Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд

Что такое двигатель flexifuel

Что такое двигатель flexifuel

In this article we are taking a closer look at flex fuel sensors. Topics covered are: what flex fuel sensors are, how they work, when you might need one and how to install and set one up on a Haltech ECU.

It’s no secret ethanol based fuels are becoming more and more popular with performance enthusiasts and for good reason. Ethanol has a high octane rating, it’s affordable, it’s renewable and it’s clean-burning.

On a high performance engine, burning ethanol as a fuel often allows us to run higher compression ratios, add more boost and increase ignition timing – all of which can help us achieve our ultimate goal of making more horsepower safely and turning on the WIN light at the end of the track.

What is ethanol and how is it different from gasoline as a fuel?

The chemical composition of ethanol is quite different to that of gasoline-based fuels. As a result of this, the volume of fuel required by an engine running on ethanol is about 35% greater than that of regular gasoline.

This presents a bit of a problem, because we have this new, clean, safe, powerful fuel available to us as performance enthusiasts, but it requires the fuel delivery system to be re-calibrated to deliver roughly 35% more fuel for it to work properly.

In the carburetor days that would have been a big issue because it would require re-jetting the carb completely for this fuel type, and, once that was done we couldn’t go back to gasoline without re-jetting the carb again.

With EFI however we can use a flex fuel sensor which, when installed into the fuel line, can measure the actual percentage content of ethanol in the fuel.

For example: if you had half a tank of gasoline and you topped the tank up with 100% ethanol then mixed it all around, you would end up with a mixture of 50% ethanol/50% gasoline.

The sensor would then read this 50/50 mix and feed that information into the ECU which can in turn be tuned to deliver precisely the right amount of fuel for that particular mixture of gasoline and ethanol in the fuel line. Or in carb speak, it’s like re-jetting the carb continually based on the amount of ethanol in the fuel.

Installing the sensor

Typically we install the flex fuel sensor in the fuel return line as shown in the diagram below. There are some of the limitations of installing it this way and we’ll get back to that later but for now let’s just agree this is the simplest and most practical place to install your flex fuel sensor.

Following the wiring guide that comes with the sensor, we wire up +12V, signal and sensor ground to the ECU wiring harness. Because flex fuel sensors are a frequency based input, this sensor needs to be wired into a digital pulsed input or DPIs on the ECU.

Software Setup

With the sensor installed let’s take a look at how to setup your Haltech ECU to read and use a flex fuel sensor.

The first thing to do is to go into the SETUP menu and click on MAIN SETUP. Go into the FUNCTIONS tab. The easiest way to navigate this page is to go to the SEARCH bar at the bottom and simply type “flex”.

Notice there are 2 types of flex fuel sensors commonly available. Haltech’s sensor allows you to read both ethanol content and fuel temperature from the same sensor so we click on the “Flex Fuel/Composition Sensor”.

When we enable this function we can see that the software prompts us to select an input we are going to wire the sensor to. In this case we have SPIs 1-4 available. Select one of these to let the ECU know which wire to look for the flex fuel signal on.

To use both the Ethanol Content and Fuel Temperature functions we will need to select the EDGE to rising.

Next, load the latest sensor calibration for both temperature and ethanol content by clicking on the LOAD CALIBRATION tab (that’s the one that looks like a folder).

Starting with the ethanol content calibration, select the “Fuel Composition Digital – Haltech” calibration.

Next, for temperature scroll down to the calibration named “Temperature_Digitalfuelcomposition – Haltech” and select it.

And that’s it. Your Haltech flex fuel sensor is setup and ready to use!

Setting Sampling Threshold

Remember how we said earlier that the best place to install a flex fuel sensor is in the fuel return line? While this is true in most cases, sometimes in high performance applications we might run into a problem of pushing the limits of the fuel pump to supply enough fuel.

When that happens, there is no fuel in the return line which can give some really strange readings on a flex fuel sensor.

That’s where Sampling Threshold settings can be used. Working on the theory that once the fuel is in the tank and the engine has ran for a minute or two, the ethanol content is fairly consistent until its refilled again, we can tell the ECU to stop sampling ethanol content above a predefined load and RPM to prevent incorrect sensor readings caused by lack of fuel flow through the return line.

Setting Fuel and Ignition tables

Once the sensor has been setup in the MAIN SET UP page, we are ready to start working with the fuel and ignition calibrations to ensure that the ECU delivers the desired amount of fuel for the actual content of ethanol in the tank.

The simplest way of achieving this is to go into the MAIN SET UP window and click on the FUEL tab, here we can select the fuel type – select “Flex Fuel”.

This tells the ECU to look at the flex fuel sensor and automatically calculate the additional fuel required to provide the engine to meet the target air/fuel ratio.

This is where it gets interesting…

We know from the chemistry of the fuel type what the chemically and mathematically correct amount of additional fuel we need to add, but what we find in the real world is that by just adding the mathematically correct amount of additional fuel to the engine, the actual air fuel ratio as measured from the Lambda sensor in the exhaust is often out by a couple of percent.

Читать еще:  Что такое ррх на двигателе

There are a few reasons for this, but the most important one is the cooling effect that ethanol has on the incoming intake air.

This is actually one of the big advantages of using ethanol as a race fuel, cooling the intake air charge helps prevent detonation, which means we can run more boost and/or higher compression ratios.

Nonetheless, this non-linearity between theory and real world application means the ECU needs a way to correct for the difference between what should happen according to theory and what actually happens in the real world.

So when ‘Flex Fuel’ is selected as the fuel type, there is an additional ‘Fuel Scalar” table in the fuel maps. This Fuel Scalar table allows the tuner to correct the actual amount of additional fuel delivered vs the theoretical additional fuel required at specific ethanol content percentages.

The base map numbers that Haltech have in this map are a result of real world testing on a number of high performance turbo engines and for most forced induction applications they can be relied upon.

That’s the basics of flex fuel setup. Follow these steps and your engine will run the same regardless of how much ethanol you have in your fuel supply.

But wait, there’s more!

Let’s face it – you didn’t add ethanol to your engine to just run it the same as you always have. You really want to run more boost, more timing and make a bunch more horsepower when you can get your hands on this wonderful corn-burning octane of the gods.

Like with any function in the Elite series – now that the ECU knows the percentage of ethanol in the fuel you can use that data to control other functions.

Ignition Timing vs Ethanol Content

Go back to the SETUP – MAIN SETUP page and click on the IGNITION tab, notice here you can turn on a correction for “Fuel Composition Correction”. Turn this on and you get 2 new maps in the ignition maps.

There is that familiar ‘Flex Fuel Scalar’ table again and another table called the ‘Flex Fuel Correction’ table. Let’s first focus on the Flex Fuel Correction table.

This is the amount of additional timing you are adding over and above the base ignition map when you have 100% Ethanol (or more realistically E98 or even E85).

Once we have optimised this map for all load and RPM points on 100% Ethanol we don’t need to remap the entire engine at every 10% change in Ethanol content. Instead we go into the Flex Fuel Scalar tables and map in the ignition correction Percentage vs Ethanol Content.

For example, if we had 20 degrees of ignition timing in the base ignition timing map (that is the “no ethanol” tune) and 6 degrees of timing in the “Flex Fuel Correction” map then this scalar map calculates the percentage of the additional 6 degrees of timing to add based on the % of Ethanol content in the fuel.

Boost vs Ethanol Content

Its no secret that E85 allows us to safely run more boost in an engine, so it makes sense we may want to have our target boost increased with Ethanol content, or the other way of looking at it is we can reduce the amount of boost we are making when we cannot get E85.

Setting up Boost by Ethanol content is as simple as going into the “Boost Control” function again by pressing F4, finding Boost Control, clicking on the CORRECTIONS tab and turning on the “Flex Fuel Compensation” correction.

Now when we go to the Boost Control maps we have a new table under the CORRECTIONS heading of “Flex Fuel”.

This map axis is based on the percentage of Ethanol in the fuel and gives us the ability to add more boost with Ethanol content. This table is additional boost to whatever value you have in the regular boost control target table.

Ethanol Content vs Anything

Because Haltech Elite series ECUs have flexible map axis and now the ECU knows the Ethanol content you can use this information to map any number of additional corrections.

For example, we know that engines running on E85 require more fuel on startup when they are cold.

That’s because ethanol has a higher fuel distillation temperature than gasoline, so something we might want to do is go into both Fuel Prime Pulse and Cranking Correction maps and add Flex Fuel Percentage as an axis to these maps.

Don’t do this!

Don’t turn on the “Flex Fuel Composition” correction table in the Fuel Corrections. If you have set the fuel type to “Flex Fuel” typically you DO NOT use this map.

This map is only used when the fuel type is set to “Petrol” and it exists so that our existing Sport Series ECU customers could import their old ECU maps directly into an Elite series ECU.

Turning this map on with the fuel type set to “Flex Fuel” will give you a double correction.

This is a common mistake that we see people making so don’t fall into this trap as well.

Flex-Fuel — что это такое

Flexible-fuel vehicle (FFV) — автомобиль с гибким выбором топлива — может ездить как на бензине, так и на смеси бензина с этанолом, причём в гибких пропорциях (от 5 % до 95 %).

Автомобиль имеет один топливный бак, адаптированность к разному составу топлива достигается за счёт оригинальной конструкции двигателя или за счёт конструктивной модификации обычного бензинового двигателя внутреннего сгорания.

При том, что современные технологии позволяют двигателю работать на любом соотношении компонентов бензина и этанола, от чистого бензина до 100 % этанола (E100), транспортные средства Северной Америки и Европы оптимизированы для работы на смеси 15 % бензина и 85 % безводного этанола (топливо марки E85). Это ограничение в содержании этанола установлено для снижения выбросов этанола при низких температурах и для избежания проблем с запуском двигателя в холодную погоду (ниже 11 °C). Содержание спирта уменьшается зимой и в регионах, где температура опускается ниже 0 °C. Зимой в США продают E70, а в Швеции E75 с ноября до марта. В Бразилии двухкомпонентные транспортные средства настроены для работы на смеси с бензином от E20-E25 и до 100 % топливного этанола (E100). Бразильские транспортные средства, работающие на двухкомпонентном топливе, имеют небольшой резервуар для бензина. Он используется для холодного запуска двигателя, когда температура опускается ниже 15 °C. В 2009 году был создан улучшенный двигатель на двухкомпонентном топливе и необходимость во вторичном топливном баке отпала.

Читать еще:  Двигатель k20a сколько масла


  • 1 Терминология
  • 2 География применения биотоплива в автомобилях
  • 3 См. также
  • 4 Ссылки

С тех пор, как этанольные FFV стали коммерчески доступны в конце 1990-х годов, термин «flexible-fuel vehicle» стал синонимом FFV на этаноле. В Соединённых Штатах автомобили на двухкомпонентном топливе, также называют «автомобили на E85». В Бразилии FFVs широко известны как «total flex» или просто «flex» автомобили. В Европе FFV, также известны как «Flexifuel» авто. Автопроизводители, особенно в Бразилии и на европейском рынке, для указания в маркировке модели FFV применяют один из вариантов слова «flex». Например «Volvo Flexifuel», или «Volkswagen Total Flex», «Chevrolet FlexPower» или «Renault Hi-Flex». Компания Ford продаёт свою модель Focus в Европе, как «Flexifuel», а в Бразилии как «Flex». В США только с 2008 года FFV авто получили жёлтую наклейку на лючок бензобака лейблом «E85/Gasoline», чтобы отличить их от автомобилей, работающих только на бензине.

Автомобили на двухкомпонентном топливе имеют двухкомпонентную топливную систему, которая подаёт в камеру сгорания смесь горючего в любых пропорциях. Сегодня наибольшее распространение в FFV получили автомобили на смеси неэтилированного бензина и топливного этанола. Этанольные двухкомпонентные авто могут работать на чистом бензине, чистом этаноле (E100), или любой их комбинации. Смесь бензина с метанолом «M85» тоже может работать, но её применение ограничивается в основном демонстрационными проектами.

Bi-fuel (двухтопливные) транспортные средства. Термин flexible-fuel иногда используется для описания транспортных средств с другим альтернативных топливом — сжатым природным газом (СПГ), сжиженным нефтяным газом (СНГ, также известным как автогаз) или водородом. Однако все эти транспортные средства на самом деле являются двухтопливными, а не на двухкомпонентном топливе, потому разные виды топлива хранятся в разных ёмкостях, а двигатель не может работать одновременно на обоих видах топлива. Двухтопливные транспортные средства переключаются с бензина на другое топливо вручную или автоматически. Как правило, обычные бензиновые двигатели для работы на газе можно переоборудовать на специализированных станциях. Такое переоборудование предусматривает установку газового баллона в багажнике, а также системы питания СПГ и электроники.

Многотопливные транспортные средства, способны работать с более чем на двух видах топлива. В 2004 году бразильское отделение GM представила Chevrolet Astra 2.0 с двигателем «MultiPower». Разработанный на основе технологии «flex fuel» от компании Bosch в Бразилии, этот двигатель может работать на СПГ или смеси этанола и бензина (E20-E25). Этот автомобиль был создан для работы в качестве такси. Переключение между видами топлива делается вручную. В 2006 году Fiat представил Fiat Siena Tetra fuel, четырёхтопливный автомобиль, разработанный под руководством Magneti Marelli из Fiat Бразилии. Этот автомобиль может работать на альтернативном топливе, на 100 % этаноле (E100), или на Е20 — E25, обычной Бразильской смеси бензина с этанолом; на чистом бензине (хотя он и недоступен в Бразилии с 1993 г., но до сих пор используется в соседних странах), или только на природном газе. Siena Tetrafuel была спроектирована с автоматическим переключением из любого соотношения бензин-этанол на СПГ, в зависимости от дорожных условий.

Flex-fuel hybrid electric и flex-fuel plug-in hybrid, два типа гибридных транспортных средства с двигателем внутреннего сгорания, который может работать на бензине, E85 или Е100, вращения колёс в сочетании с электрическим двигателем или для подзарядки аккумулятора, от которого питается электрический мотор. В 2007 году Ford произвёл 20 демонстрационных «Escape Hybrid E85» для натурных испытаний на флоте США Аналогично, в качестве демонстрационного проекта, Ford представил в 2008 году первый flexible-fuel гибридный внедорожник SUV Министерству энергетики США (DOE) — Ford Escape Plug-in Hybrid, который работает на бензине или E85. GM анонсировал свой гибрид Chevrolet Volt, запущенный в производство в США в конце 2010 года. Это был бы первый коммерчески доступный автомобиль на альтернативном топливе, способный адаптированный под мировой рынок: для стран США, Бразилии или Швеции. В 2013 году ожидается Volt с поддержкой альтернативного топлива. Lotus Engineering представила Lotus CityCar в 2010 году на Парижском автосалоне. CityCar представляет собой гибридный концепт-кар, предназначенный для работы на flex-fuel с на этанолом или метанолом, так и обычном бензине.

Наибольшее коммерческое распространение на мировом рынке FFV получили транспортные средства, работающие на смеси с этанолом. Больше всего они пользуются популярностью в Бразилии (14,3 млн), США (10 млн), Канаде (более 600 000), и в Европе, особенно в Швеции (226089). В дополнение к двухкомпонентным транспортным средствам, работающим на этаноле, в Европе и США (в основном в Калифорнии) успешно прошли испытания метанольные двухкомпонентные транспортные средства. Их называют транспортные средства на смеси M85. Там также успешно прошли испытания с применением серии «P» топлива E85, но по состоянию на июнь 2008 года, это топливо не было доступно для широкой общественности. Тесты топлива серии «Р» проводились на двухкомпонентных Ford Taurus и Dodge Caravan.

Flex fuel drive systems

For an independent, powerful and environmentally friendly mobility

Flex fuel vehicles have an injection system that can be operated with gasoline, with any mixture ratio of gasoline and ethanol, or with pure ethanol. Regardless of the supply situation concerned, end customers are flexible when it comes to the choice of fuel and are able to respond to possible price developments immediately. For many customers, flexibility with the choice of fuel is the key argument for buying vehicles with flex fuel technology. The market share of these vehicles in Brazil, for example, is already at over 80 % while other markets still show great potential to establish those systems.


with the choice of fuel


mobility with ethanol as fuel


of the fuel price developments

more starting comfort

with the Flexstart system even at cold temperatures

Download all important information on the system here.

For powertrain systems and electrified mobility
  • Bosch brings new energy to the powertrain – this also applies to the constant further development of flex fuel powertrain systems.
  • The tried-and-tested technology still features a high potential for the further reduction of fuel consumption and emissions.
  • Bosch’s range of components for flex fuel drive systems is supplemented by the Flexstart system solution and flex fuel technology with gasoline direct injection.

System components for flex fuel systems

The fuel rail receives the fuel from the fuel-supply system and distributes it to the fuel injectors.

The heating control unit provides a perfect start in cold temperatures.

The fuel injector injects the fuel such that it builds a homogenous mixture with the added air.

The electronic engine control unit (ECU) is the central controller and heart of the engine management system.

Читать еще:  Что сделать чтобы запороть двигатель

The fuel-supply modules task is to pump the fuel volume out of the tank to the fuel rail by using a certain pressure.

Powerful engine performance with resource-saving fuel

Derived from plants, ethanol is an alcohol that can be used as a fuel. Until now, ethanol has mainly been distilled from sugar cane or starch-containing grains. New technologies are based on the biomass use of cellulose-containing raw materials such as China grass. In this way, ethanol leads to a significant reduction in the CO balance.

Ethanol is added to the gasoline and the ethanol proportion for flex fuel engines can vary between 5 and 85 %. E100 is a fuel with 93 % ethanol and 7 % water, with no gasoline admixture.

Additional performance control with ethanol

The tried and tested intake manifold fuel injection technology forms the basis for flex fuel and Flexstart systems in combustion engines. The networked system components precisely detect the ethanol proportion at all times. The control unit adjusts the air-fuel ratio accordingly, in order to deliver the requested torque efficiently. Thanks to continuous further development, Bosch offers the flex fuel systems for direct injection too.

The high anti-knock properties of ethanol (110 octane) also allow vehicle manufacturers to implement a higher compression ratio and thereby a higher engine output. Ethanol achieves an additional performance increase for turbocharged engines: E85 and particularly E100 with a 7 % water content removes heat from the hot charge air upon evaporation (internal cooling).

The air-gas mixture cooled as a result has a higher substance content for the same volume. This improves the engine’s volumetric efficiency, thereby additionally increasing the power output – perfect conditions for downsizing.

Flex fuel


Comfortable starting and driving also at low temperatures

Because ethanol is difficult to ignite at temperatures below 13 °C, vehicles with the flex fuel system have a small auxiliary fuel tank onboard. On the basis of sensor data, the control unit automatically switches to gasoline drive to guarantee a reliable and convenient start. After a short heat-up phase, the system reverts to ethanol drive.

Moreover, Bosch has expanded its range by the innovative Flexstart system. It heats up – where necessary – the fuel via electronically-controlled heating elements in the fuel rail, thereby permitting a smooth start and drive even at low temperatures. Consequently, the second fuel system and the auxiliary tank for pure gasoline are not required in these vehicles, and start comfort on cold days can be optimized. The heated fuel rail heats up the ethanol to the required temperature, and so improves the ethanol evaporation process. Unlike conventional ethanol systems, the Flexstart technology is able to avoid emissions at engine start and reduces the required injection quantity. The Flexstart system with heating control unit, heating element and heated fuel rail from stainless steel or plastic ensures maximum convenience and unlimited mobility, even under adverse conditions.

Flex fuel systems with direct injection for increased efficiency

Through consistent further development, Bosch also enables flex fuel systems to be used in combination with direct injection. Just like flex fuel and Flexstart based on port fuel injection, flex fuel systems with direct injection use a mixture of ethanol and gasoline as a fuel. Engines with direct injection generate the air-fuel mixture in the combustion chamber itself. The fuel is injected directly into the combustion chamber using high-pressure injectors.

The flex fuel system with direct injection offers additional advantages over flex fuel systems with port fuel injection. Air and fuel are precisely metered, prepared and distributed for each combustion cycle. The result: reduced consumption and lower emissions with higher engine output.

Ford представил Super Chief — прожорливо-экономичный пикап

Монструозный пикап Ford F-250 Super Chief — альтернативный взгляд на экологически чистые автомобили. Этот автомобиль может работать как на бензине, так и на его смеси с этанолом в любом соотношении, и даже на водороде.

Американцы делают всё по-своему. Они не играют в футбол, зато у них есть бейсбол. У них королева автоспорта Формула-1 не столь популярна, зато есть NASCAR и Indy. Наконец, у них не особо в почёте малолитражки и дизельные машины. И борьба за экологию у них своя. Если в Европе и Японии создают сверхлёгкие и сверхэкономичные миниавтомобили, то американцы на автосалоне в Детройте представили. экологически чистый семиметровый пикап!

Да-да, вы не ослышались, этот огромный комод с 6.8-литровым мотором V10 практически не загрязняет окружающую среду, и при этом по габаритам превосходит выпускающиеся ныне пикапы! Но как? Ведь не может такой огромный мотор потреблять мало бензина? Конечно, не может, но оказывается, для сохранения окружающей среды это и не нужно.

Инженеры из Ford нашли свой, по-американски оригинальный выход из ситуации. Несмотря на то, что Ford Super Chief «кушает» до 30 литров горючего на 100 км, ему почти не важно, чем его заправляют. Помимо обычного бензина, в двигатель Tri-Flex можно «лить» водород и этанол. Причём в первом случае выброс вредных веществ снижается аж на 99% и фактически стремится к нулю. В принципе, двигателей, переделанных под работу на водороде, немало, но обычно они серьёзно проигрывают своим бензиновым собратьям по мощности. В Ford эту проблему решили легко — при работе на водороде в действие включается приводной нагнетатель, дающий и без того неслабому V10 солидную прибавку в мощности.

Но пока что водород слишком дорог, чтобы заправлять им автомобиль, поэтому двигатель Tri-Flex — прицел на будущее. А вот этанол — это уже топливо сегодняшнего дня. Ford производит пикапы с двигателями Fuel-flex, способными работать как на бензине, так и на этаноле с 1996 года, и уже продал 1,6 миллиона таких автомобилей.

Такие моторы ни в чём не уступают бензиновым, но при необходимости могут быть заправлены этанолом Е85 — топливом, получаемым из этилового спирта. Но главное преимущество этанола — это неисчерпаемый ресурс, ведь он делается из этилового спирта. Так что автолюбители могут спать спокойно — когда нефть кончится, им не придётся пересаживаться на велосипеды.

Вот такой он, американский экологически чистый автомобиль. Он совсем не похож на европейские и японские эко-концепты. Он большой, тяжёлый и мощный. Он потребляет топливо цистернами, зато само топливо бесконечно и, как говорят аналитики, в ближайшем будущем будет стоить копейки. И правда, зачем ограничивать себя слабенькими дизельными моторчиками и тесными салонами, если нравятся большие и просторные автомобили? Не за чем. Американцы всё правильно сделали.

Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию