BSFC (consumo specifico di carburante per freni) - In che modo si tratta di una misurazione utile?


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Consumo di carburante specifico per freni o BSFC

Misurare vari attributi di un ICE (Internal Combustion Engine) e come si comporta certamente dà una maggiore comprensione di come un determinato ICE si comporta in vari RPM oltre a dare la capacità di comprendere l'economia.

Il consumo di carburante specifico per il freno è una di quelle misurazioni.

Sto cercando una risposta che illustri la matematica alla base di BSFC e aiuti un principiante a capire perché BSFC è importante per loro.

Quali sono le varie metriche e gli attributi utilizzati per creare un numero BSFC?

Perché è importante BSFC?

In che modo è possibile modificare BSFC su un ICE relativo a temporizzazione di aspirazione, accensione, scarico e camma?

Risposte:


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Vado a prendere una pugnalata a questo ... Non sono un esperto, proprio quello che ho messo insieme nella mia testa. Molto di questo entra in sintonia / costruzione del motore più generale.

BSFC è fondamentalmente la potenza erogata per una determinata quantità di carburante. Per un determinato motore, questo dipende dal carico e dall'RPM. Il tuo BSFC più basso è intorno alla coppia massima a farfalla parziale.

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Tutto ha a che fare con l'efficienza con cui il carburante viene bruciato e trasformato in forza rotante. La maggior parte dell'efficienza con cui il carburante brucia deriva da quanto sia ben atomizzato il carburante. Questo dipende dalla velocità dell'aria e dalla temperatura della miscela aria / carburante. La benzina vaporizza a 196 * F, quindi qualsiasi cosa sopra dovrebbe essere buona. Si dice che la velocità dell'aria sia la migliore per la velocità del suono.

Non sono sicuro al 100% di come sia esattamente calcolato, ma immagino che richiederebbe un dinamometro per misurare la potenza erogata e un modo per misurare il consumo di carburante, possibile calcolato attraverso la pressione del carburante, la portata e l'ampiezza degli impulsi.

BSFC mostra l'efficienza con cui viene bruciato il carburante. Questo è importante per l'efficienza del motore e per ottenere una buona potenza e chilometraggio del gas dal tuo motore. Quando i produttori determinano la trasmissione della trasmissione, vogliono che il veicolo raggiunga la massima efficienza intorno ai 60 mph (poiché la maggior parte delle autostrade ha un limite di velocità di 55 o 65). Ciò significa che l'azionamento finale (attraverso la marcia superiore del cambio, il differenziale e la dimensione dei pneumatici) sarà impostato in modo tale che l'RPM sia intorno al BSFC più basso mentre si è in autostrada. Probabilmente il tuo convertitore di coppia sarà impostato a un numero di giri simile, ma ciò è in parte dovuto al fatto che è vicino alla coppia massima.

Gli RPM sono importanti per 2 motivi: velocità dell'aria e assorbimento del calore. A regime inferiore, la velocità dell'aria non si muove abbastanza velocemente da atomizzare correttamente il carburante. A regime più elevato, il combustibile non assorbe molto calore prima di essere acceso e non brucia in modo efficiente. Il tuo punto debole è nel mezzo da qualche parte. Questo dipende da molte cose che approfondirò in seguito.

Il carico è simile. Quando l'acceleratore è chiuso, la velocità dell'aria è lenta. A farfalla più alta, è necessario far funzionare il motore un po 'ricco per assorbire parte del calore generato. Questo è un grosso problema per i motori a induzione forzata.

COSÌ su come cambiare il BSFC su un motore ... praticamente TUTTO conta, ma entrerò in alcuni dei punti chiave. Tutte le parti devono lavorare insieme, quindi punta alla stessa gamma di potenza RPM su tutte le parti.

Un rapporto di compressione più elevato significa che viene generata più energia da ogni combustione. Ciò causa la riduzione di BFSC. Il limite principale qui è quanto lontano puoi andare prima di iniziare a generare troppo calore perché sia ​​efficiente.

Una corsa più lunga significa che hai un vantaggio meccanico maggiore quando il pistone viene spinto verso il basso. Questo dovrebbe darti un BSFC più basso. Una corsa più lunga riduce il numero di giri del BSFC più basso.

Alberi a camme : le caratteristiche principali qui sono sollevamento, durata e sovrapposizione. Questi fattori collaborano per determinare dove il tuo motore produce più potenza. In relazione a questo con BSFC, sarà più basso quando la velocità dell'aria è più ottimale. Solo gli alberi a camme meritano una lunga discussione. In genere, per un determinato albero a camme, avanzare per aumentare la potenza, ritardare per ridurre la potenza. Per il BSFC più basso, punta alla potenza intorno alla coppia massima.

Collettore di aspirazione - Ancora una volta, la velocità dell'aria. Porte strette lunghe per RPM bassi, porte larghe corte per RPM elevati. Sintonizzarlo per la coppia massima per il BSFC più basso.

Scarico : non sono sicuro di come sia sintonizzato lo scarico, ma credo che riguardi di nuovo la velocità dei gas di scarico. Si dice che un po 'di contropressione aiuti la coppia. Probabile per aiutare a riscaldare l'aria / carburante in arrivo. L'aria dovrebbe fluire in modo efficiente. I tubi dovrebbero avere una dimensione appropriata, se sono troppo grandi, perderai velocità.

Tempi di accensione - Tutto ciò che riguarda l'accensione in pratica deve solo funzionare correttamente. Il tempismo dovrebbe essere impostato il più avanzato possibile senza causare il ping.

Regolazione del carburante : vuoi che sia il più vicino possibile allo stechiometrico (14,7: 1). Potresti essere in grado di andare un po 'magro. Questa è una battaglia costante tra efficienza e calore. Il carburante aiuta a rimuovere il calore dal cilindro, ma il carburante incombusto è inefficiente. Troppo poco carburante provoca troppo calore e si ottiene la detonazione.

Presa d'aria - L'aria calda fornisce una migliore BSFC in quanto atomizza meglio il carburante. La maggior parte dei motori ha una valvola EGR per aiutare a riscaldare l'aria nell'aspirazione a farfalla e motore al minimo.

Iniezione d'acqua - Ho citato la battaglia tra calore ed efficienza e l'uso di carburante per mantenere i cilindri freschi. È possibile utilizzare l'iniezione di acqua per mantenere i cilindri freschi mentre consumano meno carburante. Dovrai comunque stare vicino allo stechiometrico.

Tutti questi elementi sono molto dinamici e variano in base al carico e agli RPM. Questo è il motivo per cui le auto hanno accensione elettronica, iniezione di carburante, fasatura variabile della valvola e collettori di aspirazione variabili per far funzionare i motori nel modo più efficiente possibile a tutti i regimi.

Mentre siamo sull'argomento. Conosco uno "scienziato pazzo" che ha progettato alcune cose interessanti. Va da MPGMike su diversi forum. Ha fatto molte cose davvero interessanti. L'ho incontrato e gli ho parlato diverse volte durante le riunioni del club automobilistico.

Power Lynz: tocca le porte di aspirazione. Questo fa roteare quella miscela di carburante aria per atomizzare meglio il carburante.

Singh Groves - modelli tagliati nella camera di combustione per aiutare la turbolenza e il fronte di fiamma

Scanalare la parte posteriore delle valvole di aspirazione per una maggiore turbolenza

Valvole omni: l'esterno della valvola di aspirazione si sposta per creare una valvola di non ritorno a 1 via. Normalmente quando la valvola di aspirazione si apre, c'è una pressione positiva nella camera di combustione, questo fa sì che l'aria nel collettore di aspirazione torni un po 'indietro prima di spostarsi nella camera di combustione. Questa valvola consente regimi di minimo estremamente bassi e una maggiore coppia a bassi regimi.

Ho una testata modificata da lui seduto sullo scaffale con la Lynz, e scanalature sul CC e valvole di aspirazione. Google loro per foto e informazioni.


la chatroom ha appena visto la tua risposta e l'ha riempita di rappresentante! LOL. È amato.
DucatiKiller,

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Ecco a voi il signor 100 rappresentante bonus. Grazie per una risposta così fantastica. Hai fatto una vera scarica di cervello.
DucatiKiller,

Se non ti dispiace, ho aggiunto il grafico che ho usato in questo post: ( mechanics.stackexchange.com/questions/31521/… ), piuttosto che pubblicare la mia risposta, visto che la tua risposta si estende già e si espande nel complesso di le mie conoscenze sull'argomento.
MooseLucifer

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Il numero BSFC è di solito calcolato dal consumo di carburante diviso per la potenza del motore. La valutazione BSFC per un motore specifico varierà anche a seconda del regime e del carico.

La mappa tridimensionale (BSFC / rpm / carico) dei numeri BSFC è utile per trovare le condizioni operative più efficienti in termini di consumo di carburante per un motore specifico. Efficienza di picco comunemente intorno al pieno carico (acceleratore) alla coppia di picco. Può essere utilizzato per ottimizzare un punto di cambio della trasmissione per un migliore chilometraggio.

La maggior parte delle cose usate dai produttori di motori per aumentare l'MPG / efficienza sarebbe anche vantaggiosa per BSFC.

Alcuni esempi che conosco, che possono aumentare significativamente il BSFC nei motori esistenti.

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