Расход топлива погрузчиком: методика расчета

Согласно статистическим выкладкам, на сегодняшний момент в России соотношение автопогрузчиков с двигателями внутреннего сгорания к электропогрузчикам составляет примерно 2 к 1. Это объясняется тем, что основными заказчиками погрузочно-разгрузочной техники остаются промышленные предприятия. Влияют также и суровые климатические условия эксплуатации оборудования. Поэтому, вопрос расчета примерного расхода топлива для погрузчика оказывается весьма актуальным.

Формула расчета

Норма расхода топлива (Q) определяется следующим образом:

Показатели N – мощность ДВС в лошадиных силах, и q – удельный расход топлива, берутся из технической документации по обслуживанию двигателя, в которую производитель вносит специальный график, отражающий зависимость расхода топлива от мощности. Он строится по результатам комплексных тестов и испытаний на территории завода-изготовителя.

R – величина плотности используемого дизельного топлива. Согласно государственному стандарту, для летнего варианта она должна составлять 860 кг/м3, а для зимнего – 840.

Коэффициент k показывает процентное соотношение рабочего времени, в котором погрузчик эксплуатируется в стандартном режиме к периоду, когда частота вращения коленного вала двигателя достигает максимальных значений. Значение зависит от индивидуальных особенностей технологического цикла предприятия или склада.

Практические аспекты подсчета коэффициента

В отличие от остальных значений в формуле, которые берутся в готовом виде, точный подсчет коэффициента сопряжен с определенными трудностями. Рассмотрим это на примере двух ситуаций.

Первая. Автопогрузчик работает на погрузочно-разгрузочной станции с железнодорожными вагонами практически всю восьмичасовую смену. При этом, рабочие площадки расположены на расстоянии 1,5 метра от уровня поверхности, поэтому вилы не поднимаются на предельную высоту. Максимальное вращение коленвала достигается только тогда, когда оператор вдавливает педаль акселератора и разгоняется, перемещаясь между зонами выгрузки и отгрузки.

Вторая. Склад функционирует в круглосуточном режиме. Два раза в день приезжают фуры, которые за пару часов полностью разгружаются парком складской техники. Оставшееся время погрузчики работают с невысокой интенсивностью, в основном перемещая продукцию внутри помещения. Коэффициент будет ниже, чем в первой ситуации.

Таким образом, при точном подсчете суммируется количество времени, в течение которого автопогрузчик поднимает груз с предельным значением массы, или преодолевает сопротивление дороги (едет под уклон, разгоняется и прочее). Затем, высчитывается продолжительность эксплуатации при максимальной нагрузке от общей продолжительности смены (например, 25%). Значение k равно отношению оставшегося времени к вышеуказанному – 75:25, получается 3.

К примеру, подсчитаем норму расхода Q для погрузчика грузоподъемностью до 3 тонн, с мощностью мотора 35 л.с., удельным расходом топлива 200 г/кВт*ч и коэффициентом 2,3 (по умолчанию, считается, что погрузчик работает при максимальной частоте вращения около 30% времени). Итоговый результат равен: 35*200:1000*0,86*2,3= 3,54 литра за один моточас.

Стоит отметить, что в реальности значения будут отличаться от теоретических выкладок. Реальная нагрузка может оказаться меньше, чем «округленная» в формуле, поскольку рабочая смена может длиться чуть дольше, или платформа с грузами будет ниже, чем обычно. С другой стороны, на свежекупленных погрузчиках без обкатки или на моделях с приличным километражем расход повышается. Для точного определения производятся контрольные замеры «хронометража» максимальной нагрузки в течение нескольких дней.

Сегодня, большинство производителей предлагает технологические и инженерные решения, призванные сократить расход топлива в дизельных погрузчиках. Для этого применяются гибридные двигатели, модернизируется рулевая и грузоподъемная система, повышается скорость развития крутящего момента привода.

Расчет мощности двигателя автомобиля

Расчет мощности двигателя автомобиля

Расчет мощности двигателя автомобиля 

Расчет мощности двигателя по расходу воздуха

Такой же приблизительный расчет мощности двигателя можно определять и по расходу воздуха. Функция такого расчета доступна тем, у кого установлен бортовой компьютер, поскольку нужно зафиксировать значение расхода, когда двигатель автомобиля, на третьей передаче, раскручен до 5,5 тыс. оборотов. Полученное значение с ДМРВ делим на 3 и получаем результат. 
Формула как рассчитать мощность ДВС по расходу воздуха в итоге выглядит так: 
Gв [кг]/3=P[л.с.] 
Такой расчет, как и предыдущий, показывает мощность брутто (стендовое испытание двигателя без учета потерь), которая выше на 10—20% от фактической. А еще стоит учесть, что показания датчика ДМРВ сильно зависят от его загрязненности и калибровок.

Расчет мощности по массе и времени разгона до сотни

Еще один интересный способ как рассчитать мощность двигателя на любом виде топлива, будь-то бензин, дизель или газ – по динамике разгона. Для этого используя вес автомобиля (включая пилота) и время разгона до 100 км. А чтобы Формула подсчета мощности была максимально приближена к истине нужно учесть также потери на пробуксовку в зависимости от типа привода и быстроту реакции разных коробок передач. Приблизительные потери при старте для переднеприводных составит 0,5 сек. и 0,3-0,4 у заднеприводных авто. 
Используя этот калькулятор мощности ДВС, который поможет определить мощность двигателя исходя из динамики разгона и массы, вы сможете быстро и достаточно точно узнать мощь своего железного коня не вникая в технические характеристики.

Расчет мощности ДВС по производительности форсунок

Не менее эффективным показателем мощности автомобильного двигателя является производительность форсунок. Ранее мы рассматривали её расчет и взаимосвязь, поэтому, труда, высчитать количество лошадиных сил по формуле, не составит. Подсчет предполагаемой мощности происходит по такой схеме:

Где, коэффициент загруженности не более 75-80% (0,75…0,8) состав смеси на максимальной производительности где-то 12,5 (обогащенная), а коэффициент BSFC будет зависеть от

того какой это у вас двигатель, атмосферный или турбированный (атмо — 0.4-0.52, для турбо — 0. 6-0.75). 
Узнав все необходимые данные, водите в соответствующие ячейки калькулятора показатели и по нажатию кнопки «Рассчитать» Вы сразу же получаете результат, который покажет реальную мощность двигателя вашего авто с незначительной погрешностью. Заметьте, что вам совсем не обязательно знать все представленные параметры, можно расчищать мощность ДВС отдельно взятым методом. 

Ценность функционала данного калькулятора заключается не в расчете мощности стокового автомобиля, а если ваш автомобиль подвергся тюнингу и его масса и мощность притерпели некоторые изменения.

Как оценить расход топлива, необходимый вашему двигателю.

Нас иногда спрашивают, какой расход топлива мне нужен для поддержки моего приложения? Или хватит ли потока вашего топливного фильтра для моего двигателя? Это важные вопросы при выборе топливных фильтров, трубопроводов и насосов для мощного двигателя. Вы хотите быть уверены, что ваши компоненты могут доставить топливо, необходимое для питания вашего двигателя, испытывающего жажду.

Топливо создает энергию. Разные виды топлива производят разное количество энергии. Зная мощность, которую вырабатывает или должен вырабатывать ваш двигатель, а также тип топлива, которое вы будете использовать, вы можете рассчитать требуемый расход топлива и расход топлива для вашего двигателя.

Расход топлива для тормозов

Чтобы начать расчеты расхода топлива, мы используем BSFC (удельный расход топлива для тормозов) для используемого топлива. BSFC измеряет количество топлива, необходимое на одну лошадиную силу в час. Топливо измеряется в фунтах, а не в галлонах.

Ниже перечислены диапазоны BSFC для газовых двигателей средней эффективности, двигателей E85 и метанола при их максимальной мощности. BSFC двигателя может варьироваться в зависимости от нагрузки и оборотов, эти показатели предназначены для представления среды с пиковой мощностью в лошадиных силах. Единицей измерения здесь являются фунты/л.с./час.

Бензин   .45  – .50
E85           . 63  –  .70
Метанол   .90 – 1,0

Эти значения BSFC можно использовать для расчета потребности в топливе для различных уровней мощности. Приведенный выше номер BSFC говорит нам, что нашему бензиновому двигателю требуется 0,50 фунта топлива на лошадиную силу в час. Другими словами, мы знаем, что на каждую лошадиную силу, создаваемую нашим газовым двигателем, нам потребуется 0,50 фунта топлива в час. Выраженный в виде формулы, он выглядит следующим образом:

Данная мощность в лошадиных силах х 0,50 фунта топлива/л.с. = фунты топлива для данной лошадиной силы

для расчета потребления топлива для газового двигателя 400 л.с. с BSFC 0,50 фунтов/HP/HR:

400 л.с. x .50 = 200 фунтов/час

, чтобы преобразовать эти LBS/HR в больше значащих галлонов в час, мы используем коэффициент преобразования из фунтов в галлоны, который составляет 6,25 фунтов в 1 галлон газа

200 фунтов/час  / 6,25 фунтов/галлон = 32 галлона в час

Вот и все! Теперь у вас есть приблизительная пиковая потребность в топливе для вашего двигателя, которая поможет вам выбрать компоненты топливной системы.

Если вы будете часто выполнять этот расчет, вы можете сделать его еще проще, преобразовав BSFC, который вы предпочитаете для своего топлива, из обычной единицы измерения фунт/л.с./ч в единицу измерения галлон/л.с./ч. Таким образом, вам нужно будет только умножить свою мощность на это число, чтобы получить скорость GPH, без необходимости конвертировать фунты в галлоны после этого.

BSFC 0,50 / 6,25 = 0,0800 галлонов/лошадиных сил/час.

Снова посчитаем Расход топлива для Газового двигателя мощностью 400 л.с.

400 л.с. x 0,0800 = 32 галлона в час  

Помните, что если вы используете E85 или метанол, обязательно используйте эти значения BSFC в своей формуле, а также соответствующее значение преобразования фунт/галлон для выбранного вами топлива. рассчитать пиковый расход топлива для двигателя E-85 мощностью 800 л.с. мы можем использовать BSFC 0,70 и lb/gal 6,59.

800 л.с. x 0,70 = 560 фунтов/час          560   фунтов/час /  6,59 фунтов/галлон = 84,98 гал/час

9000 2 ИЛИ

BSFC 0,70 / 6,59 = 0,106 галлонов/лошадиных сил/час

800  * 0,106 = 84,80 галлонов в час по сравнению с вашим ежедневным водителем на шоссе, но помните, что это не средние значения, это расход при максимальной нагрузке. Что касается небольших различий в числах между методами, то это результат округления.

 

Что означает скорость GPH для моего фильтра?

Если вы используете качественный топливный фильтр, такой как наши фильтры CM, ваш фильтр должен значительно выходить за пределы фитингов и топливопроводов вашего автомобиля. Наши тесты фильтров показали, что в стандартных применениях с оригинальными фитингами и топливными магистралями в диапазоне 3/8 размер фитингов и магистралей был определяющим фактором для расхода.

Используя наш топливный фильтр 25-902 в качестве примера, давайте посмотрим, как размер фитинга фильтра и размер линии связаны с потоком. Этот фильтр оснащен топливными фитингами Ford в стиле OEM, которые специально используются в моделях Mustang с модульным двигателем 4,6. В наших тестах этот фильтр изолированно пропускает около 100 галлонов в час с сопротивлением около 1/2 фунта на квадратный дюйм. Это возможно благодаря тому, что фильтрующий материал рассчитан на высокий поток, а точка ограничения ограничена стандартными входными и выходными фитингами, которые расположены на небольшом расстоянии. Сравните это с длинной стандартной топливной линией 3/8, идущей к фильтру и от него. Большая длина и повороты топливопровода означают, что сопротивление потоку намного выше. В этом случае линия запаса не сможет пропускать более 60 галлонов в час без накопления значительного ограничения потока под давлением.

При планировании системы подачи топлива мы рекомендуем начать с оценки расхода топлива, необходимого вашему двигателю. Затем определите размер линии и насос для поддержки этого потока. Затем выберите качественный топливный фильтр, соответствующий размеру вашей линии, в котором используется высокопроизводительный фильтрующий материал, такой как наши фильтры CM.

 

BSFC — отличный инструмент для быстрого изучения взаимосвязи между расходом топлива и мощностью в лошадиных силах. Несмотря на то, что расход топлива, требуемый при пиковой мощности вашего двигателя, будет зависеть от нескольких переменных, таких как положение дроссельной заслонки, число оборотов в минуту и ​​тип аспирации, эти расчеты могут приблизить вас к этому.

Загрузите наш краткий справочник по расходу топлива, чтобы легко найти расход топлива и рекомендуемый размер трубопровода для вашего двигателя в зависимости от мощности и типа топлива.

 

 

Расчет расхода топлива в лошадиных силах – performancedevelopments.com

Бак, полный лошадиных сил

  900 03

Есть поговорка, что деньги говорят, а чушь гуляет. То же самое можно сказать и об автомобилях с настоящими двигателями с реальной мощностью. Интернет дал право хвастаться двигателям с огромными показателями мощности, которые никогда не соответствуют заявленным характеристикам и, кажется, бросают вызов законам физики.

 

Я подумал, что если я приведу некоторые базовые проверенные и принятые расчеты в документе, их можно будет использовать для получения и понимания того, что реально, а что нет.

 

Итак, вот несколько вещей, которые следует учитывать, когда вы слышите обо всех этих мощных интернет-двигателях.

 

Двигатели превращают химическую энергию (топливо) в тепловую энергию (сгорание), а часть этой тепловой энергии превращается в механическую энергию или работу (крутящий момент). Это можно рассчитать следующим образом.

 

Тепловая энергия измеряется в БТЕ. Британские тепловые единицы. 1 БТЕ — это тепловая энергия, необходимая для повышения температуры 1 фунта воды на 1° F, что равно 778 футо-фунтам энергии.

 

1 Мощность в лошадиных силах (33 000 фут-фунтов в минуту) равна 42,4 БТЕ в минуту или 2545 БТЕ в час (33 000 / 778 = 42,4165 x 60 = 2544,98).

 

Для любого двигателя можно рассчитать количество используемого топлива, его тепловой КПД и мощность. Для простоты возьмем двигатель мощностью 300 л.с. Он может использовать около 24 галлонов в час, чтобы получить 300 л.с. 1 галлон топлива весит примерно 5,92 фунта, и на каждый 1 фунт сожженного топлива высвобождается около 19 000 БТЕ энергии.

 

Итак, 24 галлона x 5,92 фунта = 142 фунта в час, чтобы получить 300 л. с.

 

Если вы сжигаете 24 галлона топлива в час, чтобы получить 300 л. 2 699 520/2545= 1061 л.с. Хотелось бы, но двигатель выдает всего 300 л.с. Здесь вы можете узнать, реальны ли цифры, которые кто-то вам говорит, или нет.

 

Существует эмпирическое правило, согласно которому 1/3 энергии уходит в выхлоп в виде тепловых потерь, 1/3 – в систему охлаждения, воду, масло и т. д., последнюю 1/3 – это то, что мы измеряем на динамометрическом стенде. Даже часть последней 1/3 теряется при фактической работе двигателя, трении, сопротивлении генератора и т. д. Таким образом, мы можем рассчитать тепловой КПД двигателя с помощью этого.

 

TE = тепловой КПД

 

PPH = расход топлива в фунтах в час

 

HP = TE x Расход топлива (PPH) x 19,000 (BTU на #) / 2545 (BTU на л.с. в час)

 

л.с. = TE x расход топлива (PPH) x 7,466

 

TE = 0,1339 x л.с. / расход топлива (PPH)

9 0002  

TE = 0,1339 x 300 л. с. / 142 PPH = 0,283 (28,3%) x л.с. / расход топлива (галлонов в час)

 

л.с. = TE x расход топлива (GPH) x 5,92 (# на галлон) x 19 000 / 2545 (BTU на л.с. в час)

 

л.с. = TE x расход топлива (галлонов в час) x 44,2

 

TE = 0,0226 x л.с. / расход топлива (галлонов в час) 0,0226 x HP/TE

 

Вы С помощью этих расчетов можно рассчитать, сколько топлива вам потребуется для производства определенного количества л.с. Вы также можете выяснить, сколько реальных л.с. производит любой двигатель. Независимо от того, что кто-то может вам сказать, большинство двигателей имеют ТЭ в районе 30%. На самом деле, я подсчитал, что один из интернет-двигателей производил 34% TE, что выше, чем у двигателя IC F1. Итак, вы можете видеть, что некоторые из этих показателей производительности интернет-движка бросают вызов законам физики.

 

Расход топлива = 0,1339 x 300 л.с. / 0,283%,

 

Расход топлива = 142 PPH или 24 GPH.

 

Еще один способ измерить это — рассчитать удельный расход топлива при торможении на динамометрическом стенде BSFC. Это измеренный расход топлива в л.с., наблюдаемый и выраженный в фунтах/час/л.с.

 

BSFC = Расход топлива (PPH) / л.с.

 

BSFC = 5,92 x Расход топлива (GPH) / л.с. Значение ФК 0,44-0,45. По расчетам, это будет около 0,85–0,87 лямбда. На турбодвигателе мы можем увеличить это значение до 0,47-0,52 BSFC, что будет примерно 0,82-0,79.лямбда.

 

Если вы возьмете рассмотренный ранее пример двигателя и подставите значения в полученную формулу BSFC,

 

BSFC = 5,92 x 24 (GPH) /300 (HP)

 

9 0002 BSFC = 0,47.

 

Это немного многовато для пиковой мощности и показывает, что наши номера разъемов 300 л.с. или 24 галлона в час не оптимальны. Давайте подключим другое более реалистичное число BSFC 0,44 и используем 300 л.с. в качестве показателя мощности и посмотрим, каким будет GPH.

 

галлонов в час = 0,44 (BSFC) x 300 (л.с.) / 5,92

 

галлонов в час = 22,3 галлонов в час.

 

Или, если мы используем 24 GPH и BSFC 0,44, какой может быть мощность в лошадиных силах.

 

л.с. = 24 (GPH) x 5,92 / 0,44 (BSFC)

 

л.с. = 322,9

 

Это более реалистичное количество л.с. в час.

 

Пример двигателя мощностью 300 л.с. при скорости 20 галлонов в час соответствует BSFC 0,39.и значение TE 34,4%. Двигатели, работающие на такой обедненной смеси, обычно не выживают. Мы видим, что некоторые двигатели с прямым впрыском работают очень бедно, но не на полную мощность.

 

В качестве примера рассмотрим двигатель с турбонаддувом. Сколько топлива будет израсходовано, чтобы получить 1000 л.с.?

Безопасный номер BSFC для двигателя с турбонаддувом будет около 0,52.

 

GPH = 0,52 (BSFC) x 1000 (HP) / 5,92

 

GPH = 87 8 известно, чтобы рассчитать HP, который можно было бы сделать,

 

л. с. = 87,8 (GPH) x 5,92 / 0,52 (BSFC)

 

л.с. = 999,6, достаточно близко.

 

Во всех приведенных здесь примерах используются номера разъемов. Для расчета теплового КПД необходимо знать расход топлива, потребляемый двигателем. По этому числу можно рассчитать ТЕ двигателей с заданной л.с. Если число TE высокое, вы знаете, что HP либо выключен, либо количество потребляемого топлива неверно. Подставьте данные расхода топлива и числа HP в формулу BSFC и посмотрите, что это за число. Это также может дать представление о производительности двигателя.

Использование процента рабочего цикла форсунки не является точным способом измерения расхода топлива. Измерение расхода топлива и выполнение некоторых из этих простых расчетов на предварительном динамометрическом стенде скажет вам, подходит ли топливная система, насос (ы), системы подачи топлива, рампы, магистрали и размеры форсунок. При отображении двигателя на динамометрическом стенде он может сказать вам, если вы теряете объем топлива из-за неисправности насоса, что ваши расчеты были неправильными до динамометрического стенда, и если двигатель кажется ниже ожидаемого уровня мощности, что, возможно, может быть причиной.