Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Як показники паливної економічності автомобілів прийнятий витрата палива в кг або літрах на 100 км пройденого шляху.
Економічність автомобіля залежить від економічності його двигуна і витрат потужності на подолання опорів руху. Показниками паливної економічності автомобільного двигуна служать: питома ефективна витрата палива gе (г / кВт.год) і ефективний ККД # 951; е.
Ці показники не можуть повною мірою відображати ефективність паливної економічності автомобіля. При відомих величинах годинної витрати палива (GТ = gе Nе) двигуном і швидкості руху автомобіля, зв'язок між паливною економічністю двигуна і автомобіля може бути виражена формулою:
де Qs - витрата палива автомобілем в л або кг на 100 км пробігу;
v - швидкість руху автомобіля, км / год;
# 961; - щільність палива, кг / л;
Nе - ефективна потужність ДВС, відповідна режиму руху автомобіля на даній швидкості, кВт;
gе - питома ефективна витрата ДВС, г / (кВт · год).
У наведеній формулі час t100 проходження автомобілем 100 км шляху визначено як 100 / v.
Паливна економічність автомобіля залежить від конструктивних і експлуатаційних факторів. Питома ефективна витрата палива двигуна визначається рівнем досконалості його конструкції і параметрами швидкісних і навантажувальних характеристик.
Ефективна потужність двигуна в режимі руху автомобіля на даній швидкості дорівнює сумі потужностей, що витрачаються на подолання всіх опорів (див. Розділ Тяговий і мощностной баланси автомобіля). Тому наведену вище формулу можна представити в такому вигляді:
Остання залежність показує, що витрата палива автомобілем зростає зі збільшенням потужності, необхідної на подолання опору в трансмісії Nтр. а також опорів дороги N # 968; = Nf + Nh і повітря Nw. щільність палива # 961; введена в залежність для перекладу витрати з одиниць маси в літри, так як заправку паливного бака оцінюють в літрах.
Потужність двигуна, яка витрачається на рух автомобіля по заданій дорозі, визначають з рівняння мощностного балансу:
Як видно, ефективна потужність двигуна при русі автомобіля без прискорення витрачається на подолання сумарних сил дорожнього опору (кочення і підйому), опору повітря з урахуванням втрати енергії в трансмісії # 951; тр.
Використання рівняння для теоретичного визначення колійного витрати палива Qs утруднено через те, що питома ефективна витрата палива двигуном змінюється в залежності від швидкісного і навантажувального режимів його роботи. При відсутності цих характеристик, наближено питома ефективна витрата палива двигуном визначають за емпіричною залежності:
де gN - питома ефективна витрата палива при максимальній (номінальної) потужності двигуна Nемах (береться згідно з результатами теплового розрахунку двигуна);
kn - коефіцієнт, що враховує зміну питомої ефективної витрати палива в залежності від частоти обертання валу двигуна (таблиця 2);
kN - коефіцієнт, що враховує зміну питомої ефективної витрати палива в залежності від потужності двигуна (табл. 3.5).
Частота обертання валу двигуна для розраховується швидкісного режиму автомобіля v визначається як:
де Uк - передавальне число коробки передач;
u0 - передавальне число головної передачі;
rk - радіус кочення колеса автомобіля.
Значення коефіцієнтів kN і kn для бензинових двигунів і дизелів
Примітка. Ne / Nемах - відношення поточної ефективної потужності двигуна до максимальної (для оцінки коефіцієнта kN); n / nN - відношення поточної частоти обертання до частоти, що відповідає максимальній потужності (для оцінки коефіцієнта kn).
Витрата палива в літрах на 100 км пройденого шляху підраховують не менше, ніж для п'яти швидкісних режимів руху автомобіля на даній передачі по хорошій горизонтальній дорозі (з коефіцієнтом опору коченню # 968; 1 = f1) і дорозі кілька гіршої якості (# 968; 2 = f2). Зазвичай для автомобіля, що має чотириступінчасту коробку передач, розрахунок проводять для вищої (прямий) передачі. Для легкового автомобіля з п'ятиступінчастою коробкою передач розраховують паливно-економічну характеристику для двох передач: четвертої і п'ятої.
Розділивши діапазон зміни швидкості автомобіля на розраховується передачі від vmin до vmax на кілька (наприклад, п'ять) інтервалів, для кожного значення швидкості визна-ляють за формулою (4) відповідну їй частоту обертання двигуна n. а потім - відношення n / nN. і за допомогою таблиці 2 на-ходять значення kn.
Для одного з значень v1 за формулою (1) або за графіком мощностного балансу визначають потужність двигуна Ne на даній швидкості, яка витрачається на подолання всіх опорів руху. Потім знаходять відношення Ne / Nемах. а далі по табл. 2 визначають коефіцієнт kN. Підставляючи знайдені значення kn і kN в формулу (3), обчислюють значення ge. а потім за формулою (2) визначають шляховий витрата палива Qs при русі автомобіля зі швидкістю v1 по дорозі з дан-ним коефіцієнтом опору коченню f. Повторивши розрахунки для інших значень v. за отриманими точкам будують паливно-економічну характеристику автомобіля для даної передачі. Розрахунки можуть проводиться для кількох значень f. Наприклад, для сухої асфальтової дороги f1 = 0,015 і для ґрунтової дороги f2 = 0,03 і т.д. (Рис.8).
За даними розрахунку будують економічну характеристику Qs = f (v). На рис.6 наведено варіант виконання економічної характеристики автомобіля.
На побудованій економічною характеристикою виділяють точку (швидкісний режим руху машини), відповідну мінімального подорожнього витраті палива і відповідну їй швидкість, яку називають економічною.
На знижених передачах шляховий витрата палива зростає, так як збільшується число обертів двигуна на одиницю пройденого шляху. При послідовному збільшенні швидкості руху автомобіля від мінімально стійкої швидкості на прямій передачі витрата палива дещо зменшується у зв'язку з переходом на більш економічний режим роботи двигуна. Це відповідає характеру протікання кривої питомої ефективної витрати палива по його зовнішній швидкісній характеристиці. Далі, в зв'язку зі збільшенням опору повітря (воно зростає пропорційно квадрату швидкості) і переходом роботи двигуна на менш економічні режими починає підвищуватися.
Рис.8. Паливно-економічна характеристика автомобіля.
Побудована таким чином паливно-економічна характеристика являє собою графік залежності колійного витрати палива від швидкості автомобіля v (рис. 8 і 9). Цей графік характеризує палив-ву економічність автомобіля при рівномірному русі і дозволяє визначити витрата палива по відомим величинам v і \ | /. Наприклад, при русі автомобіля зі швидкістю v1 по дорозі, якість якої характеризується коефіцієнтом # 968; 1. витрата палива дорівнює qnl.
Можна вирішити і зворотну задачу: визначити максимально можли-ву швидкість, яку може розвивати автомобіль при даному витраті палива (рис.9). Так, якщо витрата палива не повинен перевищувати qn2. то на дорозі з коефіцієнтом опору # 968; 3 швидкість автомобіля не повинна переви-щувати v2. Завдання такого роду виникають при виявленні економічно .целесообразной швидкості руху автомобіля на автомагістралях.
Кожна крива графіка має характерні точки. Одна з них визна-чає мінімальний витрата палива при русі на дорозі з даними коефіцієнтом # 968; (Наприклад, qmin при # 968; 1). Швидкість v / ек. відповідаю щую цього витраті, називають економічної. Інша (кінцева) точка кривої визначає витрата палива при повному навантаженні двигуна, що відповідає швидкості руху, максимально можливої при даному коефіцієнті # 968; (Точки с, b ...), огинає крива ААТ. проведена через ці точки, є зміна колійного витрати палива-ва в залежності від швидкості при повному навантаженні двигуна.
Рис.9. Визначення максимально можли-ної швидкості, яку може розвивати автомобіль при заданій витраті палива.
Показником паливної економічності автомобіля служить минималь-ний шляховий витрата палива, відповідний швидкості при випробуваннях автомобіля з повним навантаженням на горизонтальній ділянці дороги з твер-дим покриттям. Указується в технічних характеристиках авто-білів контрольний витрата палива практично мало відрізняється від мі-мінімальними витрати палива, що важко досягти в реальних умовах експлуатації автомобіля.
У технічних характеристиках вказують контрольний витрата палива, отриманий при рівномірному русі автомобіля з повним навантаженням на вищій передачі по сухому асфальтованому шосе з ухилом не більше ± 1,5% і зі швидкістю, близькою до економічної.
Для оцінки економічності автомобіля може застосовуватися і інший показник, т.зв. економічний фактор (Е), який визначає кількість км шляху, який проходить автомобіль, витрачаючи 1 л палива, і має розмірність, обернену показником Qs. т.е (км / л). Наприклад, легковий автомобіль ВАЗ-2109 витрачає на 100 км шляху 8 л бензину. Тоді економічний фактор буде дорівнює: 100/8 = 12,5 км / л. Чим більше величина цього фактора, тим більше високими економічними характеристиками володіє автомобіль.
Застосування економічного чинника дозволяє більш наочно порівнювати економічність різних автомобілів, визначати їх запас ходу, тобто кількість кілометрів, яке автомобіль проходить на одній заправці паливного бака. Наприклад, якщо ємність паливного бака автомобіля ВАЗ-2109 дорівнює 40 л. то його запас ходу дорівнює 12,5 · 40 = 500 км.
Як питомої показника колійного витрати палива для вантажного автомобіля прийнятий витрата палива в літрах на тонно-кілометр:
де mг-маса вантажу, що перевозиться в Т.
Чим більше корисне навантаження машини, тим менше витрата палива на масу вантажу, що перевозиться.
Для легкових автомобілів норми колійного витрати палива іноді призначають на одиницю пробігу (л / км).