Subiecte:
- Consum specific de combustibil
- Eficiența motorului
- Diagrama puterii / diagrama ouălor
- Diagrama de reducere a activelor
Consum specific de combustibil:
De obicei exprimăm consumul de combustibil al unui vehicul în numărul de kilometri parcurși pe litru, de exemplu: 1:15. Documentația vehiculului oferă adesea litri la 100 km. S-au luat în considerare condițiile de conducere, adică rezistențe de antrenare care joacă un rol major.
Este interesant pentru tehnicieni să știe cât de mult combustibil costă pentru a furniza o anumită putere într-o perioadă de timp. Acest consum este exprimat în kilograme de combustibil pe oră (B). Când ne uităm la acesta per kiloWatt, vorbim despre consumul specific de combustibil (be), exprimat în g/kWh.
Consumul specific de combustibil poate fi inclus în diagrama cuplu-putere a vehiculului. Această diagramă arată că consumul specific de combustibil în condiții de încărcare maximă este ultimul atunci când cuplul motor este puțin peste maximul său.
Eficiența motorului:
Obținem cel mai mic consum specific de combustibil în circumstanțele în care randamentul motorului este cel mai mare. Puterea este exprimată în Watt sau Joule/s. Puterea furnizată este conținutul de căldură al combustibilului, care este egal cu consumul specific de combustibil (be) * puterea furnizată (P) * căldura specifică de ardere (H).
Diagrama puterii/diagrama ouălor:
În timpul fazei de testare a fiecărui motor (nou), are loc o măsurare a consumului specific de combustibil. În această măsurătoare, consumul de combustibil este efectuat pe un stand de testare a motorului sau pe un banc de testare a puterii la viteze diferite la sarcini variabile ale motorului. Sarcina este reglată prin apăsarea treptat a pedalei de accelerație mai adânc, astfel încât motorul să livreze cu câțiva kW mai multă putere la fiecare pas. În acest fel, întregul interval de viteză este parcurs.
Imaginea de mai jos prezintă diagrama consumului de combustibil, numită și „diagrama ouălor”, ilustrată. Insulele indică consumul de combustibil în g/kWh. Aceste linii (în formă de ou) leagă punctele al căror consum specific de combustibil este același. Cea mai mică insulă oferă o viteză de aproximativ 3000 rpm. cel mai mic consum de combustibil, respectiv 240 g/kWh. Numim acest lucru „locul dulce”. Motorul este cel mai economic la astfel de viteze și sarcini.
Explicația liniilor din diagrama Ei:
- Axa verticală: cuplul în Nm;
- Axa orizontala: viteza arborelui cotit;
- Linie albastră: curba cuplului motorului;
- Linii verzi: linii electrice în kW;
- Insulele negre: zonele de consum
Liniile electrice (verzi) arată clar că odată cu scăderea vitezei, cuplul (și, prin urmare, presiunea medie de ardere) trebuie să crească pentru a menține aceeași putere. Vedem și o scădere a consumului de combustibil. Consumul minim de combustibil de 240 de grame per kWh este atins la o viteză de aproximativ 3000 rpm cu o putere de aproximativ 85 kW. Consumul de combustibil al acestei mașini este în medie de 9 l/100 km.
Aceasta înseamnă că motorul este cel mai economic atunci când trebuie să livreze aproximativ 45% din puterea totală. La puteri mai mici, motorul este ineficient: practic nu este furnizată putere, dar toate pierderile interne de frecare trebuie absorbite. În practică, acest lucru poate însemna că vehiculul poate fi mai economic atunci când conduceți cu 120 km/h în treapta a 6-a decât atunci când conduceți cu 90 km/h în treapta a 4-a.
Diagrama puterii pentru reducere:
Până de curând, producătorii foloseau motoare cu cilindri de capacitate mare. În grupul VAG, motorul 6.0 (W-) cu 12 cilindri a fost piesa de spectacol în, printre altele, Audi A8 și BMW M5 (E60) au oferit performanțe ridicate cu motorul V5 de 10 litri aspirat natural. Mașinile din clasa medie au fost echipate și cu o capacitate relativ mare a motorului, de exemplu un 2.0 litri aspirat. Astăzi, producătorii caută toate modalitățile posibile de a reduce drastic emisiile fără a sacrifica performanța. Vedem capacitatea cilindrică a din ce în ce mai multe motoare devenind mai mică, iar un turbo cu gaz de eșapament asigură performanțe bune. Un exemplu în acest sens îl vedem la VW Golf, unde motorul de 1.0 litri cu turbo are performanțe mai bune și este mai economic decât un motor (mai vechi) de 1.4 litri fără turbo:
- VW Golf V din 2005, capacitate motor: 1,4 litru, active: 59 kW, consum: 6,9 L/100 km (1:14.5);
- VW Golf VII din 2015, capacitate motor: 1.0 litru, active: 85 kW, consum: 4,5 L/100 km (1:22,2).
Diagramele de ouă de mai jos sunt de la a atmosferice motor cu o capacitate cilindrică de 2,5 litru și una presurizat 1,6 litri motor. Ambele motoare livrează un cuplu maxim de 240 Nm. Curba de cuplu a motorului cu aspirație naturală este mult mai plată decât cea a motorului turbo în jur de 3000 rpm. Cu ambele motoare, cuplul maxim este atins la aproximativ 3000 rpm, dar vedem că presiunea medie efectivă a pistonului (BMEP) pentru motorul turbo este cu 7 bar mai mare la viteza cuplului. Un BMEP mai mare duce la mai puține pierderi de debit în timpul schimbului de gaze și la o eficiență mai mare.
