6.4. Паливна характеристика проектуємого автомобіля

В собівартості автомобільних перевезень витрати на паливо становлять 15-20% всіх затрат на експлуатацію автомобіля. Підвищення паливної економічності автомобіля має важливе народногосподарське значення.

Паливна економічність автомобіля визначається витратою палива на 100 км шляху і розраховується за аналітичним рівнянням

(6.32)

де g_e - поточне значення ефективної питомої витрати палива,

гр/ (кВт∙г);

N_e - поточне значення ефективної потужності двигуна, кВт;

ρ_т - густина палива, кг/м³. Для подальших розрахунків для дизельного палива приймаємо ρ_т = 850 кг/м³;

V - поточне значення швидкості руху, км/г.

Поточне значення ефективної питомої витрати палива визначається за залежністю

g_e = К' ∙ К" ∙ g_ен, (6.33)

де К' - коефіцієнт, який враховує вплив швидкісного режиму роботи двигуна на питому витрату палива;

К" - коефіцієнт, який враховує вплив навантажувального режиму роботи двигуна на питому витрату палива;

g_ен - ефективна питома витрата палива на номінальному режимі, гр/(кВт∙г). Числове значення g_ен приймається із теплового розрахунку двигуна. Для даного розрахунку g_ен = 225,1

гр/(кВт∙г).

Графічне зображення залежності поточних значень витрати палива на 100 км шляху від поточних значень швидкості руху автомобіля називається паливною характеристикою автомобіля.

Паливна характеристика проектуємого автомобіля розраховується і будується в наступній послідовності:

1. Для порівняння приймається два значення коефіцієнта сумарного приведеного опору дороги. Для даного розрахунку приймаємо ψ₁ = 0,075 і ψ₂ = 0,0375;

2. Із зовнішньої швидкісної характеристики (табл. 6.2) в табл. 6.3 переносимо поточні значення кількості обертів колінчастого вала двигуна. Записуємо їх для кожного значення коефіцієнта сумарного приведеного опору дороги;

3. Для вказаних поточних значень кількості обертів розраховуємо поточні значення швидкості руху на даній передачі. В даній роботі для прикладу розрахунки виконаємо лише для вищої передачі;

4. Із зовнішньої швидкісної характеристики (табл. 6.2) в табл. 6.3 переносимо приблизні поточні значення ефективної потужності двигуна Nе_шв. Записуємо їх для ψ₁ і ψ₂;

5. Розраховуємо кінцеві поточні значення ефективної потужності двигуна Nе для кожного значення коефіцієнта сумарного приведеного опору дороги. Отримані значення заносимо в табл. 6.3.

Кінцеві поточні значення ефективної потужності двигуна визначаються по залежності (6.2).

Нижче для прикладу приведемо результати розрахунків для номінального режиму

6. Отримані кінцеві поточні значення Nе поділимо на приблизні поточні значення Nе_шв. Результати розрахунків для кожного значення ψ заносимо в табл. 6.3.

Нижче для прикладу привидемо результати розрахунків для номінального режиму при ψ₁

Таблиця 6.3

Результати розрахунку паливної характеристики проектуємого автомобіля

nд, хв-1	V, км/г	Nешв, кВт	Nе, кВт			К'	К"	gе, гр/кВт·г	Qs, л/100 км	Sзап, км
ψ1 = 0,0750
1100	34,1	70,00	49,43	0,706	0,579	0,956	0,819	176,0	30,0	300
1300	40,3	84,46	59,63	0,706	0,684	0,946	0,819	174,0	30,3	297
1420	44,0	92,60	66,00	0,713	0,747	0,949	0,817	174,5	30,8	292
1540	47,7	100,11	72,70	0,726	0,810	0,954	0,815	175,0	31,4	286
1660	51,4	106,80	79,40	0,743	0,874	0,960	0,811	175,3	31,7	282
1780	55,1	112,60	86,70	0,770	0,937	0,985	0,806	178,7	33,1	272
1900	58,8	117,24	94,15	0,800	1,000	1,000	0,800	180,1	33,9	265
ψ2 = 0,0375
1100	34,1	70,00	26,00	0,370	0,579	0,956	1,054	227,0	20,4	441
1300	40,3	84,46	32,00	0,379	0,684	0,946	1,038	221,0	20,7	435
1420	44,0	92,60	35,80	0,378	0,747	0,949	1,024	219,0	21,0	429
1540	47,7	100,11	40,00	0,400	0,810	0,954	1,000	215,0	21,2	425
1660	51,4	106,80	44,20	0,410	0,874	0,960	0,992	214,0	21,7	416
1780	55,1	112,60	49,00	0,435	0,937	0,985	0,972	215,5	22,5	400
1900	58,8	117,24	53,70	0,460	1,000	1,000	0,952	214,0	23,0	391

7. За допомогою табл. 6.4 і попередніх розрахунків визначаємо величину коефіцієнта К". Результати заносимо в табл. 6.3.

Для даного розрахунку (рядок 5, табл. 6.4) при числове значення К" = 0,800.

У випадку невідповідності отриманих результатів ( ) даним табл. 6.4 числове значення К" приймаємо з урахуванням правил округлення чисел, які використовують в математиці: при значенні від 1 до 5 останньої цифри розрахунків приймаємо верхнє значення К", а при значенні від 5 до 9 – нижнє. Також можливо приймати середнє значення;

8. Поточні значення кількості обертів колінчастого вала двигуна ділимо на номінальну кількість обертів . Отримані значення заносимо в табл. 6.3.

Нижче для прикладу приведемо результати розрахунків для мінімально-стійкої кількості обертів під навантаженням

Таблиця 6.4

Числові значення коефіцієнтів К' та К"

№№ п.п.		К'		К"
				карбюраторний двигун	дизель
1.	1,200	1,125	1,00	0,960	0,900
2.	1,150	1,100	0,95	0,925	0,875
3.	1,100	1,055	0,90	0,900	0,850
4.	1,050	1,025	0,85	0,888	0,800
5.	1,000	1,000	0,80	0,888	0,800
6.	0,925	0,975	0,75	0,915	0,810
7.	0,920	0,970	0,70	0,920	0,820
8.	0,915	0,965	0,65	0,950	0,850
9.	0,910	0,963	0,60	0,980	0,880
10.	0,905	0,962	0,55	1,050	0,900
11.	0,900	0,960	0,50	1,110	0,920
12.	0,850	0,960	0,45	1,110	0,960
13.	0,800	0,952	0,40	1,250	1,000
14.	0,750	0,950	0,35	1,400	1,090
15.	0,700	0,945	0,30	1,500	1,125
16.	0,650	0,948	0,25	1,650	1,190
17.	0,600	0,952	0,20	1,875	1,250
18.	0,550	0,962	0,15	2,150	1,300
19.	0,500	0,975	0,10	2,520	1,400
20.	0,450	0,983	0,05	2,980	1,450
21.	0,400	1,010
22.	0,350	1,025
23.	0,300	1,050
24.	0,250	1,080
25.	0,200	1,100
26.	0,150	1,125
27.	0,100	1,150
28.	0,050	1,175

9. За допомогою табл. 6.4 і попередніх розрахунків визначаємо величину коефіцієнта К'. Результати заносимо в табл. 6.3.

Для даного розрахунку (рядок 17,18; табл. 6.4) при = 0,579 приймаємо числове значення К' = 0,956;

10. По залежності (6.33) для кожного значення ψ розраховуємо поточні значення ефективної питомої витрати палива. Результати розрахунків заносимо в табл. 6.3.

Нижче для прикладу приведемо результати розрахунків для номінального режиму при ψ₁

g_e = 1,000∙0,800∙225,1 = 180,1 гр/(кВт∙г);

11. По залежності (6.32) для кожного значення ψ розраховуємо поточні значення витрати палива на 100 км шляху. Результати розрахунків заносимо в табл. 6.3.

Нижче для прикладу приведемо результати розрахунків для номінального режиму при ψ₁

12. Розраховуємо запас ходу автомобіля. Результати розрахунків заносимо в табл. 6.3.

Запас ходу автомобіля в км визначається за залежністю

S_зап = Э · V_б, (6.34)

де Э - економічний фактор, км/г;

V_б - об'єм бака, л. Приймаємо з вихідних даних автомобіля-прототипа (табл. 6.5). Для даного розрахунку V_б = 90 л.

Економічний фактор становить

(6.35)

Нижче для прикладу приведемо результати розрахунків запасу ходу для номінального режиму при ψ₂

S_зап = 2,95 · 90 = 265 км;

13. На міліметровому аркуші паперу наносимо вісь абсцис характеристики (рис.6.9). Позначаємо її літерами: V, км/г. На вісь наносимо масштабну шкалу. Для даної характеристики приймаємо крок 5 км/г;

Таблиця 6.5

Коротка технічна характеристика автомобілів- прототипів

Марка автомобіля	mв, кг	mо, кг	Nен кВт	Vмах, км/г	к · F,	Д1 мах	Vб, л	Qs, км/г
ЗАЗ-968М	300	860	30,2	120	0,32	0,28	40	7,4/80
ЗАЗ-1102	300	710	37,5	140	-	-	38	5,2/90
ЛуАЗ-969М	460	960	29,4	85	0,40	0,34	34	10/40
„Москвич-2140"	350	1080	55,2	140	0,32	0,32	46	8,8/80
АЗЛК-2141	350	1070	56,3	153	0,32	0,32	55...58	6,0/80
ВАЗ-1111	300	635	21,5	115	-	-	30	3,2/90
ВАЗ-2106	350	1000	59,0	150	0,36	0,37	39	8,5/80
ВАЗ-2121	400	1150	58,8	132	0,45	0,32	45	9,9/80
ВАЗ-2109	425	915	47,0	148	-	-	43	5,7/90
ГАЗ-2410	440	1420	69,9	147	0,42	0,40	55	10,5/80
ГАЗ-3102	450	1470	77,2	150	-	-	70	-
УАЗ-469Б	800	1925	55,2	100	0,60	0,38	56	10,6/40
УАЗ-452Д	800	1870	53,0	95	2,00	0,32	56	13/35
УАЗ-452ДМ	800	1670	53,0	100	-	-	78	12/35
ГАЗ-5204	2500	1670	55,2	70	2,10	0,27	70	20/40
ГАЗ-66	2500	3640	84,5	95	2,80	0,43	210	-
ГАЗ-66-01	2000	3800	84,5	90	2,80	0,43	210	24/35
ГАЗ-53А	4000	3250	84,5	85	2,80	0,34	90	24/35
ЗИЛ-130/4314/	5000	4300	110,4	90	2,90	0,39	170	29/35
ЗИЛ-4331	5000	4300	136,0	-	-	-	170	19/35
ЗИЛ-131	5000	6685	110,3	80	3,00	0,35	340	40/40
ЗИЛ-133	8000	-	110,3	80	-	-	170	-
ЗИЛ-133	10000	7175	110,3	80	-	-	170	48/35
УРАЛ-4320	5000	8245	154,4	85	3,30	0,20	270	26/40
УРАЛ-375Н	7000	7925	132,4	75	-	-	300	46/40
КамАЗ-5320	8000	7080	154,5	85	3,30	0,37	170	24/35
МАЗ-5335	8000	6800	132,0	85	3,30	0,32	200	22/40
МАЗ-6422	14500	9200	235,0	85	-	-	350	30/40
КрАЗ-257Б1	12000	10600	176,6	68	3,30	0,62	330	38/40
КрАЗ-260	9000	13000	220,6	80	3,30	0,62	330	34/40

14. На вісі абсцис точками позначаємо поточні значення швидкості руху автомобіля (табл. 6.3). Через отримані точки проводимо допоміжні вісі ординат;

15. Проводимо основну вісь ординат характеристики. Позначаємо її літерами: Q_s, л/100 км. На вісь наносимо масштабну шкалу. Для даної характеристики приймаємо крок 5 л/100 км;

16. На відповідних допоміжних вісях ординат у вибраному масштабі відкладаємо поточні значення витрати палива на 100 км шляху для кожного значення ψ;

Рис. 6.9. Паливна характеристика проектуємого автомобіля

17. З'єднуємо отримані точки. Лінії позначаємо літерами: Q_s, ψ₁, ψ₂;

18. Проводимо додаткову основну вісь ординат характеристики. Позначаємо її літерами: S_зап, км. На вісь наносимо масштабну шкалу. Для даної характеристики приймаємо крок 50 км.

19. На відповідних допоміжних вісях ординат у вибраному масштабі відкладаємо поточні значення запасу хода для кожного значення ψ;

20. З'єднуємо отриманні точки. Лінії позначаємо літерами: S_зап, ψ₁, ψ₂.

Питання для самопідготовки та самоконтролю

1. Що таке динамічний фактор автомобіля і по якій залежності його знаходять при сталому та змінному русі?

2. Як побудувати універсальну динамічну характеристику автомобіля та які задачі, що виникають при експлуатації автомобіля, можна вирішити за допомогою цієї характеристики?

3. Перерахуйте головні оціночні параметри динаміки розгону автомобіля і методи їх визначення.

4. Як будують графіки прискорення та шляху розгону?

5. Як визначити при тяговому розрахунку автомобіля потужність двигуна та передаточних чисел трансмісії (швидкості руху автомобіля)?

6. Диференціальне рівняння руху автомобіля при гальмуванні, його аналіз.

7. Якими аналітичними рівняннями оцінюються показники інтенсивності гальмування?

8. Як визначити при гальмуванні з відключеним двигуном: максимальне уповільнення, мінімальний шлях гальмування, повний гальмівний шлях, мінімальний час гальмування?

9. Перерахуйте і дайте характеристику головних параметрів, що впливають на ефективність гальмування з відключеним двигуном.

10. Яка головна вимога гальмування з невідокремленим двигуном (гальмування двигуном)?

11. Методика побудови економічної характеристики автомобіля.

12. Які головні показники паливної економічності автомобіля, їх аналітичні визначення?