Ссылка на резервное размещение материала

СПОСОБ ОЦЕНКИ КПД ДВС АВТОМОБИЛЯ

(путем сравнения с характеристиками электромобиля)

Иногда у автовладельцев, занимающихся доработкой своего автомобиля, возникает потребность оценить, хотя бы приблизительно, кпд двигателя автомобиля после внесения каких либо изменений в его конструкцию. Сделать это бывает довольно затруднительно по причине отсутствия дорогостоящего испытательного оборудования. Вместе с тем, если не требуется особая точность, можно попробовать оценить кпд двигателя, рассмотрев характеристики электромобиля аналогичной массы. Сегодня уже появилось достаточно много мелкосерийных и опытных моделей электромобилей от различных производителей. В первом приближении можно считать, что кпд электродвигателя не так сильно зависит от режимов работы и составляет около 0,85 (по заявлениям производителей). Можно предположить, что потери в электромобиле при движении (на трение, аэродинамические и т. п.) будут близки потерям в оцениваемом автомобиле при близком значении их массы. Поэтому, если рассчитать удельный расход энергии электромобиля, переведя его, учитывая энергоемкость бензина, в привычные литры бензина на 100 км, можно оценить кпд двс сравнив полученную цифру расхода для электромобиля с расходом топлива на автомобиле с доработанным двс. Во сколько раз расход бензина в двс больше энергорасхода в электромобиле, во столько раз кпд двс меньше кпд электродвигателя (0,85). Конечно, расход бензина в двс нужно оценивать при спокойном движении по незагруженной трассе. То есть для оценки кпд двс достаточно только измерить расход топлива и сравнить его с энергопотреблением аналогичного по массе электромобиля.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Результаты поиска характеристик электромобилей приведены в таблице. При этом данные спорткаров и грузовых электромобилей не рассматривались. В графе 2 приведена емкость батареи, в графе 3 пробег на одной зарядке, в графе 4 масса электромобиля. Учитывая, что 1 литр бензина по энергоемкости соответствует 9,167кВт*час, разделив величину емкости батареи на эту величину и пробег (в сотнях км.) получаем удельный расход в литрах на 100км (графа 5). В графе 6 приведен расход, отнесенный к 1 тонне веса автомобиля.

Если проанализировать графу 6, то видно, что эта зависимость близка к линейной, что свидетельствует о наличии постоянной составляющей в силах сопротивления, не зависящей от массы автомобиля и оказывающей большее влияние при меньшей массе.

Электромобиль

Емкость аккум.

кВт*час

Запас хода

км

Масса

кг

Расход

л. бензина/

100км

Удельный

расход

л. бензина/

100км*1тонну

Расход

(расчет)

л. бензина/

100км

Погрешность %

1

2

3

4

5

6

7

8

Lumeneo

SMERA

10

150

500

0.73

1.45

0.67

8%

Aptera

Motors

12

160

680

0.82

1.21

0.86

5%

Murray

T.27

12

150

700

0.87

1.24

0.88

1%

Smart For Two

Electric Drive

14

150

854

1.02

1.19

1.03

1%

Mitsubishi

i-MIEV

16

144

1080

1.22

1.13

1.22

<1%

Таврия электро

(самоделка)

9,6

80

1250

1.31

1.05

1.34

2%

Renault

Fluence Z. E.

22

160

1543

1.5

0.97

1.5

<1%

Из анализа таблицы нетрудно вывести эмпирическую формулу удельного расхода топлива в зависимости от массы автомобиля.

Р=(1,506-0,347Мт)*Мт

Где Р – расход бензина в литрах на 100 км

Мт – масса автомобиля в тоннах

Результаты расчета по этой формуле для масс электромобилей приведены в графе 7.

В графе 8 приведена погрешность расчета по сравнению с данными производителей.

Анализируя эту погрешность можно сделать вывод о вполне приемлемой точности расчета расхода топлива при анализе автомобилей массой от 0,6 до 1,6-1,7 тонны.

Методика расчета кпд двс автомобиля

1.  В зависимости от массы автомобиля определяем, какой бы расход имел наш автомобиль, если бы кпд его двигателя равнялся 0,85 по формуле

Р=(1,506-0,347Мт)*Мт

(Например: при массе автомобиля в 1 тонну и кпд двигателя 0,85 удельный расход бензина составлял бы: Р=(1,506-0,347*1)*1= 1,159 литров/100км)

2.  Замеряем действительный расход (Рд) бензина автомобилем при спокойном движении по свободной трассе (Например: Действительный расход составляет 4,5 литра на 100км )

3.  Оцениваем реальный кпд двс по формуле

КПД= 0,85*Р/Рд

(В нашем случае КПД=0,85* 1,159/4,5=0,22)

Таким образом, если у нас есть автомобиль в 1 тонну, который показывает расход 4,5 литра на 100 км, то это свидетельствует о том, что кпд двигателя этого автомобиля равен 0,22.

Хотя, наверное, нужно учесть, что это оценочная характеристика и погрешности оценки никак не меньше 15 процентов.

ВЫВОД:

КПД двигателя автомобиля массой в 1 тонну, который показывает расход 4,5 литра на 100 км, находится в пределах от 0,19 до 0,25 .

Алексей Варежкин