Σχεδιασμός και υλοποίηση συστήματος απεικόνισης και καταγραφής AFR με χρήση ευρυζωνικού αισθητήρα λάμδα

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως στόχο τον σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την πειραματική αξιολόγηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος απεικόνισης και καταγραφής του λόγου αέρα-καυσίμου (Air Fuel Ratio, AFR), βασισμένου στη χρήση ευρυζωνικού αισθητήρα λάμδα. Η ακριβής μέτρηση του AFR αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για τη βελτιστοποίηση της καύσης, την επίτευξη υψηλότερης απόδοσης και την ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης καυσίμου σε σύγχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Στο πλαίσιο της εργασίας πραγματοποιήθηκε βιβλιογραφική μελέτη σχετικά με τη λειτουργία των ευρυζωνικών αισθητήρων λ, τη δομή τους, τις απαιτήσεις οδήγησης/ελέγχου τους και τα πλεονεκτήματα έναντι των στενοζωνικών αισθητήρων. Στη συνέχεια σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε ένα όργανο με δυνατότητα απεικόνισης AFR σε πραγματικό χρόνο και παράλληλης καταγραφής δεδομένων. Το σύστημα εγκαταστάθηκε στο όχημα Hyundai Coupe GK 2.0L και ακολούθησαν μετρήσεις σε διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα, όπως closed-loop cruise και open-loop wide open throttle (WOT). Με βάση τις συλλεγμένες καταγραφές πραγματοποιήθηκε ανάλυση της συμπεριφοράς του κινητήρα και εφαρμόστηκαν στοχευμένες ρυθμίσεις με σκοπό τον βελτιωμένο ψεκασμό, τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και την αύξηση της ισχύος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η χρήση ευρυζωνικού αισθητήρα και συστήματος καταγραφής προσφέρει ιδιαίτερα υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία, επιτρέποντας την εξαγωγή μετρήσιμων βελτιώσεων τόσο στην απόδοση όσο και στην οικονομία καυσίμου.