V tomto článku uvidíte, co ještě nikdo nikdy neviděl. Ukážeme si, jak snadno a rychle změřit účinnost HHO generátoru instalovaného v zážehovém motoru.
HHO církev slibuje v případě přechodu na bublinatou víru úsporu 10-30% paliva. Bohužel to nikdy nikým nedoložili. HHO církev také občas publikuje vlastní odborné zprávy, které obsahují různé subjektivní poznatky, například že traktor Zetor s HHO dokáže orat na vyšší převodový stupeň. Typická story vypadá asi takto: „Franta Lopata jezdí vylítaným 15 let starým VW Transportérem s králičíma kožkama z Liberce do Brna. Vždycky mu to bere 9 l/100km. Teď si nechal nainstalovat HHO a je to jen 7 l/100km a tak to všechno funguje, protože ropná lobby konspiruje a Lopata je štastný.“
Vzniká přitom otázka, jak moc se dá věřit lidem, kteří prodávají lidem nějaké zařízení do auta, které nemá žádnou dokumentaci, instalace je na vlastní riziko a teče tím 25A. To je jako dělat prvotřídní vodku z kapaliny do ostřikovačů, prostě job pro divný hochy. Ono se taky mohlo stát, že:
– Franta Lopata předtím přeplnil nádrž, nebo ji potom nenaplnil zcela
– Franta vezl jen poloviční množství kožek
– Franta tentokrát jel v noci
– když dal Franta to auto do servisu k instalaci HHO, tak tam vyměnili asi padesát dalších součástek
– Franta nechtěl dát najevo, že udělal HHO církvi hejla a utratil pět litrů za nějaký elektronický bublifuk
což v té success story sice explicitně nestojí, ale na výsledek to má vliv. Já si dokonce ani nemyslím, že za tím je pokaždé zlý úmysl, stačí řídit auto s vědomím, že tentokrát na spotřebě více záleží a hned je z toho nějaká ta úspora. Podle nějakého výzkumu již pouhé zobrazení aktuální spotřeby na displeji před řidičem sníží spotřebu paliva o 3 – 13% podle toho, o jak vnímavého jedince se jedná.
Podle mně je to, co HHO předvádí, dokonalý marketing spojující několik faktorů: Nedůvěryhodnost vlád a korporací, šuškandu mezi lidem, přesvědčení, že velké objevy jsou záměrně konspiračně utajovány ve prospěch předpotopních technologií a jejich vlastníků a děsivou nekompetenci produktů současného školství v oblasti základů přírodních věd.
Správné měření spotřeby paliva by vypadalo úplně stejně, jako se měří spotřeba a emise u nově vyrobených aut, tedy v NEDC cyklu na zkušebním zařízení, kde bublinostroj absolvuje předepsaný cyklus spočívající v předem určené akceleraci, deceleraci atd. a na konci se odborně změří, kolik se přitom spotřebovalo paliva. Problém tohoto postupu je v tom, že je to drahé (statisíce) a že by u toho v té laboratoří zdechli smíchy. V úvahu by také připadala nějaká separátní cejchovaná nádrž, což by vyžadovalo modifikaci auta a mohlo by to také být drahé. Případně nějaký průtokoměr paliva, což je snadno realizovatelné.. ale počkat, my už takový průtokoměr vlastně v autě máme.
Své úsilí (no, trvalo mi to dohromady asi půl hodiny) jsem tedy zaměřil na to, zda existuje jednoduchá a nenáročná metoda, jak objektivně detekovat 10-30% úsporu paliva. Potenciální použití této metody je dvojí:
1. Současný majitel HHO sady se může snadno přesvědčit, zda se ekonomie jeho vozidla skutečně zlepšila, nebo zda jen dělá blbce sám ze sebe
2. Konečné řešení HHO otázky, viz dále.
Potřebujeme k tomu auto s OBD2 zásuvkou (všechna auta vyrobená zhruba od roku 2000), interface a počítač s programem, který dovede s interfacem komunikovat.
Interface může být diagnostický kabel nebo bluetooth adaptér s ELM327 nebo FTDI čipsetem. Já jsem zprvu používal kabel s adaptérem a s čipem ELM327. Pro účely tohoto článku jsem objednal z aukra ten nejlevnější bluetooth udělátor z Číny, který měl sice chybu ohledně CAN low, ale pro účely tohoto článku se osvědčil stejně jako dražší kabel s adaptérem. Software musíte zvolit podle typu diagnostikovaného auta, například OBD Scantool, VAGcom a dalších asi milion titulů, z nichž mnohé jsou částečně nebo zcela free. Program by měl mít možnost sbírat a graficky vizualizovat data sebraná v reálném čase. Dál je třeba to „rozchodit“ tak, aby počítač komunikoval s autem, resp. s jeho motorovou řídící jednotkou.
Konkrétně jsem použil následující hardware: Alfa Romeo 147 1.6TS r.v. 2008, adaptér s ELM327 z Aukra za 300 Kč a software FIAT ECU Scan, úmyslně ve free verzi. Dál notebook s Windows 7 a bluetoothem. Vše jsem se snažil dělat jako úplný laik. Alfu jsem zvolil, protože její řídící systém dobře znám. Volba auta však na výsledek nemá vliv, pokud je auto v pořádku. Vycházím zde z toho, že HHO sady si kupují hlavně dementi, a dementi mají sklon pořizovat si většinově oblibená auta jako třeba škodofka a ty se zase dobře diagnostikují. Uvedení této low-cost sestavy do chodu mi zabralo asi 10 minut, z toho většina padla na software Blue Soleil, který jsem nakonec odinstaloval ve prospěch standardního Windows bluetooth software.
A nyní architektura samotného experimentu.
Pokus je navržen tak, aby
– byly vypnuty všechny vnější vlivy (odpor vzduchu, vliv povrchu a sklonu vozovky, valivého a aerodynamického odporu apod.) tím, že auto stojí na místě
– byl eliminován lidský faktor
– celé to bylo co nejjednodušší a nejlevnější, s použitím široce dostupných součástek
Nyní malý exkurz do dávkování paliva v zážehovém motoru.
Palivo je vstřikováno do sání nebo přímo do válců. Pomineme historické systémy s jednobodovým kontinuáílním vstřikem nebo s karburátorem, pokud si někdo do takového auta chce dát HHO, tak by více ušetřil, kdyby si koupil nové auto. Řízení motoru vypočítává dávku paliva tak, aby poměr vzduchu a beznínu byl konstatní (14,7:1). A nyní pozor. Představme si motor, který běží v konstantních otáčkách, například na volnoběh. Tato situace motor zatěžuje například na 20%, protože musí překonávat pasivní odpory, pohánět různé interní mechanismy, příslušenství a přečerpávat různá média, přičemž jeho výkon v daných otáčkách je nízký. Vynakládá práci a proto do něj musíme nějakou energii vložit, tedy lít do něj benzín. To děláme vstřikovacími ventily a to tak, že je otevíráme na určitou dobu. Jsou tedy řízeny časem, formou elektrických impulsů. Čím déle jsou otevřeny, tím více paliva do motoru proudí, protože tlak v palivové soustavě je +/- stále stejný. Když k motoru připojíme nějakou zátěž a otáčky mají zůstat konstantní, je třeba do něj nalít více benzínu, tedy otevřít ventily na delší dobu. Je to asi stejné, jako když táhnete vozíček po rovině a pak do kopce. Pokud chcete do kopce pokračovat stejně rychle, musíte vynaložit více síly.
Ohledně času otevření ventilu, ten se pozestává ze základní dávky a korekce. Dále viz zde. Celková doba otevření ventilu je rovna součtu základní dávky a korekce. Pokud bychom vynesli do grafu na vodorovnou osu čas a na svislou dobu otevření vstřikovačů, plocha pod křivkou bude odpovídat spotřebě paliva. Stejným způsobem funguje také ukazatel okamžité nebo dlouhodobé spotřeby. Příslušný algoritmus integruje dobu otevření vstřikovačů podle času a násobí to známým objemovým průtokem vstřikovačů.
Pro zjištění spotřeby tedy stačí nastartovat motor, zatížit jej a měřit délku impulsů na vstřikovačích přes OBD port.
Myslím, že je to jasný.
A nyní experiment.
Zaznamenával jsem průběh následujících hodnot v čase:
– otáčky motoru
– zatížení motoru (to je alternativně, pro celý experiment to není podstatné)
– doba otevření vstřikovacího ventilu v ms
– korekce doby otevření v ms
Začátek pokusu byl, že jsem nechal motor zahřát na 80°C. V tomto okamžiku jsem zahájil záznam hodnot, který vidíte v tomto grafu.
Na počátku byly otáčky motoru asi 800 rpm a zatížení motoru 17%. Zatížení motoru je číslo, které udává, kolik práce z něho bereme vztaženo na to, kolik za dané situace schopen odevzdat.
Následně jsem zapnul tyto spotřebiče: ventilátor kabiny, vyhřívání zadního skla, potkávací světla, klimatizaci a nakonec ještě mlhovky. Pokaždé při každém z těchto kroků zatížení motoru rostlo. Dostal jsem se nakonec na zatížení motoru asi 35%. Otáčky byly celou dobu konstatní a odpovídaly volnoběžným otáčkám.
Doba otevření vstřikovacích ventilů vzrostla z 3 na 5ms. Korekce doby otevření se uplatnila minimálně a držela se někde kolem 0,55 ms, takže ji pro další úvahy zanedbáme. Vidíme, že se zapínáním spotřebičů zátěž motoru rostla a s ní také doba trvání impulsů palivových ventilů, přičemž řízení motoru realizovalo stále stejné otáčky.
Pokus trochu komplikovala skutečnost, že odečítání bylo pomalé (1 Hz) a také to, že údaj o době otevření je odesílán v celých ms, což ale pro náš účel nevadí. Spotřeba paliva během pokusu odpovídá ploše pod červenou křivkou. Pokud bychom do sání vstřikovali HHO a ten způsoboval proklamovaný nárůst účinnosti o 10-30%, byla by plocha pod červenou křivkou o 10-30% menší.
Jak by tedy pokus s HHO mohl vypadat?
1. Prověříme paměť chyb motorové ECU, zda tam není zapsaný nějaký DTC související s přípravou směsi nebo řízením emisí.
2. Ohřejeme motor na 80°C, u stojícího auta a s vypnutými spotřebiči, výz výše, včetně HHO generátoru.
3. Zkontrolujeme, zda při 2000 rpm motor dokáže udržet lambda faktor mezi (0,97-1,03). Pokud ne, něco je v nepořádku a závadu je třeba najít a odstranit.
4. Zahájíme záznam hodnot.
5. Uvedeným postupem zvyšujeme zátěž motoru. Kromě uvedených spotřebičů lze také zapnout rádio, různá světla, prostě všechno elektrické haraburdí. Důležité je zapínat je postupně například každých 5s jeden.
6. Spotřebiče opět vypneme
7. Na témže místě, ve stejném autě zapneme HHO generátor
8. Opakujeme stejnou sekvenci zapínání spotřebičů
9. Porovnáme výsledky
Jak by to mělo vypadat, pokud HHO funguje podle církve?
Zelená čára (zatížení motoru) s aktivním HHO bude ležet výše (napájení HHO generátoru)
Červená čára bude s aktivním HHO ležet podstatně níže (pro získání více práce potřebujeme méně paliva). Plocha pod křivkou bude o 10-30% menší.
Co by stačilo k tomu, aby se potvrdilo, že HHO v generátoru vzniká plyn a že zvyšuje účinnost motoru?
Zelená čára (zatížení motoru) bude ležet výše (napájení HHO generátoru)
Červená čára bude ležet stejně (dodatečná energie pro generátor byla pokryta nárůstem účinnosti motoru).
Co si myslím, že se stane?
Zelená čára (zatížení motoru) bude ležet nepatrně výše (napájení HHO generátoru, nicméně pokládám tu věc spíš za hračku než spotřebič, takže nevěřím, že to nějak moc žere)
Červená čára bude ležet výše (při větší zátěži motoru potřebujeme více paliva, aby běžel stejnými otáčkami).
Celková spotřeba paliva bude neznatelně vyšší.
Jak vidíte, pokus je velmi jednoduchý a neobsahuje žádná nepřípustná zjednodušení. Každý si pomocí něho může ověřit, zda jeho HHO (nebo jiný vynález stejné kategorie) funguje a jak. Pokus lze vylepšit. Například na začátku pokusu by bylo na místě pustit větrák chladiče, aby se zabránilo přehřátí motoru a místo zatížení motoru lze vyčítat úhel škrtící klapky. Dál jsem také mohl hodnoty vyčítat s rychlejším vzorkováním.
FAQ
Jak to bude u dieselu?
Je mi jedno, jak to bude u dieselu, protože mě diesel nezajímá. Chtěl jsem to vyzkoušet i tam, ale přepadla mne taková nechuť hrabat se v tom jejich systému předvstřiků a dovstřiků a celým tom bordelu kolem DPF, že jsem se na to vykašlal.
Chystám článek u HHO u dieselu. V případě dieselu vzniká několik nových okruhů problémů, protože diesel nefunguje stechiometricky, ale základní princip (tzn. měření spotřeby přes dobu vstřiku při konstantních otáčkách a měnící se zátěži) bude aplikovatelný i tam. Osobně jsem méně skeptický k HHO u dieselu než u benzínového auta, ale to si necháme na jindy.
Proč jsem zapínal ty spotřebiče?
Chtěl jsem, aby bylo názorně vidět, že energie nemůže vznikat z ničeho a že odběr eletřiny na napájení světel nebo ohřevu skla se projeví úplně stejně jako zapnutí klimatizace, jejíž kompresor koná práci mechanicky (a k roztáčení kompresoru je odebírána energie motoru skrze řemenový převod). To proto, aby bylo i moronovi jasné, že teorie „alternátor se točí tak jako tak“ je úplná blbost. Také jsem chtěl ukázat souvislost zatížení motoru a doby vstřiku při konstantních otáčkách.
Uvedený postup je vázaný na jednu specifickou situaci (stojící auto, volnoběh). Za jízdy to bude všechno jinak.
Není důvod, proč by to mělo být jinak. Všechno je úplně stejné jako za jízdy, dokonce se s 35% zátěží pohybujeme i v podobné oblasti jako za jízdy. Pokud HHO zvyšuje účinnost motoru a jeho výkon, pak se to projevuje všude a za všech okolností.
Pro zajímavost, mám zde ještě jeden graf, který vznikl ihned po tom prvním. Ukazuje, co se stane, když u motoru s připojenou zátěží (ty spotřebiče, které simulovaly zátěž) šlápneme na plyn. Roztočil jsem motor na 2000 rpm a pak jsem postupně ubíral plyn. Schválně co byste řekli, že se stalo. Hodně lidí by řeklo, že spotřeba poroste a zatížení motoru taky. Jenže ono ne. Je to tím, že ve 2000 rpm má motor už celkem solidní výkon (třeba 33 kW), zatímco zátěž zůstala stejná. To je mimochodem také odpověď na to, proč pomalé rozjezdy s podtáčením motoru nevedou k úspoře paliva.
Pravdě se nic nevyrovná. Nabízím bublinářům unikátní možnost srazit na kolena všechny pochybovače včetně mně a usvědčit ropnou lobby z konspirace, která nemá ve světě techniky obdoby, tím zároveň nastartovat prosperitu jejich technického záměru. Uvedená metoda je zcela free a můžete ji okamžitě použít a ukázat celé zeměkouli na jednoduchém grafu, že HHO snižuje spotřebu a zvyšuje výkon spalovacího motoru. Už nebudete odkázáni na Frantu Lopatu a jeho jízdní dojmy, zde se začíná provádět něco jako měření.
Co více. Můžete to vyzkoušet, přímo v praxi na mém autě, s popsaným hardware, který poskytnu zcela zdarma. Stačí mi dát vědět tak měsíc dopředu. Seženu k tomu další tři osoby – muže s kamerou, mechanika a osobu, která dohlédne, že nedošlo k nedovoleným manipulacím, například oblbování škrtící klapky, ojebávání lambda sond a fejkování váhy vzduchu (což jsou bohužel mimochodem oblíbené bublinářské disciplíny v advanced enginehackingu). Porovnáme výsledky s HHO a bez HHO a vyvodíme patřičné závěry, samozřejmě na bázi klasické fyziky.
(11x známkováno, průměr: 2,45 z 5)