Предмети:
- Специфичен разход на гориво
- Моторна ефективност
- Диаграма мощност / диаграма яйце
- Диаграма за намаляване на активите
Специфичен разход на гориво:
Обикновено изразяваме разхода на гориво на превозно средство в брой изминати километри на литър, например: 1:15. Документацията на автомобила често дава литри на 100 км. Взети са предвид условията на шофиране, т.е съпротивления при шофиране които играят основна роля.
За техниците е интересно да знаят колко гориво струва, за да достави определена мощност за определен период от време. Тази консумация се изразява в килограми гориво на час (B). Когато го разглеждаме на киловат, говорим за специфичния разход на гориво (be), изразен в g/kWh.
Специфичният разход на гориво може да бъде включен в диаграмата въртящ момент-мощност на автомобила. Тази диаграма показва, че специфичният разход на гориво при условия на пълно натоварване е последен, когато въртящият момент на двигателя е малко над своя максимум.
Моторна ефективност:
Получаваме най-нисък специфичен разход на гориво при обстоятелства, при които ефективността на двигателя е най-висока. Мощността се изразява във ватове или джаули/s. Доставената мощност е топлинното съдържание на горивото, което е равно на специфичния разход на гориво (be) * доставената мощност (P) * специфичната топлина на изгаряне (H).
Диаграма на мощността / диаграма на яйцата:
По време на тестовата фаза на всеки (нов) двигател се извършва измерване на специфичния разход на гориво. При това измерване разходът на гориво се извършва на стенд за изпитване на двигател или стенд за изпитване на мощност при различни скорости при променливи натоварвания на двигателя. Натоварването се регулира чрез постепенно натискане на педала на газта, така че двигателят да доставя няколко kW повече мощност с всяка стъпка. По този начин се преминава през целия диапазон на скоростта.
Изображението по-долу показва изобразената диаграма на разхода на гориво, наричана още „диаграма на яйца“. Островите показват разхода на гориво в g/kWh. Тези линии (яйцевидни) свързват точките, чийто специфичен разход на гориво е еднакъв. Най-малкият остров дава скорост от около 3000 об./мин. най-нисък разход на гориво, а именно 240 g/kWh. Ние наричаме това „сладко място“. Двигателя е най-икономичен при такива обороти и натоварвания.
Обяснение на линиите в Ei диаграмата:
- Вертикална ос: въртящият момент в Nm;
- Хоризонтална ос: скорост на коляновия вал;
- Синя линия: кривата на въртящия момент на двигателя;
- Зелени линии: електропроводи в kW;
- Черни острови: районите на потребление
(Зелените) силови линии ясно показват, че с намаляване на скоростта въртящият момент (и следователно средното налягане на горене) трябва да се увеличи, за да се поддържа същата мощност. Виждаме и намаляване на разхода на гориво. Минималният разход на гориво от 240 грама на kWh се постига при скорост от около 3000 rpm с изходна мощност от приблизително 85 kW. Средният разход на гориво на този автомобил е 9 л/100 км.
Това означава, че двигателят е най-икономичен, когато трябва да достави приблизително 45% от общата мощност. При по-ниски мощности двигателят е неефективен: на практика не се доставя мощност, но всички загуби от вътрешно триене трябва да бъдат поети. На практика това може да означава, че превозното средство може да бъде по-икономично, когато се движи със 120 км/ч на 6-та предавка, отколкото когато се движи с 90 км/ч на 4-та предавка.
Диаграма на мощността за намаляване на размера:
Доскоро производителите използваха двигатели с голям обем на цилиндрите. Във VAG групата 6.0 (W-) 12-цилиндровият двигател беше експонатът, наред с други, Audi A8 и BMW M5 (E60), предлагащи висока производителност с 5-литровия V10 двигател с атмосферно пълнене. Автомобилите от среден клас също бяха оборудвани със сравнително голям двигател, например атмосферен 2.0 литра. Днес производителите търсят всеки възможен начин за драстично намаляване на емисиите, без да се жертва производителността. Виждаме, че обемът на цилиндъра на все повече и повече двигатели става по-малък и турбокомпресорът с изгорели газове осигурява добра производителност. Виждаме пример за това във VW Golf, където 1.0-литровият двигател с турбо се представя по-добре и е по-икономичен от (по-стар) 1.4-литров двигател без турбо:
- VW Golf V от 2005 г., обем на двигателя: 1,4 литра, активи: 59 kW, консумация: 6,9 л/100 км (1:14.5);
- VW Golf VII от 2015 г., обем на двигателя: 1.0 литра, активи: 85 kW, консумация: 4,5 л/100 км (1:22,2).
Диаграмите на яйцата по-долу са от a атмосферен двигател с обем на цилиндъра от 2,5 литра и един под налягане 1,6л двигател. И двата двигателя осигуряват максимален въртящ момент от 240 Nm. Кривата на въртящия момент на атмосферния двигател е много по-плоска от тази на турбо двигателя около 3000 об./мин. И при двата двигателя максималният въртящ момент се постига при приблизително 3000 об/мин, но виждаме, че средно ефективно налягане на буталото (BMEP) за турбодвигателя е със 7 бара по-висок при скоростта на въртящия момент. По-високият BMEP води до по-малко загуби на поток по време на обмен на газ и по-висока ефективност.
