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Agricoltura moderna
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Abbiamo visto tutti il piccolo badge su molti veicoli che annuncia le capacità di carburante flessibile. Potresti persino possederne uno tu stesso. A chiunque si occupi di agricoltura, quelle due parole dovrebbero farti sorridere; flex fuel significa agri-combustibile.
Questo pone la domanda, cosa implica rendere compatibile un motore flex-fuel? Per essere buoni ambasciatori dei combustibili basati sull'agricoltura rinnovabile, dobbiamo capire la funzione del sistema flex-fuel.
La definizione di un veicolo a carburante flessibile è quella che può utilizzare benzina con un contenuto di etanolo compreso tra zero (E0) e 85% di etanolo (E85) o qualsiasi altra via di mezzo. Una moderna applicazione con etichetta non flessibile è attualmente certificata per l'utilizzo da E0 a E10. Ancora, in realtà, E15 o E20 andrebbero bene.
Poiché le aziende automobilistiche devono progettare per l'affidabilità, prendono in considerazione la capacità dell'etanolo di assorbire l'umidità in misura maggiore rispetto al gas. Sebbene molti credano che l'etanolo sia corrosivo, in realtà non lo è più della benzina a base di petrolio puro. Si verifica un problema con la propensione dell'etanolo a assorbire l'umidità a una velocità maggiore, così, è l'acqua che aggredisce l'impianto di alimentazione e provoca corrosione, non l'etanolo.
Questa preoccupazione viene affrontata semplicemente con componenti del sistema di alimentazione a prova di corrosione. È mia opinione che anche i veicoli non flessibili abbiano le stesse parti resistenti alla corrosione di quelli etichettati fino a E85. Le economie di scala non consentirebbero a un motore specifico in una famiglia di veicoli di avere tubazioni del carburante e serbatoi del gas dedicati.
La parte complessa del sistema è la calibrazione dell'accensione del motore e dell'erogazione del carburante poiché l'etanolo in qualsiasi quantità nel carburante ha diverse caratteristiche di combustione ed energia. Considerando che un gallone di benzina pura ha circa 114, 000 Btu di energia, la stessa quantità di E85 contiene solo 81, 800 unità.
Quando il motore è in funzione su E85, il tempo dell'iniettore deve essere più lungo per fornire più carburante a causa del minor contenuto energetico e del valore stechiometrico (questo descrive il rapporto aria:combustibile per il maggior rilascio di energia chimica). La valutazione stechiometrica di E0 è 14,67:1 (quasi 15 parti di aria per una parte di carburante). E85 ha una valutazione stechiometrica di 9.765:1. Per compensare ciò, l'iniettore di carburante deve aumentare il tempo di apertura per creare quella forza della miscela.
Questo sarebbe semplice se il motore funzionasse solo su E0 o E85, ma non è così. Un moderno controller del motore è basato sulla matematica. Utilizza un algoritmo per creare il rapporto aria:carburante desiderato calcolando la massa del carburante, la massa dell'aria, e il riempimento del cilindro. Questa è identificata come una tabella di efficienza volumetrica (VE). La quantità di aria ingerita dal motore non cambierà con la quantità di etanolo nel carburante. Il rapporto aria:carburante desiderato lo farà. Poiché un veicolo a carburante flessibile può avere qualsiasi quantità di etanolo nel carburante (fino all'85%), deve determinare il contenuto di etanolo e quindi impostare un fattore di correzione matematica basato sui requisiti del motore senza etanolo. Questo è identificato come una tabella di ritaglio nel software.
Per esempio, hai un camioncino flessibile. Il serbatoio è quasi vuoto, e lo riempi con E85. Poiché l'ultimo riempimento è stato con E85, il contenuto di etanolo del carburante è dell'85%. Un sensore montato nella linea del carburante monitora questo. Il controller del motore (tramite la tabella di assetto) fornisce la corretta apertura dell'iniettore e i tempi di accensione della scintilla (l'etanolo brucia più velocemente del gas) affinché il motore si avvii e funzioni correttamente. A causa della composizione chimica dell'etanolo, non avvia facilmente un motore in climi estremamente freddi.
Ora diciamo che il camion ha poco meno di mezzo serbatoio e lo riempi con E10. La E85 è mischiata con la E10, e il contenuto di etanolo è da qualche parte nel mezzo. Il sensore flex-fuel legge questo, e il trim table regola di conseguenza la calibrazione del motore.
