Предмети:
- Питома витрата палива
- ККД двигуна
- Діаграма живлення / діаграма яйця
- Діаграма скорочення активів
Питома витрата палива:
Зазвичай ми виражаємо споживання палива транспортним засобом у кількості кілометрів на літр, наприклад: 1:15. У документації на автомобіль часто вказуються літри на 100 км. Були враховані умови водіння, тобто водіння опору які відіграють головну роль.
Технікам цікаво знати, скільки палива коштує забезпечити певну потужність протягом певного періоду часу. Ця витрата виражається в кілограмах палива на годину (B). Коли ми дивимося на кіловат, ми говоримо про питому витрату палива (be), виражену в г/кВт-год.
Питома витрата палива може бути включена в діаграму крутного моменту автомобіля. Ця діаграма показує, що питома витрата палива за умов повного навантаження є останньою, коли крутний момент двигуна трохи перевищує свій максимум.
ККД двигуна:
Ми отримуємо найнижчу питому витрату палива за обставин, коли ефективність двигуна найвища. Потужність виражається у Ватах або Джоулях/с. Підведена потужність - це теплоємність палива, яка дорівнює питомій витраті палива (be) * підведеній потужності (P) * питомій теплоті згоряння (H).
Діаграма потужності / діаграма яйця:
На етапі тестування кожного (нового) двигуна відбувається вимірювання питомої витрати палива. У цьому вимірюванні витрата палива проводиться на випробувальному стенді двигуна або стенді для випробування потужності при різних швидкостях при змінних навантаженнях двигуна. Навантаження регулюється поступовим глибшим натисканням на педаль акселератора, так що двигун видає на кілька кВт більше потужності з кожним кроком. Таким чином охоплюється весь діапазон швидкостей.
На зображенні нижче показана діаграма споживання палива, яку також називають «діаграмою яєць». На острівцях вказано споживання палива в г/кВт-год. Ці лінії (яйцеподібні) з’єднують точки, питома витрата палива яких однакова. Найменший острівець дає швидкість близько 3000 обертів на хвилину. найменша витрата палива, а саме 240 г/кВт·год. Ми називаємо це «солодкою точкою». На таких обертах і навантаженнях двигун найбільш економічний.
Пояснення ліній на діаграмі Ei:
- Вертикальна вісь: крутний момент у Нм;
- Горизонтальна вісь: частота обертання колінчастого вала;
- Синя лінія: крива крутного моменту двигуна;
- Зелені лінії: лінії електропередач у кВт;
- Чорні острови: райони споживання
(Зелені) силові лінії чітко показують, що зі зменшенням швидкості крутний момент (і, отже, середній тиск згоряння) має збільшуватися, щоб підтримувати ту саму потужність. Також ми бачимо зниження витрати палива. Мінімальна витрата палива в 240 грамів на кВт-год досягається на швидкості близько 3000 обертів на хвилину з вихідною потужністю приблизно 85 кВт. Витрата палива цього автомобіля становить в середньому 9 л/100 км.
Це означає, що двигун є найбільш економічним, коли він повинен видавати приблизно 45% загальної потужності. При менших потужностях двигун неефективний: потужність практично не виділяється, але всі втрати на внутрішнє тертя повинні бути поглинені. На практиці це може означати, що транспортний засіб може бути більш економічним під час руху зі швидкістю 120 км/год на 6-й передачі, ніж під час руху зі швидкістю 90 км/год на 4-й передачі.
Діаграма живлення для зменшення розміру:
До недавнього часу виробники використовували двигуни з великим об'ємом циліндрів. У групі VAG 6.0-циліндровий двигун 12 (W-) був експонатом, серед іншого, в Audi A8 та BMW M5 (E60), які забезпечували високу продуктивність завдяки 5-літровому двигуну V10 без наддуву. Автомобілі середнього класу також оснащувалися відносно великим двигуном, наприклад, атмосферним 2.0 л. Сьогодні виробники шукають усі можливі способи різкого скорочення викидів без шкоди для продуктивності. Ми бачимо, що об’єм циліндрів все більшої кількості двигунів стає меншим, а турбонаддув на вихлопних газах забезпечує хорошу продуктивність. Ми бачимо приклад цього у VW Golf, де 1.0-літровий двигун з турбонаддувом працює краще та економічніше, ніж (старіший) 1.4-літровий двигун без турбонаддува:
- VW Golf V з 2005 року, об'єм двигуна: 1,4 літр, активи: 59 кВт, споживання: 6,9 л/100 км (1:14.5);
- VW Golf VII з 2015 року, об'єм двигуна: 1.0 літр, активи: 85 кВт, споживання: 4,5 л/100 км (1:22,2).
Наведені нижче діаграми яєць взято з a атмосферний двигун з робочим об'ємом циліндрів 2,5 літр і один під тиском 1,6 л двигун. Обидва двигуни забезпечують максимальний крутний момент 240 Нм. Крива крутного моменту безнаддувного двигуна набагато плоскіша, ніж у двигуна з турбонаддувом, близько 3000 об/хв. З обома двигунами максимальний крутний момент досягається приблизно при 3000 об/хв, але ми бачимо, що середній ефективний тиск поршня (BMEP) для двигуна з турбонаддувом на 7 бар вище при обертальному моменті. Вищий BMEP призводить до менших втрат потоку під час газообміну та вищої ефективності.
