Меню

Единица измерения топливной экономичности



Измерители топливной экономичности

Топливная экономичность автомобиля имеет важное значение в эксплуатации, так как топливо — один из основных эксплуатационных материалов, потребляемый автомобилем в большом количестве. Себестоимость перевозок существенно зависит от топливной экономичности автомобиля, поскольку затраты на топливо составляют примерно 10. 15% всех затрат на перевозки. Поэтому чем выше топливная экономичность автомобиля, тем меньше расход топлива и ниже себестоимость перевозок.

Топливная экономичность автомобиля оценивается двумя группами измерителей. К первой группе относятся измерители топливной экономичности самого автомобиля, ко второй — измерители топливной экономичности двигателя автомобиля.

Измерителями первой группы являются расход топлива в литрах на единицу пробега автомобиля (путевой расход топлива) qп, л на 100 км, и расход топлива в граммах на единицу транспортной работы qр, г/(т-км) или г/пасс.-км.

К измерителям второй группы относятся расход топлива в килограммах за час работы двигателя (часовой расход топлива) GТ, кг/ч, и удельный эффективный расход топлива в граммах на киловатт-час qe г/(кВт-ч).

Рассмотрим указанные измерители топливной экономичности.

Путевой расход топлива

;

где Q — общий расход топлива, л;

Sa — пробег автомобиля, км.

В указанном выражении единицей пробега являются 100 км пути (принято для автомобилей в России и многих европейских странах).

Путевой расход топлива — легко определяемая величина, но не учитывающая полезной работы автомобиля. Так, например, автомобиль, который перевозит груз, расходует больше топлива, чем автомобиль без груза. Поэтому согласно формуле он оказывается менее экономичным по сравнению с автомобилем, совершающим порожний рейс.

Расход топлива на единицу транспортной работы

где ρт — плотность топлива, кг/л; mгр— масса перевезенного груза (число пассажиров), кг (пасс.); Sгр — пробег автомобиля с грузом, км.

Расход топлива на единицу транспортной работы более правильно оценивает топливную экономичность автомобиля. Однако практическое использование этой величины сопряжено с определенными трудностями вследствие того, что объем транспортной работы, выполненной автомобилем, не всегда поддается точному измерению.

Часовой расход топлива

где Тд — время работы двигателя, ч.

Удельный эффективный расход топлива

где Nе — эффективная мощность двигателя, кВт.

С учетом удельного эффективного расхода топлива определим его путевой расход:

где величина ge, выражена в г/(кВт-ч), Ne в кВт, а v — в м/с.

Источник

Измерители топливной экономичности

Топливная экономичность автомобиля оценивается двумя груп­пами измерителей. К первой группе относятся измерители топ­ливной экономичности самого автомобиля, ко второй — измери­тели топливной экономичности двигателя автомобиля.

Измерителями первой группы являются расход топлива в лит­рах на единицу пробега автомобиля (путевой расход топлива) qn,л на 100 км, и расход топлива в граммах на единицу транспортной работы qn, г/(т∙км) или пасс.-км.

К измерителям второй группы относятся расход топлива в ки­лограммах за час работы двигателя (часовой расход топлива) Gт,кг/ч, и удельный эффективный расход топлива в граммах на ки­ловатт-час qe,г/(кВт∙ч).

Рассмотрим указанные измерители топливной экономичности.

Путевой расход топлива

,

где Q — общий расход топлива, л; Sa— пробег автомобиля, км.

В указанном выражении единицей пробега являются 100 км пути (принято для автомобилей в России и многих европейских стра­нах).

Путевой расход топлива — легко определяемая величина, но не учитывающая полезной работы автомобиля. Так, например, ав­томобиль, который перевозит груз, расходует больше топлива,

чем автомобиль без груза. Поэтому согласно формуле он оказыва­ется менее экономичным по сравнению с автомобилем, соверша­ющим порожний рейс.

Расход топлива на единицу транспортной работы

,

где mrp— масса перевезенного груза (число пассажиров), кг (пасс); Srp — пробег автомобиля с грузом, км; рт — плотность топлива, кг/л.

Расход топлива на единицу транспортной работы более пра­вильно оценивает топливную экономичность автомобиля. Однако практическое использование этой величины сопряжено с опреде­ленными трудностями вследствие того, что объем транспортной работы, выполненной автомобилем, не всегда поддается точному измерению.

Часовой расход топлива

,

где Tд — время работы двигателя, ч.

Удельный эффективный расход топлива

,

где Ne эффективная мощность двигателя, кВт.

С учетом удельного эффективного расхода топлива определим его путевой расход:

,

где величина ge выражена в г/(кВт∙ч), Ne вкВт, a v — в м/с.

Уравнение расхода топлива

В процессе движения автомобиля эффективная мощность дви­гателя затрачивается на преодоление сил сопротивления движе­нию. Для ее определения воспользуемся уравнением мощностного баланса автомобиля:

.

Подставив найденную величину Ne в выражение для путевого расхода топлива, получим уравнение расхода топлива автомоби­лем

В этих выражениях мощность представлена в кВт, сила — в Н, а скорость — в м/с.

Из уравнения расхода топлива следует, что путевой расход топ­лива зависит от топливной экономичности двигателя (ge),техни­ческого состояния шасси (ηтр), дорожных условий (Рд), скорости движения и обтекаемости кузова (Рв), нагрузки и режима движе­ния (Ри).

При использовании уравнения расхода топлива для определе­ния путевого расхода топлива в различных дорожных условиях должна быть известна зависимость удельного эффективного рас­хода топлива от степени использования мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала. Такая зави­симость для бензинового двигателя приведена на рис. 4.1.

Из этого рисунка следует, что удельный эффективный расход топлива ge существенно зависит от степени использования мощ­ности двигателя И и в меньшей степени — от угловой скорости коленчатого вала ωе. При увеличении степени использования мощности двигателя и снижении угловой скорости коленчатого вала ge уменьшается. Возрастание удельного эффективного расхода топлива при низкой степени использования мощности двигателя вызвано уменьшением механического коэффициента полезного действия двигателя и ухудшением условий для сгорания смеси в цилиндрах. Удельный эффективный расход топлива также несколь­ко возрастает при высокой (близкой к полной) степени исполь­зования мощности из-за обогащения горючей смеси.

Рис. 4.1. Зависимости удельного эффектив­ного расхода топлива ge от степени исполь­зования И мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала ωе:

4.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Топливно-экономической характеристикой автомобиля назы­вается зависимость путевого расхода топлива от скорости при рав­номерном движении автомобиля по дорогам с разным сопротив­лением.

Топливно-экономическая характеристика позволяет определять расход топлива по известным значениям скорости движения и коэффициента сопротивления дороги. Она может быть построена для любой передачи, однако обычно ее строят для высшей пере­дачи.

На рис. 4.2 представлена топливно-экономическая характерис­тика автомобиля для трех различных дорог с разными коэффици­ентами сопротивления, причем ψ1

Источник

11 Топливная экономичность

10.1. Измерители топливной экономичности

10.2. Уравнение расхода топлива

10.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

10.4. Построение топливно-экономической характеристики

10.5. Топливная экономичность автопоезда

10.6. Нормы расхода топлива

Топливная экономичность автомобиля имеет важное значение в эксплуатации, так как топливо — один из основных эксплуата­ционных материалов, потребляемый автомобилем в большом ко­личестве. Себестоимость перевозок существенно зависит от топ­ливной экономичности автомобиля, поскольку затраты на топли­во составляют примерно 10. 15 % всех затрат на перевозки. По­этому чем выше топливная экономичность автомобиля, тем меньше расход топлива и ниже себестоимость перевозок.

10.1. Измерители топливной экономичности

Топливная экономичность автомобиля оценивается двумя груп­пами измерителей. К первой группе относятся измерители топ­ливной экономичности самого автомобиля, ко второй — измери­тели топливной экономичности двигателя автомобиля.

Измерителями первой группы являются расход топлива в лит­рах на единицу пробега автомобиля (путевой расход топлива) qП, л на 100 км, и расход топлива в граммах на единицу транспортной работы qР, г/(т-км) или пасс.-км.

К измерителям второй группы относятся расход топлива в ки­лограммах за час работы двигателя (часовой расход топлива) GT, кг/ч, и удельный эффективный расход топлива в граммах на ки­ловатт-час qe, г/(кВт-ч).

Рассмотрим указанные измерители топливной экономичности.

Путевой расход топлива

где Q — общий расход топлива, л; Sa — пробег автомобиля, км.

В указанном выражении единицей пробега являются 100 км пути (принято для автомобилей в России и многих европейских стра­нах).

Путевой расход топлива — легко определяемая величина, но не учитывающая полезной работы автомобиля. Так, например, ав­томобиль, который перевозит груз, расходует больше топлива, чем автомобиль без груза. Поэтому согласно формуле он оказыва­ется менее экономичным по сравнению с автомобилем, соверша­ющим порожний рейс.

Расход топлива на единицу транспортной работы

где mГР — масса перевезенного груза (число пассажиров), кг (пасс); SГР — пробег автомобиля с грузом, км; Т — плотность топлива, кг/л.

Расход топлива на единицу транспортной работы более пра­вильно оценивает топливную экономичность автомобиля. Однако практическое использование этой величины сопряжено с опреде­ленными трудностями вследствие того, что объем транспортной работы, выполненной автомобилем, не всегда поддается точному измерению.

Часовой расход топлива

где Тд — время работы двигателя, ч.

Удельный эффективный расход топлива

где Ne эффективная мощность двигателя, кВт. —

С учетом удельного эффективного расхода топлива определим его путевой расход:

10.2. Уравнение расхода топлива

В процессе движения автомобиля эффективная мощность дви­гателя затрачивается на преодоление сил сопротивления движе­нию. Для ее определения воспользуемся уравнением мощностного баланса автомобиля:

Подставив найденную величину Ne в выражение для путевого расхода топлива, получим уравнение расхода топлива автомоби­лем

,

В этих выражениях мощность представлена в кВт, сила — в Н, а скорость — в м/с.

Из уравнения расхода топлива следует, что путевой расход топ­лива зависит от топливной экономичности двигателя (ge), техни­ческого состояния шасси (), дорожных условий (РД), скорости движения и обтекаемости кузова (), нагрузки и режима движе­ния (РИ).

При использовании уравнения расхода топлива для определе­ния путевого расхода топлива в различных дорожных условиях должна быть известна зависимость удельного эффективного рас­хода топлива от степени использования мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала. Такая зави­симость для бензинового двигателя приведена на рис. 10.1.

Из этого рисунка следует, что удельный эффективный расход топлива ge существенно зависит от степени использования мощ­ности двигателя И и в меньшей степени — от угловой скорости коленчатого вала ωе. При увеличении степени использования мощности двигателя и снижении угловой скорости коленчатого вала ge уменьшается. Возрастание удельного эффективного расхода топлива при низкой степени использования мощности двигателя вызвано уменьшением механического коэффициента полезного действия двигателя и ухудшением условий для сгорания смеси в цилиндрах. Удельный эффективный расход топлива также несколь­ко возрастает при высокой (близкой к полной) степени исполь­зования мощности из-за обогащения горючей смеси.

Рис. 10.1. Зависимости удельного эффектив­ного расхода топлива ge от степени исполь­зования И мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала ωе:

ωе1— ωе3 значения угловой скорости коленча­того вала двигателя

10.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Топливно-экономической характеристикой автомобиля назы­вается зависимость путевого расхода топлива от скорости при рав­номерном движении автомобиля по дорогам с разным сопротив­лением.

Топливно-экономическая характеристика позволяет определять расход топлива по известным значениям скорости движения и коэффициента сопротивления дороги. Она может быть построена для любой передачи, однако обычно ее строят для высшей пере­дачи.

На рис. 10.2 представлена топливно-экономическая характерис­тика автомобиля для трех различных дорог с разными коэффици­ентами сопротивления, причем ψ1, — ψ3 — значения коэффициента сопро­тивления дороги, соответствующие трем кривым путевого расхода топлива; a1a3 — точки, отвечающие минимальной устой­чивой скорости движения vmin; b1b2 точки минимума кривых; с1 — с3 — точки, соответствующие максимальной скорос­ти движения по каждой дороге; qmin, vЭКI, vmax1, — минимальный расход топлива, оп­тимальное и максимальное значения ско­рости движения по дороге, характеризуе­мой коэффициентом ψ.

Хотя движение автомобиля с оптимальной скоростью сопро­вождается наименьшим расходом топлива, из этого не следует, что при выполнении транспортной работы необходимо двигаться с указанной скоростью. При выборе скорости движения нужно исхо­дить не из условий, обеспечивающих топливную экономичность, а из времени перевозок, безопасности движения, сохранности груза и комфортабельности пассажиров. Так, например, увеличение ско­рости движения приводит к повышению производительности ав­томобиля и уменьшению себестоимости перевозок.

Представленная топливно-экономическая характеристика ти­пична для автомобилей с бензиновыми двигателями. Аналогич­ный вид имеет и топливно-экономическая характеристика авто­мобилей с дизелями. Ее отличительной особенностью является менее крутой подъем кривых в области низких значений скорости движения, что можно объяснить более высокой экономичностью дизелей при малой угловой скорости коленчатого вала.

10.4. Построение топливно-экономической характеристики

Существует несколько способов построения топливно-эконо­мической характеристики автомобиля:

• по результатам дорожных испытаний;

• по результатам стендовых испытаний;

• приближенный расчетный способ.

В первом и втором случаях топливно-экономическая характе­ристика строится на основании экспериментальных данных, тог­да как при использовании третьего способа она может быть пост­роена при отсутствии экспериментальных данных. Рассмотрим рас­четный способ построения топливно-экономической характерис­тики автомобиля.

В соответствии с этим способом удельный эффективный рас­ход топлива определяется по формуле

где gN удельный эффективный расход топлива при максималь­ной мощности двигателя, г/(кВтч); kω коэффициент измене­ния удельного эффективного расхода топлива в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя; kи — коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимо­сти от степени использования мощности двигателя.

Читайте также:  При увеличении числа измерений что произойдет с точностью результатов измерений

Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощ­ности для бензиновых двигателей составляет 300. 340 г/(кВт-ч), а для дизелей — 220. 260 г/(кВт-ч).

Коэффициент kω определяется в зависимости от отношения ωе / ωN, угловых скоростей коленчатого вала двигателя при текущем и максимальном значениях мощности.

Коэффициент kи определяется в зависимости от степени использования двигателя.

Коэффициенты kω и kи могут быть также найдены по специ­альным графикам, представленным на рис. 10.3.

Расчет и построение топливно-экономической характеристи­ки выполняют в такой последовательности:

• задают коэффициент сопротивления дороги ψ;

• выбирают пять-шесть значений угловой скорости коленчато­го вала двигателя ωе в диапазоне от ωmin до ωmax;

• для выбранных значений ωе определяют отношения ωе /( ωN (зна­чение ωN известно) и по полученным отношениям находят значе­ния kω;

• для выбранных значений ωе определяют соответствующие скорости движения автомобиля v и для этих скоростей по задан­ному коэффициенту сопротивления дороги ψ находят мощнос­ти, затрачиваемые на преодоление сопротивления дороги NД и воздуха NB;

• по внешней скоростной характеристике двигателя для выб­ранных значений ωе определяют эффективную мощность двигате­ля Ne или для соответствующих скоростей движения по графику мощностного баланса находят значения тяговой мощности NT на ведущих колесах;

• по известным значениям мощностей Na + NB и Ne (или NT) для каждого значения ωе (или v) определяют степень использования мощности двигателя И и по полученным значениям находят kи;

• по найденным значениям коэффициентов kω и kи определяют удельный эффективный расход топлива ge;

• по полученным значениям ge находят путевой расход топлива qn для дороги с заданным коэффициентом сопротивления ψ, для чего используют уравнение расхода топлива при равномерном движении автомобиля.

Рис. 10.3. Графики для определения коэффициентов kи (а) и kω (б):

1 — дизели; 2 — бензиновые двигатели

Повторив указанные выше расчеты для других коэффициентов сопротивления дороги ψ, строят топливно-экономическую харак­теристику автомобиля.

10.5. Топливная экономичность автопоезда

Работа грузового автомобиля в составе автопоезда сопряжена с повышенным расходом топлива на единицу пробега вследствие возрастания сил сопротивления движению. Однако увеличение рас­хода топлива непропорционально возрастанию указанных сил. Это связано с тем, что при буксировке прицепов и полуприцепов сте­пень использования мощности двигателя автомобиля-тягача выше, нем при движении одиночного автомобиля, поэтому удельный эффективный расход топлива уменьшается. Кроме того, существен­но снижается расход топлива на единицу выполненной транспорт­ной работы или на единицу массы перевезенного груза, что сни­жает себестоимость перевозок.

На дорогах с асфальтобетонным покрытием, не имеющих кру­тых и затяжных подъемов, в случае использования прицепов эко­номия топлива при выполнении 1 т • км транспортной работы мо­жет достичь 15. 20 %.

Для выяснения причины повышения топливной экономично­сти автопоезда при использовании прицепов определим расход топлива на единицу транспортной работы:

где GГР — вес перевезенного груза, Н. Сила сопротивления дороги

где Gап — вес автопоезда с полной нагрузкой, Н; G0ап — вес авто­поезда без груза, Н. Следовательно:

Учитывая, что скорость автопоезда относительно невелика, си­лой сопротивления воздуха можно пренебречь. Тогда расход топ­лива на единицу транспортной работы

Из последнего выражения следует, что расход топлива, суще­ственно зависящий от отношения веса автопоезда к весу груза, снижается при уменьшении этого отношения.

Собственная масса прицепа значительно меньше массы авто­мобиля той же грузоподъемности. Поэтому при использовании прицепа масса перевозимого груза может увеличиться в два раза, а собственная масса автопоезда — лишь на 50. 60%.

У седельного автопоезда расход топлива на единицу транспорт­ной работы также меньше, чем у одиночного автомобиля, по­скольку у автомобиля-тягача выше степень использования мощ­ности двигателя и меньше удельный эффективный расход топли­ва. Кроме того, КПД трансмиссии седельного тягача выше, чем у бортового автомобиля, благодаря большей нагрузке, передавае­мой трансмиссией.

10.6. Нормы расхода топлива

Расчетные формулы для определения путевого расхода топли­ва не учитывают ряда факторов, вызывающих его увеличение при эксплуатации автомобиля. Поэтому для определения действитель­ного расхода топлива в процессе эксплуатации используется нор­мативный метод. В соответствии с ним расход топлива на автомо­бильном транспорте строго нормируется.

Общий расход топлива согласно нормам определяется по сле­дующей формуле:

где КТ1 — норма расхода топлива на передвижение самого автомо­биля, л на 100 км; КТ2 — норма расхода топлива на единицу транс­портной работы, л на 100 т-км; КТз — норма дополнительного расхода топлива на каждую ездку; Sa — пробег автомобиля, км; SГР — пробег с грузом, км; mГР — масса перевезенного груза, т; Ze — число ездок.

Нормы расхода топлива КТ1, КТ2 и К КТ3 зависят от типа автомо­биля и условий его работы.

Грузовые автомобили общего назначения (с бортовыми плат­формами) обычно совершают перевозки на большие расстояния, и число ездок на 100 км пробега у них невелико. Поэтому норму расхода топлива КТ3 у этих автомобилей включают в норму расхо­да топлива КТ2 Общий расход топлива по нормам для указанных автомобилей

Самосвалы обычно осуществляют перевозки на небольшие рас­стояния, загружены полностью и перевозят груз только в одном направлении. В связи с этим норму расхода топлива КТ2 у этих ав­томобилей включают в норму расхода топлива КТ1

Общий расход топлива согласно нормам для самосвалов

Для автопоездов общий расход топлива по нормам

В этом выражении Кап — норма расхода топлива на передвиже­ние автопоезда, л на 100 км, зависящая от типа двигателя, уста­навливаемого на тягаче автопоезда:

для автопоезда с бензиновым двигателем

для автопоезда с дизелем

где тпр — полная масса прицепа, т.

Для грузовых автомобилей общего назначения и автопоездов предусмотрены надбавки расхода топлива на каждые 100 т- км вы­полненной транспортной работы. Размер такой надбавки зависит от типа двигателя (бензиновый или дизель) автомобиля. Для са­мосвалов установлена надбавка на каждую ездку с грузом.

В зимнее время нормы расхода топлива для автомобилей уве­личиваются.

10.7. Влияние различных факторов на топливную экономичность автомобиля

Топливная экономичность автомобиля зависит от его конст­рукции и технического состояния, квалификации водителя, дорожно-климатических условий эксплуатации и организации транс­портного процесса.

Рассмотрим влияние различных конструктивных и эксплуата­ционных факторов на топливную экономичность автомобиля.

Тип двигателя. Автомобили с дизелями экономичнее, чем с бензиновыми двигателями: расход топлива у автомобилей с дизе­лями на 25. 30 % меньше.

Техническое состояние двигателя. Ухудшение технического со­стояния двигателя приводит к повышению расхода топлива. Не­исправности в системах питания и зажигания двигателя также вызывают перерасход топлива. Так, например, неисправность кар­бюратора увеличивает расход топлива на 10. 15 %, неправильная регулировка холостого хода — на 15. 20%, подгорание или за­масливание свечей — на 7. 10 %, а наличие одной неработающей свечи зажигания — на 20. 25 %.

Тепловой режим двигателя. При чрезмерном охлаждении дви­гателя топливная экономичность автомобиля снижается, так как часть топлива поступает в цилиндры не в газообразном состоянии и не сгорает при рабочем ходе. Так, при снижении температуры охлаждающей жидкости с 85 °С, при которой двигатель имеет наи­лучшие показатели по экономичности, до 65 °С путевой расход топлива увеличивается на 15. 25 % (рис. 10.4).

Техническое состояние шасси. Ухудшение технического состо­яния шасси вызывает увеличение расхода топлива. Например, не­правильная регулировка тормозных механизмов, главной переда­чи и затяжки подшипников ступиц колес приводит к перерасходу топлива на 10. 20 %, нарушения в установке управляемых колес и пониженное давление воздуха в шинах — на 10. 15 % (рис. 10.5), неполное выключение или пробуксовка сцепления — на 5. 6%. Указанный перерасход топлива происходит вследствие уменьше­ния коэффициента полезного действия трансмиссии и возраста­ния сопротивления движению автомобиля.

Рис. 10.4 Рис. 10.5

Рис. 10.4. Зависимости путевого рас­хода топлива от скорости движения автомобиля при различной темпе­ратуре охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя: 1-85°С; 2-75°С; 3-65 «С

Рис. 10.5. Изменение путевого рас­хода топлива в зависимости от скорости движения автомобиля при различном давлении возду­ха в шинах:

Сопротивление дороги. При увеличении сопротивления дороги расход топлива возрастает. Так, например, при движении в тяже­лых дорожных условиях используются низшие передачи. При этом передаточное число трансмиссии увеличивается, а степень исполь­зования мощности двигателя уменьшается. В результате расход топ­лива повышается.

Нагрузка на автомобиль. При увеличении нагрузки на автомо­биль расход топлива возрастает.

Режим движения. При разгоне автомобиля увеличение скорос­ти движения вызывает возрастание сил сопротивления движению и расхода топлива.

При торможении расход топлива повышается вследствие за­трат энергии на торможение и последующий разгон.

При импульсивном движении по методу «разгон — накат» об­щий расход топлива может быть меньше или больше, чем при равномерном движении. Данный режим движения заключается в интенсивном разгоне на высшей передаче до определенной ско­рости и последующем движении накатом со снижением скорости до определенного значения. При этом цикл «разгон — накат» пе­риодически повторяется. При разгоне расход топлива растет, а при накате уменьшается. Такой метод движения приводит к ин­тенсивному износу двигателя и трансмиссии и усложняет работу водителя, так как он больше утомляется. Кроме того, при движе­нии накатом двигатель работает на режиме холостого хода, что приводит к повышенному содержанию оксида углерода в отрабо­тавших газах.

Условия движения. При увеличении числа остановок расход топлива возрастает вследствие затрат энергии на торможение до полной остановки, трогание с места и последующий разгон. Квалификация водителя. При работе в одинаковых условиях (тип дороги, автомобиля и др.) У водителей различной квали­фикации разница в расходе топ­лива достигает 20 %.

Сорт топлива и масла. Ис­пользование бензина с малым октановым числом приводит к перерасходу топлива на 15. 20 %. При применении некаче­ственного масла расход топли­ва увеличивается на 8 % из-за Интенсивного образования на­гара в цилиндрах двигателя и Увеличения трения.

Рис. 10.6. Зависимости путевого рас­хода топлива от скорости движе­ния автомобиля при использо­вании шин различных типов:

1 — широкопрофильных; 2 — торои­дальных (обычных); 3 — арочных

Тип шин. Радиальные шины по сравнению с диагональными снижают расход топлива на 2. 7%, так как имеют меньшее со­противление качению. По сравнению с тороидальными шинами широкопрофильные шины уменьшают, а арочные увеличивают расход топлива во всем диапазоне эксплуатационных скоростей движения (рис. 10.6).

Источник

Устройство автомобилей

Топливная экономичность автомобиля

Снижение расхода топлива автомобилями, оснащенными двигателями внутреннего сгорания, — важнейшее направление деятельности всех заинтересованных структур, начиная от конструкторов и разработчиков автотранспортных средств, опытно-испытательных и ремонтно-технических служб и структур, и, конечно же, юридических и физических лиц, эксплуатирующих эти средства – различных предприятий, в том числе – автотранспортных (т. е. зарабатывающих на автоперевозках), организаций и фирм, а также частных лиц.
Достаточно сказать, что затраты на автомобильное топливо в автотранспортных предприятиях составляют до 15% всех эксплуатационных затрат, а для частных лиц эта доля может превышать 60% эксплуатационных расходов.
При этом важно не только поддерживать высокую топливную экономичность автомобиля, но и организовывать правильное техническое обслуживание и хранение автотранспортных средств, а также хранение, транспортирование и раздачу топлива. В противном случае будут иметь место не только убытки в связи с неэффективным расходом топлива, но и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания в отработавших газах автомобилей, а также в результате утечки и пролива нефтепродуктов.

Топливной экономичностью называют совокупность свойств автомобиля, определяющих расходы топлива при выполнении транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
Топливная экономичность автомобиля в значительной степени определяется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт и удельный расход топлива gе . Основным эксплуатационным показателем топливной экономичности автомобиля является расход топлива на 100 км пробега (путевой расход) – QL .
Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы в автотранспортных предприятиях используют такой показатель, как расход топлива на единицу транспортной работы Q , который определяется, как отношение фактического расхода топлива к объему выполненной автомобилем транспортной работы.

Удельный расход топлива рассчитывается по формуле:

где Nе – эффективная мощность двигателя.

Выразим эффективную мощность Nе через уравнение мощностного баланса:

Тогда часовой расход топлива определится из соотношения:

Путевой расход топлива QL зависит от часового расхода топлива:

где ρт – плотность топлива.

Выразив часовой расход Gт через удельный расход gе , получим:

Полученную формулу называют уравнением расхода топлива.

Оценочные показатели топливной экономичности автомобилей установлены ГОСТ 20306-90. К таким показателям относятся:

  • контрольный расход топлива (КРТ);
  • расход топлива в магистральном ездовом цикле на дороге (РТМЦ);
  • расход топлива в городском ездовом цикле на дороге (РТГЦД);
  • расход топлива в городском цикле на стенде (РТГЦ);
  • топливная характеристика установившегося режима двигателя (ТХ);
  • топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге (ТСХ).
Читайте также:  Объем формула физика единица измерения

Данные оценочные показатели стандартом не нормируются. Их используют при сравнительной оценке уровня топливной экономичности данного автомобиля с лучшими аналогами, а также для косвенной оценки технического состояния автомобиля.

Контрольный расход топлива КРТ определяют для всех категорий автотранспортных средств при заданных значениях скорости v , (которая может отличаться для различных категорий АТС) при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче. Скорость v , при которой определяется КРТ, зависит от типа и назначения транспортного средства, а также от его массы.

Топливно-экономические характеристики автомобиля

Топливная характеристика автомобиля представляет собой зависимость расхода топлива при равномерном движении автомобиля от скорости движения, дорожного сопротивления и включенной передачи.
Для наглядности топливная характеристика изображается в виде графика (рис. 1), по которому можно определить зависимость расхода топлива QL от скорости автомобиля v и коэффициента дорожного сопротивления ψ при движении автомобиля на заданной передаче.
Можно решить и обратную задачу: определять максимальную возможную скорость, которую способен развить автомобиль при данном расходе топлива на конкретном дорожном полотне. Задачи подобного рода возникают при выявлении экономически целесообразной скорости движения автомобиля на автомагистралях.

Каждая кривая графика топливной характеристики имеет характерные точки, определяющие минимальный расход топлива при движении по дороге с коэффициентом сопротивления ψ (например, Qmin при ψ1 ).

Другие характерные точки кривых (конечные) определяют расход топлива при полной нагрузке двигателя, что соответствует максимально возможной при данном коэффициенте ψ скорости движения автомобиля (точки a, b, c). Огибающая кривая А — А1, проведенная через эти точки, представляет собой изменение путевого расхода топлива при полной нагрузке двигателя на дорогах с различными значениями коэффициента ψ .

Топливно-экономическая характеристика автомобиля может быть построена по данным дорожных испытаний автомобиля. В этом случае расход топлива на 100 км пробега замеряется непосредственно для различных значений дорожного сопротивления.

Экономическая характеристика может быть построена и аналитическим путем на основании скоростной характеристики двигателя.

Топливно-экономическая характеристика автомобиля не учитывает дополнительный расход топлива при пуске и прогреве двигателя, расход топлива в пунктах погрузки и выгрузки, где автомобиль маневрирует и использует специальные средства для погрузки выгрузки (автомобили-самосвалы, автомобили-самопогрузчики и т. п.), а также простаивает под погрузкой или разгрузкой с работающим двигателем. Эти затраты учитываются специальными нормами расхода топлива.

В общем случае топливно-экономическая характеристика устанавливает зависимость расхода топлива от двух эксплуатационных факторов – скорости движения автомобиля и состояния дороги. Однако помимо этого существует большое число и других факторов, оказывающих существенное влияние на топливную экономичность автомобиля.

Факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля

Существенное влияние на топливную экономичность автомобиля оказывают следующие факторы:

  • экономичность двигателя;
  • масса автомобиля;
  • расход энергии на преодоление сил трения в трансмиссии;
  • сила сопротивления качению колес автомобиля;
  • сила сопротивления инерции;
  • условия движения;
  • стиль вождения автомобиля;
  • техническое состояние автомобиля.

Экономичность двигателя и определяющие ее факторы рассматривались в теории ДВС. Часовой расход топлива возрастает с увеличением объема цилиндров, частоты вращения коленчатого вала, коэффициента наполнения и плотности воздуха.
Если рабочий объем цилиндров (как и тактность) для данного двигателя является величиной неизменной, то частота вращения коленчатого вала зависит от условий эксплуатации, а плотность воздуха – от климатических условий. Так, с увеличением температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря плотность воздуха уменьшается.

Коэффициент наполнения характеризует качество газообмена в двигателе и на часовой расход топлива влияет прямо пропорционально. Изменение этого коэффициента находится в зависимости от множества других факторов, преимущественно конструкционных и технологических.
Улучшается топливная экономичность также при применении электронной системы зажигания, установке микропроцессоров для оптимизации регулирования состава смеси и опережения зажигания, использовании системы непосредственного впрыскивания бензина.

Для повышения топливной экономичности все более широкое распространение получает применение наддува и охлаждения нагнетаемого воздуха как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. В результате применения наддува при неизменной максимальной мощности двигателя можно уменьшить удельные расходы на частичных нагрузках, что позволяет экономить до 10% топлива. Кроме того, при этом увеличивается запас крутящего момента, что также благоприятно сказывается на топливной экономичности.

Полную массу автомобиля желательно снижать путем уменьшения его собственной массы (т. е. без уменьшения грузоподъемности). Это можно осуществить путем рациональной компоновочной схемы автомобиля, широкого применения прогрессивных облегченных и высокопрочных материалов, создавая равнопрочные конструкции при меньшей массе.
Снижение массы автомобиля дает существенную экономию топлива, поскольку масса влияет и на силу сопротивления качению колес, и на инерционные силы, и на силы, возникающие при преодолении подъемов. Для сравнения: при уменьшении массы грузового автомобиля на 10% экономия топлива может достигать 5…6% (для дизелей) и 6…8% (для карбюраторных двигателей), а при движении по горным дорогам экономия топлива может достигать 10%.

Положительный эффект для топливной экономичности может быть получен использованием автопоездов вместо одиночных грузовых автомобилей. Масса прицепа существенно меньше массы автомобиля-тягача, а их грузоподъемность примерно одинакова. В результате общая масса автопоезда из тягача с прицепом будет меньше массы двух грузовых автомобилей при одинаковой производительности.
Использование автопоездов позволяет существенно снизить удельный расход топлива на единицу выполненной транспортной работы.

Оптимизация параметров трансмиссии позволяет получить экономию топлива до 10…15% без потери производительности автомобиля. Потери энергии на трение в узлах трансмиссии снижаются путем улучшения качества обработки трущихся поверхностей и улучшения условий смазки, особенно в зимнее время, когда повышается вязкость смазочного материала, снижая КПД трансмиссии.

Сопротивление качению зависит от величины сил внутреннего трения в шине колеса, а эти силы увеличиваются с ростом толщины протектора шины. Однако толщина протектора напрямую влияет на срок службы шины, поэтому конструкторам приходится изыскивать пути снижения толщины протектора без ущерба надежности и сроку службы покрышки. Так, шины с радиальным расположением корда оказывают меньшее сопротивление качению, чем диагональные шины. Положительно влияет на снижение сопротивления качению применение металлокордного бреккера.
Значительный перерасход топлива вызывает снижение давления воздуха в шинах и неправильно выбранный режим движения.

Инерционное сопротивление наиболее существенно при интенсивном разгоне автомобиля на низших передачах, где ускорение разгона наибольшее. Так, например, составляющая расхода топлива, обусловленная сопротивлением инерции, при разгоне автопоезда с дизелем (полная масса 28 т) с места составляет 21%, а при разгоне в интервале от 40 до 90 км/ч – до 5%. Снизить эту составляющую можно за счет уменьшения полной массы автомобиля.

Повышение топливной экономичности автомобиля достигается не только путем совершенствования подвижного состава, но и улучшением состояния дорог. Так, при ухудшении профиля дорожного покрытия от асфальтобетонного до булыжного, скорость грузового автомобиля снизится примерно на 35…40%, а расход топлива увеличится на 30…40%.

В горных и городских условиях существенное влияние на расход топлива оказывают повороты дорог, частые переключения передач с высших на низшие, что отрицательно сказывается на топливной экономичности. Характерно, что городские маршруты влияют на расход топлива даже больше, чем в горной местности.

Стиль вождения автомобиля тоже влияет на его экономичность. Это проявляется в том, что каждая случайная остановка автомобиля ухудшает его экономичность, поскольку влечет пуск двигателя и разгон на низших передачах. Увеличение расхода топлива вызывают интенсивное торможение, работа двигателя на холостом ходу при стоянке автомобиля, неправильное переключение передач при разгоне, неправильное использование выбега (движение накатом). При разгонах передачи должны переключаться с возрастающей частотой вращения коленчатого вала и уменьшением времени разгона на каждой передаче.
Показательно, что пятидневное обучение малоопытных водителей экономичному вождению автомобиля позволяет добиться экономии топлива не менее, чем на 5%, а месячные курсы – до 15…25%.

Для облегчения выбора оптимальных режимов работы двигателя и автомобиля используются электронные устройства, которые либо сами осуществляют управление двигателем и трансмиссией, либо выдают информацию, на основе которой водитель может принимать решение об оптимизации режима движения. Так, в настоящее время широкое распространение получают устройства «Стоп-старт», автоматически выключающие двигатель при переходе на холостой режим во время стоянки, и запускающие двигатель при нажатии водителем на педаль подачи топлива.

Техническое состояние автомобиля существенно влияет на непроизводительные энергетические затраты, вызывая повышение расхода топлива. Наиболее значительное влияние оказывают неисправности двигатели, особенно – системы питания.
К неисправностям шасси, негативно влияющим на расход топлива, относятся неправильная регулировка зубчатых колес главной передачи, радиально-упорных подшипников и тормозных механизмов, снижение давления воздуха в шинах, неправильно отрегулированное схождение колес. Эти неисправности могут привести к увеличению расхода топлива на 10…20%.

Источник

11 Топливная экономичность

10.1. Измерители топливной экономичности

10.2. Уравнение расхода топлива

10.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

10.4. Построение топливно-экономической характеристики

10.5. Топливная экономичность автопоезда

10.6. Нормы расхода топлива

Топливная экономичность автомобиля имеет важное значение в эксплуатации, так как топливо — один из основных эксплуата­ционных материалов, потребляемый автомобилем в большом ко­личестве. Себестоимость перевозок существенно зависит от топ­ливной экономичности автомобиля, поскольку затраты на топли­во составляют примерно 10. 15 % всех затрат на перевозки. По­этому чем выше топливная экономичность автомобиля, тем меньше расход топлива и ниже себестоимость перевозок.

10.1. Измерители топливной экономичности

Топливная экономичность автомобиля оценивается двумя груп­пами измерителей. К первой группе относятся измерители топ­ливной экономичности самого автомобиля, ко второй — измери­тели топливной экономичности двигателя автомобиля.

Измерителями первой группы являются расход топлива в лит­рах на единицу пробега автомобиля (путевой расход топлива) qП, л на 100 км, и расход топлива в граммах на единицу транспортной работы qР, г/(т-км) или пасс.-км.

К измерителям второй группы относятся расход топлива в ки­лограммах за час работы двигателя (часовой расход топлива) GT, кг/ч, и удельный эффективный расход топлива в граммах на ки­ловатт-час qe, г/(кВт-ч).

Рассмотрим указанные измерители топливной экономичности.

Путевой расход топлива

где Q — общий расход топлива, л; Sa — пробег автомобиля, км.

В указанном выражении единицей пробега являются 100 км пути (принято для автомобилей в России и многих европейских стра­нах).

Путевой расход топлива — легко определяемая величина, но не учитывающая полезной работы автомобиля. Так, например, ав­томобиль, который перевозит груз, расходует больше топлива, чем автомобиль без груза. Поэтому согласно формуле он оказыва­ется менее экономичным по сравнению с автомобилем, соверша­ющим порожний рейс.

Расход топлива на единицу транспортной работы

где mГР — масса перевезенного груза (число пассажиров), кг (пасс); SГР — пробег автомобиля с грузом, км; Т — плотность топлива, кг/л.

Расход топлива на единицу транспортной работы более пра­вильно оценивает топливную экономичность автомобиля. Однако практическое использование этой величины сопряжено с опреде­ленными трудностями вследствие того, что объем транспортной работы, выполненной автомобилем, не всегда поддается точному измерению.

Часовой расход топлива

где Тд — время работы двигателя, ч.

Удельный эффективный расход топлива

где Ne эффективная мощность двигателя, кВт. —

С учетом удельного эффективного расхода топлива определим его путевой расход:

10.2. Уравнение расхода топлива

В процессе движения автомобиля эффективная мощность дви­гателя затрачивается на преодоление сил сопротивления движе­нию. Для ее определения воспользуемся уравнением мощностного баланса автомобиля:

Подставив найденную величину Ne в выражение для путевого расхода топлива, получим уравнение расхода топлива автомоби­лем

,

В этих выражениях мощность представлена в кВт, сила — в Н, а скорость — в м/с.

Из уравнения расхода топлива следует, что путевой расход топ­лива зависит от топливной экономичности двигателя (ge), техни­ческого состояния шасси (), дорожных условий (РД), скорости движения и обтекаемости кузова (), нагрузки и режима движе­ния (РИ).

При использовании уравнения расхода топлива для определе­ния путевого расхода топлива в различных дорожных условиях должна быть известна зависимость удельного эффективного рас­хода топлива от степени использования мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала. Такая зави­симость для бензинового двигателя приведена на рис. 10.1.

Из этого рисунка следует, что удельный эффективный расход топлива ge существенно зависит от степени использования мощ­ности двигателя И и в меньшей степени — от угловой скорости коленчатого вала ωе. При увеличении степени использования мощности двигателя и снижении угловой скорости коленчатого вала ge уменьшается. Возрастание удельного эффективного расхода топлива при низкой степени использования мощности двигателя вызвано уменьшением механического коэффициента полезного действия двигателя и ухудшением условий для сгорания смеси в цилиндрах. Удельный эффективный расход топлива также несколь­ко возрастает при высокой (близкой к полной) степени исполь­зования мощности из-за обогащения горючей смеси.

Рис. 10.1. Зависимости удельного эффектив­ного расхода топлива ge от степени исполь­зования И мощности двигателя при разных значениях угловой скорости коленчатого вала ωе:

Читайте также:  Лабораторная работ измерение коэффициента трения скольжения решение

ωе1— ωе3 значения угловой скорости коленча­того вала двигателя

10.3. Топливно-экономическая характеристика автомобиля

Топливно-экономической характеристикой автомобиля назы­вается зависимость путевого расхода топлива от скорости при рав­номерном движении автомобиля по дорогам с разным сопротив­лением.

Топливно-экономическая характеристика позволяет определять расход топлива по известным значениям скорости движения и коэффициента сопротивления дороги. Она может быть построена для любой передачи, однако обычно ее строят для высшей пере­дачи.

На рис. 10.2 представлена топливно-экономическая характерис­тика автомобиля для трех различных дорог с разными коэффици­ентами сопротивления, причем ψ1, — ψ3 — значения коэффициента сопро­тивления дороги, соответствующие трем кривым путевого расхода топлива; a1a3 — точки, отвечающие минимальной устой­чивой скорости движения vmin; b1b2 точки минимума кривых; с1 — с3 — точки, соответствующие максимальной скорос­ти движения по каждой дороге; qmin, vЭКI, vmax1, — минимальный расход топлива, оп­тимальное и максимальное значения ско­рости движения по дороге, характеризуе­мой коэффициентом ψ.

Хотя движение автомобиля с оптимальной скоростью сопро­вождается наименьшим расходом топлива, из этого не следует, что при выполнении транспортной работы необходимо двигаться с указанной скоростью. При выборе скорости движения нужно исхо­дить не из условий, обеспечивающих топливную экономичность, а из времени перевозок, безопасности движения, сохранности груза и комфортабельности пассажиров. Так, например, увеличение ско­рости движения приводит к повышению производительности ав­томобиля и уменьшению себестоимости перевозок.

Представленная топливно-экономическая характеристика ти­пична для автомобилей с бензиновыми двигателями. Аналогич­ный вид имеет и топливно-экономическая характеристика авто­мобилей с дизелями. Ее отличительной особенностью является менее крутой подъем кривых в области низких значений скорости движения, что можно объяснить более высокой экономичностью дизелей при малой угловой скорости коленчатого вала.

10.4. Построение топливно-экономической характеристики

Существует несколько способов построения топливно-эконо­мической характеристики автомобиля:

• по результатам дорожных испытаний;

• по результатам стендовых испытаний;

• приближенный расчетный способ.

В первом и втором случаях топливно-экономическая характе­ристика строится на основании экспериментальных данных, тог­да как при использовании третьего способа она может быть пост­роена при отсутствии экспериментальных данных. Рассмотрим рас­четный способ построения топливно-экономической характерис­тики автомобиля.

В соответствии с этим способом удельный эффективный рас­ход топлива определяется по формуле

где gN удельный эффективный расход топлива при максималь­ной мощности двигателя, г/(кВтч); kω коэффициент измене­ния удельного эффективного расхода топлива в зависимости от угловой скорости коленчатого вала двигателя; kи — коэффициент изменения удельного эффективного расхода топлива в зависимо­сти от степени использования мощности двигателя.

Удельный эффективный расход топлива при максимальной мощ­ности для бензиновых двигателей составляет 300. 340 г/(кВт-ч), а для дизелей — 220. 260 г/(кВт-ч).

Коэффициент kω определяется в зависимости от отношения ωе / ωN, угловых скоростей коленчатого вала двигателя при текущем и максимальном значениях мощности.

Коэффициент kи определяется в зависимости от степени использования двигателя.

Коэффициенты kω и kи могут быть также найдены по специ­альным графикам, представленным на рис. 10.3.

Расчет и построение топливно-экономической характеристи­ки выполняют в такой последовательности:

• задают коэффициент сопротивления дороги ψ;

• выбирают пять-шесть значений угловой скорости коленчато­го вала двигателя ωе в диапазоне от ωmin до ωmax;

• для выбранных значений ωе определяют отношения ωе /( ωN (зна­чение ωN известно) и по полученным отношениям находят значе­ния kω;

• для выбранных значений ωе определяют соответствующие скорости движения автомобиля v и для этих скоростей по задан­ному коэффициенту сопротивления дороги ψ находят мощнос­ти, затрачиваемые на преодоление сопротивления дороги NД и воздуха NB;

• по внешней скоростной характеристике двигателя для выб­ранных значений ωе определяют эффективную мощность двигате­ля Ne или для соответствующих скоростей движения по графику мощностного баланса находят значения тяговой мощности NT на ведущих колесах;

• по известным значениям мощностей Na + NB и Ne (или NT) для каждого значения ωе (или v) определяют степень использования мощности двигателя И и по полученным значениям находят kи;

• по найденным значениям коэффициентов kω и kи определяют удельный эффективный расход топлива ge;

• по полученным значениям ge находят путевой расход топлива qn для дороги с заданным коэффициентом сопротивления ψ, для чего используют уравнение расхода топлива при равномерном движении автомобиля.

Рис. 10.3. Графики для определения коэффициентов kи (а) и kω (б):

1 — дизели; 2 — бензиновые двигатели

Повторив указанные выше расчеты для других коэффициентов сопротивления дороги ψ, строят топливно-экономическую харак­теристику автомобиля.

10.5. Топливная экономичность автопоезда

Работа грузового автомобиля в составе автопоезда сопряжена с повышенным расходом топлива на единицу пробега вследствие возрастания сил сопротивления движению. Однако увеличение рас­хода топлива непропорционально возрастанию указанных сил. Это связано с тем, что при буксировке прицепов и полуприцепов сте­пень использования мощности двигателя автомобиля-тягача выше, нем при движении одиночного автомобиля, поэтому удельный эффективный расход топлива уменьшается. Кроме того, существен­но снижается расход топлива на единицу выполненной транспорт­ной работы или на единицу массы перевезенного груза, что сни­жает себестоимость перевозок.

На дорогах с асфальтобетонным покрытием, не имеющих кру­тых и затяжных подъемов, в случае использования прицепов эко­номия топлива при выполнении 1 т • км транспортной работы мо­жет достичь 15. 20 %.

Для выяснения причины повышения топливной экономично­сти автопоезда при использовании прицепов определим расход топлива на единицу транспортной работы:

где GГР — вес перевезенного груза, Н. Сила сопротивления дороги

где Gап — вес автопоезда с полной нагрузкой, Н; G0ап — вес авто­поезда без груза, Н. Следовательно:

Учитывая, что скорость автопоезда относительно невелика, си­лой сопротивления воздуха можно пренебречь. Тогда расход топ­лива на единицу транспортной работы

Из последнего выражения следует, что расход топлива, суще­ственно зависящий от отношения веса автопоезда к весу груза, снижается при уменьшении этого отношения.

Собственная масса прицепа значительно меньше массы авто­мобиля той же грузоподъемности. Поэтому при использовании прицепа масса перевозимого груза может увеличиться в два раза, а собственная масса автопоезда — лишь на 50. 60%.

У седельного автопоезда расход топлива на единицу транспорт­ной работы также меньше, чем у одиночного автомобиля, по­скольку у автомобиля-тягача выше степень использования мощ­ности двигателя и меньше удельный эффективный расход топли­ва. Кроме того, КПД трансмиссии седельного тягача выше, чем у бортового автомобиля, благодаря большей нагрузке, передавае­мой трансмиссией.

10.6. Нормы расхода топлива

Расчетные формулы для определения путевого расхода топли­ва не учитывают ряда факторов, вызывающих его увеличение при эксплуатации автомобиля. Поэтому для определения действитель­ного расхода топлива в процессе эксплуатации используется нор­мативный метод. В соответствии с ним расход топлива на автомо­бильном транспорте строго нормируется.

Общий расход топлива согласно нормам определяется по сле­дующей формуле:

где КТ1 — норма расхода топлива на передвижение самого автомо­биля, л на 100 км; КТ2 — норма расхода топлива на единицу транс­портной работы, л на 100 т-км; КТз — норма дополнительного расхода топлива на каждую ездку; Sa — пробег автомобиля, км; SГР — пробег с грузом, км; mГР — масса перевезенного груза, т; Ze — число ездок.

Нормы расхода топлива КТ1, КТ2 и К КТ3 зависят от типа автомо­биля и условий его работы.

Грузовые автомобили общего назначения (с бортовыми плат­формами) обычно совершают перевозки на большие расстояния, и число ездок на 100 км пробега у них невелико. Поэтому норму расхода топлива КТ3 у этих автомобилей включают в норму расхо­да топлива КТ2 Общий расход топлива по нормам для указанных автомобилей

Самосвалы обычно осуществляют перевозки на небольшие рас­стояния, загружены полностью и перевозят груз только в одном направлении. В связи с этим норму расхода топлива КТ2 у этих ав­томобилей включают в норму расхода топлива КТ1

Общий расход топлива согласно нормам для самосвалов

Для автопоездов общий расход топлива по нормам

В этом выражении Кап — норма расхода топлива на передвиже­ние автопоезда, л на 100 км, зависящая от типа двигателя, уста­навливаемого на тягаче автопоезда:

для автопоезда с бензиновым двигателем

для автопоезда с дизелем

где тпр — полная масса прицепа, т.

Для грузовых автомобилей общего назначения и автопоездов предусмотрены надбавки расхода топлива на каждые 100 т- км вы­полненной транспортной работы. Размер такой надбавки зависит от типа двигателя (бензиновый или дизель) автомобиля. Для са­мосвалов установлена надбавка на каждую ездку с грузом.

В зимнее время нормы расхода топлива для автомобилей уве­личиваются.

10.7. Влияние различных факторов на топливную экономичность автомобиля

Топливная экономичность автомобиля зависит от его конст­рукции и технического состояния, квалификации водителя, дорожно-климатических условий эксплуатации и организации транс­портного процесса.

Рассмотрим влияние различных конструктивных и эксплуата­ционных факторов на топливную экономичность автомобиля.

Тип двигателя. Автомобили с дизелями экономичнее, чем с бензиновыми двигателями: расход топлива у автомобилей с дизе­лями на 25. 30 % меньше.

Техническое состояние двигателя. Ухудшение технического со­стояния двигателя приводит к повышению расхода топлива. Не­исправности в системах питания и зажигания двигателя также вызывают перерасход топлива. Так, например, неисправность кар­бюратора увеличивает расход топлива на 10. 15 %, неправильная регулировка холостого хода — на 15. 20%, подгорание или за­масливание свечей — на 7. 10 %, а наличие одной неработающей свечи зажигания — на 20. 25 %.

Тепловой режим двигателя. При чрезмерном охлаждении дви­гателя топливная экономичность автомобиля снижается, так как часть топлива поступает в цилиндры не в газообразном состоянии и не сгорает при рабочем ходе. Так, при снижении температуры охлаждающей жидкости с 85 °С, при которой двигатель имеет наи­лучшие показатели по экономичности, до 65 °С путевой расход топлива увеличивается на 15. 25 % (рис. 10.4).

Техническое состояние шасси. Ухудшение технического состо­яния шасси вызывает увеличение расхода топлива. Например, не­правильная регулировка тормозных механизмов, главной переда­чи и затяжки подшипников ступиц колес приводит к перерасходу топлива на 10. 20 %, нарушения в установке управляемых колес и пониженное давление воздуха в шинах — на 10. 15 % (рис. 10.5), неполное выключение или пробуксовка сцепления — на 5. 6%. Указанный перерасход топлива происходит вследствие уменьше­ния коэффициента полезного действия трансмиссии и возраста­ния сопротивления движению автомобиля.

Рис. 10.4 Рис. 10.5

Рис. 10.4. Зависимости путевого рас­хода топлива от скорости движения автомобиля при различной темпе­ратуре охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя: 1-85°С; 2-75°С; 3-65 «С

Рис. 10.5. Изменение путевого рас­хода топлива в зависимости от скорости движения автомобиля при различном давлении возду­ха в шинах:

Сопротивление дороги. При увеличении сопротивления дороги расход топлива возрастает. Так, например, при движении в тяже­лых дорожных условиях используются низшие передачи. При этом передаточное число трансмиссии увеличивается, а степень исполь­зования мощности двигателя уменьшается. В результате расход топ­лива повышается.

Нагрузка на автомобиль. При увеличении нагрузки на автомо­биль расход топлива возрастает.

Режим движения. При разгоне автомобиля увеличение скорос­ти движения вызывает возрастание сил сопротивления движению и расхода топлива.

При торможении расход топлива повышается вследствие за­трат энергии на торможение и последующий разгон.

При импульсивном движении по методу «разгон — накат» об­щий расход топлива может быть меньше или больше, чем при равномерном движении. Данный режим движения заключается в интенсивном разгоне на высшей передаче до определенной ско­рости и последующем движении накатом со снижением скорости до определенного значения. При этом цикл «разгон — накат» пе­риодически повторяется. При разгоне расход топлива растет, а при накате уменьшается. Такой метод движения приводит к ин­тенсивному износу двигателя и трансмиссии и усложняет работу водителя, так как он больше утомляется. Кроме того, при движе­нии накатом двигатель работает на режиме холостого хода, что приводит к повышенному содержанию оксида углерода в отрабо­тавших газах.

Условия движения. При увеличении числа остановок расход топлива возрастает вследствие затрат энергии на торможение до полной остановки, трогание с места и последующий разгон. Квалификация водителя. При работе в одинаковых условиях (тип дороги, автомобиля и др.) У водителей различной квали­фикации разница в расходе топ­лива достигает 20 %.

Сорт топлива и масла. Ис­пользование бензина с малым октановым числом приводит к перерасходу топлива на 15. 20 %. При применении некаче­ственного масла расход топли­ва увеличивается на 8 % из-за Интенсивного образования на­гара в цилиндрах двигателя и Увеличения трения.

Рис. 10.6. Зависимости путевого рас­хода топлива от скорости движе­ния автомобиля при использо­вании шин различных типов:

1 — широкопрофильных; 2 — торои­дальных (обычных); 3 — арочных

Тип шин. Радиальные шины по сравнению с диагональными снижают расход топлива на 2. 7%, так как имеют меньшее со­противление качению. По сравнению с тороидальными шинами широкопрофильные шины уменьшают, а арочные увеличивают расход топлива во всем диапазоне эксплуатационных скоростей движения (рис. 10.6).

Источник