Определение топливной экономичности автомобиля

Свойство автомобиля, обеспечивающее экономию топлива, называется топливной экономичностью автомобиля.

Источником потребления топлива на автомобиле является двигатель внутреннего сгорания (дизель, карбюраторный или инжекторный), а поэтому в качестве топлива применяется дизельное топливо, бензины, реже – газ сжиженый или сжатый.

Топливная экономичность двигателя характеризуется удельным расходом топлива q_e в г/кВт×ч., который определяется на экспериментальной установке, оборудованной расходомером, датчиками числа оборотов двигателя и крутящего момента.

Удельный расход топлива зависит от типа двигателя, угловой скорости коленчатого вала и степени загруженности. В общем случае определяется по формуле

,

где q_e – удельный расход топлива при оборотах n_e в г/кВт×ч;

q_N – удельный расход топлива при максимальной мощности в г/кВт×ч., который обычно на 5…10% больше минимального расхода. Принимается: для дизеля q_N = 210 …240 г/кВт×ч,

для карбюраторного q_N = 310 …340 г/кВт×ч.;

к_w- коэффициент, учитывающий частоту вращения коленчатого вала, который рекомендуется определить для всех типов двигателей по эмпирической формуле

; (7.1)

к_u- коэффициент, учитывающий степень использования мощности

двигателя. Определяется по формулам

· для карбюраторного двигателя ,

· для дизеля , (7.2) ,

где N_y, N_в – мощность соответственно сопротивления движению и воздуха;

N_е – мощность двигателя при оборотах n_е и работе в режиме внешней

скоростной характеристики;

h_ТР – КПД трансмиссии;

U-степень использования мощности.

Что же касается топливной экономичности автомобиля, то ее оценивают по путевому расходу топлива в л. на 100км пути, проходимого автомобилем при испытании или эксплуатации автомобиля в определенных дорожных условиях. Согласно ГОСТа 20306-90 (Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний) устанавливаются следующие показатели и характеристики топливной экономичности АТС:

1 – контрольный расход топлива;

2 – расход топлива в магистральном цикле на дороге;

3 – расход топлива в городском цикле на дороге;

4 – расход топлива в городском цикле на стенде;

5 – топливная характеристика установившегося движения;

6 – топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге.

Заметим, что контрольный расход топлива – это минимальный расход топлива автомобилем с номинальной нагрузкой на горизонтальной дороге с асфальтобетонным покрытием, который позволяет определить прежде всего техническое состояние автомобиля.

Перед испытаниями двигатель, агрегаты и шины должны иметь пробег не менее 3000 км, износ протектора шин менее 50 %, давление в шинах должно соответствовать требованиям завода-изготовителя.

Длина участка для определения показателей 1 и 5 не менее 1000 м, а для показателей 2 и 3 не менее 4000 м.

При определении показателя 6 участок должен быть расположен на высоте над уровнем моря не более 1000 м. Длина участка 13…15 км, с чередующимися спусками и подъемами, протяженностью до 600¸800 м, уклонами до 4 %. Концы измерительного участка должны быть расположены на одной высоте над уровнем моря.

Атмосферные условия при проведении испытаний:

· скорость ветра не более 3 м/с ( при порывах до 5м/c);

· отсутствие осадков (атмосферное давление не менее 683 мм.рт.ст.);

· относительная влажность воздуха не выше 95 %;

· температура воздуха не ниже 3°С.

Перед испытаниями агрегаты прогреваются пробегом 50 км¸30 км при скорости не ниже 2/3 V_max. Выбегом со скорости 50км/ч проверяется отсутствие повышенных сопротивлений движению (оценивается по заданному пути выбега в НТД).

В качестве примера, ниже приведена операционная карта магистрального цикла на дороге (показатель 2) для автомобилей полной массой до 3,5 т и автобусов дальнего следования

Таблица 7.1 Операционная карта магистрального цикла

Путевой расход топлива Q_S при установившемся режиме движения в л/100км определяют по формуле

, л/100 км, (7.3)

где N_y, N_в – мощности в кВт, соответственно сопротивления движению и воздуха;

V – cкорость установившегося движения в м/с;

r - плотность топлива (бензин - r = 730 кг/м³, дизельное топливо –

r =860 кг/м³);

к ,к_u-коэффициенты, которые определяются по зависимостям (7.1), (7.2).

Формулу (7.3) называют уравнением расхода топлива при установившемся движении. По этой зависимости строится топливная характеристика установившегося движения, представляющая зависимость путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля на ровной горизонтальной дороге. Такую зависимость строят чаще всего при включенной высшей передачи в коробке перемены передач.