ПОИСК

Эта статья была впервые опубликована в 2008 году.

Выполните поиск в Интернете в разделе «BSFC», и вы найдете результаты, включая Birkenhead Sixth Form College, фан-клуб Bouncing Souls и Фольклорный клуб «Черный лебедь». Но мне больше всего нравится Бостонское общество кинематографии. Критики. Я имею в виду, что они делают – сидят вместе, критикуя фильмы?

Однако вы также найдете этот термин в BSFC — Удельный расход топлива при торможении. И это то, о чем мы собираемся поговорить здесь.

Удельный расход топлива

Когда мы используем слово «удельный» в технических контексте, мы описываем что-то в свете сравнения. Итак, «конкретный мощность», вероятно, более известна вам как «киловатт на литр» или «л.с. на кубический дюйм». Проще говоря, это пиковая мощность, деленная на мощность двигателя.

Удельный расход топлива аналогичен. это количество израсходованного топлива, деленное на вырабатываемую мощность .

Таким образом, это может быть выражено в литрах топлива, разделенных на на выработанные киловатты. На самом деле количество топлива обычно описывается как вес в граммах или фунтах, поэтому удельный расход топлива выражается как:

Иногда вы обнаружите, что другие единицы измерения используются в качестве хорошо. Однако не стоит слишком зацикливаться на юнитах — помните, все они выражают топливо, деленное на мощность.

Мощность, крутящий момент и BSFC

Самый простой способ понять конкретное топливо Расход смотреть по графику работы двигателя.

Вот хороший пример классического паровоза — Jaguar V12 HE, буква «HE» указывает на использование высоких вихревых головок.

Красная линия показывает мощность – примерно до 220кВт на этом графике. Зеленая линия показывает крутящий момент (хотя здесь он выражен как среднее эффективное давление тормоза). А затем у нас есть новинка — SFC, показанная фиолетовой линией. как может быть видно, кривая SFC изначально выглядит не так, как вы могли себе это представить. бы.

Во-первых, на холостом ходу около 280 г/кВтч, потом как обороты растут, они падают до минимума примерно при 2500 об / мин (скажем, 270 г / кВтч). Оттуда он резко возрастает и достигает 350 г/кВтч при 6000 об/мин.

Во-первых, почему SFC должен быть самым низким в середине? обороты? Или, другими словами, что вызывает увеличение расхода топлива на кВт. как на низких, так и на высоких оборотах?

На низких оборотах SFC страдает из-за повышенного время выхода тепла сгорания через стенки цилиндров и так что не делайте полезной работы. При более высоких оборотах двигателя потери на трение тревожный подъем двигателя (особенно в этом случае с 12 цилиндрами!) и поэтому энергия сгорания снова тратится впустую, на этот раз на нагрев масла.

Есть еще одна причина, по которой SFC является самым низким при «средние» обороты. Поскольку двигатель настроен на максимальное наполнение цилиндров (т. для получения наилучшего крутящего момента) на средних оборотах двигатель максимально дышит КПД на этих скоростях. Но не попадайтесь в ловушку, говоря, что SFC всегда в лучшем виде при пиковом крутящем моменте — обычно это не так.

Но настоящая беда с диаграммами, подобными этой выше заключается в том, что во многих отношениях они не имеют отношения к реальному расходу топлива. Почему? Потому что эти графики нарисованы для полного газа! Итак, если двигатель приводит в движение гоночную лыжную лодку, постоянно движущуюся с полной нагрузкой, затем да, показанные данные SFC все в порядке. Но что происходит на частичном дросселе, как происходит почти во всех нормальных условиях использования автомобиля?

Ну тогда ситуация совсем другая! И беда в том, что показатели SFC всегда намного хуже. ..

Легкая нагрузка SFC

На этом графике показано, что происходит при более легком двигателе. нагрузок — это из руководства Repco для «типичного четырехцилиндрового» двигателя. SFC на этот раз выражается в фунтах на лошадиную силу в час, но, как мы уже говорили ранее, неважно, какие единицы используются.

При 100-процентной нагрузке (т.е. полностью открытой дроссельной заслонке) это двигатель имеет минимальный SFC 0,43 — см. нижнюю кривую. Как мы уже ожидаем, при как при более низких, так и при более высоких оборотах SFC повышается.

Но посмотрите, что происходит на 50 процентов нагрузка! Результаты SFC при половинной нагрузке и 1000 об/мин (т.е. на холостом ходу) не имеют большого значения. (когда бы вы оказались в такой ситуации?), но при 2000 об/мин SFC увеличился на 13 процентов. При 4000 об/мин он увеличился чуть менее чем на 30 процентов!

И имейте в виду, что при обычном использовании даже 50 шт. цента много газа. Более часто используемая нагрузка составляет 25 процентов. По 25 за центовой нагрузки, SFC при 2000 об/мин увеличилась на целых 117 процентов по сравнению с этим показателем. достигается при полной нагрузке! Вы также можете видеть по форме 25-процентной нагрузки. кривая, BSFC даже больше, чем когда-либо, зависит от используемых оборотов в минуту.

Чем же объясняется это ужасное снижение SFC? именно при открытии дроссельной заслонки двигатель будет использоваться чаще всего? «Дроссель» это ключевое слово здесь – поскольку двигатель все больше дросселируется, он должен работать все труднее и труднее втягивать воздух мимо дроссельной заслонки. Это причина что после дроссельной заслонки есть измеримый вакуум – двигатель пытается втянуть больше воздуха, чем ему разрешено. Каждый раз, когда поршень опускаясь на такте впуска, ему приходится выполнять эту дополнительную работу. Работающий внутренне твердый, как вакуумный насос, означает, что на маховик…

Эта работа против дроссельной заслонки является называют «насосными потерями».

При закрытии дроссельной заслонки

Помните выше, где мы говорили, что если SFC получает хуже при меньших углах открытия дроссельной заслонки, мощность должна снижаться быстрее показатель, чем снижение расхода топлива?

Эти графики ясно показывают эффект. Они взято из издания Oldhams New Motor Manual 1976 года.

На верхнем графике показана выходная мощность за квартал дроссель, полугаз и полный газ. Нижний график показывает, что происходит к SFC при этих разных положениях дроссельной заслонки – и не четверть-дроссельная ракета SFC, особенно на более высоких оборотах!

Реальный мир

Итак, если SFC намного хуже при более низких нагрузках, что на самом деле происходит в реальном мире? Давайте начнем с показа графика SFC в немного другим способом.

На этой диаграмме обороты двигателя расположены по нижней оси и нагрузка двигателя (выраженная в BMEP) по вертикальной оси. Линии на диаграмма соединяет точки равных SFC. Эта и следующие две диаграммы взято из отчета 1999 г., подготовленного для правительства Канады компанией Sierra. Исследование Калифорнии. Диаграммы основаны на выборке из 1995 модельный год, безнаддувные 2-клапанные двигатели EFI.

Здесь на график добавлен цвет (хорошо, не так ли?!), чтобы нагляднее показать, где находятся те или иные «острова». Лучший BSFC — это красная область с центром около 2000 об/мин и нагрузка на три четверти.

А теперь у нас есть убийца. Здесь каждая точка показывает скорость и нагрузка для типичного автомобиля среднего размера с интервалом в 1 секунду во время Тест экономии топлива в США. Из времени, затрачиваемого автомобилем на проверку, всего 5 секунд. находятся на острове лучших BSFC. Довольно много точек (авторы говорят, что они накладываются друг на друга) находятся на худший BSFC – холостой ход при нулевой нагрузке с автомобилем стационарный!

Больше диаграмм!

Вот несколько интересных графиков BSFC для просмотра в.

Бензиново-электрический гибрид Toyota Prius использует свой псевдовариатор и мощный электродвигатель на низких оборотах помогают удерживать 4 цилиндра внутри двигатель внутреннего сгорания, максимально работающий в области низкого SFC (красный линия).

Гибрид Honda Insight использует 3-цилиндровый VTEC двигатель. Эта диаграмма, взятая из французского инженерного исследования автомобиля, показывает измеренный SFC для двигателя. Тестировалась трансмиссия CVT. Insight и был сделан на динамометрическом стенде шасси.

Обратите внимание на сине-желтый остров лучшего SFC. достигается при относительно высоких оборотах и ​​нагрузке, и как появляется вторая область низких SFC примерно при половинной нагрузке и 1500-2000 об/мин. Я предполагаю, что эта вторая область достигается за счет механизма VTEC, который в этом автомобиле на низких оборотах отключает один из двух впускных клапанов для каждого цилиндра, способствующих лучшей закрутке.

(По-видимому, CVT Insight не использует круиз – то есть очень бедное соотношение воздух / топливо при постоянном дросселе. Карта BSFC для такого автомобиля было бы очень интересно посмотреть!)

Не каждый двигатель имеет самый низкий BSFC при умеренном об/мин. Этот четырехроторный роторный двигатель Ле-Мана имеет минимальный BSFC при 6000 об/мин!

Заключение

BSFC — хорошая концепция, которую стоит иметь в виду, а не потому что это звучит впечатляюще, когда вы бросаете это в разговор о топливе экономики, а потому, что заставляет думать о вещах по-другому.

Например, все, что позволяет сохранить дроссельная заслонка открывается шире, а обороты ниже (например, переключение на высокую передачу, а затем удерживая его) уменьшит расход топлива, потому что BSFC будет улучшен. Но в равной степени рециркуляция выхлопных газов (например, EGR) также может дать тот же эффект. потому что насосные потери будут снижены – не весь входной заряд должен пройти мимо дроссельной заслонки.

Дизели, которые мы здесь не упомянули, значительно более эффективны при низких нагрузках, потому что они не имеют ограничения дроссельной заслонки в при любом типе вождения — низкие нагрузки обеспечиваются простым уменьшением расхода топлива. инъецированный.

Как видите, BSFC — и как он меняется с нагрузка — это одно из тех фундаментальных понятий, которое помогает многое объяснить.

Вам понравилась эта статья?

Поддержите AutoSpeed ​​небольшим взносом. Подробнее…