Temos:
- Specifinės degalų sąnaudos
- Variklio efektyvumas
- Galios diagrama / kiaušinių diagrama
- Turto mažinimo diagrama
Specifinės degalų sąnaudos:
Transporto priemonės degalų sąnaudas dažniausiai išreiškiame nuvažiuotų kilometrų skaičiumi vienam litrui, pvz.: 1:15. Automobilio dokumentuose dažnai nurodoma litrų 100 km. Buvo atsižvelgta į vairavimo sąlygas, t.y vairavimo pasipriešinimai kurie vaidina pagrindinį vaidmenį.
Technikams įdomu sužinoti, kiek degalų kainuoja tam tikros galios tiekimas per tam tikrą laikotarpį. Šios sąnaudos išreiškiamos kilogramais degalų per valandą (B). Kai žiūrime į kilovatą, kalbame apie specifines kuro sąnaudas (be), išreikštas g/kWh.
Konkrečias degalų sąnaudas galima įtraukti į transporto priemonės sukimo momento ir galios diagramą. Šioje diagramoje parodyta, kad specifinės degalų sąnaudos pilnos apkrovos sąlygomis yra paskutinės, kai variklio sukimo momentas yra šiek tiek didesnis nei didžiausias.
Variklio efektyvumas:
Mažiausias specifines degalų sąnaudas gauname tada, kai variklio efektyvumas yra didžiausias. Galia išreiškiama vatais arba džauliais/s. Tiekiama galia yra kuro šilumos kiekis, kuris yra lygus specifinėms kuro sąnaudoms (be) * tiekiamai galiai (P) * specifinei degimo šilumai (H).
Galios diagrama / kiaušinių diagrama:
Kiekvieno (naujo) variklio bandymo fazės metu matuojamos specifinės degalų sąnaudos. Atliekant šį matavimą, degalų sąnaudos atliekamos variklio bandymų stende arba galios bandymų stende, esant skirtingam greičiui, esant kintamoms variklio apkrovoms. Apkrova reguliuojama pamažu spaudžiant akceleratoriaus pedalą gilyn, kad variklis su kiekvienu žingsniu tiektų keliais kW daugiau galios. Tokiu būdu perkeliamas visas greičio diapazonas.
Žemiau esančiame paveikslėlyje pavaizduota kuro sąnaudų diagrama, dar vadinama „kiaušinių diagrama“. Salelės nurodo degalų sąnaudas g/kWh. Šios linijos (kiaušinio formos) jungia taškus, kurių specifinės degalų sąnaudos yra vienodos. Mažiausios salos greitis yra apie 3000 aps./min. mažiausios degalų sąnaudos – 240 g/kWh. Mes tai vadiname „saldžia vieta“. Variklis yra ekonomiškiausias esant tokiam greičiui ir apkrovoms.
Ei diagramos linijų paaiškinimas:
- Vertikali ašis: sukimo momentas Nm;
- Horizontali ašis: alkūninio veleno greitis;
- Mėlyna linija: variklio sukimo momento kreivė;
- Žalios linijos: elektros linijos kW;
- Juodosios salos: vartojimo zonos
(Žalios) elektros linijos aiškiai rodo, kad mažėjant greičiui sukimo momentas (taigi ir vidutinis degimo slėgis) turi didėti, kad išlaikytų tą pačią galią. Matome ir degalų sąnaudų mažėjimą. Mažiausios degalų sąnaudos – 240 gramų/kWh – pasiekiamos esant maždaug 3000 aps./min. greičiui ir maždaug 85 kW galiai. Šio automobilio degalų sąnaudos vidutiniškai siekia 9 l/100 km.
Tai reiškia, kad variklis yra ekonomiškiausias, kai turi tiekti maždaug 45% visos galios. Esant mažesnei galiai variklis neefektyvus: praktiškai nepateikiama galia, tačiau visi vidinės trinties nuostoliai turi būti absorbuojami. Praktiškai tai gali reikšti, kad transporto priemonė gali būti ekonomiškesnė važiuojant 120 km/h greičiu 6-ąja pavara, nei važiuojant 90 km/h greičiu 4-ąja pavara.
Sumažinimo galios diagrama:
Dar visai neseniai gamintojai naudojo variklius su didelės cilindrų talpos. VAG grupėje 6.0 (W-) 12 cilindrų variklis buvo demonstruojamas, be kita ko, Audi A8 ir BMW M5 (E60) pasižymi dideliu našumu su atmosferiniu 5 litrų V10 varikliu. Vidutinės klasės automobiliuose taip pat buvo sumontuotas gana didelis variklis, pavyzdžiui, atmosferinis 2.0 litro. Šiandien gamintojai ieško visų įmanomų būdų drastiškai sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį neprarandant našumo. Matome, kad vis daugiau variklių cilindrų darbinis tūris mažėja, o išmetamųjų dujų turbokompresorius užtikrina gerą našumą. To pavyzdį matome „VW Golf“, kur 1.0 litro variklis su turbina veikia geriau ir yra ekonomiškesnis nei (senesnis) 1.4 litro variklis be turbinos:
- VW Golf V nuo 2005 m., variklio darbinis tūris: 1,4 litrų, turtas: 59 kW, suvartojimas: 6,9 l/100km (1:14.5);
- VW Golf VII nuo 2015 m., variklio darbinis tūris: 1.0 litrų, turtas: 85 kW, suvartojimas: 4,5 l/100km (1:22,2).
Žemiau pateiktos kiaušinių diagramos yra iš a atmosferos variklis, kurio cilindrų tūris 2,5 litrų ir vienas slėgis 1,6 litro variklis. Abu varikliai išvysto maksimalų 240 Nm sukimo momentą. Natūralaus įsiurbimo variklio sukimo momento kreivė yra daug plokštesnė nei turbininio variklio, esant maždaug 3000 aps./min. Su abiem varikliais didžiausias sukimo momentas pasiekiamas esant maždaug 3000 aps./min., tačiau matome, kad vidutinis efektyvus stūmoklio slėgis (BMEP) turbininiam varikliui yra 7 barais didesnis esant sukimo momento greičiui. Didesnis BMEP sumažina srauto nuostolius dujų mainų metu ir padidina efektyvumą.
