Удельный эффективный расход топлива

Удельный расход топлива дизельного двигателя

Многие водители слышали о таком понятии, как удельный расход топлива дизельного двигателя. Все знают, что это за величина, но не все до конца уверенны, от чего она зависит. Целью этой статьи мы ставим рассказать вам о том, как рассчитывается удельный расход топлива, от чего он зависит, признаки повышенного расхода и как уменьшить эту величину.

Как рассчитать удельный расход топлива

Пожалуй, на сегодняшний день, удельный расход топлива является очень важным показателем, как при сравнении, так и выборе двигателя для автомобиля. Он является важной величиной не только для мотора, но и для транспортного средства целиком.

Чтобы рассчитать удельный расход топлива, достаточно разделить величину расхода топлива относительно километража на мощность двигателя. Полученное значение покажет эффективность работы моторы в различных условиях эксплуатации. Идеальным считается двигатель, который потребляет как можно меньше топлива, но при этом, может проехать достаточно большое расстояние.

Обычный бензиновый мотор имеет КПД, равный 30 процентам, а значит и расход топлива у него будет достаточно высокий. Дизели же обладают коэффициентом, равным 30-40 процентам, а турбированные – 50 процентов.

Видео - Тест драйв расхода топлива Citroen C4 1.6 турбодизель

Что влияет на расход топлива?

На расход топлива дизельного двигателя, как и бензинового, влияет множество факторов. Прежде всего, это:

• Пониженное давление в шинах автомобиля. Если давление слишком низкое, то и скорость перемещения авто будет значительно ниже, следовательно КПД мотора заметно упадет.
• Вес автомобиля. Вес тоже играет решающую роль. Чем автомобиль тяжелее, тем труднее мотору раскручивать передаточные механизмы. Следовательно, большая часть его работы будет затрачиваться на разгон.
• Агрессивный стиль вождения. Агрессивная манера езды с лишним раскручиванием двигателя на низших передачах и очень резкими замедлениями тоже становится причиной повышенного расхода топлива. Более продуманная и медленная езда может значительно понизить расход топлива автомобиля.
• Длительная работа на холостом ходу.
• Грязный воздушный фильтр.

Признаки большого расхода топлива

Большой расход топлива подразумевает потребление большего количества топлива, по сравнению с нормированными показателями. К примеру, автомобиль должен потреблять 6 литров на 100 километров, а его фактический расход составляет 9 литров на 100 километров. Данную величину можно смело считать большим расходом топлива.

Совсем не трудно догадаться, что количество топлива потребляется больше, чем положено. Прежде всего, его не будет хватать на преодоление определенного расстояния.

Другой признак увеличенного расхода топлива – это неправильное поведение двигателя. Дело в том, что при попадании лишнего топлива в камеру сгорания, оно сгорает не полностью. Мотор «задыхается» и теряет в мощности, в крайнем случае двигатель пойдет в разнос. Опасность заключается в том, что топливо догорает в выхлопной системе автомобиля с характерными хлопками. Это говорит о том, что резонатор или глушитель могут прогореть быстрее, чем обычно.

Другая проблема, сопутствующая увеличению расхода топлива – это снижение мощности автомобиля. Как бы это странно не звучало, но повышенное содержание дизельного топлива, по сравнению с воздухом, снижает эффективность работы двигателя, а значит, он теряет в мощности и уменьшает свои экономические показатели.

Последним из доказательств повышенного расхода можно считать большое содержание черного выхлопного дыма. Черный цвет говорит о копоти и сажи, которая образуется в результате не полного сгорания топлива.

Как уменьшить расход топлива дизельного двигателя?

Снижение расхода топлива зависит от причин, которые его вызвали. Однако есть ряд рекомендаций, которые помогут вам снизить этот важный показатель до минимума:

1. Применяйте чистые воздушные фильтры. Понижение кислорода в камере сгорания влечет за собой увеличение потребления топлива, так как грязный фильтр будет обладать повышенным сопротивлением.
2. Избегайте работы двигателя на холостом ходу. Дело в том, что на холостом ходу содержание воздуха в камере сгорания заметно снижается и поддержание работы двигателя остается за топливом.
3. Проверяйте давление в шинах. Эта величина должна находиться в пределах нормы. Пониженное давление способствует увеличения сопротивления колес по отношению к приводной части автомобиля.
4. Следите за исправностью форсунок. Форсунки не вечный механизм. Это относится к их уплотнительной части – резиновым кольцам. В процессе работы они подвергаются износу, и топливо начинает из них вытекать. Чтобы этого не допускать, своевременно производите их диагностику и замену форсунок.
5. Вытащите все лишнее из багажника автомобиля и не перевозите груз, вес которого превышает максимально установленные параметры. Увеличение нагрузки на кузов автомобиля также создает дополнительное сопротивление. В багажнике должны быть всегда только необходимые предметы и приспособления для автомобиля: огнетушитель, домкрат, небольшой набор инструментов, знак аварийной остановки, трос и один предмет важный для оказания первой помощи – аптечка.
6. Старайтесь не раскручивать двигатель на максимальные обороты перед каждым включением передач. Агрессивный стиль езды тоже влияет на расход топлива, причем, не лучшим образом.

Придерживаясь этих простых советов можно серьезно увеличить экономию топлива, а значит, повысить эффективность работы двигателя. 

Удельные расходы топлива — CrewTraffic

Удельным расходом топлива называется отношение часового расхода топлива Gт к мощности двигателя. Различают удельный эффективный расход топлива ge и удельный индикаторный расход топлива gi:

ge = GТ / Ne; gi =GТ / Ni . (№1)

Удельные расходы топлива, определенные в процессе эксплуатации, позволяют судить о техническом состоянии дизеля путем сравнения с паспортными параметрами по расходу топлива.

Зная удельные расходы топлива, несложно определить индикаторный и эффективный КПД; для этого перепишем формулу (ηi = 3600 Ni / GТ Qн,) в виде:

ηi= 3600 Ni / (GТ Qн ) = 3600/ (GТ (Ni)-1 Qн)

С учетом зависимостей (№1) формула примет вид:

ηi= 3600/ (gi Qн), (№2)

Или:

gi = 3600/ (Qн ηi) (№2’)

Аналогично:

ge = 3600/ (Qн η e) (№3)

Как видно из последних формул, удельные расходы топлива обратно пропорциональны КПД и определяются теми же факторами, рассмотренными в предыдущем параграфе.

Для теоретических расчетов экономичности рабочих процессов дизелей используется формула удельного индикаторного расхода топлива, выраженная через коэффициент наполнения ηн. Выведем эту зависимость.
Можно написать, что объемный часовой расход воздуха на двигатель при параметрах Ps, Ts равен:

Vч = Vs ηн (n 60 i) / m, м3/ час (№4)

Необходимый объем воздуха V1 при параметрах Ps, Ts, для сгорания 1 кг топлива с учетом коэффициента избытка воздуха на сгорание а определится зависимостью:

V1 = α L»о , м3/кг , (№5)

где Lo« - теоретически необходимый объем воздуха для сгорания 1 кг топлива.

Часовой расход топлива равен отношению всего расхода воздуха на двигатель к потребному расходу на сжигание на 1 кг топлива:

Gт = Vч / V1 = (Vs ηн n 60 i) / (m α L»o). (№6)

Поскольку индикаторная мощностьИндикаторная и эффективная мощность двигателя двигателя равна:

Ni = Pi (Vs ni) / (0,45 m)

то удельный индикаторный расход топлива gi определится равенством:

gi = Gт / Ni = (Vs n ηн 60 i / (m α L»o)) (0,45 m / (Pi Vs n i)) = 27 ηн / (Pi α L»o)

Так как:

L»o = L`o / γs = μв Lo γs

γ s = RTs / (Ps 104) = 29,3 Ts / (Ps 104)

μв= 28,97 кг/моль,

где Lo- теоретически необходимое количество воздуха, моль/кг;

γs - удельный вес воздуха при параметрах Ps, Ts, кг/м3,

то:

L»o = 28,97 Lo 29,3 Ts / (Ps 104) = Lo Ts / (11,8 Ps).(№7)

Подставив это значение Lo» в формулу для определения gi, окончательно получим:

gi = 318 ηн Ps / (α Lo Pi Ts) кг/илс-час. (№8)

В последней зависимости приняты размерности величин: Ps кс/см2, TsoK, Pi кг/см2,
Loмоль/кг.

Если мощность взять в размерности кВт, то формула принимает вид:

gi = 433 ηн Ps / ( α Lo Pi Ts) кг/кВт-час . (№8)

У современных судовых дизелей удельные расходы топлива находятся в пределах:

gi = 115÷145 г/илс-час
ge = 122÷160 г/элс-час

У высокофорсированных 4-тактных двигателей удельные эффективные расходы топлива достигли 140 г/элс-час и даже ниже. Согласно сообщениям ведущих дизелестроительных фирм, минимальные удельные расходы топлива достигнуты у сверхдлинноходовых дизелей. Они составляют 122-130 г/элс-час.

Удельный расход топлива

Расход топлива для тормозов – Джим объясняет, как BSFC влияет на тепловую эффективность

| Практическое руководство — Двигатель и трансмиссия

Новый взгляд на BSFC...

Являетесь ли вы производителем двигателей или участвуете в их испытаниях на динамометрическом стенде, четкое и действенное понимание удельного расхода топлива тормозов (BSFC) поможет иметь ценность. Более широкая категория включает разработчиков деталей и тех, кто заинтересован в оценке изменений уровня мощности, связанных с деталями или модификациями. Так или иначе, любые изменения мощности (положительные или отрицательные) могут быть связаны с эффективностью сгорания. И, проще говоря, BSFC также нацелена на это. Несмотря на предыдущие обсуждения этой темы, мы немного расширим ее в этой презентации.

Теперь, хотя "Инженология" не предназначена для включения массива математических расчетов в поддержку предоставленной информации, стоит отметить, как вычислить BSFC, потому что это поможет понять важность его числовых соотношений. В английской системе единиц расчет включает расход топлива в фунтах в час (pph) и «наблюдаемую» мощность в лошадиных силах (без поправки на барометрическое давление и температуру воздуха на входе). Арифметически, если мы разделим расход топлива на наблюдаемую мощность в лошадиных силах, единицами измерения будут фунты на лошадиную силу в час. Это академическая точка зрения.

На практике BSFC является мерой того, насколько эффективно данное количество топлива преобразуется в определенное количество лошадиных сил. В более широком смысле его также можно рассматривать как меру эффективности сгорания, и это ключ к нашему обсуждению, но сначала нам нужно включить некоторые мысли по связанной с этим теме.

Независимо от вида используемого топлива, оно имеет определенную энергоемкость для данного объема. Это означает, что если бы мы сожгли все топливо и уловили все тепло, выделяемое во время любого конкретного цикла сгорания, мы бы извлекли максимальное количество потенциальной мощности. Однако, к сожалению, двигатель внутреннего сгорания не является эффективным. И хотя вы можете ожидать, что определенные проценты содержания энергии будут потеряны для выхлопной системы и системы охлаждения, в лучшем случае они могут работать в диапазоне 20-25 процентов потерь для каждой системы.

Нередко эти проценты выше. Таким образом, цель создания, модификации или настройки гоночного двигателя состоит в том, чтобы свести к минимуму эти неизбежные потери. Например, тепловые покрытия, предназначенные для снижения потерь тепла в систему охлаждения, являются попыткой увеличить количество энергии, фокусируемой в пространстве сгорания. То же самое относится к покрытию основных компонентов выхлопной системы, таких как коллекторы. Имеет смысл.

Другими словами, мы говорим об улучшении «тепловой эффективности» двигателя за счет минимизации потерь тепла, особенно в системах охлаждения и выхлопа. Когда это будет достигнуто, мощность будет расти, и нам нужен способ оценить, что происходит в пространстве сгорания. Это завершает круг и возвращает нас к использованию BSFC в качестве эталона. За исключением проведения тестов анализа давления в цилиндрах, которые сравнительно более дороги и сложны, чем рассмотрение данных BSFC, как мы это делаем?

Сначала рассмотрим практический пример. Предположим, мы оцениваем бензиновую гоночную силовую установку на динамометрическом стенде. При полностью открытой дроссельной заслонке, полной нагрузке и постоянных оборотах (с использованием гоночного газа) «химически правильный» базовый уровень BSFC некоторое время назад считался равным 0,500 фунта расхода топлива на лошадиную силу в час.

По мере того, как производители и модификаторы двигателей совершенствовали способы повышения как тепловой эффективности, так и эффективности сгорания с помощью методов, включающих форму камеры сгорания, конструкцию днища поршня, эффективность выхлопной системы и связанные с этим области, первоначальный «стандарт» для бензина снизился до уровня чуть севернее 0,400. Это означало, что улучшенное сгорание позволяло тому же количеству топлива производить увеличение мощности, например, улучшалась эффективность сгорания. В результате BSFC был снижен.

Вот здесь, возможно, стоит кое-что отметить. Допустим, у нас есть два двигателя примерно равной мощности. То есть их соответствующие кривые крутящего момента и мощности очень похожи. Это происходит с некоторой периодичностью. Однако один показывает кривую BSFC со значениями ниже, чем у другого двигателя. Оказывается, тот, у кого кривая BSFC ниже, будет ускоряться быстрее, чем другой, на трассе — при прочих равных условиях. Он также будет более чувствительным к изменениям, влияющим на эффективность сгорания, и, скорее всего, потребует меньшего времени зажигания для достижения наилучших результатов. Экономия топлива на трассе также будет выше. Но мы отвлеклись.

В целом, есть доля правды и, похоже, было некоторое недопонимание того, что на самом деле указывают данные BSFC. Например, если в двигателе происходит чрезмерное (возможно, даже некоторое) загрязнение продуктов сгорания остатками (выхлопными газами), оставшимися в камере сгорания во время последующих событий сгорания, данные BSFC обычно увеличиваются в числовом выражении.

В таких случаях температура выхлопных газов (EGT) имеет тенденцию к снижению. Это часто сопровождается необходимостью дополнительного топлива и увеличения угла опережения зажигания в попытке решить проблему. Подобные условия просто означают, что проблема загрязнения требует исправления.

Один подход, который я наблюдал несколько лет назад и который оказался полезным, заключается в следующем методе использования BSFC в качестве инструмента. Поскольку двигатель имеет тенденцию быть наиболее эффективным сгоранием при пиковом крутящем моменте или близком к нему, он сэкономит износ дорогого двигателя (или даже не такого дорогого), чтобы выполнить первоначальные тесты калибровки искры и топлива при пиковом крутящем моменте. Есть причина, по которой BSFC имеет тенденцию быть наименьшей в численном отношении на данный момент, но мы доберемся до этого через мгновение.

Используя этот метод, можно свести к минимуму нагрузку на двигатель при испытаниях, но сделать возможным точное определение наилучшего (наименьшего) BSFC путем отдельной регулировки искры и топлива. Во-первых, найдите лучшую настройку искры. Затем вы можете регулировать подачу топлива до тех пор, пока не будет определен самый низкий BSFC без сопутствующей потери мощности. Достаточно просто.

В идеале вы хотели бы создать "плоскую" кривую BSFC, но это не совсем возможно. Что вы можете сделать, так это работать над созданием этого условия, используя значение BSFC при максимальном крутящем моменте в качестве цели. Однако несколько условий играют роль в любой попытке «сгладить» кривую BSFC. Среди них тот факт, что при частоте вращения двигателя ниже пикового крутящего момента увеличивается время потерь тепла в системе охлаждения и связанных с ней частях и каналах. И особенно, если в двигателе используется карбюратор, качество воздушно-топливного заряда имеет тенденцию страдать от менее эффективного распыления (смешивания) на этих оборотах двигателя, чем на более высоких оборотах.

Помимо пикового крутящего момента существует проблема механического разделения воздуха и топлива, о чем свидетельствует соответствующий рост значений BSFC. Другими словами, эффективность сгорания имеет тенденцию к ухудшению соответственно. Кроме того, в более высоких диапазонах оборотов, несмотря на увеличение количества полезного тепла от сгорания, высокие обороты сокращают время, доступное для подачи этого тепла, что приводит к потере мощности.

Вот и все. Учитывая современные технологии и оборудование, доступные для оценки и количественной оценки процесса сгорания, использование анализа BSFC стало своего рода методом настройки или модификации гоночного двигателя для «бедняков», но он работает и намного более экономичен, чем некоторые другие методы.

Learn more

• 
  Nissan модели
• 
  Сколько весит toyota tundra
• 
  Как припарковаться задом
• 
  Что может капать из под машины
• 
  Устроиться в убер такси
• 
  Как бороться с рыжиками на кузове автомобиля
• 
  Номер гаи тула
• 
  Цвет фантом веста
• 
  Замена крышки радиатора
• 
  Обд расшифровка
• 
  Арматизатор у машин