Удельный расход топлива (R;yl,udw jgv]k; mkhlnfg)
Удельный расход топлива — отношение расхода топлива (на единицу расстояния или времени) к мощности, к тяге, к массе груза для грузовых перевозок или на одного человека при пассажирских перевозках. Используется как характеристика топливной эффективности двигателей, а также транспортных средств в грузопассажирских перевозках. Единица измерения удельного расхода топлива зависит от выбора единиц для параметров, входящих в определение (объём или масса топлива, расстояние или время, мощность или тяга, масса груза или количество пассажиров). Например: удельный расход топлива — 166 г/(л.с.·ч), удельный расход топлива на крейсерском режиме — 0,649 кг/(кгс·ч), удельный расход авиатоплива - грамм/(пассажир·км).
Удельный расход топлива ДВС
[править | править код]Удельный расход топлива двигателя внутреннего сгорания, выдающего мощность через вращение, обычно выражается в граммах на 1 кВт·ч. Цифра показывает, сколько граммов топлива будет израсходовано двигателем за 1 час для выполнения работы, на которую нужно потратить 1 кВт мощности. Эта цифра не имеет единого значения для всего рабочего диапазона работы конкретного двигателя, но она неизменна для своего значения оборотов в минуту. Точнее, цифра удельного расхода неизменна для своей частоты вращения в случае работы на стехиометрической горючей смеси, а в случае работы на обогащённой рабочей смеси эта цифра несколько больше, хотя это не декларируется, так как такие переходные режимы работы мотора не считаются. В информационных материалах по двигателю производителем обычно декларируется значение минимального удельного расхода. В случае, если имеется достоверная диаграмма мощностной характеристики конкретного ДВС, то на ней кривая удельного расхода топлива по своей кривизне обычно зеркально обратна к кривой крутящего момента, а минимальное значение удельного расхода топлива находится примерно в том же диапазоне оборотов, что и максимальное значение крутящего момента. Объяснение этому в том, режим максимального крутящего момента это есть режим наивысшего КПД конкретного двигателя.
Независимо от того, какое значение удельного расхода топлива показано на диаграмме или опубликовано в информационных материалах, всегда следует понимать, что фактический расход топлива на интересующем режиме оборотов двигателя будет зависеть от фактической нагрузки на него — то есть, не от той мощности, которая теоретически доступна двигателю при данных оборотах, а от той, которая при данных оборотах фактически потрачена (а таковая всегда меньше или равна теоретически доступной). Для примера: заявленный расход в 150 грамм на 1 кВт·ч при 4000 оборотах минуту и мощности данного режима в 80 кВт не означает, что на 4000 оборотах расход двигателя всегда будет 12 килограмм топлива в час, так как этот расход будет определяться только фактически потраченной мощностью в текущих условиях движения, а таковая может быть и весьма незначительна.
Величина удельного расхода топлива не имеет прямой связи с конструкцией двигателя: с его числом цилиндров, рабочим объёмом, типом системы питания, наличием наддува, конструкцией выпуска. При этом есть общие тренды, такие как: дизельные двигатели экономичнее бензиновых; поршневые экономичнее роторно-поршневых и газотурбинных; двухтактные поршневые экономичнее четырёхтактных. Также величина удельного расхода топлива двигателя не имеет никакой связи со стилем езды конкретного водителя, и она всегда едина для всех эксплуатантов этой модели двигателя. При одинаковом составе топлива и условиях сгорания удельный расход пропорционален выработке CO2.
В России распространена аббревиатура УДР (удельно-допустимый расход топлива), в странах Таможенного Союза и странах СНГ чаще всего используют аббревиатуру УР.
Бензиновый двигатель способен преобразовывать лишь около 20—35 % энергии топлива в полезную работу (КПД = 20—35 %) и, соответственно, имеет высокий удельный расход топлива[1].
Дизельные двигатели
[править | править код]Дизельный двигатель обычно имеет КПД 30—40 %, дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением — свыше 50 %. Например, дизель MAN B&W S80ME-C7 при КПД 54,4 % тратит всего 155 г топлива на полезную работу в 1 кВт·ч (114 г/(л.с.·ч))[2].
- Беларус-1221 — на тракторе установлен шестицилиндровый рядный дизельный двигатель с турбонаддувом. Удельный расход топлива при номинальной мощности — 166 г/(л.с.·ч);
- К-744 (трактор) — удельный расход топлива при номинальной мощности — 174 г/(л.с.·ч);
- Wärtsilä-Sulzer RTA96-C (Вяртсиля-Зульцер Серия двухтактных турбокомпрессорных дизельных двигателей) — 171 г/(кВт·ч) (126 г/(л.с.·ч) (3,80 л/с))
- газотурбинный агрегат МЗ с реверсивным редуктором (36 000 л.с., 0,260 кг/(л.с.·ч), ресурс 5000 ч) для больших противолодочных кораблей;
- двигатели второго поколения М60, М62, М8К, М8Е с повышенной экономичностью (0,200—0,240 кг/(л.с.·ч)) [3].
- АШ-82 — удельный расход топлива 0,381 кг/(л.с.·ч) в крейсерском режиме;
- АМ-35А — удельный расход топлива 0,285—0,315 кг/(л.с.·ч);
- М-105 — удельный расход топлива 0,270—0,288 кг/(л.с.·ч);
- АЧ-30 — дизельный авиационный двигатель, удельный расход топлива составляет 0,150—0,170 кг/(л.с.·ч).
Удельный расход топлива в реактивной авиации
[править | править код]Для авиационных двигателей в качестве показателя топливной эффективности используется килограмм топлива на килограмм-силу в час. Для форсированных двигателей это приблизительно соответствует: 0,77 кг/(кгс·ч) (двигатель РД-33 самолёта МиГ-29), 1,95 кг/(кгс·ч) для двигателя НК-22 самолёта Ту-22М2, 2,08 кг/(кгс·ч) для двигателя НК-25 самолёта Ту-22М3 (для последнего — около тонны керосина в минуту на каждый двигатель на форсаже).[источник не указан 2829 дней]
Прочие методики измерения расхода топлива
[править | править код]Для характеристики топливной эффективности самолётов гражданской авиации используется и другое выражение — отношение расхода топлива на 1 км расстояния к количеству пассажиров, которое часто также называется удельным расходом топлива. Единица измерения — грамм на пассажиро-километр.
Сравнение аналогов среднемагистральных пассажирских самолётов[4]:
| Ту-204 | Аэробус A321 | Боинг 757-200 | Ту-154М | |
|---|---|---|---|---|
| Пассажировместимость, чел. | 212 | 220 | 235 | 180 |
| Максимальная взлётная масса, т | 107,5 | 89 | 108,8 | 102 |
| Максимальная коммерческая нагрузка, т | 21 | 21,3 | 22,6 | 18 |
| Крейсерская скорость, км/ч | 850 | 900 | 850 | 950 |
| Требуемая длина ВПП, м | 2500 | 2500 | 2500 | 2300 |
| Топливная эффективность, г/(пасс.·км) | 19,3 | 18,5 | 23,4 | 27,5 |
| Стоимость, млн. долл. США | 35 (2007 год) | 87-92 (2008 год) | 80 (2002 год) | 15 (1997 год) |
У сверхзвукового Ту-144 этот показатель составлял примерно 100 г/(пасс.·км).
Удельный расход топлива автомобилей
[править | править код]Наиболее низким удельным расходом топлива обладают грузовики среднего и крупного тоннажа. При весе порой более 50 тонн их расход может составлять менее 40 л/100 км. В то же время, легковые машины, обладая куда меньшим весом, могут потреблять горючего немногим меньше.[источник не указан 2829 дней] Ниже в таблице даны примеры удельного расхода.
| Марка машины | Расход | Снаряжённый/полный вес (кг) | удельный расход на 100 км относительно веса в литрах на тонну | Удельный расход на мощность | Мощность в ЛС |
|---|---|---|---|---|---|
| Mercedes Actros 2553 | 30-50 л/100 км | 16000/56000 | 0,55-0,89 | 0,16 | 530 |
| Peugeot Boxer | 8,4 - 10,8 | 2000/4005 | 2,1 - 2,7 | 0,09 | 120 |
| BMW 528I | 8-10 | 1795/2330 | 4,7 - 3,43 | 0,024 | 240 |
| ВАЗ 2131 Нива | 9-12 | 1350/2000 | 6(средний) | 0,069 (макс.) | 83 |
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Плановое хозяйство. — Изд. Госплана СССР, 1984. — 820 с. Архивировано 26 июля 2020 года.
- ↑ Низкоскоростной дизель MAN B&W S80ME-C7. Дата обращения: 12 октября 2013. Архивировано 14 октября 2013 года.
- ↑ Зоря — Машпроект
- ↑ Ту-204 на сайте «Ильюшин Финанс Ко.» Архивировано 20 мая 2009 года.