Předměty:
- Specifická spotřeba paliva
- Účinnost motoru
- Schéma napájení / schéma vejce
- Schéma zmenšování aktiv
Specifická spotřeba paliva:
Spotřebu paliva vozidla obvykle vyjadřujeme v počtu ujetých kilometrů na litr, např.: 1:15. Dokumentace vozidla často uvádí litry na 100 km. Byly zohledněny jízdní podmínky, tj jízdní odpory které hrají hlavní roli.
Pro techniky je zajímavé vědět, kolik paliva stojí dodání určitého výkonu po určitou dobu. Tato spotřeba je vyjádřena v kilogramech paliva za hodinu (B). Když se na to podíváme na kiloWatt, mluvíme o měrné spotřebě paliva (be), vyjádřené v g/kWh.
Specifickou spotřebu paliva lze zahrnout do diagramu točivého momentu a výkonu vozidla. Tento diagram ukazuje, že měrná spotřeba paliva při plném zatížení je poslední, když je točivý moment motoru těsně nad svým maximem.
Účinnost motoru:
Nejnižší měrnou spotřebu paliva získáme za okolností, kdy je účinnost motoru nejvyšší. Výkon je vyjádřen ve wattech nebo joulech/s. Dodávaný výkon je tepelný obsah paliva, který se rovná měrné spotřebě paliva (be) * dodaný výkon (P) * měrné spalné teplo (H).
Schéma napájení / schéma vejce:
Během testovací fáze každého (nového) motoru probíhá měření specifické spotřeby paliva. Při tomto měření se spotřeba paliva provádí na zkušebním stavu motoru nebo na zkušební stolici při různých rychlostech při různém zatížení motoru. Zátěž se nastavuje postupným sešlápnutím plynového pedálu hlouběji, takže motor při každém kroku dodává o pár kW více výkonu. Tímto způsobem se projde celý rozsah otáček.
Na obrázku níže je znázorněn diagram spotřeby paliva, nazývaný také „diagram vajec“. Ostrůvky udávají spotřebu paliva v g/kWh. Tyto čáry (ve tvaru vejce) spojují body, jejichž měrná spotřeba paliva je stejná. Nejmenší ostrůvek udává rychlost kolem 3000 ot./min. nejnižší spotřeba paliva, a to 240 g/kWh. Říkáme tomu „sladká tečka“. V takových otáčkách a zatížení je motor nejhospodárnější.
Vysvětlení čar v Ei diagramu:
- Vertikální osa: točivý moment v Nm;
- Horizontální osa: otáčky klikového hřídele;
- Modrá čára: křivka točivého momentu motoru;
- Zelené čáry: elektrické vedení v kW;
- Černé ostrovy: oblasti spotřeby
(zelené) siločáry jasně ukazují, že s klesajícími otáčkami musí růst točivý moment (a tedy i průměrný spalovací tlak), aby byl zachován stejný výkon. Vidíme také pokles spotřeby paliva. Minimální spotřeby paliva 240 gramů na kWh je dosaženo při otáčkách kolem 3000 ot./min. při výkonu cca 85 kW. Spotřeba paliva tohoto vozu je v průměru 9 l/100 km.
To znamená, že motor je nejhospodárnější, když musí dodat přibližně 45 % celkového výkonu. Při nižších výkonech je motor neefektivní: nedodává se prakticky žádný výkon, ale musí být absorbovány všechny ztráty vnitřním třením. V praxi to může znamenat, že vozidlo může být hospodárnější při jízdě rychlostí 120 km/h na 6. převodový stupeň než při jízdě rychlostí 90 km/h na 4. převodový stupeň.
Schéma napájení pro zmenšení:
Donedávna výrobci používali motory s velkým objemem válců. Ve skupině VAG byl 6.0válcový motor 12 (W-) ukázkovým kouskem mimo jiné v Audi A8 a BMW M5 (E60), které nabízely vysoký výkon s atmosférickým 5litrovým motorem V10. Vozy střední třídy byly vybaveny i poměrně velkým objemem motoru, například atmosférickým 2.0 litrem. Výrobci dnes hledají všechny možné způsoby, jak drasticky snížit emise bez obětování výkonu. Vidíme, že objem válců stále více motorů se zmenšuje a turbodmychadlo na výfukové plyny zajišťuje dobrý výkon. Příklad toho vidíme ve VW Golf, kde 1.0litrový motor s turbem funguje lépe a je hospodárnější než (starší) 1.4litrový motor bez turba:
- VW Golf V od roku 2005, obsah motoru: 1,4 litr, aktiva: 59 kW, spotřeba: 6,9 l/100 km (1:14.5);
- VW Golf VII od roku 2015, obsah motoru: 1.0 litr, aktiva: 85 kW, spotřeba: 4,5 l/100 km (1:22,2).
Níže uvedená schémata vajec pocházejí z a atmosférický motor s objemem válců 2,5 litr a jeden tlakový 1,6 litru motor. Oba motory poskytují maximální točivý moment 240 Nm. Křivka točivého momentu atmosférického motoru je kolem 3000 ot./min mnohem plošší než u turbomotoru. U obou motorů je maximálního točivého momentu dosaženo přibližně při 3000 otáčkách za minutu, ale vidíme, že průměrný efektivní tlak pístu (BMEP) pro turbomotor je o 7 barů vyšší při otáčkách točivého momentu. Vyšší BMEP vede k menším ztrátám průtoku během výměny plynu a vyšší účinnosti.
