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油耗

翁德沃彭:

  • 燃料消耗率
  • 电机效率
  • 电源图/蛋图
  • 精简资产图

具体油耗:
我们通常用每升行驶的公里数来表示车辆的油耗,例如:1:15。 车辆文件通常给出每 100 公里升数。 已经考虑了驾驶条件,即 行驶阻力 发挥重要作用。

对于技术人员来说,了解在一段时间内提供一定功率需要多少燃料成本是很有趣的。 该消耗量以每小时燃油千克数 (B) 表示。 当我们查看每千瓦时,我们谈论的是单位燃料消耗 (be),以克/千瓦时表示。

具体油耗可以包含在车辆的扭矩-功率图中。 该图显示,当发动机扭矩刚刚超过其最大值时,满载条件下的具体燃油消耗是最后的。

具有特定油耗的扭矩功率图 (be)

电机效率:
我们在发动机效率最高的情况下获得最低的燃油消耗率。 功率以瓦特或焦耳/秒表示。 供给的功率是燃料的热含量,等于燃料消耗率(be)*供给的功率(P)*燃烧比热(H)。

电源图/蛋图:
在每台(新)发动机的测试阶段,都会测量具体燃油消耗。 在该测量中,燃油消耗是在发动机试验台或功率试验台上以不同速度和可变发动机负载进行的。 通过逐渐更深地踩油门踏板来调节负载,这样发动机每踩一步就多输出几千瓦的功率。 以这种方式循环通过整个速度范围。 

下图所示为油耗图,也称为“蛋图”。 这些岛屿表示燃料消耗量,单位为克/千瓦时。 这些线(蛋形)连接特定燃料消耗相同的点。 最小的岛的转速约为 3000 rpm。 油耗最低,为240克/千瓦时。 我们称之为“最佳点”。 在这样的速度和负载下,发动机是最经济的。 

BMW 3 升 6 缸发动机的功率/Ei 图

Ei图中各线的解释:

  • 纵轴:扭矩(Nm);
  • 横轴:曲轴转速;
  • 蓝线:发动机的扭矩曲线;
  • 绿线:电力线(kW);
  • 黑岛:消费区

(绿色)功率线清楚地表明,随着速度降低,扭矩(因此平均燃烧压力)必须增加才能保持相同的功率。 我们还看到燃料消耗的减少。 在转速约为 240 rpm 时,可实现每千瓦时 3000 克的最低油耗,输出功率约为 85 千瓦。 该车的平均油耗为9升/100公里。

这意味着发动机在必须提供大约 45% 的总功率时最为经济。 在较低功率下,发动机效率低下:几乎不提供动力,但必须吸收所有内部摩擦损失。 实际上,这可能意味着车辆在 120 档以 6 公里/小时的速度行驶时比以 90 档的 4 公里/小时的速度行驶时更经济。

缩小尺寸的功率图:
直到最近,制造商还在使用大气缸容量的发动机。在 VAG 组中,6.0 (W-) 12 缸发动机是奥迪 A8 和宝马 M5 (E60) 等车型的典范,其自然吸气 5 升 V10 发动机提供了高性能。中级车还配备了较大排量的发动机,例如2.0升自然吸气发动机。如今,制造商正在寻找各种可能的方法来大幅减少排放而不牺牲性能。我们看到越来越多的发动机的气缸容量变得越来越小,而废气涡轮确保了良好的性能。我们在大众高尔夫上看到了这样的一个例子,其中带涡轮增压的 1.0 升发动机比不带涡轮的(较旧的)1.4 升发动机性能更好且更经济:

  • 2005 年起大众高尔夫 V,发动机排量: 1,4升,资产: 59 kW, 消耗: 6,9 l/100公里(1:14.5);
  • 2015 年起大众高尔夫 VII,发动机排量: 1.0升,资产: 85 kW, 消耗: 4,5 l/100公里(1:22,2).

下面的鸡蛋图来自 大气的 发动机气缸容量为 2,5升 一个 加压1,6升 引擎。 两款发动机的最大扭矩均为 240 Nm。 自然吸气发动机在3000转左右的扭矩曲线比涡轮发动机平坦很多。 对于这两款发动机,最大扭矩在大约 3000 rpm 时实现,但我们看到 平均有效活塞压力 涡轮发动机的 (BMEP) 在扭矩速度下高出 7 bar。 较高的 BMEP 可以减少气体交换过程中的流量损失并提高效率。

蛋图自然吸气发动机(2,5升)
蛋图发动机带增压1,6升)