Merná spotreba paliva (motor)

Zobrazenie mernej spotreby paliva v závislosti od otáčok (vodorovná os) a stredného efektívneho tlaku vo valci (zvislá os) motora. Modré izočiary spájajú prevádzkové body s rovnakou mernou spotrebou paliva. Najnižšia spotreba 206 g.kW^-1.h^-1 je pri cca. 2 200 otáčkach a relatívne vysokom zaťažení cca. 1,5 MPa. Hodnoty boli merané na trojvalcovom naftovom motore Hubraum s objemom 1,5 litra a maximálnym výkonom 70 kW.

Merná spotreba paliva spaľovacieho motora je veličina, ktorá udáva koľko hmotnostného množstva paliva je potrebného na vyprodukovanie jednotky energie. Označuje sa m_p a udáva sa v jednotkách g.kW^-1.h^-1 alebo kg.kW^-1.h^-1.

Čím je merná spotreba nižšia, tým sa palivo lepšie využije. Merná spotreba paliva je teda nepriamo úmerná účinnosti motora. Všetky faktory, ktoré zvyšujú účinnosť motora zároveň znižujú mernú spotrebu. Pri rovnakom chemickom zložení paliva a podmienkach spaľovania je merná spotreba priamo úmerná produkcii CO₂.

Merná spotreba paliva závisí od zvolenej koncepcie spaľovacieho motora, jeho technickej realizácie a prevádzkových podmienok. Ten istý spaľovací motor nemá jednu hodnotu mernej spotreby paliva, ale rozsah hodnôt v závislosti od otáčok a zaťaženia, pri ktorých sa merná spotreba meria.

Merná indikovaná spotreba paliva

Pre určenie mernej indikovanej spotreby paliva sa používa indikovaný výkon motora získaný z indikátorového diagramu. Ide o teoretický parameter, pretože indikovaný výkon je hodnota, ktorá je k dispozícii vo vnútri valca. Na jej praktické využitie ju treba mechanizmom, ktorý nikdy nepracuje bez strát vyviesť, na výstupný hriadeľ motora. Merná indikovaná spotreba paliva sa označuje rozšírením indexu na m_pi a vypočíta sa:

${\displaystyle m_{pi}={\frac {M_{ph}}{P_{i}}}\cdot 1000}$    , kde

• m_pi — merná indikovaná spotreba paliva [g.kW^-1.h^-1]
• M_ph — hodinová spotreba paliva [kg.h^-1]
• P_i — indikovaný výkon [kW]

Platí tiež vzťah medzi mernou indikovanou spotrebou a indikovanou účinnosťou:

${\displaystyle m_{pi}={\frac {3600}{H_{u}\cdot \eta _{i}}}}$    , kde

• m_pi — merná indikovaná spotreba paliva [g.kW^-1.h^-1]
• H_u — dolná výhrevnosť paliva [MJ.kg^-1]
• η_i — indikovaná účinnosť [-]

Merná efektívna spotreba paliva

Merná efektívna spotreba paliva má praktickejšie využitie, pretože na jej určenie sa používa efektívny výkon motora t. j. ten, ktorý je reálne k dispozícii. Merná efektívna spotreba paliva sa označuje rozšírením indexu na m_pe a vypočíta sa z podobných vzťahov pri použití iných veličín:

${\displaystyle m_{pe}={\frac {M_{ph}}{P_{e}}}\cdot 1000}$    , kde

• m_pe — merná efektívna spotreba paliva [g.kW^-1.h^-1]
• M_ph — hodinová spotreba paliva [kg.h^-1]
• P_e — efektívny výkon [kW]

${\displaystyle m_{pe}={\frac {3600}{H_{u}\cdot \eta _{e}}}={\frac {m_{pi}}{\eta _{m}}}}$    , kde

• m_pe — merná efektívna spotreba paliva [g.kW^-1.h^-1]
• H_u — dolná výhrevnosť paliva [MJ.kg^-1]
• η_e — efektívna účinnosť [-]

Navyše možno uviesť vzťah medzi mernou efektívnou a indikovanou spotrebou, z ktorého vyplýva, že merná efektívna spotreba je vždy vyššia:

${\displaystyle m_{pe}={\frac {m_{pi}}{\eta _{m}}}}$    , kde

• m_pe — merná efektívna spotreba paliva [g.kW^-1.h^-1]
• m_pi — merná indikovaná spotreba paliva [g.kW^-1.h^-1]
• η_m — mechanická účinnosť [-]

Zdroje

• Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.