Регистрация Войти
Вопрос

Объем двигателя и расход топлива

У меня сложилось странное заблуждение, что объём двигателя связан с количеством топлива, сгорающего за один цикл (в 4-тактном двигателе). Я знаю, что это глупо, но как объём двигателя связан с количеством топлива, сгорающего за один цикл? Например, я езжу на Ford Ka с двигателем:
1.3i Endura-E, верхнее расположение клапанов, 1,3 л, рядная четвёрка. Поэтому я думал, что за один цикл сгорает 1,3 л топлива, но это не так. Пожалуйста, объясните, как они связаны.


Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/1352/engine-size-and-fuel-consumption
1
+ Читать

15 Комментариев

  1. При прочих равных условиях — одинаковой форме кузова, массе, дороге, шинах, цилиндрах, ходах поршня, системе подачи топлива и воздуха, зажигании и т. д. — двигателю большего объёма, работающему на средних оборотах и мощности, потребуется немного больше топлива для преодоления трения, чем двигателю меньшего объёма, также комфортно работающему на средних оборотах и мощности. Например, Triumph Herald с рядным 4-цилиндровым двигателем объёмом 949 куб. см в сравнении с тем же автомобилем с двигателем объёмом 1149 куб. см. По сравнению с Vittese с рядным шестицилиндровым двигателем большего объёма, они будут комфортными на двух разных скоростях.



    Кларксон был и остаётся шоуменом. «Приус», ревущий на скорости 80 миль в час с неизвестной настройкой гибридной системы (без рекуперативного торможения? Подзарядили аккумулятор перед запуском?), после резкого ускорения, поворотов и торможения может расходовать жалкие 10 миль на галлон. «БМВ», урчащий на той же скорости, возможно, не так резко, потому что при тех же условиях он мог бы ехать быстрее или медленнее, будет расходовать больше миль на галлон.



    Если вам нужно усилить эффект, спустите немного воздуха из шин Prius и подкачайте шины BMW. Мешки с песком и бутылки с водой тоже могут пригодиться.



    Мой 2,8-литровый 6-цилиндровый Corrado был более обтекаемым, тяжёлым и значительно более мощным, чем мой 1,8-литровый 4-цилиндровый VW Golf. При постоянной скорости 55 миль в час и аккуратной езде Golf расходовал 35–40 миль на галлон в Центральной долине Калифорнии. Corrado мог расходовать 30 миль на галлон при тех же условиях, но только если водитель постоянно следил за тем, чтобы не получать удовольствие от вождения. Типичными были скорости 65 миль в час и расход менее 27 миль на галлон. При скорости 65 км/ч расход топлива у Golf составляет 30–35 миль на галлон.

  1. Это сложнее, чем простое соотношение. В качестве доказательства я привожу документ А: сравнение BMW M3 и Toyota Prius на испытательном треке Top Gear.



    Короче говоря, Prius ехал на максимальной (не очень высокой) скорости, а M3 следовал за ним на протяжении десяти кругов. В результате экономия топлива составила:




    • 17,2 мили на галлон

    • 19,4 мили на галлон



    Это сравнение 1,5-литрового 4-цилиндрового двигателя с 4-литровым V8. Более крупный двигатель был значительно более эффективным.



    Джереми Кларксон сказал: «Важно не то, на чём вы ездите, а то, как вы на нём ездите».



    Короче говоря, если вы пытаетесь сравнить эффективность двух двигателей, размер не является решающим фактором.
  1. Итак, взгляните на этот пост: mechanics.stackexchange.com/questions/21434/…
  1. я хочу понять, как производятся эти расчёты
  1. Также следует отметить, что при оценке топливной экономичности автомобиля необходимо учитывать гораздо больше факторов, чем просто трансмиссию. Это вес и аэродинамический профиль всей системы, давление и конструкция шин, дополнительные аксессуары и т. д.
  1. @ManiacZX, именно так. Размера двигателя было недостаточно, чтобы сказать: «Большой — плохо, маленький — хорошо.» Даже при гипотетических 20 милях в час это всё равно что сравнивать яблоки с апельсинами. Prius работает на аккумуляторе? Если да, то его расход топлива = бесконечности (то есть это не лучшее сравнение).
  1. Разница заключалась в том, что Prius ехал на пределе возможностей, намного быстрее, чем было предусмотрено для его эффективной работы, в то время как M3 двигался спокойно, потому что у него была мощность и передаточное число, позволяющие ехать гораздо быстрее. Если бы они проводили тест на 20 миль в час медленнее, это была бы совсем другая история.
  1. Несколько замечаний. Соотношение A/F в автомобилях может сильно варьироваться: от 12:1 для максимальной мощности до 18:1 для экономичных круизных режимов.

  1. При обычной езде соотношение воздуха и топлива остаётся постоянным и составляет 14,7:1. Поэтому, если более мощному двигателю требуется больше воздуха (больше объёма наддува) на цикл, то да, ему потребуется больше топлива.



    Таким образом, вопрос сводится к тому, в каком двигателе трение больше на один цикл и какой автомобиль тяжелее. Трение измеряется в среднем эффективном давлении трения (FMEP), которое показывает, какое давление должно быть в поршнях, чтобы двигатель вращался с постоянной скоростью. FMEP, умноженное на объём, = мощность на один цикл, необходимая для преодоления трения.



    Обратите внимание, что большая часть механических потерь возникает из-за трения между поршнем и цилиндром. Чем больше у вас поршней (V6 по сравнению с I4), тем сильнее трение. Обратите внимание, что количество распределительных валов, клапанов и подшипников скольжения также влияет на трение.
  1. @draksia, для снижения выбросов при работе в замкнутом контуре соотношение A/F строго контролируется. Узкополосный датчик O2 сообщает ЭБУ, если смесь слишком богатая или слишком бедная, и ЭБУ мгновенно корректирует параметры. При соотношении 18:1 вы, скорее всего, получите большое количество выбросов NOx, а при соотношении 12:1 — большое количество несгоревшего топлива и других загрязняющих веществ (см. здесь ).
  1. Литры — это единица измерения объёма любого типа, а не только количества жидкости. Раньше для обозначения объёма двигателя использовались кубические сантиметры, но «литры» произносить проще, и число в любом случае будет одинаковым (хотя и с десятичной точкой в другом месте).
  1. Вот где я допустил ошибку.
  1. @Дин, мощность двигателей рассчитывается исходя из объёма воздуха, к которому добавляется топливо, в первую очередь потому, что воздух является доминирующим фактором. Топливо добавляется к воздуху, а не наоборот.
  1. Почему двигатели изображены именно так?
  1. Число 1,3 л — это объём цилиндра, а не количество сжигаемого топлива. Таким образом, в цилиндр можно поместить 1,3 литра жидкости.
Вы уже ответили на этот вопрос