موضوع: مصرف سوخت ویژه ترمزی - Brake Specific Fuel Consumption

مصرف سوخت ویژه- Specific Fuel Consumption

خوب بی مقدمه میریم سر اصل مطلب،مصرف سوخت ویژه(SFC) یعنی مقدار سوختی که در ازای حصول توان مصرف میشه!
خوب حالا این چه ربطی به BSFC داره؟!! آها میگم! این وسط یک حرف B به اختصار brake و به معنی ترمزی اضافه شده!
این به brake horsepower یا توان ترمزی مربوط میشه!
توان ترمزی(bhp) چیه حالا؟! توانی که با داینو از سر فلایویل میگیریم! در اصل این توان برای ما مهم هستش! چرا؟!
چون یک سری اصطکاکهایی در موتور وجود داره که باعث میشه توان ترمزی ما سر فلایویل از توان اندیکاتوری ما کمتر باشه!
پس توان قابل استفاده برای ما همین توان ترمزی یا Brake horsepower هستش!

خوب حالا که فهمیدین توان ترمزی چیه دیگه قضیه آسون شد!
Bsfc میشه مقدار سوختی که در ازای حصول توان ترمزی مصرف میشه! به همین آسونی!
واحد مورد استفادش هم بیشتر gr/KwH هستش،بعضی اوقات هم lb/hp استفاده میشه!
-----------------------------------------------------------------------------------------------
خوب حالا به این عکس توجه کنید تا بیشتر متوجه بشین!



خوب همونطور که میبینید در دور idle ما چیزی نزدیک به g/KwH 280 مصرف داریم،دور موتور که بالا میره مصرف هم کم میشه تا به کمترین مصرف در دور 2500 برسه! تقریباً g/KwH 270.
از این دور مصرف میره بالا تا به g/KwH 350 در دور 6000 برسه!

خوب حالا چرا واکنش مصرف سوخت ویژه یا همون SFC اینطوریه؟!! چرا مصرف در دور 2500 از مصرف در دور idle کمتر باید باشه!؟!!

خوب داری میرسیم به جاهای خوب بحث...
در دور های پایین(low revs) مصرف سوخت ویژه ما بالاست،چون گرما(انرژی) زمان بیشتری برای فرار از سیلندر پیدا میکنه،پس مصرف رو بالا میبره!
خوب از اون طرف در دورهای بالا که این زمان کم میشه چرا مصرف بالا میره؟!
جواب ما برمیگرده به توان اصطکاکی اتلافی یا frictional horsepower
یا یه ج.رایی همون راندمان مکانیکی(mechanical efficiency)!
خوب در مورد این مطالب قبلاً بحث شده برای همین من دیگه توضیح نمیدم و
میرم سر بحث خودمون که چرا در دورهای بالا مصرف سوخت ویژه زیاد میشه!
بخاطر اینکه در دورهای بالا راندمان مکانیکی به شدت افت میکنه و
بیشتر قدرت موتور صرف مقابه با اصطکاک اجزاء و هدر رفتن گرما برای داغ شدن روغن موتور میشه!

خوب دلیلهای دیگه ای هم برای کم بودن مصرف سوخت ویژه در دورهای میانی(middle rpm) وجود داره!
به خط تورک(bmep) نگاه کنید! بله دقیقاً پیک تورک در دور میانی هستش! خوب چه زمانی ما به پیک تورکمون دست پیدا مکنیم!؟!
زمانی که سیلندرها به بهترین اندازه ممکن پر بشن! یعنی پیک راندمان حجمی(Volumetric efficiency)!
*(راندمان حجمی میشه میزان پرشدن سیلندر نسبت به حالت ایده آلش،مثلاً یک سلندر 1 لیتری اگه در دور موتور 3500 0.9 لیتر پر بشه،راندمان حجمیش میشه 90%)
البته این یک قانون کلی نیستش که پیک تورک در جایی باشه که کمترین مصرف سوخت ویژه رو داریم!
(علت مصرف پایین یک آمریکایی 8 سیلندر در شهر همینه،پیک تورک در دورهای پایین)
خوب حالا شاید دوستان با خودشون بگن که چرا مصرف سوخت ماشین ما با sfcای که براش اعلام شده فرق میکنه!؟!
جواب خیلی سادس! این نمودارها در حالت فول تراتل یا WOT رسم میشن!!
اگر شما هم 4 نفر سوار ماشینتون کنین و فول تراتل(تخته گاز) برین میبینی که مصرفتون به اون sfc اعلام شده خیلی نزدیک میشه!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------


خوب میرسیم به برسی مصرف سوخت ویژه در حالت برخه بار یا part load



خوب اگه به عکس نگاه کنید خیلی اطلاعات نصیبتون میشه! در این نمودار شما حالتهای مختف بار(load) روی ماشین رو میبینید!
خوب در حالت فول تراتل(wide open throttle) که بار روی موتور 100% هستش مصرف سوخت در کمترین حالت به 0.43 میرسه!
حالا یک نگاه به بار 50% (50% load) در دور موتور 1000 بندازین!!! مصرف سوخت ویژه از حالت فول لود در دور موتور 4000 بیشتره!!

حالا شما در رانندگی پیرمردی و عادی غالباً روی 25% لود هستین که در دور 1000 sfc ما 120+ درصد افرایش مصرف نسبت به حالت فول تراتل دارین!!
با دیدن این نمودار تاثیر دور موتور بر bsfc یا sfc خیلی بیشتر هویدا میشه!
مسئله اصلی که باعث میشه در حالتهای مختلف دریچه گاز sfc های خاصی داشه باشیم
برمیگرده به یکی دیگه از عواملی که قدرت موتور رو میگیره که بهش اتلاف مربوط به پمپاژ یا pumping گویند!
توضیح مختصری بدم چون این هم قبلاً بحث شده،خلاصش این میشه نیرویی
که از موتور صرف وارد کردن سوخت وهوا و خارج کردن گازهای سوخته میشه مقصر اصلی ماجراس!
اما نه صبر کنید!
متهم بعدی ما اینجا خود تراتل یا دریچه گاز هستش،زیاد در حالتهای برخه بار که تراتل کاملاً باز نیست مقاومت زیادی برای هوا ورودی به موتور ایجاد میکنه که همین امر باعث ایجاد
خلاً در پلنم میشه که با مکش سیلندر در تضاد هستش!
همه این مسائل باعث میشه تا موتور زجر(تلاش) بیشتری(اصطلاحاً میگن suffering) برای مکش هوا بکشه!


--------------------------------------------------------------------------------
این هم یک نموداره که رابطه بین توان ترمزی(brake horsepower) رو با مصرف سوخت ویژه ترمزی(bsfc) نشون
میده!



خوب خلاصه ماجرا اینکه bsfc چیز خیلی خوبیه!! این مسائل رو که متوجه مبشین!
از اون طرف هم میفهمین که چرا موتورهای دیزل در لودهای پایین sfc خیلی پایینتری نسبت به موتورهای بنزینی دارن!!

اگه قرار باشه کاربردی روی مصرف سوخت ویژه ترمزی صحبت کرد اینطوری میشه که برای اینکه کمتر سوخت مصرف کنیم ( یا نسبت به سوختی که داره مصرف میشه توان متناسب و مناسب رو بگیریم ) باید تخته گاز رفت؟
چون مقاومت هوای ورودی به موتور کم میشه و هوا راحت تر وارد موتور شده ( اتلاف پمپاژ پایین میاد )
یا اینکه در پیک راندمان حجمی که در آن پیک تورک را داریم رانندگی نماییم تا مصرف سوخت ویژه موتوری کاهش پیدا بکنه؟

یه سوال دیگه که ربطی به موضوع نداره من از ساختار موتورهای دیزل چیزی نمی دونم
موتورهای دیزل دریچه گاز ندارن؟
پس چه طور با افزایش فشار روی پدال گاز دور می گیرن؟ سوخت بیشتر تزریق میشه؟