tiistai 6. heinäkuuta 2021

Etanoli polttoaineena


Tenua tankkiin
Olen alkusuven aikana testaillut (E85) RE85:n sopivuutta vakiokuntoisen moottoripyörän polttoaineena. Koekappaleena on hankintahinnaltaan edullinen Moto Guzzi 1400 California Custom. (Myöhemmin runsaasti matkavarusteltuna sai lisänimen GTS.) Aloitin varovasti. Ensin tankkasin perusbensiiniä, joka sisältää enimmiltään 10% etanolia. Sen päälle RE85 etanolipolttoainetta suhteessa edelliseen noin neljänneksen. Ajossa ei ilmennyt minkäänlaista eroa.
Pyörä on sen verran vanha että se on Euro3-päästöryhmässä. Kun ajoin tankillisen pois ja tankkasin niin että E95:sta on vain neljännes ja loput RE85:sta. Ei toistaiseksi mitään ongelmia. Kulutus ehkä hieman suurempaa. Lambdanäyttö kertoi että seossuhde pysyi entisenlaisena kiitos aktiivisen lambdaohjauksen. Vaikuttaa siltä että voisin siirtyä kokonaan 100% käyttämään RE85:sta ilman ongelmia. (Kesälaatuinen RE85 sisältää 15% moottoribensiiniä. Loppuosa on etanolia.) Lambda-takaisinkytkentä suojaa moottoria ja tenu palaa erittäin puhtaasti joten päästöt ovat minimaalisia ja pakokaasu on pääosin vettä. (Vesihöyryä.) Moottoribensiiniin nähden palotapahtuma on kylmempi joka saattaa viileillä säillä aiheuttaa lisärikastusta. Se ei liene ongelma: enemmän perinteistä moottoribensiiniä tankkiin niin palolämpötila nousee.

Lambda-takaisinkytkentä
Asian ydin on tässä. Koska moottorinohjaus vahtii koko ajan tuhansia kertoa minuutissa mikä on palamisasteen taso eli polttoaineen energiatiheyden suhde happeen. Sitä varten on järjestelmässä lambda-anturit. Takaisinkytkentä ei päästä seosta väärille teille vaan pitää seossuhteen optimaalisena.

Aiemmat kokemukset
Jo yli kymmenkunta vuotta sitten tein itselleni etanolikäyttöisen moottoripyörän. Vakiokunnossa se ei ollut tehokas siinä suhteessa että polttoainetta kului enemmän kuin perusbensakäytöllä. Ahtimen lisäyksen jälkeen asia parani koska alkuperäinen puristussuhde on alhainen mutta hihnavetoinen ahdin nostaa puristussuhdetta tehokkaasti lähes koko kierroslukualueella.

Uudempaa tekniikkaa
California 1400:sen puristussuhde on 10,5:1 eli korkeampi kuin edellisen kokokeilun vapaastihengittävän moottorin. Myös tuplatulppaisuus sekä neliventtiilikannet joissa myös nokka-akselit sijaitsevat. Rakenne on varsin moderni. Ei siis välttämättä tarvita ahdinta.

Lambda-takaisinkytkentä
Jäännöshappianturit sijaitsevat molemmissa pakokäyrissä. Niiden toimitaperiaate on mitatata moottorin päästöjen happimäärää ja järjestelmä vertaa sitä imuilman happimäärään. Käytännössä hengitysilman happimäärä on koko ajan vakio mutta imukanavistossa moottorin poltettavaksi menevä ilmaseos on ohuempaa eli sen happimääräkin on pienempi. Kyseistä ilmanpainetta mitataan paineanturilla joka kertoo sen tiedon perusteella keskusyksikölle eli ECU:lle minkä verran kyseinen happimäärä tarvitsee palaakseen polttoainetta. Käytännössä käy niin että lambda-tiedon perusteella myös etanoli palaa sopivalla seossuhteella eikä käy niin kuin lambdattomassa järjestelmässä että seos ei palakaan koska etanolia tarvitaan enemmän tehokkaaseen palamiseen eli ns. takaisinkytkentää ei ole. Esimerkiksi kaasutinpyörässä tarvittaisiin etanolin polttamiseksi isommat pääsuuttimet ja ryypyn suuttimet sekä erilainen sytytysennakko eikä muutoksen jälkeen voisi ajaa bensiinillä.

Testaus jatkuu
Tarkoitus on tutkia etanolin palamista ja tehontuottoa modernin ja ohjelmoitavan moottorinohjauksen (MagnetiMarelli 7SM) suhteen sekä vähentää polttoainekuluja. Tutkimusohjelmistona käytän GuzziDiagia siinä määrin kuin se asiaan soveltuu. Moottorin tapahtumia seuraan moottoriöljyn lämpötilan jatkuvalla mittauksella. (Mittari on kuljettajan näkökentässä.) Myös molempien sylinterien seossuhteen seurantaa varten on jäännöshappimittari kuljettajan näkökentässä. Se mittaa jatkuvasti palojäännöstä ajon aikana molempien sylinterien pakoputkista.

Kokemuksia
Perästäpäin tulee tietoa miten asia etenee. Onko vähemmän energiaa sisältävästä polttoaineesta etua taloudellisesti vai onko etu vain vähäisten päästömäärien voitto? Toki hintapolitiikka eri polttoaineiden välillä ratkaisee taloudellisia seikkoja mutta tapahtuuko myös merkittävää edistystä päästöjen suhteen? Sellainenkin aspekti on tietenkin olemassa että etanolia poltettaessa ei synny haitallisia päästöjä kuin 15% osuudesta moottoribensiiniä. Onko se tärkeä asia riippunee varmasti ajoneuvon omistajasta tai kuljettajasta. Mikään ei, toistaiseksi, vähäpäästöisyyteen pakota. Perusbensiineissä on myös etanolia. Riippuu laadusta, mutta ainakin tavoite öljy-yhtiöillä, lainsäädännön pakottamana, on laittaa sekaan 5 - 10% etanolia.

Parempi vääntö
Etanoli tuottaa, säätämättömässäkin koneessa, paremman vääntömomentin verrattuna perusbensiiniin. Kiihtyvyys on parempi. Onko siitä hyötyä pitkällä aikajänteellä? Mihin 96hv matkapyörässä tarvitaan vieläkin parempaa vääntömomenttia? Ehkä ohituksiin...

Ei detonaatiota etanolilla
Kun tankissa on korkea etanolipitoisuus saattoi havaita että alhaisilta kierroksilta kiihdyttäessä "kurkku auki eli tuppi nurin" ei ilmene detonaatiota eli vääränlaista palamista. Kaikilla bensiinilaaduilla sitä ilmenee oktaaniluvusta riippumatta. Toki niin ei pitäisi kuljettajan tehdä sillä ilmiö on hyvin haitallinen jos sitä ilmenee useasti. Pitää siis ajaa pienemmällä vaihteella isommilla kierroksilla kun tankissa on bensiiniä tai kiihdyttää hillitysti.

Entäpä moottoriöljy?
Kokemus kylmillä säillä ajon suhteen on että etanolipolttoaine palaa kylmempänä joten moottoriöljykin on silloin kylmempää ja siihen joutunut kosteus eli palotapahtuman tuote vesi heikentää voitelua ja saattaa tuottaa korroosiota yllättävissäkin kohteissa. Bensiiniäkin polttaessa syntyy pakokaasuihin vettä ja osa palotilassa palamisen yhteydessä syntyvästä vedestä menee mäntien ohi höyrynä moottoriöljyn sekaan.
Toistaiseksi kokeilut kesän 2021 lämpimien jaksojen osalta ei aiheuta em. aineiden sekoamista kun moottoriöljyn lämpötila on joka ajorupeaman suhteen ollut yli sata astetta Celsiusta joten vesi luonnollisesti kiehuu pois öljyn seasta.

Tasakaasuajossa
Matkamoottoripyöräily harvoin on sellaista että täyttä moottoritehoa tarvittaisiin. Siksi pyörän moottorinohjaus tasakaasulla ajettaessa, esim. 120 km/h vauhdilla, lepuuttaa toista sylinteriä eli kyseiseen sylinteriin tuotetaan vain sen verran palavaa seosta että se ei laita vastaan vaan moottori pyörii kevyesti samalla kun toinen sylinteri tekee kaiken tarvittavan voimantuoton. Moottorinohjaus vaihtaa "tehosylinteriä" muutaman sekunnin välein. Kun tarvitaan enemmän tehoa tuottavat molemmat sylinterit saman verran voimaa. Muulloin on "lepuutusvuorottelu" toiminnassa.

Ei tärinää
Lepuutustoiminto ei aiheuta tärinää, ei ainakaan sellaista joka kulkeutuisi moottorista runkoon ja sitä kautta kuljettajaan. Vain tyhjäkäynnillä moottori värisee kiinnikeissään mutta ei häiritsevästi. Moottorin sisäiset massavoimat tasoittavat moottorin käynnin hyvin tasaiseksi yli 1500 minuuttikierroksella.

Tuhannen km kokeilun jälkeen
Mitään harmia ei ilmennyt toistaiseksi enkä sellaista odottanutkaan. Käyntiääni on möreämpi ja hiukan voimakkaampi. Vääntömomentti on selkeästi parempi: kuutosvaihteella ei bensiinkäytöllä voinut ajaa alle 85 km/h vauhtia mutta nyt kuutosvaihde vetää kevyesti jo 70 km/h vauhdissa ja kiihtyminen on selkeästi parempaa.
Huono puoli on että polttoainetta kuluu enemmän sillä etanolin energiatiheys on alhaisempi kuin moottoribensiinin. Tankillisella ei siis pääse 400 km päähän vaan vain 300 kilometriä tankkauksella tällä pyörällä. Toki ko. haitta on pieni ja jos matkalle ei osukaan yhtään moottorietanolia myyvää bensistä voi tankata tavallista bensiiniä.
Toinen huono puoli etanolikäytössä on se että moottori ei kylmillä säillä välttämättä lämpene riittävästi etanolia polttaessaan. Silloin polttoainetta kuluu huomattavan paljon moottoribensiiniin verrattuna koska seosta pitää rikastaa että se palaisi tehokkaasti. Ikään kuin ryyppy päällä ajoa.
Kolmas huono puoli on kylmällä säällä että paljon rikastettu seos ei palakaan kokonaan ja sitä joutuu moottoriöljyn joukkoon. Myös pakokaasussa on silloin paljon vettä ja sekin saattaa kulkeutua moottorin öljytilaan. Kumpikaan ei paranna voitelua. Itse jättäisin ajamatta alle 10 asteen lämpötilassa. Myöskään lambda-anturit eivät pidä vedestä vaikkakin pakokaasun joukossa se on vesihöyrynä. Mutta käynnistyksen yhteydessä tai heti sen jälkeen vettä voi esiintyä. Vaikka lambdoissa onkin lämmitys niin se juuri on ongelmana: kuuma lambda-anturi ja vesi eivät sovi yhteen.

Vikamuisti ja sen asetukset
Katsoin tietokoneella pyörän ECU:n eli moottorinohjauksen ja ajonhallinnan toiminnot. Yhtäkään vikailmoitusta ei ollut ja kaikki oli toiminut kuten pitääkin.

Reunaehto
Ajo sujuu hienosti ja päästöjä ei juuri synny etanolin käytöstä mutta tankkaan kylmällä säällä moottoribensiiniä ja matkan jatkuessa pidempään voin kuuman moottorin polttoaineeksi laittaa vaikka vähän enemmän etanolia. Molemmat sekoavat toisiinsa oikein hyvin. Silloin pitää tietää kuinka pitkä matka on edessä jos tankkiin jääkin kylmän yön ajaksi pelkkä E85:sta ja aamulla pitäisi jatkaa. Riski on todennäköisesti vähäinen mutta riski kuitenkin.

Muovinen polttoainetankki
Jos sellainen on pyörässä niin suurella todennäköisyydellä se ei kestä jos pyörä ennen vuotta 2010 valmistettu. Sen jälkeisissäkin saattaa ilmetä että tankki muuttaa muotoaan. Siitä seuraa että maalipinta kärsii. Asiasta kannattaa kysyä pyörän maahantuojalta tai merkkihuollosta.


1400 California GTS. Sateella suttaantuu.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti