Классификация условий работы, предложенная в хади

Условия работы	Классификационный признак	Подклассы	Обозначения	Пределы изменения параметров	Относительные коэффициенты изменения скоростей
Дорожные	ВНУМ, h, м	Горы низкие Горы средние Горы высокие Горы очень высокие	Г1 Г2 Г3 Г4	0…1700 1700…2900 2900…3700 3700…4500	1…0,8 0,8…0,62 0,62…0,52 0,52…0,45
	Продольный профиль (рельеф), i, %	Равнинные Волнистые Холмистые Низкогорье (предгорье) Перевальные	Р В Х Н П	0…2,2 2,2…3,7 3,7…4,9 4,9…5,8 5,8…6,5 и >	1…0,8 0,8…0,62 0,62…0,52 0,52…0,45 0,45…0,38 и <
	Тип и состояние покрытия, 	Отличные Хорошие Удовлетв. Плохие Бездорожье (очень плохие)	о х у п б	0,014…0,018 0,018…0,022 0,022…0,028 0,028…0,034 0,034…0,042 и более	1…0,8 0,8…0,62 0,62…0,52 0,52…0,45 0,45…0,38 и менее
Транспортные	Интенсивность движения, U, авт./ч	Легкие Средние Затрудненные Тяжелые Критические	л с з т к	0…1100 1100…1900 1900…2500 2500…3000 3000…3400 и более	1…0,8 0,8…0,62 0,62…0,52 0,52…0,45 0,45…0,38 и менее

Таблица 6

Ориентировочная таблица групп условий эксплуатации (гуэ)

ГУЭ	Скорость	Производительность	Себесто-имость	Пробег до КР, периодичность ТО	Расход топлива	Выброс вредных веществ
1	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00
2	0,80	0,85	1,10	0,90	1,10	1,30
3	0,63	0,75	1,30	0,77	1,30	1,80
4	0,53	0,70	1,50	0,67	1,50	2,80
5	0,46	0,65	1,70	0,59	1,70	4,00

Лекция № 5 нормирование расхода топлива. Математическая модель расхода топлива

Необходимость экономии топлива ощущается все острее во всем мире. При сохранении нынешних темпов расходования нефти ее запасов хватит на 30-50 лет. Еще Д.И. Менделеев говорил: «Топить нефтью – все равно что топить ассигнациями» (т.е. бумажными деньгами). Никола Тесла: «Если мы используем топливо для получения энергии, мы проживаем свой капитал и очень быстро его истратим. Это варварский и безумно расточительный способ, и нас надо остановить во имя грядущих поколений».

Автотранспорт потребляет около 30% светлых нефтепродуктов. Постоянно возрастает цена топлива и масел, растет доля этой статьи затрат в себестоимости перевозок. Поэтому задача экономии топлива выходит на первое место в работе автомобилистов после безопасности движения (БД) и экологической безопасности. Расход топлива зависит от многих факторов, характеризующих режимы работы и условия эксплуатации автомобиля. Для планирования автомобилисты-практики используют нормы расхода топлива, установленные Министерством транспорта.

Нормирование расхода топлива. Нормирование – это расчет нормативного, т. е. технически обоснованного количества топлива, которое может израсходовать автомобиль на данную работу. Это нужно для правильного планирования (на такой-то период потребуется столько-то топлива, на него нужно столько-то денег и т.д.). С другой стороны, норма – это способ сдерживать наемных водителей и не давать им расхищать топливо и продавать его.

Весь расход топлива можно разделить на две группы: постоянный расход на перемещение самого автомобиля и переменный расход на перемещение груза, т. е. на транспортную работу. Поэтому устанавливают две нормы. Основная, или базовая линейная норма H_S – это допустимый расход топлива в литрах (или м³ для газового топлива) на 100 км пробега. Дополнительная норма H_W – это допустимый расход топлива на 100 ткм (2 л для бензина, 1,3 для дизтоплива и т.д.). Эти нормы устанавливают эмпирически (опытным путем). Сейчас в Украине действуют "Нормы расхода горючего и смазочных материалов", утвержденные приказом министра транспорта. В этом документе, кроме указанных, приведены еще и другие нормы: Hg – норма на одну тонну снаряженной массы сверх номинального значения (например, на прицеп или кузов-фургон на обычном бортовом грузовике); H_Z – норма на одну ездку с грузом для самосвалов – она учитывает расход топлива при маневрировании и подъеме кузова (0,25 литра или 0,25 м³ природного газа); H_SС – норма на пробег при выполнении специальной работы – для снегоочистителей, поливомоечных и др. спецмашин; Н_об – норма на один час работы специального оборудования, например, автокрана; Н_он – норма на один час работы независимого обогревателя салона.

Базовая линейная норма устанавливается для грузовых автомобилей в снаряженном состоянии; для легковых автомобилей, автобусов (полной массой до 3,5 т) и для самосвалов – с половиной нагрузки; для автобусов полной массой выше 3,5 т, – с полной нагрузкой.

Есть система коэффициентов корректирования норм. При некоторых условиях нормы повышают. В зимнее время: при температуре от 0 до –10С – до 5%, от –10 до –20С – до 10%, от –20С и ниже – до 15%. При работе в горах: ВНУМ от 500 до 1500 м – до 5%, от 1501 до 2000 м – до 10%. На дорогах со сложным начертанием в плане (не менее 501 поворота радиусом менее 40 м на 100 км пути) – до 10%. В городе: до 0,5 млн чел – 5%, от 0,5 до 1 млн чел – до 10%, более 1 млн чел – до 15%. Для маршрутных автобусов и др. машин (обслуживание почтовых ящиков, инкассация, обслуживание больных и т.п.), когда требуется много технологических остановок (более 1 на 1 км пути), – до 10%.

При выполнении работ, требующих пониженных скоростей движения (до 20 км/ч) в удовлетворительных дорожных условиях (перевозка крупногабаритных, взрывоопасных, стеклянных, хрупких грузов, при выполнении сельскохозяйственных работ и т.п.) – до 10%. Работа в тяжелых дорожных условиях (в карьерах, езда по полям, на лесных или степных участках, по пересеченной местности) – до 20%. В сверхтяжелых условиях (сезонное бездорожье, снеговые или песчаные заносы, паводки и другие стихийные бедствия) – до 35%. Эти три коэффициента применять одновременно запрещено.

Во время обкатки новых или капитально отремонтированных автомобилей, на протяжении первой тысячи километров – до 10%. Для автомобилей, эксплуатируемых более 8 лет, – до 5%. Почасовая работа грузовых (грузопассажирских) автомобилей или их постоянная работа в качестве технологического транспорта или таксомоторов – до 10%. При учебной езде – до 15%. При использовании кондиционера или климат-контроля на 5-10%. Для оперативных ДТС при движении со скоростями выше разрешенных – в городе на 10%, за городом на 20%.

В ряде случаев нормы уменьшают. За пределами пригородной зоны на дорогах из цементобетона, асфальтобетона, брусчатки, мозаики – до –15%, а на дорогах из битумоминеральной смеси, дегтебетона, щебня (гравия) – до –5% (пригородная зона: до 50 км от границы города с населением более 2,5 млн чел, до 15 км при населении от 0,5 до 2,5 млн чел, до 5 км – менее 0,5 млн чел). Эксплуатация городских автобусов на заказ или с другой целью, но не на постоянных маршрутах – до –10%.

В случае применения одновременно нескольких корректирующих коэффициентов подсчитывают суммарный коэффициент корректирования:

Расчет нормативного расхода горючего для различных типов подвижного состава. Для легковых автомобилей и автобусов:

где S – пробег автомобиля, км.

Для бортовых грузовых автомобилей и седельных тягачей в составе автопоездов, автомобилей-фургонов и грузопассажирских автомобилей, выполняющих транспортную работу, учитываемую в тонно-километрах:

где H_SАП – линейная норма расхода горючего на пробег автопоезда, л/100 км:

где G_ПР – снаряженная масса прицепа или полуприцепа, т;

W – транспортная работа, ткм.

Для самосвалов и самосвальных автопоездов:

где H_SАПC – линейная норма расхода горючего на пробег самосвального автопоезда, л/100 км:

где g – грузоподъемность прицепа, т.

Это надежные нормы, базирующиеся на опытных данных. Однако использованная в них система корректирования достаточно сложна и дает излишне большие диапазоны возможных значений нормативов. В результате фактически принятые нормы зависят от решения руководителя АТП. Кроме того, появляются новые модели автомобилей, для которых еще нет опытных данных.

Предложенная Н.Я. Говорущенко математическая модель расхода топлива (в л/100 км), отражает физические процессы, происходящие в двигателе, учитывает условия эксплуатации и дает достаточно точные результаты

где _i – КПД индикаторный;

i_к, i₀ – передаточные числа коробки передач и главной передачи;

V_а, dV_а/dt – скорость автомобиля, км/ч, и ускорение, м/с²;

G_а – расчетный вес автомобиля (с фактической нагрузкой), Н (G_а = m_а·g);

 – коэффициент суммарного дорожного сопротивления;  = f_o + f_доп  i, где i – уклон, т. е. тангенс наклона плоскости дороги;

kF – фактор обтекаемости, Нс²м^–4;

  1 + a_к – коэффициент, учитывающий влияние вращающихся масс колес и трансмиссии; a_к = 0,03…0,05 для легковых автомобилей, 0,05…0,07 для грузовых и автобусов;

S_п – ход поршня, м (рис. 5);

V_h – рабочий объем двигателя, л;

где D_ц – диаметр цилиндра, м;

Z – количество цилиндров (объем камеры сгорания V_кс в рабочий объем не входит);

H_u – низшая теплота сгорания, кДж/кг (44000 для бензина, 43000 для дизтоплива; по правилам Эко-марафона для бензина считают 42900);

r_к – динамический радиус колеса (радиус качения без проскальзывания), м; для диагональных шин: r_к  0,51 Д_об + 0,91 В_ш; для радиальных шин: r_к  0,50 Д_об + 0,94 В_ш; (Д_об – диаметр обода, м; В_ш – ширина профиля, м;  – коэффициент профильности; у шины 175/70R13 Д_об = 13  25,4 = 330,2 мм; В_ш =175 мм;  =0,7, т. е. 70%; r_к  0,50  330,2 + 0,94  0,7  175 = 280,25 мм; по справочнику – 281 мм); радиус качения для радиальных шин можно принимать около 1,06 от статического радиуса;

 – плотность топлива, кг/л (0,72…0,76 для бензина, 0,82…0,86 для дизтоплива);

_mp – КПД трансмиссии (примерно 0,875 для грузового автомобиля с одним ведущим мостом, 0,825 – при двух ведущих мостах; для легкового заднеприводного автомобиля до 0,91, переднеприводного – до 0,95). «Сухое» однодисковое сцепление «съедает» не более 0,2% передаваемой мощности, подшипники валов — чуть меньше процента, а две зубчатые пары — еще 2%. Итого — 3% потерь. А на прямой передаче — и вовсе один-единственный процент! У гидромеханических «автоматов» потери до 13,3%. Однако сейчас сразу после старта гидротрансформатор блокируют специальным фрикционом. В этом случае в нем теряется всего 1% передаваемой мощности — и тогда суммарные потери не превышают 7% (КПД при переднем приводе 0,91, при заднем 0,88). Преселективная коробка передач с двумя сцеплениями имеет КПД до 97%.

Таблица 7