Tárgyak:
- Fajlagos üzemanyag-fogyasztás
- A motor hatékonysága
- Teljesítmény diagram / tojás diagram
- Leépítési eszköz diagram
Fajlagos üzemanyag-fogyasztás:
Egy jármű üzemanyag-fogyasztását általában literenként megtett kilométerekben fejezzük ki, például: 1:15. A jármű dokumentációja gyakran litert ad meg 100 km-enként. Figyelembe vették a vezetési körülményeket, azaz a vezetési ellenállások amelyek nagy szerepet játszanak.
A technikusok számára érdekes tudni, hogy mennyi üzemanyagba kerül egy bizonyos teljesítmény leadása egy bizonyos ideig. Ezt a fogyasztást óránkénti üzemanyag kilogrammban fejezik ki (B). Ha kilowattonként nézzük, akkor a fajlagos üzemanyag-fogyasztásról (be) beszélünk, g/kWh-ban kifejezve.
A fajlagos üzemanyag-fogyasztást a jármű nyomaték-teljesítmény diagramja tartalmazza. Ez a diagram azt mutatja, hogy a fajlagos üzemanyag-fogyasztás teljes terhelés mellett akkor éri el a legutolsót, amikor a motor nyomatéka valamivel meghaladja a maximumot.
Motor hatásfoka:
A legalacsonyabb fajlagos üzemanyag-fogyasztást olyan körülmények között kapjuk, ahol a motor hatásfoka a legmagasabb. A teljesítmény Wattban vagy Joule/s-ban van kifejezve. A szolgáltatott teljesítmény a tüzelőanyag hőtartalma, amely megegyezik a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztással (be) * a szolgáltatott teljesítménnyel (P) * a fajlagos égéshővel (H).
Teljesítmény diagram / tojás diagram:
Minden (új) motor tesztfázisában megtörténik a fajlagos üzemanyag-fogyasztás mérése. Ebben a mérésben az üzemanyag-fogyasztást egy motor próbapadon vagy erőpróbapadon végzik el, különböző fordulatszámokon, változó motorterhelés mellett. A terhelés beállítása a gázpedál fokozatos mélyebbre történő lenyomásával történik, így a motor minden lépésnél néhány kW-tal több teljesítményt ad le. Ily módon a teljes fordulatszám-tartományon áthalad.
Az alábbi képen látható az üzemanyag-fogyasztási diagram, amelyet „tojás diagramnak” is neveznek. A szigetek az üzemanyag-fogyasztást g/kWh-ban jelzik. Ezek a vonalak (tojás alakúak) kötik össze azokat a pontokat, amelyek fajlagos üzemanyag-fogyasztása azonos. A legkisebb sziget 3000 ford./perc körüli sebességet ad. a legalacsonyabb üzemanyag-fogyasztás, mégpedig 240 g/kWh. Ezt nevezzük „édes pontnak”. A motor ilyen fordulatszámon és terhelésen a leggazdaságosabb.
Az Ei diagram vonalainak magyarázata:
- Függőleges tengely: a nyomaték Nm-ben;
- Vízszintes tengely: főtengely fordulatszáma;
- Kék vonal: a motor nyomatékgörbéje;
- Zöld vonalak: elektromos vezetékek kW-ban;
- Fekete szigetek: a fogyasztási területek
A (zöld) távvezetékek jól mutatják, hogy a fordulatszám csökkenésével a nyomatéknak (és így az átlagos égési nyomásnak) növekednie kell ahhoz, hogy ugyanaz a teljesítmény maradjon. Az üzemanyag-fogyasztás csökkenését is látjuk. A minimális, 240 gramm/kWh-s üzemanyag-fogyasztás körülbelül 3000 ford./perc fordulatszámon érhető el, körülbelül 85 kW teljesítmény mellett. Ennek az autónak az üzemanyag-fogyasztása átlagosan 9 l/100 km.
Ez azt jelenti, hogy a motor akkor a leggazdaságosabb, ha a teljes teljesítmény körülbelül 45%-át kell leadnia. Alacsonyabb teljesítményeknél a motor nem hatékony: gyakorlatilag nincs teljesítmény leadva, de minden belső súrlódási veszteséget el kell nyelni. Ez a gyakorlatban azt jelentheti, hogy a jármű takarékosabb lehet 120 km/h-val 6. fokozatban, mint 90 km/h-val 4. fokozatban.
Teljesítmény diagram a méretcsökkentéshez:
Egészen a közelmúltig a gyártók nagy hengerűrtartalmú motorokat használtak. A VAG-csoportban a 6.0 (W-) 12 hengeres motor volt a bemutató darab, többek között az Audi A8 és a BMW M5 (E60) nagy teljesítményt nyújtott a szívó 5 literes V10-es motorral. A középkategóriás autókat is viszonylag nagy űrtartalommal szerelték fel, például egy szívó 2.0 literes. Ma a gyártók minden lehetséges módot keresnek a károsanyag-kibocsátás drasztikus csökkentésére a teljesítmény feláldozása nélkül. Azt látjuk, hogy egyre több motor hengerűrtartalma csökken, és a kipufogógáz-turbó gondoskodik a jó teljesítményről. Erre látunk példát a VW Golfnál, ahol az 1.0 literes turbós motor jobban teljesít és gazdaságosabb, mint egy (régebbi) 1.4 literes turbó nélküli motor:
- VW Golf V 2005-től, motortérfogat: 1,4 liter, eszközök: 59 kW, fogyasztás: 6,9 l/100km (1:14.5);
- VW Golf VII 2015-től, motortérfogat: 1.0 liter, eszközök: 85 kW, fogyasztás: 4,5 l/100km (1:22,2).
Az alábbi tojásdiagramok a légköri hengerűrtartalmú motor 2,5 liter és egyet nyomás alatt 1,6 liter motor. Mindkét motor maximális nyomatéka 240 Nm. A szívómotor nyomatékgörbéje jóval laposabb, mint a turbóé 3000 ford./perc körül. Mindkét motornál a maximális nyomaték körülbelül 3000 ford./percnél érhető el, de azt látjuk, hogy a átlagos effektív dugattyúnyomás (BMEP) a turbómotornál 7 bar-ral nagyobb nyomatéki fordulatszámon. A magasabb BMEP kevesebb áramlási veszteséget eredményez a gázcsere során, és nagyobb hatásfokot eredményez.
