Расчетное определение показателей топливной экономичности

Контрольный расход топлива и топливная характеристика установившегося движения СТС рассчитываются при установившемся режиме движения. Для расчета используются зависимости (85) при

РJ = 0 и rК = rd.

Для учета расхода топлива при разгоне и торможении используется следующий метод расчета. Положим dQ мгновенный расход топлива, соответственно dQ/dV = qi – коэффициент расхода топлива. Учитывая, что dQ = QOCdt  (QOC – секундный расход топлива при полной подаче топлива), qi  = QOCdt/dV = QOC/gP  , где gP  –ускорение при

разгоне. Подставив последнее выражение в  принятую зависимость для qi, получим дифференциальное уравнение расхода топлива

dQ = QOCdV/gP.      (87)

Расход топлива за время торможения τ или остановки Q = Qxxτ,

где Qxx – секундный расход топлива на холостом ходу двигателя, кг/с.

Полный расход топлива складывается из расхода топлива на отдельных участках Q = ∑Qi.

Полученный расход топлива в кг переводится в путевой расход

топлива (л/100км)

где S – путь, км.

QS = 100Q/Sρ,           (88)

При приближенных расчетах и использовании формул (85) и (86)

можно принимать:

для дизельных двигателей kN = 1,2 + 0,14И – 1,8И2 + 1,46И3;

для бензиновых двигателей kN = 3,27 – 8,22И + 9,13И2 – 3,18И3;

для всех двигателей КЧ = 1,25 – 0,99Е + 0,98Е2 – 0,24Е3.

И –  степень использования мощности двигателя, принимаемая

как отношение мощности, затрачиваемой на движение ТС, к мощности, подводимой к ведущим колесам,

И = (Nf + NП  +NB)/NeηT,

где Nf – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивлений качению колес; NП  – мощность, затрачиваемая на преодоление подъемов дороги; NB – мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления воздуха; Ne – мощность, подводимая к ведущим колесам ТС; ηT

– КПД трансмиссии; Е – степень использования частоты вращения

двигателя.

Е = Ve/VN;

где Ve  – установившаяся скорость движения на заданном участке дороги с сопротивлением         ψi  = (fi + ii); VN скорость, соответствующая максимальной мощности двигателя.

Часовой расход топлива при движении ТС по заданной дороге будет равен

QT = 10-6qeNe = 10-6qeNкNкЧ(Nf + Ni +NB)/ηT. (89)

Путевой расход топлива будет равен

QS = 10QT/ρV = 10-5qeNкNкЧqe.   (90)

Одним из приближенных методов расчета является также метод,

основанный на экспериментальной зависимости часового расхода топлива при частичной нагрузке для любого режима,

N

 

QТЧ = QT100(aNk 2 + b

NkN

+ cN),

где QT100 – часовой расход топлива при полной нагрузке и той же частоте, что и QТЧ; aN, bN и cN – коэффициенты, полученные в результате

эксперимента (при грубых расчетах можно использовать значения коэффициентов для четырехтактных дизельных двигателей: aN  = 0,36;

bN = 0,44; cN = 0,2).

При использования данного метода формулу (86) преобразуют в

следующий вид:

N

 

QS = 103QT100(aNk 2

+ bNkN + cN)/ 36Vρ (91)

Рис.13. График для определения среднего расхода топлива

Сравнительно простым способом можно определить средний расход топлива на заданном маршруте графоаналитическим методом, аналогичным определению средней скорости движения. По двум характеристикам – динамической ТС и вероятностной интегральной кривой распределения коэффициента суммарного сопротивления ψi  дороги строится график (рис.13). В первом квадранте строится динамическая характеристика D = f(V); во втором – интегральная кривая распределения коэффициента ψi; в третьем – прямая линия перехода от ψi  к V; в четвертом – интегральная кривая распределения скорости движения ТС для заданных дорожных условий (см. тягово-скоростную характеристику). В четвертом квадранте строится кривая топливно-экономической характеристики установившегося движения СТС на каждой передаче при полной подаче топлива. Прямые, параллельные оси ординат, пересекут ось абсцисс в двух точках Vi  и Vi+1, а также пересекут кривые расхода топлива в четвертом и распределения скорости в первом квадрантах. Точки пересечения кривой скорости в первом квадранте будут соответствовать вероятности движения со скоростями Vi и Vi+1.

Вероятность движения для этого интервала скоростей будет

PS(Vi) – PS(Vi+1) = PS(Vi+1 – Vi). Интервал (Vi+1  – Vi) можно заменить средней скоростью интервала VСРi.

Пересечения прямых с кривой расхода топлива для данного интервала скоростей будут равны QSCPi = 0,5(QSi + QS(i+1)).

Вероятность движения со скоростью VСРi  равна вероятности расхода топлива

PS(VCPi) = PS(QSCPi).

Интервал скоростей движения разделяют на большое количество участков, и проводят соответствующие построения. В результате подсчитываются

VCP = 1/(∑PSi/VCpi) и QSCP = ∑PSiQSCPi.

Материал взят из книги Расчет тягово-скоростных свойств и топливной экономичности специальных транспортных средств (А.М. Петренко)