Teemad:
- Spetsiifiline kütusekulu
- Mootori efektiivsus
- Võimsusskeem / munadiagramm
- Varade vähendamise diagramm
Konkreetne kütusekulu:
Tavaliselt väljendame sõiduki kütusekulu liitri kohta läbitud kilomeetrite arvuna, näiteks: 1:15. Sõiduki dokumentatsioon annab sageli liitrit 100 km kohta. Arvestatud on sõidutingimustega, st sõidutakistused mis mängivad suurt rolli.
Tehnikute jaoks on huvitav teada, kui palju kütust maksab teatud võimsuse tarnimine teatud aja jooksul. Seda kulu väljendatakse kütuse kilogrammides tunnis (B). Kui me vaatame seda kilovati kohta, siis räägime kütuse erikulust (be), väljendatuna g/kWh.
Kütuse erikulu saab lisada sõiduki pöördemomendi-võimsuse diagrammi. See diagramm näitab, et kütuse erikulu täiskoormuse tingimustes on viimane, kui mootori pöördemoment on veidi üle maksimumi.
Mootori efektiivsus:
Madalaima kütuse erikulu saame oludes, kus mootori kasutegur on kõrgeim. Võimsust väljendatakse vattides või džaulides/s. Tarnitav võimsus on kütuse soojussisaldus, mis on võrdne kütuse erikuluga (be) * tarnitud võimsus (P) * eripõlemissoojus (H).
Võimsusskeem / munadiagramm:
Iga (uue) mootori katsefaasis toimub kütuse erikulu mõõtmine. Sellel mõõtmisel tehakse kütusekulu mootori katsestendil või võimsuskatsestendil erinevatel pööretel mootori muutuva koormuse juures. Koormust reguleeritakse, vajutades gaasipedaali järk-järgult sügavamale, nii et mootor annab iga sammuga paar kW rohkem võimsust. Sel viisil läbitakse kogu kiirusvahemik.
Alloleval pildil on kujutatud kütusekulu diagramm, mida nimetatakse ka "munadiagrammiks". Saared näitavad kütusekulu g/kWh. Need jooned (munakujulised) ühendavad punkte, mille kütuse erikulu on sama. Väikseim saar annab kiiruseks umbes 3000 p/min. madalaim kütusekulu, nimelt 240 g/kWh. Me nimetame seda "magusaks kohaks". Mootor on sellistel pööretel ja koormustel kõige ökonoomsem.
Ei diagrammi joonte selgitus:
- Vertikaaltelg: pöördemoment Nm;
- Horisontaaltelg: väntvõlli kiirus;
- Sinine joon: mootori pöördemomendi kõver;
- Rohelised jooned: elektriliinid kW-des;
- Mustad saared: tarbimispiirkonnad
(Rohelised) elektriliinid näitavad selgelt, et kiiruse vähenemise korral peab pöördemoment (ja seega ka keskmine põlemisrõhk) sama võimsuse säilitamiseks suurenema. Samuti näeme kütusekulu vähenemist. Minimaalne kütusekulu 240 grammi kWh kohta saavutatakse kiirusel umbes 3000 p/min ja võimsusega umbes 85 kW. Selle auto kütusekulu on keskmiselt 9 l/100 km.
See tähendab, et mootor on kõige ökonoomsem, kui see peab andma ligikaudu 45% koguvõimsusest. Väiksemate võimsuste korral on mootor ebaefektiivne: võimsust praktiliselt ei edastata, kuid kõik sisehõõrdekaod tuleb absorbeerida. Praktikas võib see tähendada, et 120. käiguga 6 km/h sõites võib sõiduk olla ökonoomsem kui 90. käiguga 4 km/h sõites.
Toiteskeem suuruse vähendamiseks:
Kuni viimase ajani kasutasid tootjad suure silindrite töömahuga mootoreid. VAG-grupis oli 6.0 (W-) 12-silindriline mootor esitletav muu hulgas Audi A8 ja BMW M5 (E60) puhul, mis pakkusid kõrget jõudlust koos vabalthingava 5-liitrise V10 mootoriga. Keskklassi autod olid varustatud ka suhteliselt suure mootori töömahuga, näiteks vabalthingava 2.0-liitrise. Tänapäeval otsivad tootjad kõiki võimalikke viise heitkoguste drastiliseks vähendamiseks jõudlust ohverdamata. Näeme üha enamate mootorite silindrite töömahtu muutumas väiksemaks ja heitgaaside turbo tagab hea jõudluse. Selle näidet näeme VW Golfis, kus turboga 1.0-liitrine mootor töötab paremini ja on ökonoomsem kui (vanem) 1.4-liitrine ilma turbota mootor:
- VW Golf V aastast 2005, mootori töömaht: 1,4 liiter, varad: 59 kW, tarbimine: 6,9 l/100km (1:14.5);
- VW Golf VII aastast 2015, mootori töömaht: 1.0 liiter, varad: 85 kW, tarbimine: 4,5 l/100km (1:22,2).
Allolevad munadiagrammid on pärit a atmosfääriline mootor silindrite töömahuga 2,5 liiter ja üks surve all 1,6 liitrit mootor. Mõlema mootori maksimaalne pöördemoment on 240 Nm. Vabahingava mootori pöördemomendi kõver on palju lamedam kui turbomootoril kiirusel 3000 p/min. Mõlema mootoriga saavutatakse maksimaalne pöördemoment ligikaudu 3000 p/min juures, kuid näeme, et keskmine efektiivne kolvirõhk (BMEP) turbomootori puhul on pöördemomendi kiirusel 7 baari kõrgem. Kõrgem BMEP toob kaasa väiksemad voolukadud gaasivahetuse ajal ja suurema efektiivsuse.
