РАСЧЕТ ПУТЕВОГО РАСХОДА ТОПЛИВА АВТОМОБИЛЕМ

 

Топливной экономичностью автомобиля называют совокупность свойств, определяющих расход топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.

Топливная экономичность автомобилей имеет большое значение для экономики страны в целом, так как автомобильный транспорт потребляет более 30 % сжигаемого в Республике Беларусь жидкого топлива, получаемого из нефти, а его стоимость составляет в среднем 25 % себестоимости транспортных работ. Повышение топливной экономичности автомобилей приводит не только к экономии топлива, снижению себестоимости перевозок, но и к снижению экологической опасности автотранспортных средств.

Топливная экономичность в основном зависит от конструкции автомобиля и условий его эксплуатации. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточным числом трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля, интенсивностью его движения, а также сопротивлением, оказываемым движению автомобиля окружающей средой.

При расчете топливной экономичности исходными данными являются нагрузочные характеристики двигателя, по которым ведется расчет путевого расхода топлива:

 

, (8.1)

 

где g(ep) − удельный расход топлива на номинальном режиме, г/кВт×ч;

Ки − коэффициент использования мощности двигателя (И);

Ке − коэффициент использования частоты вращения коленчатого вала двигателя (Е);

РS − мощность, подводимая в трансмиссию, кВт;

rт − плотность топлива, кг/мЗ;− скорость движения автомобиля, км/ч.

Удельный расход топлива на номинальном режиме для дизельных двигателей g(ep) = 195…230 г/кВт·ч, для карбюраторных двигателей g(ep) = 260…300 г/кВт·ч;

При приближенных значениях принимают средние цифры.

Величины Ки и Ке определяют по эмпирическим формулам.

Для дизельных двигателей

 

Ки = 1,2 + 0,14И − 1,8И2 + 1,46И3. (8.2)

 

Для карбюраторных двигателей

 

Ки = 3,27 − 8,22И + 9,13И2 − 3,18И3. (8.3)

 

Для дизельных и карбюраторных двигателей

 

Ке = 1,25 − 0,99Е + 0,98Е2 − 0,24Е3, (8.4)

 

где И и Е − степень использования мощности и оборотов двигателя, которые находят по зависимости:

 

И = РS: Ре; (8.5) Е = We: Wp, (8.6)

 

где PS − мощность, подводимая в трансмиссию, кВт;

Ре − мощность двигателя по внешней скоростной характеристике, кВт;е − текущая частота вращения коленчатого вала двигателя, рад/с;− частота вращения коленчатого вала двигателя при номинальном режиме, рад/с;

 

РS = Рy + Рв + Рп, (8.7)

где Рy − мощность двигателя, затрачиваемая на преодоление сил сопротивления дороги, кВт;

Рв − мощность двигателя, затрачиваемая на преодоление силы сопротивления воздуха, кВт;

Рп − мощность потерь в трансмиссии и на привод вспомогательного оборудования автомобиля, кВт;

 

Рy = f Gava = f ma g va; (8.8)

Рв = Ав Кв va3, (8.9)

Рп = (Ре - Ре(ф)) + (1−hт) ∙ (Рy + Рв). (8.10)

 

Плотность топлива, согласно справочным данным, принимается:

дизельного − 820 кг/м3;

бензина − 750 кг/м3.

Расчеты проводятся для трех значений:

y1 принимается по заданию;

 

y2 = 0,8 Dv(max),(8.11)

 

где Dv(max) − максимальное значение динамического фактора для прямой передачи;

 

y3 = (y1 + y2): 2.

 

На графике динамической характеристики линиями отмечаются значения коэффициентов суммарного сопротивления дороги, затем скорость разбивается на интервалы от минимального значения до точки пересечения линии коэффициента суммарного сопротивления дороги с динамической характеристикой.

По полученным скоростям находят значения частоты вращения коленчатого вала двигателя. По графику внешней скоростной характеристики определяются значения мощности двигателя. Далее рассчитываются значения Рy, Рв, Рп и РS, вычисляют значения коэффициентов Ки и Ке, а затем - расход топлива.

Расчеты для автомобиля ГАЗ-3307 проводятся для следующих значений:

y1 = 0,021 (по заданию)

y2 = 0,8Dv(max) = 0,8 × 0,037 = 0,0296;

y3 = (y1 + y2): 2 = (0,026 + 0,0296): 2 = 0,0278.

По полученным данным строим графики изменения расхода топлива от скорости автомобиля Qs = f(va).

Вывод. Анализ рисунка 8.1 показал, что минимальный расход топлива достигается при наименьшем коэффициенте суммарного дорожного сопротивления при средних оборотах коленчатого вала двигателя.

Заключение

 

В данном курсовом проекте были рассчитаны и проанализированы тягово-скоростные и топливно-экономические свойства автобуса ГАЗ-3307. Был произведен расчет внешней скоростной характеристики двигателя, которая подтвердила, что максимальная мощность 110 кВт достигается при частоте вращения 335,1 рад/с, а максимальный момент 284,5 кН/м достигается при частоте вращения 261,7 рад/с.

В проекте также был выполнен расчет и построение тяговой диаграммы и динамической характеристики, которые по условиям сцепления колес с поверхностью дороги не ограничены. При заданном значении коэффициента сопротивления качения и уклоне дороги наблюдается ограничение максимальной скорости движения до 79,2 км/ч.

Расчет ускорения автомобиля на передачах показал, что максимальное значение достигается на первой передачи. Автомобиль разгоняется до скорости 64,4 км/ч за 67 с и при этом проходит путь 886 м.

Расчет остановочного пути доказал, что при увеличении скорости и снижении коэффициента сцепления колес с поверхностью дороги путь пройденный за время торможения увеличивается.

Расчет путевого расхода топлива показал, что он зависит от суммарного коэффициента сопротивления дороги и скорости движения автомобиля.

Список литературы

 

1. Гришкевич А.И. Автомобили: Теория. - Минск: Высшая школа, 1986 г.

2. Лившиц А.В. Устройство и основы эксплуатации автомобилей: Сб. заданий. - М.: Транс- порт, 1991 г.

.   Литвинов А.С., Фаробин Л.Е. Автомобиль. Теория эксплуатационных свойств. - М.: Машиностроение, 1989 г.

.   Краткий автомобильный справочник. - М.: Транспорт, 1986 г.

.   Лапский С.Л. Оценка тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине "Транспортные средства и их эксплуатационные качества"/Белорус. гос. ун-т трансп.- Гомель, 2007 г.