7 Паливна економічність автомобіля

7.1 Визначення паливної економічності автомобіля

Експлуатаційну властивість автомобіля, що забезпечує економію палива, називають паливною економічністю автомобіля.

Джерелом споживання палива на автомобілі є двигун внутрішнього згоряння (дизель, карбюраторний або інжекторний), а тому як паливо застосовують дизельне паливо, бензини, рідше – газ зріджений або стиснутий.

Паливна економічність двигуна характеризується питомою витратою палива qe в г/кВтгод, яку визначаються на експериментальній установці, обладнаній розходоміром палива, датчиками числа обертів двигуна і крутного моменту.

Питомі витрати палива залежать від типу двигуна, кутової швидкості колінчастого вала і ступеня завантаженості. У загальному випадку визначають за формулою:

, (7.1)

де q_е – питомі витрати палива при обертах n_е в г/кВтгод;

q_N – питома витрата палива при максимальній потужності в г/кВтгод., яка звичайно на 5…10% більше за мінімальну витрату. У розрахунках беруть: для дизеля q_N = 190 …240 г/кВтгод, для карбюраторного двигуна

q_N = 290 …340 г/кВтгод;

– коефіцієнт, що враховує частоту обертання колінчастого вала, який рекомендують визначити для всіх типів двигунів за емпіричною формулою:

; (7.2)

к_и – коефіцієнт, що враховує ступінь використання потужності двигуна. Визначають за формулами:

• для карбюраторного двигуна к_u =2,74-4,65 U + 2,91 U²,

• для дизеля к_и =1,65-2,3 U + 1,65 U²,

, (7.3)

де N , N_п – потужність відповідно опору руху дороги і повітря;

N_е – потужність двигуна при обертах n_е і його роботі в режимі зовнішньої швидкісної характеристики;

_тр – ККД трансмісії;

U – ступінь використання потужності.

Годинні витрати палива двигуном в кг/год отримаємо за формулою:

. (7.4)

Оскільки паливо заміряють у літрах, тому годинні витрати палива у л/год визначимо, враховуючи залежність (7.4), так:

, (7.5)

де  – густина палива (бензин –  = 730 кг/м³, дизельне паливо –

 =860 кг/м³);

Якщо годинні витрати палива у формулі (7.5) розділити на швидкість руху автомобіля, то після елементарних перетворень отримаємо залежність для визначення шляхових витрат палива в л/100км:

л/100км. (7.6)

Формулу (7.6) називають рівнянням витрати палива при сталому русі. За цією залежністю будують паливну характеристику сталого руху, що являє залежність шляхових витрат палива від швидкості руху автомобіля на рівній горизонтальній дорозі. Таку залежність будують найчастіше при вмиканні вищої передачі в коробці передач

Щодо паливної економічності автомобіля, то її оцінюють за шляховими витратами палива в л на 100 км шляху, що проходить автомобіль під час випробування або експлуатації за певних дорожніх умов. Згідно із ГОСТом 20306-90 (Автотранспортні засоби. Паливна економічність. Методи випробувань) установлюють наступні показники і характеристики паливної економічності АТЗ:

1 – контрольні витрати палива;

2 – витрати палива в магістральному циклі на дорозі;

3 – витрати палива в міському циклі на дорозі;

4 – витрати палива в міському циклі на стенді;

5 – паливна характеристика сталого руху;

6 – паливно-швидкісна характеристика на магістрально-горбистій дорозі.

Зазначимо, що контрольні витрати палива – це мінімальні витрати палива автомобілем з номінальним навантаженням на горизонтальній дорозі з асфальтобетонним покриттям, які дозволяють визначити насамперед технічний стан автомобіля.

Перед випробуваннями двигун, агрегати і шини повинні мати пробіг не менш ніж 3000 км, знос протектора шин – менш ніж 50 %, тиск у шинах повинен відповідати вимогам заводу-виготівника автомобіля.

Довжина дороги для визначення показників 1 і 5 не менш ніж 1000 м, а для показників 2 і 3 не менш ніж 4000 м.

Під час визначення показника 6 дорога повинна бути розташована на висоті над рівнем моря не більше 1000 м. Довжина дороги 13…15 км зі спусками і підйомами, що чергуються, протяжністю до 600800 м, нахилами до 4 %. Кінці вимірювальної дороги повинні бути розташовані на одній висоті над рівнем моря.

Атмосферні умови під час проведення випробувань:

• швидкість вітру не більш ніж 3 м/с ( при поривах до 5м/с);

• відсутність опадів (атмосферний тиск не менш ніж 683 мм.рт.ст.);

• відносна вогкість повітря не вище ніж 95 %;

• температура повітря не нижче+ 3С.

Перед випробуваннями агрегати прогрівають пробігом 30–50 км при швидкості не нижче ніж 2/3 V_max. Вибігом зі швидкості 50км/год перевіряють відсутність підвищених опорів руху (оцінюють за заданим шляхом вибігу в НТД).

Як приклад, нижче наведена операційна карта магістрального циклу на дорозі (показник 2) для автомобілів повною масою до 3,5 т і автобусів дальнього прямування.

Таблиця 7.1

Операційна карта магістрального циклу

№ опера ції	Позначка шляху, м	Послідовність операції
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	- нуль 0-100 100-500 500-700 700-1300 1300-1900 1900-2200 2200-3600 3600-3800 3800-4000 -	Установлення постійної швидкості руху 40 км/год. У момент перетину позначки «нуль» проводять вмикання одночасно приладів, що вимірюють витрату палива і час. Рух із швидкістю 40 км/год. Розгін до швидкості 70 км/год і рух з цією швидкістю. Уповільнення двигуном до швидкості 60 км/год, далі рух з цією швидкістю. Рух із швидкістю 60 км/год. Розгін до 90 км/год і рух з цією швидкістю. Уповільнення двигуном до 80 км/год і рух з цією швидкістю. Розгін до 90 км/год і рух з цією швидкістю. Уповільнення двигуном до швидкості 60 км/год. Рух із швидкістю 60 км/год. У момент перетину позначки 4000 м проводять вимкнення вимірювальних приладів.