Polttoainelaitteet

Polttoainetankki ja pumppu

Moottori tarvitsee toimiakseen vakaan ja varmasti toimivan polttoaineensyöttöjärjestelmän. Jos 100hp vakiomoottori perheautossa kestääkin hieman vajaata polttoainesyöttöä ilman suurempia vaurioita, niin mitä korkeaviritteisemmäksi ja tehokkaammaksi moottori menee, niin marginaali pienenee. Joten polttoainejärjestelmän rakentamisessa ei kannata säästää - se voi kostautua myöhemmin suurenakin rahanmenetyksenä.

Polttoaineensyöttö alkaa tietenkin tankista. Hyvä tankki on suunniteltu siten että polttoainepumpun ympärillä on oma kaukalonsa jossa polttoaine pysyy hyvin paikallaan, ja tarjolla pumpulle. Tähän on muitakin tapoja, mutta tärkeää on nimenomaan se että pumpun imupuolella pysyy mahdollisimman hyvin polttoaine jatkuvasti. Useinkin ruiskuauton tankki on jo itsessään ihan hyvä lähtökohta. Esimerkiksi E46 BMW:llä on vakiotankilla, yhdellä ainoalla vakiopumpun paikalle vaihdetulla AEMn tankkipumpulla ajettu driftingiä semisliksillä ja noin 500hp tehoilla, ilman ongelmia. Tässä tarinan punaisena lankana on se että välttämättä ei ole tarvetta tehdä kovin monimutkaista polttoainejärjestelmää, varsinkaan jos auton käyttötarkoitus ei sitä kaipaa. Eli kannattaa miettiä käyttötarkoitus, haluttu /suunniteltu teho ja suunnitella polttoainejärjestelmä sen mukaan.

Kerääjäsäiliö

Kerääjäsäiliön tarkoitus on olla välisäiliö polttoaineelle. Yleensä koko on suhteellisen pieni, ja varsinkin pohjapinta-alaltaan pienehkö. Ajatuksena tässä on nimenomaan että tuo pieni tilavuus riittää varmistamaan sen että varsinainen painepumppu saa aina polttoainetta, vaikka tankissa oleva nostopumppu välillä hörppäisikin ilmaa, ja näin varmistetaan että moottorilla on aina vakaa polttoainepaine. Kerääjäsäiliö voi joissain tapauksissa olla rakennettuna myös polttoainetankin sisälle. Tunnusomaista näille on että niissä on polttoainepumppu ensin tankissa jonka tehtävänä on nostaa polttoainetta jatkuvasti kerääjäsäiliölle. Kerääjäsäiliön yläpäästä sitten on paluu tankkiin, eli kerääjäsäiliön täytyttyä sieltä valuu ylimääräinen takaisin tankkiin. Nostopumppu ei oikein toteutettuna joudu juurikaan työskentelemään painetta vasten, jolloin se pääsee helpommalla ja tuotto (litroja) on suurempi kuin painetta vasten. Näin ollen nostopumpuksi saattaa riittää pienempikin pumppu, mutta pitää ottaa huomioon että tuoton tulee kuitenkin olla riittävä moottorin tehoihin nähden. Muuten moottori imaisee kerääjäsäiliön tyhjäksi ja toimii hyvin ainoastaan muutaman sekunnin ajan.

Polttoainepumpun tuotto

Tämä liittyy oikeastaan sekä nostopumppuun että sitten varsinaiseen painepumppuun, jos ne on erikseen. Pumpun tarvittava tuotto riippuu hyvin pitkälle siitä mikä on tavoiteltava teholukema moottorista. Toki, siihen vaikuttaa myös moottorin hyötysuhde ja käytettävä seossuhde, mutta pumppua ei ikinä kannata mitoittaa niin tarkalle että ne vaikuttaisivat mitoitukseen. Polttoainepumpun alimitoittaminen haittaa, mutta hiemaa suurempikin ylimitoitus ei haittaa. Tietenkin, koska paine on vai virtauksen vastustamista, niin sitten myös paineensäätimen pitää pystyä päästämään riittävä määrä virtausta takaisin tankkiin että paineen säätyminen toteutuu tarkasti koko kierrosalueella. Jos itse pumpusta ei ole tiedossa muuta kuin tuotto, niin netistä löytyy useita laskureita että mihin tehoon asti se riittää. Tärkeintä on oikeastaan että se on mitoitettu riittävästi

Kannattaa myös muistaa että polttoaineella on vaikutus. Eli esimerkiksi saman tehon tuottamiseen E85:sta tarvitaan noin 30-35% enemmän kuin bensiiniä. Polttoainepumpun on myös sen verran enemmän tuotettava.

Useissa kilpakäyttöön tarkoitetuissa pumpuissa ilmoitetaan myös tuotto eri paineilla. Yleensä paineen nostaminen vähentää pumpusta saatavaa tuottoa, eli tuokin kannattaa mahdollisuuksien mukaan ottaa huomioon.

Polttoainelinjat

Polttoainelinjoissakin on vähän sama kuin pumpussa, mielummin ylimitoittaa kuin alimitoittaa.. Tehtäessä AN linjoilla, kannattaa koko kokonaisuus miettiä ensiksi kuntoon, eli mahdollisimman vähän koon muutoksia yms.

Letkuliitoksilla oikeastaan hyvät tarvikkeet on tärkeimmät. Kaikki letkut eivät esimerkiksi kestä etanolia, joten se kannattaa selvittää ennen ostamista. Ja varsinkin tankin sisällä tämä on vielä tärkeämpää, koska välttämättä vaikka letku kestää etanolia, niin se ei kestäkään sitten etanoliin upottamista. Eli tuon asian kanssa kannattaa olla tarkkana. Etanoliin liukeneva letku saattaa aiheuttaa jos jonkinlaista ongelmaa vuodoista suuttimien tukkeutumiseen.

Paineensäädin

Paineensäädin on yksi hyvin olennainen osa polttoainejärjestelmää. Paineensäädin tulee yleensä polttoainekiskon jälkeen ja siihen tulee letku polttoainekiskolta, yksi paluuletku tankkiin ja alipaine/paine letku imusarjasta.

Paineensäätimen tehtävä on pitää paine tasaisena suuttimen yli. Eli, sen takia toiselle puolelle tulee imusarjan paine, jotta paine-ero suuttimen eri puolilla pysyisi mahdollisimman vakaana. Jos peruspaineeksi on säädetty 3bar, niin imusarjan paineen ollessa 0,5bar alipaineella, säätää paineensäädin mittarissa näkyvän paineen 2,5bar. Näin ollen suuttimen eri puolien välinen paine-ero on sen 3bar. Samaten jos imusarjassa on ylipainetta 1bar, niin paineensäätimellä näkyy 4bar. Tällä tavalla helpotetaan moottorinohjaimen säätämistä, ja suuttimien riittävyyttä. Muussa tapauksessa paine-ero suuttimen yli vaihtelisi imusarjan paineen mukaan, jolloin suuttimesta tuleva polttoainemäärä myös muuttuilisi paine-eron myötä. Tätä voi paikata polttoainekartalla, mutta esimerkiksi isoilla suuttimilla paine-ero tyhjäkäynnillä kasvaa, jolloin on hankalampaa saada riittävän vähän polttoainetta ja vastaavasti ahtopaineilla paine-ero pienenee, jolloin suuttimista saadaan vähemmän polttoainetta moottoriin kuin mitä suuremmalla paine-erolla tulisi.

Kannattaa muistaa että polttoaine siirtyy polttoainekiskosta imusarjaan suuremmasta paineesta pienempään. Jos paine-eroa ei olisi, niin siirtymistä ei tapahdu.

Isolla pumpulla ja liian vähän virtaavalla paineensäätimellä saattaa ongelmaksi tulla että esimerkiksi tyhjäkäynnillä kun polttoainetta moottoriin menee vähän, paineensäädin ei välttämättä pysty poistamaan riittävästi polttoainetta ja paine nousee ei-toivotusti / hallitsemattomasti. Harvoin tapahtuu aftermarket säätimillä, mutta joskus alkuperäisellä voi näin käydä, koska ne on mitoitettu huomattavasti pienemmälle virtaukselle. Liian pienen paluuvirtauksen aiheuttama paineennousu on usein epätarkkaa ja hallitsematonta, jolloin säätämisestä tulee hyvin haastavaa.

Suuttimet

Suuttimiin pätee oikeastaan sama kuin pumppuun. Mielummin mitoittaa hieman ylisuureksi kuin tarkalle. Netissä on myös tuohon laskureita useampia. Mitoituksessa tulee ottaa taas huomioon myös käytettävä polttoaine, E85 vaatii sen 30-35% isommat suuttimet samoille tehoille kuin bensalla.

Sähköisesti suuttimia on niin sanotusti sekä korkeaohmisia että matalaohmisia. Kumpia, selviää ihan mittaamalla yleismittarilla vastuksen suuttimen liittimeltä, johdojen ollessa irti. Yleensä matalaohmisena pidetään <8ohm suuttimia ja siitä yli on sitten korkeaohmisia. Matalaohmiset ovat yleensä vanhempaa mallia olevia isoja suuttimia, tai sitten moderneja todella isoja suuttimia. Oikein matalaohmisia ohjatessa saadaan suutin aukeamaan suuremmalla virralla nopeammin kuin korkeaohmisia, mutta nykyään on suuttimen liikkuvia osia saatu kevennettyä niin paljon että korkeaohmisillakin saadaan jo varsin nopea avautuminen suuremmallakin suuttimella.

Yleisesti suosittelen hankkimaan korkeaohmiset. Suurimmassa osassa tapauksia niiden ohjaaminen / säätöjen hakeminen on helpompaa kuin matalaohmisten ja koska nykyään saa jo varsin suuriakin korkeaohmisena, niin yleensä välttämätöntä tarvetta matalaohmisiin menemisen kanssa. Muutenkin ne vanhimmat suuttimet kannattaa jättää ostamatta, niiden hitaus hankaloittaa varsinkin tyhjäkäynnin säätämistä. Nykyaikaiset suuttimet ovat siinä merkittävästi parempia.

Suuttimet ovat käytännössä solenoidiventtiili, toiminnan kannalta niiden kytkennällä ei ole merkitystä kumpaan laittaa plussan ja kumpaan miinuksen. Suuttimillahan on jatkuva jännitesyöttö, toki se on yleensä opastettu ottamaan joko polttoainepumpun releen takaa, tai vähintään virtalukon tms takaa, jolloin vältetään tilanne että moottorinohjauksessa ei ole virtoja, mutta suuttimilla on. Ohjaamaton transistori (virratton ECU), voi aiheuttaa esimerkiksi suuttimen auki olemisen tahtomatta, jolloin polttoainekisko valuu suuttimien läpi tyhjäksi, ja suuttimet ylikuumenee

Suuttimien huolto

Varsinkin jos autossa käytetään E85 polttoainetta, ja se seisoo talven, niin halpa henkivakuutus moottorille on käyttää suuttimet talven aikana huollossa. Talven suuttimessa seisova E85 tahtoo aiheuttaa suuttimen likaantumista / tahmaantumista, jolloin suutinten välinen tuotto saattaa vaihdella ja sylinterit saavat epätasaista seosta. Tämä voi pahimmillaan johtaa moottorivaurioon

Flex Fuel

Flex Fuel tai etanolin määrän anturi kertoo kuinka suuri osuus etanolia polttoaineessa on. Yleisin anturi siihen on Continentalin Flex Fuel anturi, jota tässäkin käsitellään. Kyseinen anturi tuottaa pulssitaajuutta, josta tiedosta moottorinohjain pystyy tulkitsemaan sekä etanolipitoisuuden että polttoaineen lämpötilan. Pääasiassa anturi suositellaan asentamaan paluupuolelle, eli polttoainekiskolta palaavaan linjaan. Jos tämmöistä ei ole, niin myös kiskolle tulevaan linjaan asentaminen on mahdollista.

Anturin antaman tiedon perusteella on mahdollista säätää esimerkiksi polttoaine, sytytys ja ahtopainekarttoja etanolipitoisuuden mukaan ja näin ollen mahdollistaa turvalliset asetukset polttoaineseoksesta riippumatta. Tämä luonnollisesti vaatii säätämisen sekä bensalla että etanolilla, jotta voidaan olla varmoja turvallisista asetuksista kummallekin