4.2 Показатели топливной экономичности автомобиля

Автомобильный транспорт потребляет большое количество топлива, стоимость которого составляет 10…15% всех затрат на автомобильные перевозки. Расход топлива зависит от конструкции автомобилей и их технического состояния, а также от дорожных и климатических условий, квалификации водителя и организации транспортного процесса.

Полное экономическое качество автомобиля оценивается топливно-экономической характеристикой. Такая характеристика получается построением графика зависимости путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля.

Для расчета расхода Q_S иногда удобнее использовать график зависимости g_е, г/(кВт·ч) от коэффициента использования мощности двигателя и. Он может быть получен по нагрузочной и внешней характеристикам.

Для каждого значения частоты n расход g_е имеет минимум при значении и, близком к 100%. При малых значениях коэффициента и удельный расход возрастает в результате уменьшения КПД двигателя и ухудшения условий сгорания топлива, а при больших значениях и (у карбюраторных двигателей) – в связи с обогащением горючей смеси экономайзером.

Для карбюраторных двигателей при малом значении коэффициента использования мощности двигателя расход g_е увеличивается по сравнению с минимальным в несколько раз, а при и=100% увеличивается на 10…15%.

У дизелей расход g_е в меньшей степени зависит от коэффициента и и при малых его значениях отличается от минимального не более чем в 1,5 раза.

Минимальное значение расхода g_е при

Полной и частичных нагрузках соответствует частоте несколько большей, чем та, при которой для заданного положения органа управления подачей топлива М_К= М_К.МАХ. Чем меньше коэффициент и, тем при меньшей частоте расход g_е имеет минимальное значение. При постоянном положении органов управления подачей топлива изменение зависимости g_е = f(n) тем существеннее, чем меньше значение и. У карбюраторных двигателей при и = 100% с увеличением частоты от n_min до n_N расход возрастает в среднем лишь на 10%, а при и =25% - на 250…300%. Однако при постоянном положении органов, управления подачей топлива с изменением частоты n изменяется и коэффициент и. При и = const зависимости g_е = f(n) при полной и частичных нагрузках отличаются незначительно.

4.3 Топливно-экономическая характеристика

Для анализа связи расхода топлива с условиями движения Е.А.Чудаковым предложен график – топливно-экономическая характеристика Q_S = f(V) при движении с V= const на дорогах с различными значениями коэффициента ψ. Она может быть построена для каждой передачи.

Топливно-экономическая характеристика может быть построена по результатам дорожных или стендовых испытаний, а также по результатам расчета, который проводят в следующем порядке:

1. задаются коэффициентом ψ;

– коэффициент максимального сопротивления дороги

( = 0.27…0,35), причем большие значения относятся к грузовым автомобилям;

2. задаются несколькими значениями скорости V и для каждого из них находят N_Д, N_В и n.

Если имеется нагрузочная характеристика двигателя, то, определив мощность N_e = (N_Д + N_В)/η_m, необходимую для движения на каждой из заданных скоростей, по нагрузочной характеристике находят и Q_S. Повторив расчеты для нескольких ψ, строят топливно-экономическую характеристику. Если нагрузочная характеристика отсутствует, но имеется график = f(и), то расчет продолжают:

3. для каждого значения частоты n по внешней характеристике находят значение мощности N_e ;

4. определяют и по формуле ;

4. пользуясь графиком, для каждого значения скорости V по соответствующим ей значениям частоты n и коэффициента и находят = f(и). Расход топлива Q_S подсчитывают по формуле.

Если характеристики топливной экономичности рассчитываемого двигателя отсутствуют, то можно воспользоваться одним из приближенных методов, тогда расчет может быть продолжен так:

4. по полученным значениям коэффициента И и отношениям n/n_N, пользуясь графиками находят k_е и k_и для каждой из принятых скоростей;

5. определяют g

где m – плотность топлива, кг/л.; для бензинового топлива m= 0,75кг/л.

Удельный эффективный расход топлива зависит от частоты вращения коленчатого вала n_е и степени использования мощности двигателя И, равной отношению мощности, необходимой для равномерного движения автомобиля, к мощности, которую развивает двигатель на ведущих колесах при той же скорости и полной подаче топлива.

Удельный эффективный расход топлива решается использованием графо-аналитического метода. Используем метод И.С. Шлиппе когда удельный эффективный расход топлива представляется функцией нескольких параметров:

.

где k_u – коэффициент, учитывающий изменение g_e в зависимости от степени использования мощности И (по диаграмме в приложении);

k_е - коэффициент, учитывающий изменение g_e в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя n_e (по диаграмме в приложении);

g _N – удельный эффективный расход топлива при N_max.

Коэффициенты и определяется по формулам

▪ для всех типов двигателей

▪ для карбюраторных двигателей

▪ для дизелей

Расчет коэффициентов и можно представить кривыми на диаграммах:

Таблица Топливно-экономическая характеристика автомобиля =f( )

л/100 км
26
22
18
14
10
	150		250		350	1/c

Таблица Параметры топливной экономичности – изменение коэффициента для карбюраторных и дизельных двигателей = (E)

1,2
1,1
1,0
0,9
	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0

Таблица Параметры топливной экономичности – изменение коэффициента для карбюраторных и дизельных двигателей

2,0
1,0
	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0

Удельный расход g_N известен из внешней характеристики, при ее отсутствии можно считать g_N= (1,15…1,05) g_{е min}. Если и = 100%. То для карбюраторных двигателей g_{е min}=260…310 г/(кВт·ч); для дизелей g_{е min}= 195…230 г/(кВт·ч).

Например, g_N = 1,2· g_Nmin,, g_Nmin= 0,2 кг/кВт·ч , тогда g_N = 0,24 кг/(кВт·ч).