Suất tiêu hao nhiên liệu có ích phụ thuộc vào tình trạng kỹ thuật và trạng thái làm việc của động cơ. Xét quá trình nhiệt động lực học diễn ra bên trong buồng đốt động cơ xăng, ta có suất tiêu hao nhiên liệu của động cơ liên hệ với các đặc tính kỹ thuật của động cơ như sau [1]:
1 . e i m v nl e kg g A kW h kg G B n h (2.9) Trong đó:
13 A, B là các hằng số
, ,
i m v
lần lượt là hiệu suất tiêu hao nhiên liệu chỉ thị, hiệu suất cơ giới và hệ số nạp của động cơ. Hiệu suất chỉ thị là tỉ số giữa phần nhiệt lượng được chuyển hóa thành công chỉ thị với nhiệt lượng cấp cho động cơ do nhiên liệu đốt cháy trong xi lanh. Hiệu suất cơ giới là tỉ số giữa công suất có ích tại đầu ra trục khuỷu với công suất chỉ thị tại piston. Hệ số nạp có giá trị phụ thuộc vào sự thay đổi tốc độ dòng khí từ đường ống nạp qua xupap nạp, pha phân phối xupap và góc mở bướm ga. là hệ số dư lượng không khí, tỉ lệ giữa lượng không khí nạp thực tế và lượng nhiên liệu lý thuyết để đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt. ne là tốc độ động cơ.
Trong bản đồ đặc tính bộ phận của động cơ, suất tiêu hao nhiên liệu có ích thường có giá trị thấp nhất, có nghĩa là hiệu quả sử dụng nhiên liệu cao nhất tại vùng tốc độ trung bình và moment xoắn trung bình. Vùng tối ưu này có giá trị cụ thể và khác nhau tùy thuộc theo từng động cơ, ví dụ như bản đồ động cơ.
Hình 2. 1: Suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ trong thực tế
Từ những phân tích trên, ta rút ra được các biện pháp để giảm suất tiêu hao nhiên liệu có ích của động cơ có thể ứng dụng với phương tiện nghiên cứu trong đề tài này như sau:
14 hộp số tự động các loại hay điều khiển hệ thống truyền lực hybrid, động cơ luôn được cố gắng giữ hoạt động trong hoặc xung quanh vùng có suất tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất, còn sự thay đổi của tải và tốc độ xe được điều chỉnh thông qua sự thay đổi tỉ số truyền hộp số hoặc công suất động lực học của motor điện trong xe hybrid. Đối với các xe sử dụng hộp số sàn, chọn tay số phù hợp với tốc độ và tải động cơ. Người lái nên vận hành xe ở tốc độ không đổi, ứng với tay số mà đưa động cơ hoạt động trong vùng tối ưu, đồng thời tránh quá trình tăng tốc, giảm tốc đột ngột và liên tục. Khi thiết kế hệ thống truyền lực, tính toán số tay số và tỉ số truyền phù hợp với hoạt động tối ưu của động cơ và điều kiện chuyển động thường xuyên nhất của xe.
Tăng hiệu suất chỉ thị, bằng cách giảm nhiệt lượng hao phí, lan tỏa ra môi trường. Biện pháp là bọc động cơ bằng giấy bạc giữ nhiệt, giảm số lượng và kích thước các cánh tản nhiệt buồng đốt, tăng tỉ số nén động cơ.
Tăng hiệu suất cơ giới của động cơ, bằng cách giảm các phụ tải của động cơ và giảm các công suất cản trong động cơ. Các biện pháp có thể kể đến áp dụng được cho xe chạy trong quãng đường ngắn là lược bỏ máy phát, bơm nhớt, bánh đà động cơ, sử dụng lò xo xu páp có độ cứng nhỏ hơn.
Tăng hệ số nạp, bằng biện pháp thiết kế đường ống nạp sao cho không khí nạp đi vào thông thoáng, ít tổn hao, tạo được xoáy lốc để hòa trộn hiệu quả nhiên liệu.
Tăng hệ số dư lượng không khí, bằng cách thay bộ chế hòa khí bằng hệ thống phun xăng điện tử, trong đó lượng nhiên liệu phun được tính toán tối ưu và tiết kiệm nhất.
Giữ động cơ hoạt động ở vùng tốc độ trung bình và thấp.