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

{ displaystyle BSFC = { frac {r} {P}}}

куда:

${ displaystyle r}$ скорость расхода топлива в граммах в секунду (г / с)

${ displaystyle P}$ мощность в ваттах, где

{ Displaystyle Р = тау омега}

(Вт)

{ displaystyle omega}

обороты двигателя в радиан в секунду (рад / с)

{ Displaystyle тау}

крутящий момент двигателя в ньютон-метры (Нм)

Приведенные выше значения р, ${ displaystyle omega}$ , и ${ Displaystyle тау}$ 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)]

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.


кВт	л.с.	Год	Двигатель	Тип	Заявление	фунт / (л.с.⋅ч)	г / (кВт⋅ч)	эффективность
48	64	1989	Rotax 582	бензин 2-тактный	Авиация, Сверхлегкий, Eurofly Fire Fox	0.699	425^[1]	19.3%
321	431	1987	PW206B / B2	турбовальный	Вертолет, EC135	0.553	336^[2]	24.4%
427	572	1987	PW207D	турбовальный	Вертолет, Колокол 427	0.537	327^[2]	25.1%
500	670	1981	Арриус 2B1 / 2B1A-1	турбовальный	Вертолет, EC135	0.526	320^[2]	25.6%
820	1,100	1960	PT6 C-67C	турбовальный	Вертолет, AW139	0.490	298^[2]	27.5%
958	1,285	1989	MTR390	турбовальный	Вертолет, Тигр	0.460	280^[2]	29.3%
84.5	113.3	1996	Rotax 914	бензин, турбо	Авиация, Легко-спортивный самолет, WT9 Dynamic	0.454	276^[3]	29.7%
88	118	1942	Лайкоминг О-235-Л	бензин	Авиация, Авиация общего назначения, Cessna 152	0.452	275^[4]	29.8%
1,799	2,412	1984	RTM322 -01/9	турбовальный	Вертолет, NH90	0.420	255^[2]	32.1%
63	84	1991	GM Двигатель Saturn I4	бензин	Легковые автомобили, Saturn S-Series	0.411	250^[5]	32.5%
150	200	2011	Ford EcoBoost	бензин, турбо	Легковые автомобили, Форд	0.403	245^[6]	33.5%
300	400	1961	Лайкоминг IO-720	бензин	Авиация, Авиация общего назначения, Пак Флетчер	0.4	243^[7]	34.2%
7,000	9,400	1986	Роллс-Ройс МТ7	газовая турбина	Судно на воздушной подушке, SSC	0.3998	243.2^[8]	34.7%
2,000	2,700	1945	Дуплекс-циклон Wright R-3350	бензин, турбокомпонент	Авиация, Коммерческая авиация; В-29, Созвездие, DC-7	0.380	231^[9]	35.5%
57	76	2003	Toyota 1NZ-FXE	бензин	Машина, Toyota Prius	0.370	225^[10]	36.4%
550	740	1931	Юнкерс Юмо 204	дизельный 2-х тактный, турбо	Авиация, Коммерческая авиация, Юнкерс Ju 86	0.347	211^[11]	40%
36,000	48,000	2002	Роллс-Ройс Марин Трент	турбовальный	Морская силовая установка	0.340	207^[12]	40.7%
2,340	3,140	1949	Napier Nomad	Дизель-компаунд	Концепция Авиационный двигатель	0.340	207^[13]	40.7%
165	221	2000	Volkswagen 3.3 V8 TDI	Дизель	Машина, Audi A8	0.337	205^[14]	41.1%
2,013	2,699	1940	Deutz DZ 710	Дизель двухтактный	Концепция Авиационный двигатель	0.330	201^[15]	41.9%
42,428	56,897	1993	GE LM6000	турбовальный	Морская силовая установка, Производство электроэнергии	0.329	200.1^[16]	42.1%
130	170	2007	BMW N47 2L	Дизель	Легковые автомобили, BMW	0.326	198^[17]	42.6%
88	118	1990	Audi 2.5L TDI	Дизель	Машина, Audi 100	0.326	198^[18]	42.6%
620	830		Scania AB DC16 078A	Дизель 4-х тактный	Производство электроэнергии	0.312	190^[19]	44.4%
1,200	1,600	начало 1990-х	Wärtsilä 6L20	Дизель 4-х тактный	Морская силовая установка	0.311	189.4^[20]	44.5%
3,600	4,800		MAN Дизель 6L32 / 44CR	Дизель 4-х тактный	Морская силовая установка, Производство электроэнергии	0.283	172^[21]	49%
4,200	5,600	2015	Wärtsilä W31	Дизель 4-х тактный	Морская силовая установка, Производство электроэнергии	0.271	165^[22]	51.1%
34,320	46,020	1998	Wärtsilä-Sulzer RTA96-C	Дизель 2-х тактный	Морская силовая установка, Производство электроэнергии	0.263	160^[23]	52.7%
27,060	36,290		MAN Дизель S80ME-C9.4-TII	Дизель 2-х тактный	Морская силовая установка, Производство электроэнергии	0.254	154.5^[24]	54.6%
34,350	46,060		MAN Дизель G95ME-C9	Дизель 2-х тактный	Морская силовая установка	0.254	154.5^[25]	54.6%
605,000	811,000	2016	General Electric 9HA	Комбинированный цикл	Производство электроэнергии	0.223	135,5 (экв.)	62.2%^[26]

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

2050 кВт Pratt & Whitney Canada PW127 турбовинтовой (1996)^[27]
Режим	Мощность	расход топлива	SFC	Энергоэффективность
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

внешняя ссылка

Образцы карт двигателей для коммерческих автомобилей, собранные пользователями форума ecomodder

[1] «Руководство по эксплуатации 447/503/582» (PDF). Rotax. Сентябрь 2010. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-07-22. Получено 2018-06-08.

[GTEnginesAWJan2008∘-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

[Soroka-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.

[PW127F-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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]