányába, de sokkal lassabban, mint
egy igazi robbanásnál. Pedig ilyennel is találkozhatunk eleget a
motorháztető alatt. A dízelek különösen hidegen hangos kopogással és
kerregéssel adják tudtunkra: itt bizony öngyulladásról, azaz mégoly
kicsi, de igazi robbanásokról van szó.
A probléma akkor jelentkezik, amikor a szereptévesztésben levő
benzinmotor dízelként kezd üzemelni. Ilyenkor a keverék nem vár a
gyújtószikrára, hanem a nagy meleg és nyomás hatására magától berobban,
s a lángfont ellenőrizetlenül, a normál égésnél akár negyven-ötvenszer
gyorsabban terjed a hengerben. Az így létrejövő nyomáscsúcsok percek,
de legkésőbb órák alatt helyrehozhatatlanul károsítják a csapágyakat,
és a motor összes mechanikus alkatrészét.
Idősebbeknek talán leginkább a Ladákból ismert a jellegzetes,
kopogó-csörgő hang, amiről a kopogásos égés elnevezést kapta a
jelenség. Ez körülbelül annyira jó a motornak, mint a frissen fényezett
kasztninak, ha kalapáccsal kezdik kopogtatni.
Akusztikus érzékelés
Mivel a kopogásos égés többé-kevésbé jól hallható,
logikusnak tűnik az akusztikus érzékelés. Lógathatnánk akár
mikrofont is a motortérbe, de ennél még jobb ötlet azt
közvetlenül a blokkhoz csavarozni. A rendszerint piezokristály
szenzor sokkal érzékenyebb a motorban keletkező zajokra, bár a
jelet feldolgozó elektronikának így sincs könnyű dolga. Először
is meg kell próbálni elkülöníteni a kopogásos égésre jellemző
hangokat az összes többi zajtól: a normál égéstől, a csapágyak
zörgésétől, a szelepek csattogásától. Aztán egy (esetleg két)
szenzorral is jó lenne tudni eldönteni, hogy a sok közül éppen
melyik henger kopog, mert így elég majd csak annál beavatkozni.
Az elektronika egyik szemével tehát a főtengely helyzetét
lesi, másik fülével a motort hallgatja, és a kettő
összevetéséből sakkozza ki, hogy épp a hármas henger kopog.
A hallgatózásnál biztosabb módszer, ha közvetlenül a nyomást mérjük
a hengerekben, így azonnal tudunk reagálni, ha a megengedettnél nagyobb
nyomáscsúcsot mérünk. A dolog szépséghibája, hogy drága, mert minden
hengerbe kell egy külön e célra készült szenzor.
Arról nem beszélve, hogy emiatt át kell tervezni az egész
hengerfejet. Ezért nagyobb esélyük van az ionáram-mérésen alapuló
kísérleteknek. Itt az amúgy teljesen mezei gyújtógyertyára ad két
gyújtás között pár száz voltos egyenfeszültséget egy okos elektronika.
Az elektródák között, az égéstérben levő ionizált gázokon átfolyó
áramból némi fantáziával lehet az égés lefolyására és a csúcsnyomásra
következtetni. Ezt a megoldást olyan helyeken alkalmazzák, ahol a
teljesítmény sokkal fontosabb, mint az ár. (Saab turbo, BMW M3, M5)
A kopogásos égés többféleképp is elkerülhető. Tűzoltási céllal
fecskendezhetünk például hűtő- és kopogáscsökkentő anyagokat
(mondjuk vizet) a hengerbe. A dolog nem akkora hülyeség,
amekkorának első hallásra tűnik, de sok vele a macera, ezért meghagyjuk
az autóversenyzőknek és az elvetemült tunereknek. Ennél sajnos
egyszerűbb simán több benzint fecskendezni az égéstérbe, így sok gyártó
ezt a módszert követi. Egyszerűbb és olcsóbb nekik, drága és
környezetszennyező mindenki másnak, de hát úgyse derül ki, hogy a
befecskendezett plusz üzemanyag oxigén híján már nem ég el. Ehelyett
elpárologva belülről hűti az égésteret, így csökkenti a kopogási
hajlamot. Aztán szépen megy a kipufogóba. Undorító.
Használhatunk továbbá jobb kopogástűrésű üzemanyagot is. A
benzin néven emlegetett lötty sokféle szénhidrogénvegyület
ilyen-olyan arányú keveréke, az összetétel nagyban befolyásolja, hogy
adott körülmények között kopog-e a motor. Lehet csalni is: a
kopogástűrés, azaz az oktánszám nemcsak a szénhidrogének
összetételével, hanem különböző adalékanyagokkal (régebben a mérgező
ólom-tetraetillel, újabban a divatos bioetanollal) is növelhető. Ha a
95-ösnél jobb a 98-as, akkor
a 98-asnál jobb a 99-es, annál már csak a száz feletti oktánszámok
lehetnek még sokkal jobbak - sulykolják a marketingesek ugyanolyan
vehemenciával, ahogy a még nedvszívóbb intimbetéteket és a
még fehérebbre mosó mosóporokat próbálják eladni.
Szögezzük le:
száz feletti oktánszám létezik (szemben például a száz százaléknál
nagyobb hatásfokkal, ami csak ufóországban fordul elő), és nem is
mindig szükségképpen marhaság. Mindössze azt kell végiggondolni, mi
haszna ebből a motornak, nekünk, vagy esetleg bárki másnak.
A kopogás elleni elsőszámú, abszolút, instant csodafegyver azonban
az előgyújtás későbbre tolása. Ezt a háború előtt kézzel, érzésre-fülre
állítgatta a vezető, de még a nyolcvanas évek egyes cucilista autóiban
is megtalálható volt az
"oktánszámállító csavar", amivel a megszakítót lehetett néhány
fokkal elforgatni, így illesztve a gyújtás időpontját a vacakabbnál
vacakabb, így-úgy pancsolt benzinekhez.
A későbbre tolt gyújtás által indított égés egyrészt kedvezőtlenebb
körülmények között, rosszabb hatásfokkal megy végbe, így eleve
csökkentve a létrejövő hőmérsékleti- és nyomáscsúcsokat. Másrészt a
később induló, és jobban elnyújtott égés egyre inkább belecsúszik a
kipufogóütembe, így
az égéstérben kevesebb, a leömlőben több hő szabadul fel, és ennek
örülünk. A dolog végeredménye, hogy a kipufogó melegebb lesz, a
henger meg hidegebb, a kopogás pedig megszűnik és kész.
A dolog egyetlen szépséghibája, hogy
a későbbre tolt gyújtás nemcsak a kopogást, hanem a teljesítményt is
azonnal és jelentősen csökkenti. Szegény motorvezérlő zavartan
pislog hát, ha egyik fülébe azt súgják: told későbbre a gyújtást, hogy
ne kopogjon, míg a másikba, hogy told korábbra, hadd menjen az a verda!
Adott hőmérséklet, gázpedálhelyzet és üzemanyagminőség (oktánszám)
mellett tehát akkor jár mindenki jól, ha azt a lehető legkorábbi
gyújtási időpontot sikerül eltalálni, ahol a motor még éppen nem
kopog.
A probléma megoldására kitalált módszer jól modellezhető azzal a
helyzettel, amikor a tizenéves fiatalember* a Margitsziget gyönyörű
platánfáinak tövében egy fülledt nyári éjjel
elszántan matat egy melltartó ε sugarú környezetében. Egészen addig,
amíg jól a kezére nem koppintanak. Ekkor gyorsan visszahúzza néhány
centimétert, majd pár percnyi ártatlan csevegés után szép lassan,
szinte észrevétlenül ismét próbálkozik, egészen az újabb koppintásig. A
koppintási határ a szigeten is nagyban függ a hőmérséklettől, valamint
a lány üzemanyagába kevert bioalkohol mennyiségétől.
Ahhoz, hogy az adott helyzetből a maximumot hozza ki, a
vezérlőegység is hasonló módszert követ. Ha kopogásos égést észlel,
gyorsan visszaveszi az előgyújtást, majd szép lassan, apró lépésekben
újra növelni kezdi egészen míg ismét el nem éri a kopogási határt. A
módszer
akkor működik jól, ha legalább körülbelül sejtjük, hol lehet a
határ, és csak viszonylag kis előgyújtás-tartományban van szükség a
szabályozásra. Enélkül ugyanis egyrészt túl lassan működne az egész,
másrészt a vezetőt zavarná a jelentősen ingadozó teljesítmény.
A motor fejlesztésekor adott minőségű üzemanyag használatát
tételezik fel, ehhez pontosan kimérik az adott körülmények között a
kopogási határt, és ennek megfelelő előgyújtással fog próbálkozni a
vezérlő. Ha valamiért előfordul néha egy koppanás, akkor lép be a
kopogásszabályozás és vesz vissza csöppet az előgyújtásból.
A százoktános marketingbenzin megítéléséhez azonban fontos tudni,
hogy a szabályozás kizárólag a későbbi előgyújtások irányában
működik. A 98-as benzinhez tervezett motor vezérlője tehát fel sem
tételezi, hogy annál jobb kerülhet a hengerekbe, és nem fog még
korábbi, amúgy a százoktános benzin számára optimális előgyújtásokkal
kísérletezni.
Kicsit talán olyan lehet a helyzet, mikor az említett ifjú (vagy egy
másik) a fák tövében egész éjjel a lány kezét fogja és a költészetről
meg a csillagokról mesél,
a csaj meg közben alig várja, hogy végre lekerüljön róla a
melltartó. Az ifjú ugyanis másra számít. Fel sem tételezi, hogy nem
koppintanának a kezére, így nem is próbálkozik. A lehetőség tehát
kihasználatlan marad - éppúgy, mint a százoktános benzinben rejlő
potenciál.
Ha nagyon akarunk, persze
súghatunk a srácnak: ezt tuningmesterek és versenyautóépítők örömmel
meg is teszik. Az előgyújtás-jellegmező néhány fokkal korábbra
tolásával már kihasználható a jobb üzemanyag kompressziótűrése, és
nemcsak képzelt, hanem pár százalékos mérhető teljesítménynövekedésre
is számíthatunk. Meg arra, hogy vacakabb benzint tankolva kopogni fog a
motor.
Apropó vacakabb benzin. Láttuk, hogy a tervezettnél jobb
anyaggal nem nagyon tud mit kezdeni a motor. Nem árt, de nem is használ
különösebben. Legalább ilyen izgalmas kérdés viszont, mi történik, ha a
tervezettnél rosszabb minőségű, alacsonyabb oktánszámú benzin kerül a
tankba?
Azt már tudjuk, hogy kopogni fog, és azt is, hogy a motorvezérlő
válasza az előgyújtás visszavétele lesz. Sőt újbóli és újbóli
visszavétele attól függően, mennyivel rosszabb anyagot tankoltunk. A
vezérlőegység azonban egyes embertársainkat megszégyenítő
intelligenciával néhány próbálkozás után belátja, hogy valami
megváltozott. Éppen úgy, ahogy a srácnak a szigeten is be kell látnia
pár kísérletet követően, ha jólnevelt szende szűzzel akadt össze, és
fölösleges tovább próbálkoznia.
Adott számú kopogásos égést detektálva az elektronika is tudomásul
veszi, hogy az előírtnál rosszabb benzint kap, és előkeresi az
ehhez tartozó előgyújtás-táblázatot. 98-as helyett 95-öst, 95-ös
helyett 91-est.
Felelőtlenség lenne azonban életreszóló tanulságot levonni néhány
koppanásból, ezért a motorvezérlő időnként, például
minden hosszabb motorleállítás után óvatosan újra próbálkozik.
Hátha változott a helyzet az utolsó kísérlet óta, és újra a megszokott,
finom anyagot spriccelheti a hengerekbe.
Az alacsonyabb oktánszámú üzemanyagra tehát meglepően jól fel vannak
készítve a motorvezérlők, így nem szükséges halálsápadt arccal várni a
végzetet, ha egyszer-kétszer az előírtnál valamivel gyengébb anyag
kerül a tankba. A későbbre tolt előgyújtás következménye azonban a
csökkenő teljesítmény. Ha ragaszkodunk a megszokott utazótempónkhoz,
picit jobban rá kell lépni a gázra, ennek következménye végeredményben
a
magasabb fogyasztás. Rendszerint kábé annyival magasabb, amennyivel
olcsóbban jutottunk a vacakabb benzinhez. Spórolni, pláne
meggazdagodni tehát ezen sem nagyon lehet.
A bevezetőben feltett kérdésre ezek után már mindenki maga is
megtalálja a választ.
A méregdrága marketingbenzin nem jó a motornak, hisz fel sem tűnik
neki. Igaz, nem is rossz. Gyakorlatilag tökmindegy. Nem jó nekünk
se, hisz nem fogunk mérhető teljesítménynövekedést észlelni -
legföljebb bedumáljuk magunknak.
Marad ugye a forgalmazó, aki gyakorlatilag a semmiért vesz ki
literenként további 5-10-15 forintot a zsebünkből. Hacsak az a tudat
nem ér ennyit, hogy valami exkluzív dolgot, valami különlegeset, valami
mást vásároltunk. Nem csak benzint.
* A történet szereplői kitalált
személyek. A valósággal való bármiféle egyezés pusztán a véletlen
műve lehet!
További cikkeink
