WikiDer > Удельный расход топлива на тормоз

Brake-specific fuel consumption

Удельный расход топлива на тормоз (BSFC) является мерой эффективность топлива любого первичного двигателя, который сжигает топливо и производит вращательную или валовую мощность. Обычно используется для сравнения эффективности двигатель внутреннего сгорания с валом на выходе.

Это скорость топливо потребление, разделенное на мощность произведено. Его также можно рассматривать как силуспецифический расход топлива по этой причине. BSFC позволяет напрямую сравнивать топливную экономичность различных двигателей.

Расчет BSFC (в метрических единицах)

Для расчета BSFC используйте формулу

куда:

скорость расхода топлива в граммах в секунду (г / с)
мощность в ваттах, где (Вт)
обороты двигателя в радиан в секунду (рад / с)
крутящий момент двигателя в ньютон-метры (Нм)

Приведенные выше значения р, , и могут быть легко измерены с помощью приборов с двигателем, установленным на испытательном стенде, и нагрузкой, приложенной к работающему двигателю. Результирующие единицы BSFC: граммы на джоуль (г / Дж)

Обычно BSFC выражается в граммах на киловатт-час (г / (кВт⋅ч)). Коэффициент преобразования следующий:

BSFC [г / (кВт⋅ч)] = BSFC [г / Дж] × (3,6 × 106)

Преобразование между метрическими и имперскими единицами измерения:

BSFC [г / (кВт⋅ч)] = BSFC [фунт / (л.с.⋅ч)] × 608,277
BSFC [фунт / (л.с.⋅ч)] = BSFC [г / (кВт⋅ч)] × 0,001644

Связь между числами BSFC и эффективностью

Для расчета фактического КПД двигателя требуется плотность энергии используемого топлива.

Различные виды топлива имеют разную плотность энергии, определяемую теплотворной способностью топлива. В низкая теплотворная способность (LHV) используется для расчета КПД двигателя внутреннего сгорания, поскольку тепло при температурах ниже 150 ° C (300 ° F) не может использоваться.

Некоторые примеры более низких значений теплотворной способности автомобильного топлива:

Сертификация бензин = 18,640 БТЕ/ фунт (0,01204 кВт⋅ч / г)
Обычный бензин = 18 917 БТЕ / фунт (0,0122222 кВт⋅ч / г)
Дизельное топливо = 18 500 БТЕ / фунт (0,0119531 кВт⋅ч / г)

Таким образом, КПД дизельного двигателя = 1 / (BSFC × 0,0119531), а КПД бензинового двигателя = 1 / (BSFC × 0,0122225).

Использование чисел BSFC в качестве рабочих значений и средней статистики цикла

Карта BSFC [г / (кВт⋅ч)]
Основная статья: Карта потребления

У любого двигателя будут разные значения BSFC при разных скоростях и нагрузках. Например, поршневой двигатель достигает максимальной эффективности, когда всасываемый воздух не дросселируется и двигатель работает с максимальным крутящим моментом. Однако эффективность, часто указываемая для конкретного двигателя, - это не его максимальная эффективность, а экономия топлива среднее статистическое значение цикла. Например, среднее за цикл значение BSFC для бензинового двигателя составляет 322 г / (кВт⋅ч), что соответствует эффективности 25% (1 / (322 × 0,0122225) = 0,2540). Фактический КПД может быть ниже или выше среднего значения двигателя из-за различных условий эксплуатации. В случае серийного бензинового двигателя наиболее эффективный BSFC составляет примерно 225 г / (кВт⋅ч), что эквивалентно термодинамической эффективности 36%.

Показана карта iso-BSFC (участок топливного острова) дизельного двигателя. Золотая середина на 206 BSFC имеет КПД 40,6%. Ось x - об / мин; ось Y BMEP в бар (bmep пропорционален крутящий момент)

Значение номеров BSFC для конструкции и класса двигателя

Номера BSFC сильно меняются в зависимости от конструкции двигателя, степени сжатия и номинальной мощности. Двигатели разных классов, такие как дизельные и бензиновые двигатели, будут иметь очень разные числа BSFC, в диапазоне от менее 200 г / (кВт⋅ч) (дизель на низкой скорости и с высоким крутящим моментом) до более 1000 г / (кВт⋅ч) (турбовинтовой двигатель). на низком уровне мощности).

Примеры значений BSFC для валковых двигателей

В следующей таблице в качестве примера приведены значения удельного расхода топлива для нескольких типов двигателей. Для конкретных двигателей значения могут отличаться и часто отличаются от значений в таблице, приведенной ниже. Энергоэффективность основан на низкая теплотворная способность 42,7 МДж / кг (84,3 г / (кВт⋅ч)) для дизельное топливо и реактивное топливо, 43,9 МДж / кг (82 г / (кВт⋅ч)) для бензина.

кВтл.с.ГодДвигательТипЗаявлениефунт / (л.с.⋅ч)г / (кВт⋅ч)эффективность
48641989Rotax 582бензин 2-тактныйАвиация, Сверхлегкий, Eurofly Fire Fox0.699425[1]19.3%
3214311987PW206B / B2турбовальныйВертолет, EC1350.553336[2]24.4%
4275721987PW207DтурбовальныйВертолет, Колокол 4270.537327[2]25.1%
5006701981Арриус 2B1 / 2B1A-1турбовальныйВертолет, EC1350.526320[2]25.6%
8201,1001960PT6C-67CтурбовальныйВертолет, AW1390.490298[2]27.5%
9581,2851989MTR390турбовальныйВертолет, Тигр0.460280[2]29.3%
84.5113.31996Rotax 914бензин, турбоАвиация, Легко-спортивный самолет, WT9 Dynamic0.454276[3]29.7%
881181942Лайкоминг О-235-ЛбензинАвиация, Авиация общего назначения, Cessna 1520.452275[4]29.8%
1,7992,4121984RTM322-01/9турбовальныйВертолет, NH900.420255[2]32.1%
63841991GM Двигатель Saturn I4бензинЛегковые автомобили, Saturn S-Series0.411250[5]32.5%
1502002011Ford EcoBoostбензин, турбоЛегковые автомобили, Форд0.403245[6]33.5%
3004001961Лайкоминг IO-720бензинАвиация, Авиация общего назначения, Пак Флетчер0.4243[7]34.2%
7,0009,4001986Роллс-Ройс МТ7газовая турбинаСудно на воздушной подушке, SSC0.3998243.2[8]34.7%
2,0002,7001945Дуплекс-циклон Wright R-3350бензин, турбокомпонентАвиация, Коммерческая авиация; В-29, Созвездие, DC-70.380231[9]35.5%
57762003Toyota 1NZ-FXEбензинМашина, Toyota Prius0.370225[10]36.4%
5507401931Юнкерс Юмо 204дизельный 2-х тактный, турбоАвиация, Коммерческая авиация, Юнкерс Ju 860.347211[11]40%
36,00048,0002002Роллс-Ройс Марин ТренттурбовальныйМорская силовая установка0.340207[12]40.7%
2,3403,1401949Napier NomadДизель-компаундКонцепция Авиационный двигатель0.340207[13]40.7%
1652212000Volkswagen 3.3 V8 TDIДизельМашина, Audi A80.337205[14]41.1%
2,0132,6991940Deutz DZ 710Дизель двухтактныйКонцепция Авиационный двигатель0.330201[15]41.9%
42,42856,8971993GE LM6000турбовальныйМорская силовая установка, Производство электроэнергии0.329200.1[16]42.1%
1301702007BMW N47 2LДизельЛегковые автомобили, BMW0.326198[17]42.6%
881181990Audi 2.5L TDIДизельМашина, Audi 1000.326198[18]42.6%
620830Scania AB DC16 078AДизель 4-х тактныйПроизводство электроэнергии0.312190[19]44.4%
1,2001,600начало 1990-хWärtsilä 6L20Дизель 4-х тактныйМорская силовая установка0.311189.4[20]44.5%
3,6004,800MAN Дизель 6L32 / 44CRДизель 4-х тактныйМорская силовая установка, Производство электроэнергии0.283172[21]49%
4,2005,6002015Wärtsilä W31Дизель 4-х тактныйМорская силовая установка, Производство электроэнергии0.271165[22]51.1%
34,32046,0201998Wärtsilä-Sulzer RTA96-CДизель 2-х тактныйМорская силовая установка, Производство электроэнергии0.263160[23]52.7%
27,06036,290MAN Дизель S80ME-C9.4-TIIДизель 2-х тактныйМорская силовая установка, Производство электроэнергии0.254154.5[24]54.6%
34,35046,060MAN Дизель G95ME-C9Дизель 2-х тактныйМорская силовая установка0.254154.5[25]54.6%
605,000811,0002016General Electric 9HAКомбинированный циклПроизводство электроэнергии0.223135,5 (экв.)62.2%[26]

Турбовинтовой КПД хорош только при большой мощности; SFC резко увеличивается при приближении к малой мощности (30% PМаксимум) и особенно на холостом ходу (7% PМаксимум) :

2050 кВт Pratt & Whitney Canada PW127 турбовинтовой (1996)[27]
РежимМощностьрасход топливаSFCЭнергоэффективность
Номинальный холостой ход (7%)192 л.с. (143 кВт)3,06 кг / мин (405 фунтов / ч)1282 г / (кВт⋅ч) (2,108 фунт / (л.с.⋅ч))6.6%
Подход (30%)825 л.с. (615 кВт)5,15 кг / мин (681 фунт / ч)502 г / (кВт⋅ч) (0,825 фунта / (л.с.⋅ч))16.8%
Макс круиз (78%)2132 л.с. (1590 кВт)8,28 кг / мин (1095 фунтов / ч)312 г / (кВт⋅ч) (0,513 фунт / (л.с.⋅ч))27%
Максимальный набор высоты (80%)2192 л.с. (1635 кВт)8,38 кг / мин (1108 фунтов / ч)308 г / (кВт⋅ч) (0,506 фунта / (л.с.⋅ч))27.4%
Макс. (90%)2475 л.с. (1846 кВт)9,22 кг / мин (1220 фунтов / ч)300 г / (кВт⋅ч) (0,493 фунта / (л.с.⋅ч))28.1%
Взлет (100%)2750 л.с. (2050 кВт)9,9 кг / мин (1310 фунтов / ч)290 г / (кВт⋅ч) (0,477 фунт / (л.с.⋅ч))29.1%

Смотрите также

Рекомендации

Примечания
  1. ^ «Руководство по эксплуатации 447/503/582» (PDF). Rotax. Сентябрь 2010. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-07-22. Получено 2018-06-08.
  2. ^ а б c d е ж «Газотурбинные двигатели» (PDF). Авиационная неделя. Январь 2008. Архивировано с оригинал (PDF) на 2018-11-06. Получено 2018-07-09.
  3. ^ «Руководство по эксплуатации серии 914» (PDF). Rotax. Апрель 2010. Архивировано с оригинал (PDF) на 2017-06-11. Получено 2018-06-08.
  4. ^ O-235 и O-290 Руководство оператора (PDF), Лайкоминг, январь 2007 г., стр. 3-8 версия-L
  5. ^ Михаил Сорока (26 марта 2014 г.). "Двигатели самолетов неэффективны?".
  6. ^ «Разработка усовершенствованного бензинового двигателя с турбонаддувом и прямым впрыском (GTDI)» (PDF). Ford Research and Advanced Engineering. 13 мая 2011 г.
  7. ^ IO-720 Руководство оператора (PDF), Lycoming, октябрь 2006 г., стр. 3-8
  8. ^ «Брошюра MT7» (PDF). Rolls-Royce. 2012. Архивировано с оригинал (PDF) на 2017-04-20. Получено 2018-07-09.
  9. ^ Кимбл Д. Маккатчеон (27 октября 2014 г.). "Райт Р-3350" Циклон 18"" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 1 августа 2016 г.
  10. ^ «Разработка гибридной системы нового поколения THS II - радикальное повышение энергетических характеристик и экономии топлива». Общество Автомобильных Инженеров. 8 марта 2004 г.
  11. ^ ассоциация взаимодействия, 1987 г.
  12. ^ "Марин Трент". Справочник по гражданскому строительству. 19 марта 2015.
  13. ^ "Napier Nomad". Полет. 30 апреля 1954 г.
  14. ^ «Новый Audi A8 3.3 TDI quattro: лучший TDI для класса люкс» (Пресс-релиз). Audi AG. 10 июля 2000 г.
  15. ^ "Боевой самолет Джейн времен Второй мировой войны". Лондон, Великобритания: Bracken Books. 1989 г.
  16. ^ «Морская газовая турбина LM6000» (PDF). General Electric. 2016. Архивировано с оригинал (PDF) в 2016-11-19.
  17. ^ «BMW 2.0d (N47)» (На французском). Автоинновации. Июнь 2007 г.
  18. ^ «Новый 5-цилиндровый дизельный двигатель Audi с турбонаддувом: первый дизельный двигатель для легковых автомобилей с прямым впрыском второго поколения». Общество Автомобильных Инженеров. 1 февраля 1990 г.
  19. ^ "DC16 078A" (PDF). Scania AB.
  20. ^ «Руководство по продукции Wärtsilä 20» (PDF). Wärtsilä. 14 февраля 2017.
  21. ^ «Четырехтактные двигатели» (PDF). Человек Дизель. 2015. Архивировано с оригинал (PDF) на 2016-04-17.
  22. ^ «Новый двигатель Wärtsilä 31». Технический журнал Wärtsilä. 20 октября 2015 г.
  23. ^ «Обзор технологий RTA-C» (PDF). Wärtsilä. 2004. Архивировано с оригинал (PDF) 26 декабря 2005 г.
  24. ^ "Руководство по проекту MAN B&W S80ME-C9.4-TII" (PDF). Человек Дизель. Май 2014.
  25. ^ "Руководство проекта MAN B&W G95ME-C9.2-TII" (PDF). Человек Дизель. Май 2014. с. 16.
  26. ^ Томас Келлнер (17 июня 2016 г.). «Вот почему последний мировой рекорд Гиннеса будет держать Францию ​​в сиянии еще долго после того, как футбольные фанаты уйдут» (Пресс-релиз). General Electric.
  27. ^ «ATR: Оптимальный выбор для благоприятной окружающей среды» (PDF). Avions de Transport Regional. Июнь 2001. с. Выбросы выхлопных газов двигателя PW127F. Архивировано из оригинал (PDF) на 08.08.2016.
Библиография

внешняя ссылка