A járműspecifikus teljesítmény (angolul vehicle-specific power, továbbiakban VSP) egy jármű pillanatnyi teljesítményigényénekA légellenállás + gördülési ellenállás + emelkedő leküzdéséhez, továbbá az esetleges gyorsításhoz szükséges teljesítmény; megközelíthető képlettel, vagy megmérhető dinamométerrel és tömegének hányadosa. Mértékegysége Watt/kg vagy pedig kiloWatt/tonna.
Fő alkalmazása az üzemanyagfogyasztás és a szén-dioxid-kibocsátás megbecsülése belső égésű motorral (benzin-, dízelüzem) rendelkező járműveknél. A VSP segítségével kiszámolt fogyasztás és kibocsátás viszonylag pontos értékeket ad, így használható például egy adott úton tapasztalt környezetszennyezés megbecsüléséhez, vagy útvonaltervező alkalmazásoknál a leginkább környezetkímélő útvonal kiszámolásához.
A képletet J. L. Jiménez vezette be a Massachusetts Institute of Technology-n 1998-ban tartott doktori disszertációjában; később finomították, továbbá megközelítéseket is bevezettek. A VSP-t használják elsődleges mérőszámként például az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége által fejlesztett MOVES (MOtor Vehicle Emissions Simulator) járműkibocsátási modelljében.
Meghatározása Jiménez eredeti képlete:
Ahol P a teljesítményt (W), m a jármű tömegét (kg), v a sebességét (m/s) jelöli; Em és Eh a mozgási és helyzeti energiát, Fg, Fa, Fb a gördülési, aerodinamikai, belső erőket.
Kifejtve:
Ahol v a sebesség, vm a szélkomponens, a a gyorsulás, α az út meredeksége (pozitív = emelkedő, negatív = lejtő), g a gravitációs állandó (9,81 m/22), Cg a gördülési ellenállás együtthatója, Cf a belső súrlódási együttható (általában 0,1), Ca a légellenállási együttható, A a jármű szél felőli oldalának felülete, ρ a légsűrűség.
Megközelítések Az alábbi képleteket szokták használni a VSP megközelítésére:
Személygépkocsi
Ahol a a gyorsulás, v a sebesség, r az út meredeksége (emelkedés/hossz).
Teherautó, busz
Ahol m a jármű tömege kilogrammban, k1 = 4·10-4, k2 = 2,67·10-7.
Üresjáratban a VSP általában 0-1. A személygépkocsik legfennebb kb. 30-40 W/kg VSP-re képesek, a nagyjárművek akár több százra. Lejtőn haladva a VSP negatív is lehet.
Alkalmazása Kiszámítva a VSP-t (W/kg), megbecsülhető az egységnyi idő (másodperc) alatt elégetett fosszilis üzemanyag mennyisége (liter) a következő táblázattal: VSP (W/kg) fogyasztás (l/s) benzin dízel < -2 0,00012440 0,00011160 -2...0 0,00018660 0,00016740 0...1 0,00020526 0,00018414 1...4 0,00062200 0,00055800 4...7 0,00083970 0,00075330 7...10 0,00115070 0,00103230 10...13 0,00143060 0,00128340 13...16 0,00167940 0,00150660 16...19 0,00199040 0,00178560 19...23 0,00227030 0,00203670 23...28 0,00273680 0,00245520 > 28Csak teherautókra! Személygépkocsikra alkalmazott számításoknál általában 30-at határoznak meg felső határként. VSP × 0,0000977 VSP × 0,0000877
Az elfogyasztott üzemanyag mennyiségéből kiszámítható a kibocsátott szén-dioxid mennyisége: Benzinmotornál 1 liter benzin elégetésével 2390 gramm CO2 szabadul fel Dízelmotornál 1 liter gázolaj elégetésével 2640 gramm CO2 szabadul fel
Példa Ha egy személyautó egy r = 10%-os emelkedőn megy felfelé v = 50 km/h (14 m/s) állandó sebességgel (gyorsulás nélkül), akkor az autókra alkalmazott megközelítés alapján: VSP = (1,1 × 0,0 + 9,81 × 0,1 + 0,132) × 14 + 0,000302 × 142 = 15,64 W/kg
Ha benzinüzemű, akkor ez az eset (13 és 16 közötti VSP) 0,00167940 liter/másodpercnek felel meg, tehát egy óra alatt 6,05 liter benzint éget el (vagyis a pillanatnyi fogyasztás 100 km-n 12,1 liter) és 14,5 kg CO2-t bocsát ki. Emelkedő nélküli, vízszintes úton a VSP 1,9, vagyis a pillanatnyi fogyasztás 100 km-n 4,5 liter lenne.
Egy útvonalon elhasznált üzemanyag (és a kibocsátott CO2) kiszámítható, ha az útvonalat kis részekre osztjuk (konstans meredekség, konstans sebesség és gyorsulás), majd összeadjuk az értékeket.
Környezettudatos útvonal tervezéséhez úgy használható fel, hogy egy Dijkstra-algoritmus gráfjának minden éléhez az optimális utazási sebességből kiszámított üzemanyagfogyasztást rendeljük hozzá (távolság vagy idő helyett).
Jegyzetek
Kategória:Környezetszennyezés Kategória:Belső égésű motorok Kategória:Metrológia