Emner:
- Spesifikt drivstofforbruk
- Motoreffektivitet
- Kraftdiagram / eggdiagram
- Nedbemanning av eiendeler
Spesifikt drivstofforbruk:
Vi uttrykker vanligvis drivstofforbruket til et kjøretøy i antall kjørte kilometer per liter, for eksempel: 1:15. Bildokumentasjonen gir ofte liter per 100 km. Det er tatt hensyn til kjøreforholdene, dvs kjøremotstander som spiller en stor rolle.
Det er interessant for teknikere å vite hvor mye drivstoff det koster å levere en viss effekt over en periode. Dette forbruket er uttrykt i kilogram drivstoff per time (B). Når vi ser på det per kiloWatt, snakker vi om det spesifikke drivstofforbruket (be), uttrykt i g/kWh.
Det spesifikke drivstofforbruket kan inkluderes i kjøretøyets dreiemoment-effektdiagram. Dette diagrammet viser at det spesifikke drivstofforbruket under full belastning er sist når motormomentet er like over maksimum.
Motoreffektivitet:
Vi oppnår det laveste spesifikke drivstofforbruket under omstendighetene der motoreffektiviteten er høyest. Effekten uttrykkes i Watt eller Joule/s. Den tilførte kraften er varmeinnholdet i drivstoffet, som er lik det spesifikke drivstofforbruket (be) * den tilførte effekten (P) * den spesifikke forbrenningsvarmen (H).
Effektdiagram / eggdiagram:
Under testfasen av hver (ny) motor, foretas en måling for det spesifikke drivstofforbruket. I denne målingen utføres drivstofforbruket på et motorteststativ eller krafttestbenk ved forskjellige hastigheter ved variabel motorbelastning. Belastningen justeres ved å trykke gasspedalen gradvis dypere, slik at motoren leverer noen kW mer kraft for hvert trinn. På denne måten går hele fartsområdet gjennom.
Bildet nedenfor viser drivstofforbruksdiagrammet, også kalt "eggdiagrammet", avbildet. Øyene angir drivstofforbruk i g/kWh. Disse linjene (eggformede) forbinder punktene hvis spesifikke drivstofforbruk er det samme. Den minste øya gir en hastighet på rundt 3000 rpm. det laveste drivstofforbruket, nemlig 240 g/kWh. Vi kaller dette "sweet spot". Motoren er mest økonomisk ved slike hastigheter og belastninger.
Forklaring av linjene i Ei-diagrammet:
- Vertikal akse: dreiemomentet i Nm;
- Horisontal akse: veivakselhastighet;
- Blå linje: dreiemomentkurven til motoren;
- Grønne linjer: kraftledninger i kW;
- Svarte øyer: forbruksområdene
De (grønne) kraftledningene viser tydelig at med synkende hastighet må dreiemomentet (og dermed det gjennomsnittlige forbrenningstrykket) øke for å opprettholde samme effekt. Vi ser også en nedgang i drivstofforbruket. Minimum drivstofforbruk på 240 gram per kWh oppnås ved en hastighet på rundt 3000 o/min med en effekt på omtrent 85 kW. Drivstofforbruket til denne bilen er i gjennomsnitt 9 l/100 km.
Det betyr at motoren er mest økonomisk når den skal levere cirka 45 % av den totale effekten. Ved lavere effekt er motoren ineffektiv: praktisk talt ingen kraft leveres, men alle interne friksjonstap må absorberes. I praksis kan dette bety at kjøretøyet kan være mer økonomisk ved kjøring i 120 km/t på 6. gir enn ved kjøring i 90 km/t i 4. gir.
Strømdiagram for nedbemanning:
Inntil nylig brukte produsenter motorer med stor sylinderkapasitet. I VAG-gruppen var den 6.0 (W-) 12-sylindrede motoren utstillingsvinduet i blant annet Audi A8 og BMW M5 (E60) tilbød høy ytelse med den naturlig aspirerte 5 liters V10-motoren. Mellomklassebilene var også utstyrt med relativt stor motorkapasitet, for eksempel en naturlig innsuget 2.0 liter. I dag leter produsentene etter alle mulige måter å redusere utslippene drastisk på uten å ofre ytelsen. Vi ser at sylinderkapasiteten til stadig flere motorer blir mindre og en eksosgassturbo sørger for god ytelse. Vi ser et eksempel på dette i VW Golf, der 1.0 liters motoren med turbo yter bedre og er mer økonomisk enn en (eldre) 1.4 liters motor uten turbo:
- VW Golf V fra 2005, motorkapasitet: 1,4 liter, eiendeler: 59 kW, forbruk: 6,9 l/100 km (1:14.5);
- VW Golf VII fra 2015, motorkapasitet: 1.0 liter, eiendeler: 85 kW, forbruk: 4,5 l/100 km (1:22,2).
Eggdiagrammene nedenfor er fra a atmosfærisk motor med en sylinderkapasitet på 2,5 liter og en trykksatt 1,6 liter motor. Begge motorene leverer et maksimalt dreiemoment på 240 Nm. Dreiemomentkurven til den naturlig aspirerte motoren er mye flatere enn turbomotoren rundt 3000 o/min. Med begge motorene oppnås maksimalt dreiemoment ved omtrent 3000 o/min, men vi ser at gjennomsnittlig effektivt stempeltrykk (BMEP) for turbomotoren er 7 bar høyere ved dreiemomenthastigheten. En høyere BMEP fører til færre strømningstap under gassutveksling og høyere effektivitet.
