Удельный расход топлива двигателя

Удельный расход топлива двигателя

Быстро, качественно, недорого компьютерная диагностика, настройка инжекторов, чип-тюнинг, установка ГБО.

Удельный расход топлива

Удельный расход топлива. Что это такое, и чем полезен этот параметр?

Если спросить об удельном расходе технически грамотного человека, то он легко сможет привести определение, рассказать, как его подсчитать и каковы единицы измерения. Однако, даже профессионалы двигателепонимания, двигателедиагностики и двигателепересторойки далеко не все имеют в голове чёткое представление о применяемости этого параметра, не говоря уже о новичках.

Для начала, для тех, кто совсем не в курсе, приведу официальное определение (из Википедии):
«Удельный расход топлива — единица измерения, используемая в грузопассажирских перевозках и обозначающая расход единицы топлива на единицу мощности на расстояние в один километр или в час (или секунду) — например − 166 г/л.с.ч.»
Классическая методика нагрузочных испытаний на моторном стенде (в ходе которых и определяются удельные расходы) состоит в следующем:

Двигатель выводится в определённую рабочую точку на обороты n=const и нагрузку L1=const. (Для простоты понимания будем нагрузку определять по положению дросселя.)

  • Двигатель выводится в определённую рабочую точку на обороты n=const и нагрузку L1=const. (Для простоты понимания будем нагрузку определять по положению дросселя.)
  • В этой рабочей точке меняют подачу топлива с фиксацией часового расхода и крутящего момента на валу двигателя. Естественно, что при уменьшении топливоподачи уменьшается момент.

Для каждой полученной точки считают удельный расход:

ge – удельный расход топлива, гр/(л.с.*ч);
Gt – часовой расход топлива, гр/ч;
Ne – мощность, л.с

  • Переходят на другое положение дросселя L2=const при тех же оборотах n=const и повторяют испытания, и т.д. снимая всё семейство точек по нагрузкам для данных оборотов.
  • По полученным точкам строят графики:

    На графике вполне очевидно прослеживается точка минимального удельного расхода для каждой нагрузки. Остается только соединить эти точки огибающей.

    Всё вышеизложенное повторяют для других фиксированных оборотов.

    Данное определение (абсолютно правильное) и данная методика (тоже замечательная), к сожалению, не дают простому человеку чёткого представления, для чего это всё нужно. Создаётся впечатление, что данные исследования представляют чисто академический или статистический интерес. Люди предпочитают пользоваться понятиями часового (кг/ч) или эксплуатационного (л/100 км) расхода, как интуитивно понятными, когда речь идёт об экономичности автомобиля. Попробую сделать интуитивно понятным параметр «Минимальный удельный расход топлива».

    Начнём от печки. С законов сэра Исаака Н. Очевидно, что для того, чтобы автомобиль двигался по дороге с постоянной скоростью, Va сила, толкающая автомобиль (F) должна быть равна по величине и противоположна по знаку силам, которые не хотят, чтобы автомобиль толкали (сопротивление воздуха, сопротивление качению колёс, трение в трансмиссии и т.д.) Обозначим их Fс (сила сопротивления движению).

    Если пересчитать силу F через радиус колеса и передаточные отношения трансмиссии, то получим крутящий момент (Мкр) на валу двигателя. Кстати, водитель, манипулируя педалью газа, фактически подсознательно стремится управлять именно моментом (а не обогащением или наполнением, про которые он при движении просто не помнит), придерживаясь желательной для него скорости движения или ускорения при разгоне (торможении).
    Теперь вернёмся обратно на моторный стенд. Именно на нём мы сможем воочию увидеть крутящий момент. Только пользоваться мы будем не описанной выше классической методикой снятия нагрузочных характеристик. Для наглядности воспользуемся методикой, которую в дни моей молодости преподали мне дедушки отечественного впрыска, светлой памяти Лисицын Александр Иванович и Коганер Валентин Эдуардович. (Может быть, сейчас такой метод используется повсеместно, не знаю). Суть в том, что при постоянных оборотах (n=const), которые поддерживает стенд, мы держим постоянной не нагрузку L (как мы договорились – положение дросселя), а крутящий момент Мкр.

    Выглядит это следующим образом: предположим, что мы собираемся ехать со скоростью Vа1, что соответствует оборотам n1 и, для данных дорожных условий, силе F1 или моменту Мкр1.

    Читайте также:  Квкг бмв х5 е53

    Вот их и воспроизведём на стенде.

    • Выставляем n = n1 и выбираем открытие дросселя и подачу топлива для получение момента Мкр1.
    • Фиксируем все параметры двигателя, в том числе и часовой расход топлива, в журнале.
    • Уменьшаем топливоподачу. Момент, соответственно, падает. Но мы приоткрываем дроссель до тех пор, пока момент не вернётся в величину Мкр1. Что же получается? Ту же самую величину момента мы имеем при меньшей топливоподаче. А ещё меньше можно? Проверяем:
    • Ещё уменьшаем расход топлива, опять доводим дросселем момент до Мкр1. Имеем ещё меньший расход топлива при данном моменте. Обратите внимание: ключевые слова здесь – «при данном моменте». Т.е. мы говорим уже не просто о часовом расходе топлива, а о расходе топлива, отнесенном к конкретному крутящему моменту. Т.е. об удельном расходе топлива. То, что в размерности удельного расхода топлива присутствуют «лошадиные силы», а мы говорим о «ньютоно-метрах», не имеет никакого значения: мощность – это тот же момент, умноженный на обороты, которые, кстати, мы в ходе эксперимента не меняем.
    • Продолжаем экспериментировать с топливоподачей.

    Понятно, что этот процесс имеет предел: в какой-то момент времени мы просто не сможем поддержать крутящий момент нужной нам величины. Но мы добились главного: нашли тот минимальный расход, при котором двигатель выдаёт нужный нам результат.

    Дальше всё аналогично. Выберем себе другой Мкр = Мкр2. Вроде как едем с той же скоростью, но в гору (или с горы). Найдём там минимальный удельный расход. И так далее. Очевидно, что максимальный для данных оборотов момент мы получим при полностью открытом дросселе и вполне определённой (богатой, конечно) топливоподаче, изменить которую в меньшую сторону без потери момента мы не сможем (собственно, изменение в большую сторону тоже приведет к уменьшению момента). Это будет точка внешней скоростной характеристики. Но мы не будем расстраиваться, а перейдем к другим оборотам (скоростям автомобиля) и повторим для них все испытания.

    В результате мы получим целую поляну регулировочных характеристик с известными удельными расходами топлива (среди которых будут и минимальные) в координатах «обороты-момент». Остается только выбрать, хотим ли мы в данной точке иметь минимальный удельный расход или готовы пожертвовать экономичностью в угоду другим задачам. Оптимальной работе нейтрализатора, например (α = 1).

    Всё вышесказанное должно внести ясность в понятия «динамичная/экономичная прошивка». Какой смысл на частичном дросселе богатить смесь для получения максимального момента, если тот же момент можно получить при большем положении заслонки, но при меньшем расходе топлива? Понятно, что динамика автомобиля далеко не определяется статическими режимами, о которых тут идет речь, и которые конечно будут корректироваться на барабанах и на полигоне. Но базой для расчёта динамических режимов служат именно они.

    УДЕЛЬНЫЙ РАСХОД ТОПЛИВА — часовой расход топлива, отнесенный к одной лошадиной силе (единице мощности двигателя). Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

    Удельный расход топлива — авиационного двигателя отношение часового расхода топлива к реактивной тяге или мощности двигателя. У. р. т. зависит от режимов работы двигателя, его типа, расчётных параметров рабочего процесса двигателя и кпд его элементов. Наиболее важен У. р … Энциклопедия техники

    удельный расход топлива — Отношение массового расхода топлива к выходной мощности ГТУ [ГТД], кг/кВт·ч. [ГОСТ Р 51852 2001] Тематики установки газотурбинные EN specific fuel consumption … Справочник технического переводчика

    удельный расход топлива — 33. удельный расход топлива: Отношение массового расхода топлива к выходной мощности ГТУ [ГТД], кг/кВт·ч. Источник: ГОСТ Р 51852 2001: Установки газотурбинные. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    Читайте также:  Как защитить фары порше кайен от кражи

    удельный расход топлива — [unit fuel consumption] количество топлива, потребляемое технологической или энергетической установкой на единицу сырья, произведенной продукции или работы. Смотри также: Расход удельный расход тепловой энергии … Энциклопедический словарь по металлургии

    удельный расход топлива — Отношение часового расхода топлива к полной мощности двигателя … Политехнический терминологический толковый словарь

    удельный расход топлива ГТД — удельный расход топлива Отношение часового расхода топлива в ГТД к его тяге (мощности). Примечание Для различных видов ГТД применяются следующие буквенные обозначения удельного расхода топлива: СуД — для ТРД, ТРДД, ТРТД, Се—для… … Справочник технического переводчика

    Удельный расход топлива двигателя — расход топлива на 1 кВт·ч работы двигателя при стендовых испытаниях на заводе изготовителе. Источник: МДС 12 38.2007: Нормирование расхода топлива для строительных машин … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    удельный расход топлива на отпуск тепла — Количество топлива, израсходованного на единицу отпущенного тепла. [ГОСТ 26691 85] Тематики теплоэнергетика в целом … Справочник технического переводчика

    удельный расход топлива на отпуск электрической энергии — Количество топлива, израсходованного на единицу отпущенной электрической энергии. [ГОСТ 26691 85] Тематики теплоэнергетика в целом … Справочник технического переводчика

    Удельный расход топлива — отношение расхода топлива (на единицу расстояния или времени) к мощности, к тяге, к массе груза для грузовых перевозок или на одного человека при пассажирских перевозках. Используется как характеристика топливной эффективности двигателей, а также транспортных средств в грузопассажирских перевозках. Единица измерения удельного расхода топлива зависит от выбора единиц для параметров, входящих в определение (объём или масса топлива, расстояние или время, мощность или тяга, масса груза или количество пассажиров). Например: удельный расход топлива — 166 г/(л.с.·ч), удельный расход топлива на крейсерском режиме — 0,649 кг/(кгс·ч), удельный расход авиатоплива — грамм/(пассажир·км).

    Содержание

    Удельный расход топлива ДВС [ править | править код ]

    Удельный расход топлива двигателя внутреннего сгорания, выдающего мощность через вращение, обычно выражается в граммах на 1 кВт·ч. Цифра показывает, сколько граммов топлива будет израсходовано двигателем за 1 час для выполнения работы, на которую нужно потратить 1 кВт мощности. Эта цифра не имеет единого значения для всего рабочего диапазона работы конкретного двигателя, но она неизменна для своего значения оборотов в минуту. Точнее, цифра удельного расхода неизменна для своей частоты вращения в случае работы на стехиометрической горючей смеси, а в случае работы на обогащённой рабочей смеси эта цифра несколько больше, хотя это не декларируется, так как такие переходные режимы работы мотора не считаются. В информационных материалах по двигателю производителем обычно декларируется значение минимального удельного расхода. В случае, если имеется достоверная диаграмма мощностной характеристики конкретного ДВС, то на ней кривая удельного расхода топлива по своей кривизне обычно зеркально обратна к кривой крутящего момента, а минимальное значение удельного расхода топлива находится примерно в том же диапазоне оборотов, что и максимальное значение крутящего момента. Объяснение этому в том, режим максимального крутящего момента это есть режим наивысшего КПД конкретного двигателя.

    Независимо от того, какое значение удельного расхода топлива показано на диаграмме или опубликовано в информационных материалах, всегда следует понимать, что фактический расход топлива на интересующем режиме оборотов двигателя будет зависеть от фактической нагрузки на него — то есть, не от той мощности, которая теоретически доступна двигателю при данных оборотах, а от той, которая при данных оборотах фактически потрачена (а таковая всегда меньше или равна теоретически доступной). Для примера: заявленный расход в 150 грамм на 1 кВт·ч при 4000 оборотах минуту и мощности данного режима в 80 кВт не означает, что на 4000 оборотах расход двигателя всегда будет 12 килограмм топлива в час, так как этот расход будет определяться только фактически потраченной мощностью в текущих условиях движения, а таковая может быть и весьма незначительна.

    Читайте также:  Лада калина коррозия кузова

    Величина удельного расхода топлива не имеет прямой связи с конструкцией двигателя: с его числом цилиндров, рабочим объёмом, типом системы питания, наличием наддува, конструкцией выпуска. При этом есть общие тренды, такие как: дизельные двигатели экономичнее бензиновых; поршневые экономичнее роторно-поршневых и газотурбинных; двухтактные поршневые экономичнее четырёхтактных. Также величина удельного расхода топлива двигателя не имеет никакой связи со стилем езды конкретного водителя, и она всегда едина для всех эксплуатантов этой модели двигателя. При одинаковом составе топлива и условиях сгорания удельный расход пропорционален выработке CO2.

    Бензиновые двигатели [ править | править код ]

    Бензиновый двигатель способен преобразовывать лишь около 20—30 % энергии топлива в полезную работу (КПД = 20—30 %) и, соответственно, имеет высокий удельный расход топлива.

    Дизельные двигатели [ править | править код ]

    Дизельный двигатель обычно имеет КПД 30—40 %, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением — свыше 50 %. Например, дизель MAN B&W S80ME-C7 при КПД 54,4 % тратит всего 155 г топлива на полезную работу в 1 кВт·ч (114 г/(л.с.·ч)) [1] .

    • Беларус-1221 — на тракторе установлен шестицилиндровый рядный дизельный двигатель с турбонаддувом. Удельный расход топлива при номинальной мощности — 166 г/(л.с.·ч);
    • К-744 (трактор) — удельный расход топлива при номинальной мощности — 174 г/(л.с.·ч);
    • Wärtsilä-Sulzer RTA96-C (Вяртсиля-Зульцер Серия двухтактныхтурбокомпрессорныхдизельных двигателей) — 171 г/(кВт·ч) (126 г/(л.с.·ч) (3,80 л/с))

    Газотурбинные двигатели [ править | править код ]

    • газотурбинный агрегат МЗ с реверсивным редуктором (36 000 л.с., 0,260 кг/(л.с.·ч), ресурс 5000 ч) для больших противолодочных кораблей;
    • двигатели второго поколения М60, М62, М8К, М8Е с повышенной экономичностью (0,200—0,240 кг/(л.с.·ч)) [2] .

    Поршневые авиационные двигатели [ править | править код ]

    • АШ-82 — удельный расход топлива 0,381 кг/(л.с.·ч) в крейсерском режиме;
    • АМ-35А — удельный расход топлива 0,285—0,315 кг/(л.с.·ч);
    • М-105 — удельный расход топлива 0,270—0,288 кг/(л.с.·ч);
    • АЧ-30 — дизельный авиационный двигатель, удельный расход топлива составляет 0,150—0,170 кг/(л.с.·ч).

    Удельный расход топлива в реактивной авиации [ править | править код ]

    Для авиационных двигателей в качестве показателя топливной эффективности используется килограмм топлива на килограмм-силу в час. Для форсированных двигателей это приблизительно соответствует: 0,77 кг/(кгс·ч) (двигатель РД-33 самолёта МиГ-29), 1,95 кг/(кгс·ч) для двигателя НК-22 самолёта Ту-22М2, 2,08 кг/(кгс·ч) для двигателя НК-25 самолёта Ту-22М3 (для последнего — около тонны керосина в минуту на каждый двигатель на форсаже). [ источник не указан 943 дня ]

    Прочие методики измерения расхода топлива [ править | править код ]

    Для характеристики топливной эффективности самолётов гражданской авиации используется и другое выражение — отношение расхода топлива на 1 км расстояния к количеству пассажиров, которое часто также называется удельным расходом топлива. Единица измерения — грамм на пассажиро-километр.

    Сравнение аналогов среднемагистральных пассажирских самолётов [3] :

    Ту-204 Аэробус A321 Боинг 757-200 Ту-154М
    Пассажировместимость, чел. 212 220 235 180
    Максимальная взлётная масса, т 107,5 89 108,8 102
    Максимальная коммерческая нагрузка, т 21 21,3 22,6 18
    Крейсерская скорость, км/ч 850 900 850 950
    Требуемая длина ВПП, м 2500 2500 2500 2300
    Топливная эффективность, г/(пасс.·км) 19,3 18,5 23,4 27,5
    Стоимость, млн. долл. США 35 (2007 год) 87-92 (2008 год) 80 (2002 год) 15 (1997 год)

    У сверхзвукового Ту-144 этот показатель составлял примерно 100 г/(пасс.·км).

    Удельный расход топлива автомобилей [ править | править код ]

    Наиболее низким удельным расходом топлива обладают грузовики среднего и крупного тоннажа. При весе порой более 50 тонн их расход может составлять менее 40 л/100 км. В то же время, легковые машины, обладая куда меньшим весом, могут потреблять горючего немногим меньше. [ источник не указан 943 дня ] Ниже в таблице даны примеры удельного расхода.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector