Dlaczego korekcja DIN 70020 jest potrzebna

Przeglądając wykresy z hamowni różnych typów trzeba zwrócić uwagę na magiczny współczynnik korekcji. Wywołuje on sporo kontrowersji i dyskusji na forach internetowych więc może dwa słowa na temat dlaczego jest potrzebny.

W prostych żołnierskich słowach – moc silnika jest pochodną ilości powietrza oraz paliwa która jest w stanie przetworzyć – czyli im więcej paliwa i powietrza w odpowiednich proporcjach silnik jest w stanie spalić, tym większa jest siła działająca na tłoki, co za tym idzie większy jest moment oraz moc silnika przy danej prędkości obrotowej.  O ile dawką paliwa da się w miarę precyzyjnie sterować (za pomocą mechanicznych pomp) aby zapewnić odpowiedni skład mieszkanki, to gorzej jest z powietrzem, gdyż potrzeba go dostarczyć całkiem sporo – około 1,1 g na każdy kW mocy na sekundę. Ilość powietrza dostarczonego do silnika zależy bowiem od jego gęstości (bardzo upraszczając mechanikę gazów – zawartości tlenu w jednostce objętości) a ta zależy od głównie od dwóch czynników – ciśnienia oraz temperatury powietrza. Oczywiście zastosowanie turbiny/kompresora zwiększa ilość dostarczanego powietrza, ale wydajność tychże elementów jest także liniowo zależna od gęstości powietrza na wejściu.

Problem jest taki, że pomiarów dokonuje się w różnych geograficznie miejscach świata, przy różnych ciśnieniach i temperaturach. O ile temperatury w naszym pięknym kraju bywają podobne, to nie jest tak z ciśnieniem powietrza. Pomiary wykonane w Zakopanym nigdy nie będą tak dobre jak w Warszawa czy w Gdańsku, gdyż tam ciśnienie powietrza jest zawsze mniejsze ze względu nad wysokość nad poziomem morza. Maksymalna moc na drodze zmierzona w Krakowie będzie mniejsza niż maksymalna moc zmierzona w Gdańsku czy Warszawie.

Dlatego aby wyniki pomiarów i wykresy były porównywalne stosuje się korekcję zmierzonych danych o pewien współczynnik. Dla przyjętego w Europie standardu DIN 70020 oblicza się go z następującego wzoru, który bazuje na pewnym uproszczeniu, w którym gęstość powietrza jest proporcjonalna do ciśnienia atmosferycznego i odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka  temperatury tegoż powietrza:

  • P0 – jest to ciśnienie powietrza odniesienia, mierzone na poziomie morza czyli 1.01325 bar czyli 1013,25 hPa
  • P – aktualne ciśnienie powietrza występujące podczas pomiaru (w takiej samej jednostce jak P0 czyli bar lub hPa)
  • T0 – temperatura odniesienia równa 293 K czyli około +20 stopni Celsjusza
  • T – aktualna temperatura powietrza na dolocie występująca podczas pomiaru (w Kelvinach)

Tak skorygowana moc będzie odzwierciedlać moc samochodu gdyby poruszał się blisko poziomu morza przy temperaturze powietrza około 20 stopni Celsjusza.

Czyli mierząc moc przy 293 Kelvinach i przy ciśnieniu 1013,25 hPa (czyli w Polsce chyba tylko nad morzem w pogodne dni) współczynnik korekcji będzie równy 1.0 czyli brak korekcji. Na przykład w Małopolsce która leży na wysokości 250 m npm (średnie ciśnienie atmosferyczne będzie równe 977 hPa) współczynnik korekcji będzie równy jeden tylko przy zero stopni Celsjusza. Podejrzewam, że zbudowanie hamowni w Zakopanym wywoływałoby jedno niekończące się pasmo dyskusji na temat wyników :)

Update 2015-06-07. Tak po kilkunastu miesiącach przemyśleń przyszła mi do głowy inna myśl. A mianowicie, że wzór ten powinien być stosowany tylko i wyłącznie w przypadku silników atmosferycznych, czyli bez doładowania. A dlaczego ? Otóż większość nowoczesnych jednostek ma czujniki masy powietrza i ciśnienia powietrza, dodatkowo są sprężarki mają pewien zapas obszaru pracy. W przypadku, kiedy ciśnienie jest za małe lub temperatura jest za wysoka komputer sterujący próbuje kompensować ten efekt zwiększając ciśnienie doładowania. Ale to tylko moja kolejna teoria.

%d bloggers like this: