Паливна економічність автомобіля

Одним з основних економічних показників автомобіля являється витрата палива при автоперевезеннях у різних експлуатаційних умовах – так звана паливна економічність автомобіля.

Погодинна витрата палива автомобілем визначається за формулою:

Q_год = ∙ N/1000∙ ρ _Т), л/год, (3.1)

де – питома витрата ним палива, г/кВт∙ тод;

– ефективна потужність двигуна, кВт;

ρ _Т – густина палива, кг/м³.

У практиці прийнято відносити витрату палива на 100 км пробігу автомобіля при заданій швидкості. Витрата палива автомобілем на указаній відстані пробігу визначається за формулою:

, л/100 км.; (3.2)

Якщо врахувати, що потужність двигуна визначається за формулою:

(3.3)

де , , – відповідно сили опору дороги, повітря і інерції при русі автомобіля;

– трансмісії;

– швидкість руху автомобіля.

З урахуванням (3.3) з (3.2) отримаємо:

, л/100 км. (3.4)

При рівномірному русі автомобіля ( = 0) і по прямій дорозі () формула (3.4) спрощується, а саме:

, л/100 км. (3.5)

При усталеному русі автомобіля паливну економічність автомобіля оцінюють за допомогою паливно-економічної характеристики, яку отримують під час стендових або дорожніх випробуваннях. Вона була запропонована ака­деміком Є. Чудаковим і представляє собою залежність питомої витрати палива (л / 100 км), від швидкості руху автомобіля на різних передачах КП і при різних дорожніх умовах, які характеризуються величиною коефіцієнта опору дороги ψ.

Рівняння, за допомогою якого визначають шляхову витрату палива автомобілем залежно від його маси, коефіцієнта опору дороги, передачі КП, на якій відбувається рух, та швидкості руху, називається рівнянням витрати палива [6]:

, л/100 км, (3.6)

де g_еN – питома витрата палива при максимальній потужності двигуна, г/(кВт∙ тод) (береться за швидкісною зовнішньою характеристикою двигуна);

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

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

– густина палива, г/см3, для бензину = 0, 75 кг/м³, для дизельного палива = 0, 83 кг/м³;

= – сила опору дороги руху автомобіля.

Коефіцієнт в залежності від відносної кутової швидкості колінчастого вала двигуна можна знайти за графіком, наведеним на рисунку 3.1.

Рисунок 3.1 – Залежність коефіцієнта від відношення

Значення коефіцієнта залежить від коефіцієнта використання потуж­ності В (рисунок 3.2):

Рисунок 3.2 – Залежність коефіцієнта K_в від В

Величина коефіцієнта В визначається за формулою:

, (3.7)

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

; (3.8)

V – величина швидкості руху автомобіля для заданих ψ і передачі;

– потужність двигуна згідно з швидкісною характеристикою при кутовій швидкості, яка відповідає швидкості автомобіля V.

Коефіцієнти і можна також визначати за формулами:

– для всіх двигунів

; (3.9)

– для дизелів

; (3.10)

– для карбюраторних двигунів

. (3.11)

Параметри для побудови паливно-економічної характеристики автомобіля доцільно визначати з умов руху при ψ = 0, 03 на вищій з передач, (або на передачі, можливій в конкретних умовах опору дороги).

Розрахунок доцільно вести у такій послідовності:

– задатися кількома значеннями швидкості автомобіля V_і на визначеній передачі (обов'язково використовуючи мінімальне та максимальне значення швидкості на цій передачі);

– для кожного із значень швидкості V_і розрахувати кутову швидкість колінчастого вала за формулою:

; (3.12)

– визначити потужність двигуна N (за зовнішньою швидкісною харак­теристикою) та потужність , яку повинен розвивати двигун для руху, а також коефіцієнт використання потужності В та відносну кутову швидкість колінчастого вала двигуна ;

– за допомогою допоміжних графіків (рисунки 3.1 та 3.2), визначити коефіцієнти і для кожного значення швидкості;

– знайти витрату палива Q_s для кожного значення швидкості автомобіля.

На підставі результатів обчислень будують паливну характеристику усталеного руху автомобіля (рисунок 3.3) і за її допомогою визначають контрольну витрату палива та економічну швидкість V_ек руху автомобіля по дорозі з ψ = 0, 02.

Рисунок 3.3 – Паливна характеристика усталеного руху автомобіля