2.3.7. Визначення показників паливної економічності автомобіля

Паливна характеристика усталеного руху – залежність Q_S = f(V) витрати палива в літрах на 100 км пройденого шляху (шляхової витрати) Q_S від швидкості усталеного руху V_а на вищій передачі по горизонтальній дорозі.

За паливною характеристикою усталеного руху можна визначити контрольну витрату палива Q_Smin – витрату палива в усталеному режимі руху із заданою швидкістю по горизонтальній дорозі з твердим удосконаленим покриттям на вищій передачі. Контрольну витрату палива для різних категорій автотранспортних засобів визначають при різних значеннях швидкості руху.

Контрольну витрату палива та паливну характеристику усталеного руху використовують в основному для порівняння рівня паливної економічності автомобілів-аналогів.

Для побудови паливної характеристики усталеного руху зручно використовувати рівняння витрати палива у вигляді:

Q_S = , л/100км, (2.78)

де g_N – питома витрата палива при максимальній потужності двигуна, г/(кВт год) (за швидкісною зовнішньою характеристикою);

– коефіцієнт, який враховує зміну питомої витрати палива залежно від кутової швидкості колінчастого вала двигуна;

k_В – коефіцієнт, який враховує зміну g_N залежно від ступеня використання потужності двигуна;

_п – густина палива, г/см³, у бензину _б = 0,75, у дизельного палива _д = 0,83;

P_ =  G_a – сила опору дороги руху автомобіля.

Коефіцієнт в залежності від відносної кутової швидкості колінчастого вала двигуна _і/_N можна знайти за графіком, наведеним на рис.2.10.

_і/_N

Рисунок 2.10 – Залежність коефіцієнта від відношення _і/_N

Значення коефіцієнта k_В залежить від коефіцієнта використання потуж­ності В (рис. 2.11):

В = (2.79)

де N_потр – потужність, яку повинен розвивати двигун для руху автомобіля зі швидкістю V_а по дорозі з коефіцієнтом опору  на вищій передачі;

N_потр = (2.80)

N – потужність двигуна за швидкісною зовнішньою характеристикою при кутовій швидкості колінчастого вала , яка відповідає швидкості V_а.

Р исунок 2.11 – Залежність між коефіцієнтами в та kВ: карбюраторні двигуни, дизелі

Коефіцієнти та k_В можна визначити також за формулами:

для дизелів

; (2.81)

для карбюраторних двигунів

; (2.82)

для всіх типів двигунів

. (2.83)

Розрахунок виконують в описаній нижче послідовності.

Задаються декількома значеннями швидкості автомобіля V_а із його швидкісного діапазону на вищій передачі, обов’язково використовуючи мінімальне та максимальне значення швидкості.

Для кожного із значень швидкості V_а розраховують:

– кутову швидкість колінчастого вала

, (2.84)

– потужність двигуна N за швидкісною зовнішньою характеристикою;

– потужність N_потр, яку повинен розвивати двигун для руху при заданому коефіцієнті опору дороги  = 0,02;

– коефіцієнт використання потужності В;

– відносну кутову швидкість колінчастого вала двигуна _і/_N;

– коефіцієнти та k_В;

– витрату палива Q_S.

Контрольна витрата палива при заданій швидкості та опорі дороги – це одна із точок паливної характеристики усталеного руху, тому для її визначення цілком підходить описаний алгоритм, за яким виконують розрахунки для одного значення швидкості.

Враховуючи наявність результатів розрахунку швидкісної зовнішньої характеристики двигуна та динамічної характеристики автомобіля (таблиці 2.6 та 2.7), розрахунок можна значно спростити: не задаватися значеннями швидкості автомобіля V_а, а відштовхуватися від значень кутової швидкості колінчастого вала _і, вибраних при розрахунку швидкісної зовнішьої характеристики двигуна. Тоді відпадає необхідність обчислювати кутову швидкість  та відповідну їй потужність N, і розрахунок виконують таким чином:

– обчислюють для кожного із вибраних значень _i згідно зі значеннями V_а і на вищій передачі, взятими із табл. 2.7, величину N_потр і за формулою 2.84; (значення сили опору повітря P_Wi теж беруть із табл. 2.7);

– скориставшися взятими із табл. 2.6 значеннями N_і, знаходять для цих самих _i величини В_і та відповідні k_B;

– за значеннями _і/_N із табл. 2.6 для кожного _i знаходять ;

– за формулою 2.78 визначають витрату палива Q_S для кожної із швидкостей автомобіля V_i, що відповідає вибраним величинам _i та вищій передачіь.

У цьому випадку при розрахунках зручно користуватися таблицею, форма якої відповідає табл. 2.13.

На підставі результатів обчислень будують паливну характеристику усталеного руху автомобіля (рис. 2.12) і за її допомогою визначають контрольну витрату палива Q_Smin та економічну швидкість V_eк руху автомобіля по дорозі з  = 0,02.

Контрольну витрату палива Q_Smin визначають при 90 км/год (або 0,9V_max, якщо V_max < 90 км/год) – для автомобілів повною масою М_а < 3500 кг; при 60 км/год – для автомобілів повною масою М_а > 3500 кг.

Таблиця 2.13 – До розрахунку паливної характеристики усталеного руху автомобіля

Показник		Числове значення							Примітка
i , рад/с									Переносять з табл. 2.8
i /N
Ni, кВт
									Знаходять з рис. 2.10 або за виразом (2.83)
Vі,	м/с								Переносять з табл. 2.9
	км/год
PWi, Н									Переносять з табл. 2.9
Nпотр i, кВт									Визначають за виразом (2.80)
Bi									Визначають за виразом (2.79)
kBi									Знаходять з рис. 2.11 або за виразами (2.81) чи (2.82)
Qs, л/100 км									Визначають за виразом (2.78)

Рисунок 2.12 – Паливна характеристика усталеного руху автомобіля