KWALIFIKACJA TWO9 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 1.
Ile wynosi jednostkowe zużycie paliwa silnika, którego charakterystykę przedstawiono na schemacie, jeżeli silnik pracuje z prędkością 104 obr/min i mocą efektywną 1 000 kW?
Ilustracja przedstawia wykres charakterystyki silnika, który jest używany w kontekście egzaminu zawodowego dla technika
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Jednostkowe zużycie paliwa w g/kWh odczytuje się z charakterystyki silnika dla zadanego punktu pracy: prędkości 104 obr/min oraz mocy efektywnej 1000 kW. Po wyznaczeniu punktu przecięcia na wykresie i odczytaniu wartości (z ewentualną interpolacją między liniami) otrzymuje się 204 g/kWh.

Pełne wyjaśnienie:

Jednostkowe zużycie paliwa (często zapisywane jako SFC lub be) wyraża, ile paliwa silnik zużywa na wytworzenie 1 kWh energii użytecznej na wale. Jednostka g/kWh pozwala porównywać ekonomiczność pracy przy różnych obciążeniach i prędkościach.

W tym zadaniu dane wejściowe określają punkt pracy silnika: prędkość obrotowa 104 obr/min oraz moc efektywna 1000 kW. Aby znaleźć wynik, należy:

  • odszukać na osi prędkości wartość 104 obr/min,
  • odszukać na osi mocy efektywnej wartość 1000 kW,
  • wyznaczyć punkt odpowiadający jednocześnie obu wartościom,
  • odczytać z wykresu wartość jednostkowego zużycia paliwa przypisaną temu punktowi (czasem bezpośrednio z krzywej, czasem z izolinii; gdy punkt leży pomiędzy liniami, stosuje się interpolację).

Odpowiedź "204 g/kWh" jest poprawna, bo odpowiada odczytowi dla wskazanego punktu pracy na charakterystyce.

Pozostałe propozycje są typowymi wynikami błędów odczytu:

  • "210 g/kWh" może wynikać z przesunięcia punktu na sąsiednią linię/siatkę albo z odczytu bez interpolacji.
  • "213 g/kWh" często pojawia się, gdy pomylone zostaną skale (np. odczyt dla nieco innej prędkości) lub gdy odczytu dokonuje się z innego zestawu krzywych.
  • "201 g/kWh" bywa skutkiem odczytu zbyt "optymistycznego", np. z niższej izolinii niż ta, która rzeczywiście przechodzi przez punkt pracy.

Na egzaminie warto pamiętać o kontroli sensowności: SFC zwykle zmienia się płynnie, a drobna zmiana położenia punktu na wykresie może dać różnice rzędu kilku g/kWh, co tłumaczy bliskość odpowiedzi.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To wskaźnik ekonomiczności pracy silnika: mówi, ile gramów paliwa potrzeba do wytworzenia 1 kWh mocy użytecznej na wale. Im niższa wartość g/kWh, tym zwykle lepsza sprawność i mniejsze koszty paliwa przy danym punkcie pracy.
Najpierw wyznacz punkt pracy z danych (np. prędkość obrotowa i moc). Następnie na wykresie znajdź miejsce, gdzie te wartości się przecinają, i odczytaj g/kWh z krzywej/izolinii. Gdy punkt wypada między liniami, zastosuj interpolację.
Ponieważ jednostkowe zużycie paliwa zależy od dwóch parametrów pracy: prędkości obrotowej oraz obciążenia (mocy). Dopiero para (obr/min, kW) jednoznacznie wskazuje punkt pracy na charakterystyce, z którego można odczytać właściwe g/kWh.
Nie. Zużycie godzinowe opisuje ilość paliwa w czasie (np. kg/h), a jednostkowe (g/kWh) odnosi zużycie do wytworzonej energii. Silnik może spalać więcej kg/h przy większej mocy, ale jednocześnie mieć niższe g/kWh, bo pracuje sprawniej.
Najczęstsze to pomylenie osi, odczyt z sąsiedniej krzywej, nieuwzględnienie interpolacji oraz odczyt wartości dla innej prędkości niż zadana. Błąd daje zwykle różnicę kilku g/kWh, dlatego odpowiedzi bywają do siebie bardzo podobne.
Interpolacja jest potrzebna wtedy, gdy punkt pracy nie leży dokładnie na opisanej krzywej/izolinii albo na węźle siatki, tylko pomiędzy nimi. Wtedy szacujesz wartość pośrednią proporcjonalnie do odległości od sąsiednich linii (najczęściej liniowo).
Bo wraz ze zmianą obciążenia zmieniają się straty stałe i sprawność procesu spalania oraz mechaniki. Przy zbyt małym obciążeniu udział strat jest większy, a przy zbyt dużym mogą rosnąć straty i pogarszać się warunki spalania. Stąd istnieje zakres najbardziej ekonomiczny.
Przy planowaniu ekonomicznej eksploatacji (dobór prędkości i obciążenia), porównywaniu silników, ocenie zmian po remoncie oraz przy diagnostyce: wzrost g/kWh przy podobnym punkcie pracy może sugerować pogorszenie stanu technicznego lub nieprawidłową regulację.
W uproszczeniu: zużycie godzinowe = (g/kWh) × (kW) / 1000. Przykładowo, gdyby SFC wynosiło 204 g/kWh i moc 1000 kW, to byłoby to 204 000 g/h, czyli 204 kg/h. Na egzaminie sprawdź, czy pytanie wymaga takiego przeliczenia.
Ćwicz odczyt z różnych typów wykresów: krzywe, izolnie, siatki. Zawsze zaznaczaj punkt pracy i sprawdzaj jednostki osi. Naucz się podstaw interpolacji i kontroli sensowności wyniku (czy mieści się w typowym zakresie g/kWh dla danego typu silnika).
info

Statystycznie 49% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Jednostkowe zużycie paliwa w g/kWh odczytuje się z charakterystyki silnika dla zadanego punktu pracy: prędkości 104 obr/min oraz mocy efektywnej 1000 kW."

Źródła:

  • ISO 15550:2016, Reciprocating internal combustion engines — Determination and method for the measurement of engine power — General requirements
  • ISO 3046-1:2002, Reciprocating internal combustion engines — Performance — Part 1: Declarations of power, fuel and lubricating oil consumptions, and test methods

Materiały:

  • Podręczniki/opracowania z eksploatacji silników spalinowych okrętowych i śródlądowych (rozdziały: charakterystyki, wskaźniki ekonomiczne)
  • Instrukcje producenta silnika (DTR) dotyczące charakterystyk zużycia paliwa i punktów pracy
  • Materiały dydaktyczne z czytania wykresów i interpolacji w technice

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego