- •Розділ 3
- •3.1. Загальний опис методики теоретичного дослідження
- •3.2. Порівняння паливної економічності та токсичності двигуна vw 1.9 r4 tdi при використанні його для приведення у рух автомобіля самостійно та у складі комбінованої гібридної силової установки
- •3.2.1. Загальні положення.
- •3.2.2. Розрахунок показників паливної економічності та токсичності двз при самостійному приведенні ним у рух автомобіля.
- •3.2.3. Розрахунок показників паливної економічності та токсичності двз при його роботі у складі гібридної силової установки.
- •3.2.4. Порівняння отриманих даних.
3.2.4. Порівняння отриманих даних.
Як і передбачалось, застосування гібридної конструкції силової установки дає значний виграш за показниками паливної економічності і токсичності у порівнянні з традиційною конструкцією, де ДВЗ сам приводить автомобіль у рух. Результати розрахунків, отримані при моделюванні для обох випадків, занесені до порівняльної таблиці 3.5.
Таблиця 3.5
Порівняння результатів розрахунку за моделями руху автомобіля з дизелем та дизель-гібридною силовою установкою за змішаним їздовим циклом
Показник |
Самостійна робота ДВЗ |
ДВЗ у складі гібридної силової установки |
Покращення показників, % |
Міський сегмент циклу |
|||
Витрата палива на 100 км, л |
7,8471 |
4,1848 |
-46,67 |
Викиди СО на 1 км, г |
0,8084 |
0,261 |
-67,71 |
Викиди СmНn на 1 км, г |
0,2326 |
0,0788 |
-66,12 |
Викиди NОx на 1 км, г |
0,9031 |
0,3767 |
-58,29 |
Викиди С на 1 км, г |
0,0226 |
0,0107 |
-52,65 |
Цикл в цілому |
|||
Витрата палива на 100 км, л |
5,9178 |
3,8809 |
-34,42 |
Викиди СО на 1 км, г |
0,5524 |
0,2827 |
-48,82 |
Викиди СmНn на 1 км, г |
0,1588 |
0,0844 |
-46,85 |
Викиди NОx на 1 км, г |
0,8658 |
0,4492 |
-48,12 |
Викиди С на 1 км, г |
0,0153 |
0,0096 |
-37,25 |
Особливо слід звернути увагу на результати для міського сегменту циклу, де при застосуванні гібридної конструкції силової установки той самий ДВЗ, встановлений на такому ж автомобілі, споживає майже у 2 рази менше палива і має більш ніж удвічі кращі показники токсичності. І це при тому, що по завершенні даного сегменту кількість енергії, спожитої електродвигунами, дорівнює кількості генерованої ними енергії.
За даними табл. 3.1 і 3.2 та 3.3 і 3.4 можна побудувати діаграми залежностей витрати палива та викидів токсичних речовин від часу.
Рис.
3.3. Витрата палива у міському сегменті
циклу
Рис.
3.4. Викиди СО у міському сегменті циклу
Рис.
3.5.
Викиди СmHn
у міському сегменті циклу
Рис.
3.6.
Викиди NOx
у міському сегменті циклу
Рис.
3.7.
Викиди C
у міському сегменті циклу
Як бачимо, значний виграш за показниками паливної економічності та токсичності при роботі ДВЗ у складі гібридної силової установки у міському сегменті їздового циклу обумовлений тим, що на значній частині режимів ДВЗ не працює, а рух автомобіля забезпечується виключно за рахунок електродвигунів. А у режимах руху, де використовується потужність ДВЗ, він працює у більш оптимальному діапазоні частот та крутних моментів, що також дозволяє знизити витрату палива та кількість шкідливих речовин, що викидаються у атмосферу.
Окремо слід звернути увагу на проміжок часу між 163 та 176 секундами, де ефективність роботи ДВЗ у складі гібридної силової установки дещо гірша у порівнянні з двигуном, що працює самостійно. У цей період часу більша витрата палива пов’язана з тим, що у випадку випробування автомобіля з традиційною силовою установкою та механічною 5-ступінчатсою коробкою передач він рухається на 3-й передачі і частота обертання вала ДВЗ нижча, ніж при випробуванні автомобіля з гібридною силовою установкою за таких же умов. Токсичність же зростає менш суттєво і це пов’язано, знову ж таки, з більш високим швидкісним режимом роботи ДВЗ у складі гібридної установки.
Для позаміського сегменту маємо наступні діаграми:
Рис.
3.8. Витрата палива у позаміському сегменті
Рис.
3.9. Викиди СО у позаміському сегменті
Рис.
3.10. Викиди СmНn
у позаміському сегменті
Рис.
3.11. Викиди NOx
у позаміському сегменті
Рис.
3.12. Викиди С у позаміському сегменті
У позаміському сегменті, де ДВЗ у складі гібридної силової установки відіграє більш важливу роль у приведенні автомобіля в рух, виграш у витраті палива та кількості шкідливих речовин, що викидаються у атмосферу, менший і обумовлений більш оптимальним режимом роботи двигуна, а також тим, що частина потужності, яка використовується для приведення у рух автомобіля, надходить від електродвигунів.
На проміжку часу 28-49 секунд витрата палива та показники токсичності гібридної силової установки навіть дещо вищі, оскільки, як і на схожій ділянці міського сегменту, тут автомобіль з ДВЗ, що працює самостійно, та механічною 5-ступінчастою коробкою передач рухається на 4-й передачі і частота, з якою обертається колінчатий вал двигуна менша, ніж у ДВЗ в складі гібридної силової установки на цьому ж режимі.
