You are currently viewing Straty energii silników spalinowych – sposób obliczenia strat ilości paliwa dla biegu jałowego.

Straty energii silników spalinowych – sposób obliczenia strat ilości paliwa dla biegu jałowego.

Czy zastanawiałeś się kiedyś dlaczego komputer pokładowy pokazuje chwilowe spalanie w dwóch jednostkach czyli w litrach na 100 km ( podczas jazdy ) lub w litrach na godzinę ( podczas postoju )? W niniejszym artykule opiszemy szczegółowo w jaki sposób obliczyć chwilowe spalanie na przykładzie silnika wysokoprężnego aby obliczyć ile paliwa zużywa silnik na opory toczenia samej jednostki napędowej.

Jeżeli jesteś kierowcą to doskonale wiesz, że parkując samochód na pochyleniu należy zaciągnąć hamulec ręczny. Co się stanie, jeżeli pozostawimy samochód na pochyleniu z włączonym na przykład 1 biegiem nie zaciągając ręcznego? Prawdopodobnie samochód nie stoczy się z górki ale to będzie uzależnione od pewnych wartości takich jak pochylenie, waga samochodu, przełożenie skrzyni biegów oraz oporów własnych silnika spalinowego. W tym artykule skupimy się właśnie na oporach własnych silnika spalinowego o układzie korbowo- -tłokowym.

Na samym początku wyznaczmy główne elementy silnika, które zużywają energię aby wprawić silnik spalinowy w ruch:

Jako przykład obliczeniowy weźmy sobie silnik o pojemności 2.0 litra z grupy VW wyposażony w układ wtryskowy common rail. Patrząc na wskazania komputera pokładowego na desce rozdzielczej dla rozgrzanego silnika, wyłączonej klimatyzacji i wentylatora otrzymujemy obliczone spalanie 0,6 litra oleju napędowego na 1 godzinę przy prędkości obrotowej silnika 880 RPM. Sprawdzając testerem diagnostycznym ilość wtryskiwanego paliwa na jeden suw pracy silnika to 5,1 mg oleju napędowego.  Porównajmy więc te dwie wartości i spróbujmy wyliczyć jak to wygląda w praktyce.

Na samym początku ustalmy, że nasz silnik pracuje w trybie czterosuwowym :  ssania, sprężanie, praca, wydech. Zatem na jeden obrót wału korbowego 360 st. Przypadają dwie fazy pracy. Mnożąc zatem ilość wtryskiwanego paliwa na suw przez ilość suwów pracy na obrót 360 st obrotu wału korbowego otrzymujemy 5,1 mg * 2 = 10,2 mg oleju napędowego. Teraz pomnożymy ilość wtryśniętego paliwa przez prędkość obrotową silnika = 10,2 mg * 880 obrotów silnika na minutę otrzymamy 8 976 mg oleju napędowego na minutę. Szukamy jednak zużycia paliwa na godzinę więc otrzymaną wartość pomnożymy przez 60 minut = 8976 mg * 60 minut = 538 560 mg lub 0,54 kilograma oleju napędowego na godzinę. Jeżeli 1 litr oleju wysokoprężnego waży około 850 gram to 0,54 kg będzie równe 0,63 litra oleju napędowego

Policzmy teraz wskazania komputera pokładowego w sposób odwrotny do powyższego przykładu. Dla lepszego zobrazowania obliczeń zamieńmy 0,6 litra oleju napędowego wskazanego przez komputer pokładowy na 600 ml ( 1 litr to 1000 mililitrów ). Dzieląc 600 ml przez 60 minut otrzymamy 10 ml paliwa na minutę. 

Teraz otrzymaną wartość podzielimy przez 880 obrotów na minutę =  0,01136 ml na obrót wału korbowego, czyli dzieląc wynik przez 2 otrzymamy ilość wtryśniętego paliwa na suw pracy = 0,01136 / 2 = 0,0057 ml .Gęstość oleju napędowego przyjęliśmy na poziomie 0,85 kg/l więc zamieniając jednostkę objętości na masę otrzymamy 0,85 * 0,0057 * 1000 = 4,8 mg / suw oleju napędowego.

Jak widać matematyka nie kłamie i odczytane parametry ze sterownika silnika czy komputera pokładowego prawie się zgadzają. Różnica, która wynika między 4,8 mg na suw a 5,1 mag na suw wynika z zaokrągleń do liczby całkowitej wskazań przez komputer pokładowy. Można zatem stwierdzić, że nasze obliczenia są poprawne. Należy przy tym pamiętać, że drobne różnice wynikają z założeń gęstości paliwa, która jest uzależniona od temperatury.

Należy również pamiętać, że powyższe obliczenia zostały oparte o prędkość obrotową silnika równą 880 rpm. A co się stanie jeżeli zwiększymy obroty na biegu jałowym do na przykład 2 000 rpm? Oczywiście zużycie paliwa w jednostce czasu wzrośnie a to właśnie na większych prędkościach obrotowych poruszamy się samochodami. Oznacza to, że realnie w trakcie jazdy będziemy zużywali więcej niż 0,6 litra oleju napędowego na godzinę w celu pokonania oporów pracy przy zerowym obciążeniu kół samochodu. Możesz teraz potestować na swoim samochodzie ile tak naprawdę będzie zużywał oleju napędowego twój samochód przy różnych prędkościach obrotowych. Dodatkowo możesz spróbować włączać dodatkowe obciążenia takie jak klimatyzacja, oświetlenie czy zwiększając moc dmuchawy powietrza wewnątrz samochodu i obserwować na desce rozdzielczej jaki to ma wpływ na zużycie paliwa.

W podsumowaniu można stwierdzić, że silniki spalinowe na biegu jałowym pochłaniają jakąś wartość paliwa w jednostce czasu dla zadanej prędkości obrotowej. Mając te dane możemy wywnioskować na czym polega ecotuning, ale o tym napiszemy w naszym następnym wydaniu.  Jeżeli zainteresowała Cię powyższa treść to zapraszamy do dalszego rozwoju swojej wiedzy pod kątem chiptuningu poprzez nasze szkolenia na tej platformie. Szkolenia są dostępne od razu po zaksięgowaniu płatności a dostęp jest nieograniczony czasowo.

Pozdrawiamy i życzymy wielu sukcesów.   

Chiptuning Academy Team

Dodaj komentarz