فاعل، موضوع:
- مصرف سوخت خاص
- راندمان موتور
- نمودار قدرت / نمودار تخم مرغ
- نمودار کوچک سازی دارایی
مصرف سوخت خاص:
ما معمولاً مصرف سوخت یک وسیله نقلیه را به تعداد کیلومتر طی شده در هر لیتر بیان می کنیم، به عنوان مثال: 1:15. اسناد خودرو اغلب لیتر در هر 100 کیلومتر را نشان می دهد. شرایط رانندگی در نظر گرفته شده است، یعنی مقاومت های رانندگی که نقش عمده ای دارند
برای تکنسین ها جالب است که بدانند برای ارائه یک توان معین در یک دوره زمانی چقدر سوخت هزینه می شود. این مصرف بر حسب کیلوگرم سوخت در ساعت (B) بیان می شود. هنگامی که به آن در هر کیلووات نگاه می کنیم، در مورد مصرف سوخت خاص (be) صحبت می کنیم که بر حسب گرم بر کیلووات ساعت بیان می شود.
مصرف سوخت خاص را می توان در نمودار گشتاور-قدرت خودرو گنجاند. این نمودار نشان می دهد که مصرف سوخت خاص در شرایط بار کامل زمانی آخرین است که گشتاور موتور کمی بیش از حداکثر خود باشد.
راندمان موتور:
ما کمترین مصرف سوخت ویژه را در شرایطی به دست می آوریم که راندمان موتور بالاترین است. توان بر حسب وات یا ژول بر ثانیه بیان می شود. توان عرضه شده مقدار گرمای سوخت است که برابر است با مصرف سوخت ویژه (be) * توان عرضه شده (P) * گرمای ویژه احتراق (H).
نمودار قدرت / نمودار تخم مرغ:
در مرحله آزمایش هر موتور (جدید)، اندازه‌گیری مصرف سوخت خاص انجام می‌شود. در این اندازه گیری، مصرف سوخت روی پایه تست موتور یا میز تست قدرت در سرعت های مختلف در بارهای متغیر موتور انجام می شود. بار با فشار دادن پدال گاز به تدریج عمیق تر تنظیم می شود، به طوری که موتور با هر مرحله چند کیلو وات قدرت بیشتری ارائه می دهد. به این ترتیب کل محدوده سرعت چرخه می شود.
تصویر زیر نمودار مصرف سوخت را نشان می دهد که به آن "نمودار تخم مرغ" نیز می گویند. جزایر مصرف سوخت را بر حسب گرم بر کیلووات ساعت نشان می دهند. این خطوط (تخم مرغی شکل) نقاطی را که مصرف سوخت ویژه آنها یکسان است به هم متصل می کند. کوچکترین جزیره سرعتی در حدود 3000 دور در دقیقه می دهد. کمترین مصرف سوخت یعنی 240 گرم در کیلووات ساعت. ما این را "نقطه شیرین" می نامیم. موتور در چنین سرعت ها و بارهایی مقرون به صرفه است.
توضیح خطوط در نمودار Ei:
- محور عمودی: گشتاور بر حسب نیوتن متر.
- محور افقی: سرعت میل لنگ.
- خط آبی: منحنی گشتاور موتور.
- خطوط سبز: خطوط برق به کیلووات؛
- جزایر سیاه: مناطق مصرف
خطوط برق (سبز) به وضوح نشان می دهد که با کاهش سرعت، گشتاور (و بنابراین میانگین فشار احتراق) برای حفظ همان قدرت باید افزایش یابد. همچنین شاهد کاهش مصرف سوخت هستیم. حداقل مصرف سوخت 240 گرم در هر کیلووات ساعت در سرعتی در حدود 3000 دور در دقیقه با توان خروجی تقریباً 85 کیلووات به دست می آید. مصرف سوخت این خودرو به طور متوسط 9 لیتر در 100 کیلومتر است.
این بدان معناست که موتور زمانی مقرون به صرفه است که باید تقریباً 45٪ از کل قدرت را ارائه دهد. در قدرت‌های پایین‌تر، موتور ناکارآمد است: عملاً هیچ توانی ارائه نمی‌شود، اما تمام تلفات اصطکاک داخلی باید جذب شوند. در عمل، این ممکن است به این معنی باشد که خودرو در هنگام رانندگی با سرعت 120 کیلومتر در ساعت با دنده 6 نسبت به زمانی که با سرعت 90 کیلومتر در ساعت با دنده 4 رانندگی می کند، مقرون به صرفه تر باشد.
نمودار قدرت برای کوچک کردن:
تا همین اواخر، سازندگان از موتورهایی با ظرفیت سیلندر بزرگ استفاده می کردند. در گروه VAG، موتور 6.0 سیلندر 12 (W-) نمونه بود، در میان سایرین، آئودی A8 و BMW M5 (E60) عملکرد بالایی را با موتور 5 لیتری V10 تنفس طبیعی ارائه کردند. خودروهای کلاس متوسط نیز به حجم موتور نسبتاً بزرگی مجهز بودند، به عنوان مثال یک موتور 2.0 لیتری تنفس طبیعی. امروزه، سازندگان به دنبال هر راه ممکن برای کاهش شدید انتشار گازهای گلخانه ای بدون به خطر انداختن عملکرد هستند. ما شاهد کوچکتر شدن ظرفیت سیلندر بیشتر و بیشتر موتورها هستیم و یک توربو گاز اگزوز عملکرد خوب را تضمین می کند. نمونه ای از این را در VW Golf می بینیم که در آن موتور 1.0 لیتری توربو عملکرد بهتری دارد و نسبت به موتور 1.4 لیتری (قدیمی) بدون توربو به صرفه تر است:
- VW Golf V از سال 2005، ظرفیت موتور: 1,4 لیتری، دارایی های: 59 کیلو وات، مصرف: 6,9 ل/100 کیلومتر (1:14.5);
- VW Golf VII از سال 2015، ظرفیت موتور: 1.0 لیتری، دارایی های: 85 کیلو وات، مصرف: 4,5 ل/100 کیلومتر (1:22,2).
نمودارهای تخم مرغ زیر از a هستند جوی موتور با ظرفیت سیلندر 2,5 لیتری و یکی 1,6 لیتری تحت فشار موتور هر دو موتور حداکثر گشتاور 240 نیوتن متر را ارائه می دهند. منحنی گشتاور موتور تنفس طبیعی بسیار صاف تر از موتور توربو در حدود 3000 دور در دقیقه است. با هر دو موتور، حداکثر گشتاور تقریباً در 3000 دور در دقیقه به دست می آید، اما ما می بینیم که متوسط فشار موثر پیستون (BMEP) برای موتور توربو در سرعت گشتاور 7 بار بیشتر است. BMEP بالاتر منجر به تلفات جریان کمتر در هنگام تبادل گاز و راندمان بالاتر می شود.
