В чем измеряется удельный расход топлива?

Arti73rus › Блог › Что такое мощность двигателя, крутящий момент и удельный расход топлива

Изобретенный более 100 лет назад поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), на сегодняшний день все еще является самым распространенным в автомобилестроении. При выборе модели двигателя своего будущего автомобиля покупатель может предварительно ознакомиться с его основными характеристиками. В этой статье мы подробно расскажем об основных показателях двигателей внутреннего сгорания, что они собой представляют и как влияют на работу.

Основные показатели двигателя
Сгорание топлива происходит внутри ДВС, в специальной камере цилиндра. Это приводит в движение поршень, который, совершая циклические возвратно-поступательные движения, проворачивает коленчатый вал. Таков упрощенный принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания. Основные характеристики

ДВС можно оценить тремя основными показателями:
— мощность двигателя;
— крутящий момент;
— расход топлива.

Что такое мощность двигателя
Под мощностью следует понимать физическую величину, которая показывает совершаемую двигателем работу за единицу времени. При вращательном движении мощность определяется как произведение крутящего момента на угловую скорость вращения коленчатого вала. Обычно она указывается в лошадиных силах (л.с.), но встречается измерение и в кВт. Существует несколько единиц измерения под названием «лошадиная сила», но, как правило, имеется в виду так называемая «метрическая лошадиная сила», которая равная ≈ 0,7354 кВт. А вот в США и Великобритании лошадиные силы, касающиеся автомобилей, приравнивают к 0,7456 кВт, то есть как 75 кгс*м/с, что приблизительно равно 1,0138 метрической.

— 1 кВт = 1,3596 л.с. (для метрического исчисления);
— 1 кВт = 1,3783 hp (английский стандарт);
— 1 кВт = 1,34048 л.с. (электрическая «лошадка»).

Если же конвертировать мощность 1 лошадиной силы в киловатты (в промышленности или энергетике), то она будет примерно равна 0,746 кВт. Понятие лошадиная сила не входит в международную систему измерений (СИ), поэтому измерение мощности в кВт будет более правильным.

Чем больше мощность, тем большую скорость сможет развить автомобиль.

Индикаторной называют мощность, с которой газы давят на поршень. То есть, не учитываются никакие другие факторы, а только давление газов в момент их сгорания. Эффективная мощность, эта та сила, которая передается коленчатому валу и трансмиссии. Индикаторная будет пропорциональной литражу двигателя и среднему давлению газов на поршень.
Эффективная мощность двигателя будет всегда ниже индикаторной.
Также есть параметр, называемый литровой мощность двигателя. Это соотношение объема двигателя к его максимальной мощности. Для бензиновых моторов литровая мощность составляет в среднем 30-45 кВт/л, а у дизельных – 10-15 кВт/л.

Как узнать мощность двигателя автомобиля
Конечно, значение можно посмотреть в документах на машину, но иногда требуется узнать мощность автомобиля, который подвергался тюнингу или давно находится в эксплуатации. В таких случаях не обойтись без динамометрического стенда. Его можно найти в специализированных организациях и на станциях техобслуживания. Колеса автомобиля помещаются между барабанами, создающими сопротивление вращению. Далее имитируется движение с разной нагрузкой. Компьютер сам определит мощность двигателя. Для более точного результата может понадобиться несколько попыток.

Что такое крутящий момент
Крутящий момент двигателя рассчитывается по формуле: M = F*R, где F – это сила, с которой давит поршень, R — длина плеча (рычага). В нашем случае плечом будет расстояние от оси вращения коленчатого вала до места крепления шатунной шейки. Этот параметр измеряется в ньютонах на метр (Hм). 1H соответствует 0,1 кг, который давит на конец рычага длиной в метр.
Крутящий момент ДВС характеризует показатель силы вращения коленчатого вала и определяет динамику разгона автомобиля.

Что такое расход (удельный расход) топлива
Удельный расход топлива двигателя – это количество топлива, затрачиваемое для производства определенного количества энергии. Чем расход ниже, тем рациональнее будет использоваться топливо. Расход связан с эффективностью двигателя. Один двигатель может иметь разный расход топлива в зависимости от скорости и нагрузки.

Роль мощности и крутящего момента двигателя
Для обеспечения лучших динамических показателей двигателя, производители стараются наделить силовой агрегат максимальным крутящим моментом, который будет достигаться в более широком значении оборотов двигателя.
Чтобы правильно оценить роль этих двух понятий, стоит обратить внимание на следующие факты:
— Взаимосвязь мощности и крутящего момента можно выразить в формуле: P = 2П*M*n, где Р – это мощность, M – показатель крутящего момента, а n – количество оборотов коленвала в единицу времени.
— Крутящий момент более конкретный показатель характеристики двигателя. Низкий крутящий момент (даже при высокой мощности) не позволит реализовать потенциал двигателя: имея возможность разогнаться до высокой скорости, автомобиль будет достигать этой скорости невероятно долго.
— Мощность двигателя будет возрастать с повышением оборотов: чем выше, тем больше мощность, но до определенных пределов.
— Крутящий момент увеличивается с повышением количества оборотов, но при достижении максимального значения показатели крутящего момента снижаются.
— При равных показателях мощности и крутящего момента более эффективным будет двигатель с меньшим расходом топлива.

Читайте также:  Что такое fwd и awd на автомобиле?

Источник: www.drive2.ru

СТО «Автодиагностика в Саратове»

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

Автодиагностика в Саратове

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.

    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.
    Читайте также:  Как снять передний бампер лансер 9

    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.

    Источник: xn--80aa8asdf.xn--p1ai

    В чем измеряется удельный расход топлива?

    ©Дмитрий Рок (aka rokkk)

    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 L 1 =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 = Gt / Ne, где:
      ge – удельный расход топлива, гр/(л.с.*ч);
      Gt – часовой расход топлива, гр/ч;
      Ne – мощность, л.с
    • Переходят на другое положение дросселя L 2 =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».

    Читайте также:  Противотуманные фары на весту какие лучше

    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 Vа 1 , что соответствует оборотам n 1 и, для данных дорожных условий, силе F 1 или моменту Мкр 1 .

    Вот их и воспроизведём на стенде.

    • Выставляем n = n 1 и выбираем открытие дросселя и подачу топлива для получение момента Мкр 1 .
    • 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 Мкр 1 . 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 Мкр 1 . 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 = Мкр 2 . 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.

    Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно справочно – информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями, описанными в части 2 на стр. 437 Гражданского Кодекса Российской Федерации.

    Источник: chiptuner.ru