Расход топлива это
Методика оценочного расчета удельного расхода топлива двухконтурного турбореактивного двигателя | Кузнецов
Определение предельно достижимого уровня технического совершенства для двигателя с выбранной конструктивной схемой на начальном этапе проектирования позволяет заранее оценить его конкурентоспособность по сравнению с аналогами. Для оценки уровня технического совершенства силовой установки летательного аппарата (ЛА) используются два параметра: удельный расход топлива CR и удельный вес двигателя γдв [1]. Определение удельных параметров проектируемого двигателя начинается с термодинамического расчета «исходного» режима работы. При этом КПД основных узлов и уровень потерь по газовоздушному тракту двигателя задаются из предшествующего опыта проектирования (данные аналогов или предшествующих модификаций) или определяются в ходе отдельных расчетов компрессора, турбины и камеры сгорания. Прямая аналитическая взаимосвязь параметров термодинамического цикла и КПД основных узлов для конкретного двигателя невозможна.
Поэтому процесс выбора термодинамических параметров, таких как температура газа в камере сгорания Тг*, суммарнаястепень сжатия πΣ*, степень двухконтурности y и последующий анализ зависимостей CR = f(Тг*, πΣ*, y,...), выполняется при постоянных значениях потерь и КПД узлов.
При определении предельно возможного технического уровня двигателя связь между параметрами Тг*, πΣ*, y и максимально возможным КПД узлов может быть установлена.
Основой метода является использование зависимостей максимально возможного политропного КПД ступени компрессора или турбины от величины нагрузки на ступень, предварительно полученных на основе статистических данных. Далее выполняется расчет адиабатического КПД всего компрессора ηк* или турбины ηт* с использованием параметров термодинамического цикла. Подробно метод расчета максимально возможного КПД основных узлов двигателя изложен в [2].
Для рассматриваемой методики расчета установлены следующие допущения и ограничения:
- процесс в двигателе рассматривается как термодинамически равновесный и адиабатический;
- приняты постоянные гидравлические потери по газовоздушному тракту;
- принято равномерное распределение нагрузки (напорности) между ступенями компрессора;
- область применения методики ограничивается малоразмерными ТРДД, которые устанавливаются в основном на беспилотные летательные аппараты.
Исходными данными для определения максимально возможного ηк* осевого компрессора являются следующие параметры: приведенный расход воздуха GВПР 0, полная температура на входе в компрессор Твх, а также степень повышения полного давления в компрессоре πк* и выбранное количество ступеней компрессора z. В начале расчета определяется величина нагрузки на одну ступень Δi*ст0 и степень повышения давления в ступени π*ст0 в первом приближении с использованием равенств:
где Δiк*ад, ккал/кг - адиабатическое изменение энтальпии за компрессором, определяемое с помощью термодинамических функций по величинам πк* и Твх*; Δiад* ст, кДж/кг - адиабатическое изменение энтальпии ступени. Зависимость для максимально возможного КПД осевой ступени компрессора от изменения энтальпии Δiст* представлена на рисунке 1.
Для каждой ступени компрессора с порядковым номером s может быть определена напорность Δiст*(s) и максимальный политропный КПД (s):
Здесь kα - поправка на потери напорно- сти в ступенях, а kн(s) - коэффициент, определяющий изменение напорности по ступеням. Для малоразмерных ТРДД число осевых ступеней в компрессоре обычно не более 2. В этом случае, в отличие от многоступенчатых компрессоров с заданным распределением напор- ности, можно принять kн(1) = kн(2) = 1.
Политропный КПД с учетом поправки на размерность ступени определяется уравнениями:
где GВПР(s), кг/с - приведенный расход воздуха на входе в ступень s, Δηпол* - поправка на полит- ропный КПД, определяемая по графической зависимости, представленной на рисунке 2. Графические зависимости для и Δηпол* представленные на рисунках 1 и 2, получены путем обработки статистических экспериментальных данных по осевым и центробежным ступеням компрессоров на основе данных, заимствованных из [1, 3, 4].
Адиабатический КПД ступени
Параметры воздуха на выходе из ступени:
где i*вх(s), S*вх(s) - энтальпия и энтропия воздуха на входе в ступень; Δiст*ад(s) - адиабатический напор ступени; iст*ад(s), T*
ст*ад(s), S*ст*ад(s) - энтальпия, температура и энтропия воздуха на выходе из ступени, рассчитанные с помощью термодинамических функций.
Общие параметры осевого компрессора определяются по соотношениям:
Совместное решение уравнений (1)-(11) позволяет определить адиабатический КПД, напорность каждой ступени компрессора и общий КПД компрессора.
Аналогичным образом, на основе приведенных выше зависимостей, может быть составлена методика расчета для компрессора, состоящего из нескольких центробежных или диагональных ступеней. В большинстве современных малоразмерных ТРДД применяется одиночная центробежная ступень. Для центробежной ступени следует использовать зависимость , представленную на рисунке 1. Дополнительными исходными данными для расчета являются приведенный расход воздуха Gв прц и температура торможения Твх* на входе в ступень. Для одноступенчатого центробежного компрессора Gв прц = Gв прц0, Твх * - задано. Для замыкающей ступени осецентробежного компрессора Gв прц = Gв пр(z), Твх*= Тст*(z). При этом расчет адиабатического КПД ступени существенно упрощается:
Изменение энтальпии и параметры воздуха на выходе из центробежной ступени:
где i*вх, S*вх - энтальпия и энтропия воздуха на входе в ступень, определяемые по Твх*; Δiц*ад - адиабатический напор ступени; iц ад, Tц*ад, Sц*ад - энтальпия, температура и энтропия воздуха на выходе из центробежной ступени.
Для одноступенчатого центробежного компрессора параметры ступени одновременно являются параметрами компрессора. Общие параметры осецентробежного компрессора определяются с учетом параметров осевой части:
Методика определения максимально возможного адиабатического КПД для турбины компрессора составлена с учетом отбора воздуха на охлаждение соплового аппарата (СА) и рабочего колеса (РК) для одной или нескольких ступеней. В качестве исходных данных используются следующие параметры из расчета исходного режима: изменение энтальпии в компрессоре Δiк*, приведенный расход воздуха Gв пр0, температура торможения Т*г и полное давление Рг* газа на входе в турбину, энтальпия воздуха за компрессором iк*, относительный расход топлива в камере сгорания qт кс = Gт / (3600 · Gв кс). Зависимости для определения механического КПД ηmK = f(Gв пр0) на валу турбины компрессора с учетом привода агрегатов и зависимость для определения относительной величины отбора воздуха Δ охл ст(s) = f (Твх*) на охлаждение одной ступени турбины приведены в [2]. Относительный отбор воздуха на охлаждение диска корпуса и дисков турбины Δ охл к = 0,005...0,01.
Коэффициенты расхода воздуха и газа на входе в турбину компрессора:
Величины μв, μг, Δ охл Σ в начале расчета задаются в первом приближении.
Для определения изменения энтальпии газа в турбине компрессора Δi*тк и в отдельной ступени Δi*ст при заданном числе ступеней z (в соответствии с вариантом схемы на рис. 5) используются соотношения:
В сечениях за CA и РК турбины для каждой ступени s выполняется пересчет коэффициентов расхода с использованием соотношений:
Здесь j - 1 обозначает сечение на входе в CA или РК; j - сечение на выходе из CA или РК; ψса, ψρκ - долевой коэффициент относительного расхода воздуха, расходуемого на охлаждение соответственно CA и РК.
Термодинамические параметры на выходе из CA определяются с помощью термодинамических функций:
где iвх*'(s), Твх*'(s), Sвх*'(s) - соответственно энтальпия, полная температура и энтропия газа за CA, т.е. на входе в РК; а cp, Rr, кг - соответственно теплоемкость, газовая постоянная и показатель адиабаты этого же газа.
Политропный КПД ступени η*пол(s) определяется с использованием зависимостей:
Δη*пол = f(Аст), если Аст ≤ 40, Δη*пол = 0, если Аст > 40.
Здесь η*maxпол - максимально возможный политропный КПД, определяемый по зависимости, представленной на рисунке 3, Δη*пол - поправка на политропный КПД ступени в зависимости от величины пропускной способности Аст, определяемая по зависимости на рисунке 4, P*вх(S) - полное давление газа на входе в рабочее колесо ступени. Зависимости для η*maxпол получены при обработке статистических данных, взятых из [3]. Зависимость для η*пол заимствована из работы [4].
Рис. 3. Максимально возможный политропный КПД ступени турбины компрессора
Рис. 4. Поправка на политропный КПД ступени турбины
Aдиабатические параметры за РК и адиабатический КПД ступени η*ад(s) определяются с использованием уравнений:
где i*ст ад(s), T*ст ад(s), S*ст ад(s) - соответственно адиабатическая энтальпия, полная температура и энтропия газа на входе из РК, определяемые с помощью термодинамических функций; Δi*ст ад(s) - адиабатический перепад на РК ступени; π*ст (s) - степень понижения полного давления в РК.
Энтальпия газа на выходе из ступени определяется по теплоперепаду в РК и величине расхода охлаждающего воздуха
где i*ст (s)- энтальпия газа на выходе из РК.
Рис. 5. Охемы ТРДД: а) первая конструктивная схема, б) вторая конструктивная схема 1 - вентилятор (вар. а), двухступенчатый вентилятор (вар. б), 2 - осевая ступень компрессора ВД (вар. а), двухступенчатая подпорная осевая ступень (вар. б), 3 - центробежная ступень компрессора ВД, 4 - камера сгорания, 5 - турбина ВД, 6 - турбина НД (вар. а), двухступенчатая турбина НД (вар. б), 7 - сопло второго контура, 8 - сопло первого контура, CA - сечение на выходе из соплового аппарата, РК - сечение на выходе из рабочего колеса
Полная температура и давление газа на выходе из ступени турбины:
Tст*(s) = f (qт(j), iст*(s), Pст*(s) = Pвх*(s) / πст*(s) . (32)
Поскольку для многоступенчатой турбины имеют место равенства i*вх (s + 1) = iст*(s) и Pвх*(s + 1) = Pст*(s), приведенные выше уравнения позволяют выполнить расчет основных параметров для каждой из z ступеней турбины при их совместном решении.
Далее определяются общие параметры турбины компрессора - степень понижения полного давления в турбине π*тк и адиабатический КПД η*тк:
Турбина низкого давления, связанная вентилятором, рассчитывается аналогичным образом, при этом для определения величин η*maxпол и Δη*пол используются зависимости на рисунках 3, 4. В случае если температура на входе в турбину или ступень T*вх(s) < 1200 К, принимается Δохлс(s) = 0.
Предложенные процедуры расчета адиабатического КПД компрессора и турбины используются в данном случае как составные части термодинамического расчета исходного режима двигателя, выполненные в виде отдельных подпрограмм.
Остальные параметры, характеризующие потери по газовоздушному тракту и полноту сгорания топлива в камере, имеют, как правило, узкие интервалы возможных значений. Их количество и численные значения определяются типом двигателя (ТРД, ТРДД и др.), могут быть заимствованы из [5, 7]. При определении предельно достижимого уровня технического совершенства двигателя с минимально возможным CR параметры, характеризующие потери по газовоздушному тракту, могут быть заданы в виде постоянных величин. Методика термодинамического расчета исходного режима является общеизвестной, поэтому она исключается из рассмотрения. Для расчета термодинамических функций воздуха и газа в диапазоне температур от минус 50 до 1500 °С используются данные [6], для температур свыше 1500 °С - аппроксимирующие зависимости по стандарту NASA sp-273.
Для апробации разработанной методики были выполнены расчеты минимально возможных CR применительно к малоразмерным ТРДД. Расчеты выполнены для стандартных атмосферных условий на входе в двигатель Н = 0, М = 0, TH = 288,15 К. Диапазон варьируемых основных параметров термодинамического цикла выбран исходя из статистических данных для ТРДД производства Teledyne CAE, Williams International [8]: πΣ* = 10-13,8, Т
г* = 1150-1400 К, у = 1. Во всех случаях приведенный расход воздуха через первый контур был задан равным СВПР 0 = 2,5 кг/с. Исходя из постановки задачи, вместо значений тяги двигателя для всех вариантов рассчитана величина усредненной удельной тяги двигателя I = (Rуд1 + Rуд2 · y)/ (1 + У), где Rуд1 Rуд2 - удельная тяга сопел первого и второго контура соответственно.
Результаты вариативных расчетов исходного режима ТРДД с максимально возможными КПД узлов представлены на рисунках 6, 7. На рисунке 6 представлены расчетные зависимости CR = (Тг*, πΣ*, I) для первой конструктивной схемы ТРДД с одноступенчатым вентилятором, компрессором высокого давления (ВД), состоящим из осевой и центробежной ступени, кольцевой прямоточной камерой сгорания, одноступенчатой турбиной высокого и низкого давления (НД). Первая схема представлена на рисунке 5 а. Нанесенные линии представляют собой результаты расчетов множества вариантов исходного режима ТРДД при выбранных постоянных величинах термодинамического цикла Тг* = const или πΣ* = const. Каждая точка диаграммы представляет собой минимально возможное значение Cr, достижимое при заданных Tг* , πΣ*, у и внешних условиях.
Аналогичные зависимости по CR представлены на рисунке 7 для второй схемы ТРДД с двухступенчатым вентилятором, двумя подпорными ступенями каскада НД, компрессором ВД, состоящим из центробежной ступени, кольцевой прямоточной камерой сгорания, одноступенчатой турбиной ВД и двухступенчатой турбиной НД. Вторая схема представлена на рисунке 5б. Дополнительно на рисунке 7 нанесены данные по двигателям семейства малоразмерных ТРДД WR-19 компании Williams International и расчетные данные этих двигателей, полученные при тех же параметрах термодинамического цикла с максимально возможными величинами КПД ступеней компрессоров и турбин (точки отмечены одинаковыми маркерами). Анализ представленных данных показывает возможность снижения CR для данных двигателей на 7-10 % при увеличении политропного КПД составляющих ступеней до максимально возможного современного уровня (данные на рис. 1, 3). Необходимо учесть, что линия совместной работы в поле характеристик компрессора, с учетом обеспечения достаточного уровня запасов газодинамической устойчивости, может быть смещена в область, где КПД на 1-2 % ниже линии максимальных значений. Поэтому максимальный потенциал снижения Cr для окончательно спроектированного и изготовленного двигателя в данном случае следует уменьшить до 5-8 %.
Из опыта проектирования известно, что при модернизации существующего двигателя без существенных изменений газовоздушного тракта технические риски успешного завершения ОКР считаются минимальными. Однако заказчик может поставить перед разработчиком ТРДД задачу снизить удельный расход топлива на величину δCR > 7-10 % с условием сохранения параметров термоди-намического цикла y, Tг*, π*Σ и неизменными габаритно-массовыми характеристиками. В рассмотренном случае задача будет практически не выполнимой, так как существующие методы проектирования и технологические возможности производства не позволят достичь требуемого уровня политропного КПД компрессора и турбины. Потребуются длительные НИР по улучшению характеристик основных узлов двигателя. Таким образом, результаты расчета по данной методике могут быть важным дополнительным критерием оценки задаваемых в ТЗ требований по экономичности ТРДД при выполнении поисковых НИР для перспективных ЛА.
Методика может также использоваться для сравнения ТРДД различных схем и с различными параметрами термодинамического цикла. Зависимости, показанные на рисунках 6 и 7, могут быть представлены в виде области с ограничивающими линиями для фиксированного диапазона значений Tг*, π*Σ. В этом случае наложение двух таких областей, полученных для ТРДД первой и второй схемы с одинаковыми диапазонами значений Tг*, π*Σ, у, позволяет наглядно их сопоставить по минимально достижимым значениям Cr, как показано на рисунке 8.
Может быть выполнен также количественный анализ. Например переход от первой ко второй схеме ТРДД (см. рис. 8) при одинаковых значениях Тг* = 1300 К, πΣ* = 12,25, у = 1 позволяет снизить удельный расход топлива на величину δCR = -1,2 % с одновременным увеличением суммарного удельного импульса δΐ = 1,0 %. Снижение Cr связано в основном с увеличением КПД турбины НД при переходе от одноступенчатой к двухступенчатой схеме.
Другим примером может быть сравнение ТРДД одной схемы (первая схема), но с различной степенью двухконтурности у, представленное на рисунке 9. Увеличение степени двухконтурности на 35 % при одинаковых значениях Тг* = 1300 К, πΣ* = 12,25 позволяет снизить минимально достижимый уровень удельного расхода топлива на величину δCR = -6,8 %. Однако данное снижение величины Cr сопровождается значительным снижением суммарного удельного импульса δI = -8,6 %.
Такое изменение оправдано в случае оптимизации двигателя на крейсерский режим работы при снижении числа М полета. Примером использования ТРДД с увеличенной степенью двухконтурности можно считать JT15D-5C с у = 2 производства Pratt&Whitney, устанавливаемый на БПЛA “Barracuda” и X-47A. В обоих случаях можно заранее оценить, насколько потенциал снижения δCr оправдывает затраты, необходимые на проведение ОКР по разработке двигателя новой конструктивной схемы.
Преимуществом разработанной методики, в сравнении с традиционным термодинамическим расчетом исходного режима, является возможность выполнять расчет минимально достижимых значений Cr двигателя с учетом взаимосвязи между изменением основных параметров термодинамического цикла π*Σ и T*г , изменением КПД узлов и величины отбираемого на охлаждение воздуха. Методика позволяет выполнить оценку имеющегося потенциала улучшения экономичности существующего ТРДД, ограниченного достигнутыми техническими характеристиками основных узлов. Для двигателя новой конструктивной схемы на начальном этапе проектирования можно выявить наличие или отсутствие преимущества по величине минимально возможного удельного расхода топлива с двигателями-аналогами в ожидаемых условиях эксплуатации.
Очень низкий расход топлива в автомобиле, скорее всего, свидетельствует об обмане производителя
Вот почему нельзя верить показаниям расхода топлива на приборной панели.
На приборной панели каждого современного автомобиля есть показатель расхода топлива, рассчитанный на каждые 100 километров пути. Благодаря этому электронному расходомеру топлива мы получаем представление не только о расходе топлива, но и о том, сколько примерно километров мы сможем проехать, прежде чем в баке кончится горючее. Вы радуетесь, что расход топлива на приборке низкий? А вы уверены, что этот показатель, рассчитанный на каждые 100 км, правильный?
На самом деле во всех моделях автомобилей все может быть по-разному: у некоторых автомобилей цифры расхода топлива на приборной панели даже выше, чем фактическое потребление. Но на многих автомобилях ситуация прямо противоположная. То есть расход топлива на бортовом компьютере ниже реального.
Как бортовой компьютер автомобиля рассчитывает расход топлива?
Вы когда-нибудь задумывались, а как компьютер машины рассчитывает расход топлива, который мы видим на приборной панели? Это имеет что-то общее со счетчиком на заправке, когда мы заливаем на бензоколонке топливо? Или этот метод расчетов похож на показания счетчиков воды в наших квартирах? На самом деле нет. Компьютер для вычисления расхода топлива использует внутренние алгоритмы путем сбора данных с различных датчиков в автомобиле. Так, например, компьютер получает данные о ширине импульса топлива в инжекторе (объем впрыска) и данные с датчика скорости, с датчика вращения коленвала, с датчика КПП и т. д. Далее по специальной формуле данные перемножаются с применением определенных коэффициентов.
Виды расхода топлива на бортовом компьютере автомобиля
Расход топлива делится на три типа: мгновенный, средний и расход топлива на холостом ходу.
Мгновенный расход топлива представляет собой расход топлива транспортного средства в реальном времени. Когда автомобиль находится в движении, компьютер показывает расход в виде «L/100 км», где «L» –расход топлива в литрах.
Средний расход топлива – это значение расхода топлива автомобиля за определенный период времени. Единица измерения: «L/100 км», где «L» – расход топлива в литрах.
Расход топлива на холостом ходу – это расход топлива автомобиля на холостом ходу, обычно измеряемый в часах. В некоторых автомобилях во время остановки, когда двигатель работает на холостом ходу, расход топлива начинает отображаться в виде «L/H», где «L» – расход топлива в литрах, а «H» – 1 час.
Почему расход топлива неточный?
Есть несколько причин, почему в современных автомобилях расход топлива, отображаемый на приборной панели, неточен. Первая причина – из-за электронных ошибок в расчете. Например, специфичные математические алгоритмы, заложенные в компьютер автомобиля, получая неправильные данные с различных датчиков, вычисляют неправильный показатель потребления топлива. От этого не застрахован ни один автомобиль. Вторая причина, наверное, понравится сторонникам теории заговора автопроизводителей. Речь идет о версии, что автопроизводители умышленно программно занижают истинное потребление топлива автомобилем.
По мнению некоторых экспертов, таким образом производители автомобилей скрывают правду об экономичности автомобиля. Например, это необходимо, чтобы расход топлива соответствовал заявляемым заводским техническим характеристикам, которые часто не имеют ничего общего с реальностью.
Третья причина, которая выглядит более правдоподобно, – это особенность программы компьютера, который рассчитывает расход топлива, выводя его на приборке. Например, для этого компьютер специально не рассчитывает потребление топлива на холостом ходу или намеренно понижает его, чтобы скрыть от глаз автовладельца истинный расход на холостом ходу, который может не только удивить, но и напугать. Вот почему на многих автомобилях сегодня нет функции, показывающей расход топлива на холостом ходу (измеряемый в форме литры /час).
Недавно в Китае был проведен один интересный эксперимент, который выявил на Great Wall VV7 намеренное занижение расхода топлива на бортовом компьютере. В результате исследований специалисты установили, что автопроизводитель заложил в компьютер специальный алгоритм, не учитывающий потребление топлива на холостом ходу. В итоге расход топлива на холостом ходу не был включен в фактический расход топлива.
Сами понимаете, что в этом случае в автомобиле показатель расхода топлива, отображаемый на приборной панели, будет неточен. Ведь каждый водитель ежедневно сталкивается с частыми остановками на светофорах, в пробках и т. п., когда двигатель машины работает на холостом ходу, на котором, как известно, происходит максимальное потребление топлива. Естественно, не беря в расчет показатель расхода на холостых оборотах двигателя, китайский автопроизводитель намеренно занизил истинное потребление топлива Great Wall VV7.
В настоящее время, насколько мне известно, данные о расходе топлива в некитайских автомобилях более точные. Наиболее правдивые данные дают автомобили Toyota и Honda. Тем не менее нельзя сказать, что автомобили этих марок показывают расход топлива 100% точно. Хуже дело обстоит с немецкими, американскими и российскими автомобилями. Но, как заявляют эксперты, больше всего врут бортовые компьютеры китайских автомобилей.
А вы как думаете, какой реальный расход топлива в вашем автомобиле? Вы доверяете показанию бортового компьютера в вашей машине? А знаете ли вы, что каждый из нас может легко проверить истинный расход? Для этого вспомним дедовский метод определения, сколько топлива кушает автомобиль.
Залейте в машине полный бак топлива (до щелчка). Скиньте на приборке одометр суточного пробега автомобиля. Далее эксплуатируйте машину, как обычно, до тех пор, пока не израсходуете минимум полбака топлива. Вернитесь на заправку и снова наберите полный бак топлива, запомнив, сколько топлива поместилось в бак. Далее произведите расчеты по нижеуказанной формуле:
количество литров топлива, которое вы заправили:
сколько вы проехали x 100 = расход топлива в л/100 км
Так вы получите реальный расход топлива своего автомобиля. Теперь сравните полученное значение с тем расходом топлива, который показывает компьютер вашей машины. У некоторых автомобилей разница может быть неприличной.
Кстати, многие автовладельцы понимают, что расход топлива, который показывает компьютер, может быть неточный. Но немало водителей считают, что погрешность небольшая, поэтому часто доверяют показанию бортового расходомера и отображаемому запасу хода автомобиля. К сожалению, если расхождение реального расхода топлива с показанием компьютера слишком большое, то запас хода, который видит на приборке водитель, может также не иметь ничего общего с действительностью.
К сожалению, есть немало автовладельцев, которые принимают расход топлива на приборке за чистую монету, веря в эти показания, как в температуру на градуснике. Но верить в алгоритмы автопроизводителя на самом деле глупость. Или вы считаете, что автопроизводители честны со своими потребителями? Тогда вспомните недавний дизельный скандал с компанией Volkswagen и рядом других немецких брендов, которые занижали показатели СО2 при измерении уровня вредных веществ в дизельных машинах. Так что советуем замерить реальный расход топлива, а не надеяться на показания приборов.
Расход топлива - Энергетическое образование
Энергетическое образованиеМеню навигации
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
ИНДЕКС
Поиск
Расход топлива измеряет количество топлива, которое автомобиль потребляет, чтобы проехать определенное расстояние. Он выражается в литрах на сто километров или в странах, использующих имперскую систему, в галлонах на 100 миль. Например, Volkswagen Golf TDI Bluemotion имеет один из лучших показателей расхода топлива: на 100 километров требуется всего 3,17 литра. [1] Таким образом, чем меньше значение, тем лучше рейтинг.
Не все потребляемое топливо используется непосредственно для питания автомобиля. Около 3-11% расходуемого топлива расходуется на преодоление сопротивления качению. [2] Поскольку не все потребляемое топливо будет напрямую использоваться для питания автомобиля, целесообразно применять методы вождения для снижения расхода топлива. Некоторые приемы включают в себя: плавное ускорение, поддержание постоянной скорости и движение накатом для замедления. Использование этих методов может снизить выбросы CO 2 выбросов до 25%. [3]
Средний расход топлива всеми транспортными средствами на дороге в США
Средний расход топлива всеми транспортными средствами на дороге в США, [4] указан в галлонах на 100 миль.
Тип транспортного средства | 1990 | 1995 | 2000 | 2005 | 2010 | Улучшение |
---|---|---|---|---|---|---|
Автомобиль | 4,92 | 4,74 | 4,57 | 4,52 | 4,26 | 15,7% |
Грузовик | 6,21 | 5,78 | 5,75 | 5,65 | 5,81 | 6,8% |
Это диаграмма среднего расхода топлива всеми автомобилями на дорогах США по годам. При сравнении этих результатов со средними показателями для новых автомобилей, приведенными ниже, обнаруживается большое расхождение. Для этого есть три причины. Что наиболее важно, новые автомобили обеспечивают лучший расход топлива, чем старые автомобили, а старые автомобили на дороге снижают средний КПД.
Во-вторых, правила EPA (CAFE - корпоративные стандарты средней экономии топлива) диктуют, что средняя экономия топлива для всей линейки автомобилей производителя должна быть выше определенного числа - с 1985 по 2010 год это число составляло 27,5 миль на галлон. [4] К сожалению, хотя стандарты CAFE могут показаться простым числом, на самом деле все намного сложнее. Стандарты CAFE основаны на площади основания транспортного средства (площади между колесами), а это означает, что транспортное средство с меньшей площадью основания должно обеспечивать более высокую эффективность использования топлива, чем транспортное средство с большей площадью основания (например, компактный хэтчбек по сравнению с грузовиком). Как будто это не было достаточно запутанным, стандарты CAFE также применяются только к транспортным средствам с номинальным весом брутто (GWVR) 8500 фунтов. Это означает, что такие компании, как Ford и Dodge, которые производят автомобили весом в три четверти тонны, такие как F-250 и Ram 2500, заинтересованы в том, чтобы сделать эти автомобили тяжелее, чтобы они не соответствовали стандартам CAFE. Это означает, что реальная экономия новых автомобилей автомобильной компании на самом деле меньше, чем заявленная экономия топлива.
Наконец, полученное среднее значение называется "гармоническим средним", что означает, что оно частично учитывает количество проданных единиц, но не в соотношении 1:1. [4] Это означает, что производители могут использовать все свои модели, чтобы сбалансировать эффективность использования топлива, и что компании могут непропорционально увеличить свой средний показатель за счет небольших автомобилей, которые не продаются в большом количестве, и электромобилей, которые резко меняют рынок. средние. Это приводит к снижению реальной топливной экономичности среднего автомобиля.
Средний расход топлива новых автомобилей в США
Средний расход топлива новых автомобилей в США. [4] Значения приведены в галлонах топлива на 100 миль пробега. Это позволяет проводить прямое сравнение улучшений.
Тип транспортного средства | 1990 | 1995 | 2000 | 2005 | 2010 | 2011 | 2012 | Улучшение |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Автомобиль отечественный | 3,72 | 3,61 | 3,48 | 3,28 | 3,02 | 3,07 | 2,91 | 21,8% |
Импортный автомобиль | 3,34 | 3,30 | 3,53 | 3,34 | 2,84 | 2,83 | 2,67 | 20,2% |
Грузовик/внедорожник | 4,80 | 4,88 | 4,69 | 4,52 | 3,97 | 4,08 | 4,00 | 16,8% |
Это диаграмма среднего расхода топлива новых легковых и грузовых автомобилей, продаваемых в США. Он выделяет несколько тенденций. Во-первых, импортные автомобили, как правило, имеют значительно больший расход бензина по сравнению с отечественными автомобилями. Кроме того, улучшение расхода бензина практически не изменилось, показав в среднем около 21% улучшения для легковых автомобилей и только 16,8% улучшения для грузовых автомобилей в течение последних 22 лет.
Важно отметить, что двигатели грузовиков и внедорожников, как правило, так же эффективны, как и двигатели легковых автомобилей. Основное различие в их топливной экономичности связано с тем, что грузовики и внедорожники значительно тяжелее легковых автомобилей, а также имеют гораздо меньшую аэродинамику. [5] Грузовики очень нужны подрядчикам или в строительстве. Тем не менее, покупка грузовика в качестве транспортного средства для поездок на работу из-за периодической необходимости буксировать лодку в конечном итоге будет стоить больших денег на топливо и значительно увеличит площадь, занимаемую человеком.
Для дополнительной информации
- Экономия топлива
- Расход топлива и экономия топлива
- Транспорт
- Бензиновый двигатель
- Выбросы парниковых газов
- Или просмотрите случайную страницу
Ссылки
- ↑ Никки Гордон-Блумфилд. (2015, 7 марта). Volkswagen Golf BlueMotion: Дизель с высоким расходом топлива — запретный плод для нас [Online]. Доступно: http://www.greencarreports.com/news/1085403_volkswagen-golf-bluemotion-high-mpg-diesel-is-forbidden-fruit-for-us
- ↑ «Центр данных по альтернативным видам топлива: шины с низким сопротивлением качению», Afdc.energy.gov, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://www.afdc.energy.gov/conserve/fuel_economy_tires_light.html. [Доступ: 23 июля 2018 г.].
- ↑ «Техники экономичного вождения | Природные ресурсы Канады», Nrcan.gc.ca, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://www.nrcan.gc.ca/energy/efficiency/transportation/cars-light-trucks/fuel-efficient-driving-techniques/7507.
[Доступ: 23 июля 2018 г.].
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3
- ↑ https://engineering.mit.edu/ask/what%E2%80%99s-разница-между-топливной-эффективностью-и-экономией топлива
Расход топлива и экономия топлива
Энергетическое образованиеМеню навигации
ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ
ИНДЕКС
Поиск
Рисунок 1. Это пример наклейки, которая должна быть на автомобиле для обозначения экономии топлива. Красный крестик — это расход топлива. [1]
Расход топлива и расход топлива — это две фразы, которые иногда используются взаимозаменяемо, но имеют совершенно разные значения. Основное различие заключается в расходе топлива, обсуждая, сколько топлива автомобиль потребляет, чтобы проехать определенное расстояние, а экономия топлива измеряет , какое расстояние автомобиль проезжает без топлива. Следовательно, они имеют отношение , обратное . [2] Хотя значения аналогичны, стоит отметить небольшую разницу: [3]
- Расход топлива измеряет количество топлива, которое автомобиль потребляет, чтобы проехать определенное расстояние. Он выражается в литрах на сто километров или в странах, использующих имперскую систему, в милях на 100 галлонов. Например, Volkswagen Golf TDI Bluemotion имеет один из лучших показателей расхода топлива: на 100 километров требуется всего 3,17 литра. [4] Таким образом, чем меньше значение , тем выше рейтинг.
- Экономия топлива измеряется в милях на галлон [2] (или в электромобилях, мили на галлон бензинового эквивалента (MPGe)), и относится к тому, как далеко автомобиль может проехать, используя заданное количество топлива. Так как это обратно пропорционально расходу топлива, чем больше значение , тем лучше рейтинг. Иногда используется термин топливная экономичность.
Важно отметить, что это разговорный термин, который используется вместо экономии топлива. Однако истинная эффективность использования топлива должна быть выражена в процентах, которые измеряют, сколько топлива используется для обеспечения движения автомобиля по сравнению с общим количеством впрыскиваемого топлива. [5]
График выше показывает расход топлива по горизонтальной оси и расход топлива по вертикальной оси. Обратите внимание, что расход топлива не уменьшается линейно с увеличением экономии топлива (MPG). [6]
Для дальнейшего чтения
- Топливо
- Экономия топлива
- Бензиновый двигатель
- Дизельный двигатель
- Электромобиль
- Или просмотрите случайную страницу
Ссылки
- ↑ «Ярлык экономии топлива B.jpg», En.wikipedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Fuel_Economy_Label_B.jpg. [Доступ: 19 июля 2018 г.].
- ↑ 2.