燃料消費量

科目：

燃料消費量
モーター効率
パワーダイアグラム/エッグダイアグラム
ダウンサイジング資産図

特定燃料消費量:
通常、車両の燃料消費量は、1 リットルあたりの走行キロ数 (例: 15:100) で表されます。車両の説明書には、XNUMX km あたりのリットル数が記載されていることがよくあります。運転条件が考慮されています。走行抵抗重要な役割を果たします。

技術者にとって、一定の電力を一定期間にわたって供給するためにどれくらいの燃料がかかるかを知ることは興味深いことです。この消費量は、XNUMX 時間あたりの燃料キログラムで表されます (B)。キロワットあたりで見る場合、g/kWh で表される比燃料消費量 (be) について話します。

特定の燃料消費量は、車両のトルクと出力の関係図に含めることができます。この図は、全負荷条件での燃料消費量が最後に得られるのは、エンジントルクが最大値をわずかに超えたときであることを示しています。

モーター効率:
エンジン効率が最も高くなる状況では、最小の燃料消費率が得られます。電力はワットまたはジュール/秒で表されます。供給される電力は燃料の熱量であり、比燃料消費量 (be) * 供給電力 (P) * 燃焼比熱 (H) に等しくなります。

パワーダイアグラム/エッグダイアグラム:
各 (新しい) エンジンのテスト段階で、特定の燃料消費量の測定が行われます。この測定では、エンジンテストスタンドまたはパワーテストベンチで、さまざまな速度、さまざまなエンジン負荷で燃料消費量が測定されます。アクセルペダルを徐々に深く踏み込むことで負荷が調整され、ステップごとにエンジンが出力する出力が数kW増加します。このようにして、速度範囲全体が循環されます。

下の画像は、「たまご図」とも呼ばれる燃料消費量図を示しています。島は燃料消費量を g/kWh で示します。これらの線（卵型）は、燃料消費率が同じである点を結んでいます。最小のアイランドでは約 3000 rpm の速度が得られます。最低燃料消費量は 240 g/kWh です。これを「スイートスポット」と呼びます。このような速度と負荷の場合、エンジンは最も経済的です。

Ei ダイアグラム内の線の説明:

縦軸: トルク (Nm)。
横軸: クランクシャフト速度。
青線: エンジンのトルク曲線。
緑の線: kW 単位の電力線。
黒島：消費地

(緑の) 出力線は、速度が低下すると、同じ出力を維持するためにトルク (したがって平均燃焼圧力) が増加する必要があることを明確に示しています。燃料消費量の減少も見られます。約 240 rpm の速度、約 3000 kW の出力で、kWh あたり 85 グラムの最小燃料消費量が達成されます。この車の燃料消費量は平均 9 リットル/100 km です。

これは、エンジンが総出力の約 45% を供給する必要がある場合に最も経済的であることを意味します。出力が低い場合、エンジンは非効率になります。実質的に出力は供給されませんが、内部摩擦損失はすべて吸収する必要があります。実際には、これは、120 速ギアで 6 km/h で走行する場合よりも、90 速ギアで 4 km/h で走行する方が、車両がより経済的であることを意味する可能性があります。

ダウンサイジングのための電力ダイアグラム:
最近まで、メーカーはシリンダー容量の大きなエンジンを使用していました。 VAGグループでは、6.0(W-)12気筒エンジンを搭載したアウディA8やBMW M5(E60)などが自然吸気5リッターV10エンジンで高性能を発揮しました。中級車も自然吸気の2.0リッターなど比較的大容量のエンジンを搭載していました。現在、メーカーは性能を犠牲にすることなく排出量を大幅に削減するためのあらゆる方法を模索しています。ますます多くのエンジンのシリンダー容量が小さくなり、排気ガスターボが優れたパフォーマンスを保証します。この例は VW ゴルフで見られます。ターボ付きの 1.0 リッターエンジンは、ターボなしの (古い) 1.4 リッターエンジンよりもパフォーマンスが良く、経済的です。

VW ゴルフ V 2005 年、エンジン排気量: 1,4リットル、資産: 59 kW、消費： 6,9のリットル/100km (1:14.5);
VW ゴルフ VII 2015 年、エンジン排気量: 1.0リットル、資産: 85 kW、消費： 4,5のリットル/100km (1:22,2).

以下の卵の図は、大気中のシリンダー容量が大きいエンジン 2,5リットル 1つ加圧1,6リットルエンジン。どちらのエンジンも最大トルク240Nmを発揮します。自然吸気エンジンのトルクカーブは、3000 rpm 付近でターボエンジンのトルクカーブよりもはるかに平坦です。どちらのエンジンも最大トルクは約 3000 rpm で発生しますが、平均有効ピストン圧力ターボエンジンの (BMEP) は、トルク速度で 7 bar 高くなります。 BMEP が高いほど、ガス交換中の流量損失が少なくなり、効率が高くなります。