4 Топливно-экономический расчет автомобиля
Топливно-экономическая характеристика представляет зависимость путевого расхода топлива от скорости движения автомобиля при различных коэффициентах дорожного сопротивления.
При установившемся движении путевой расход топлива определяется выражением
,
,
(4.1)
где ge – удельный расход топлива, г/(кВт·ч);
NЗ – мощность, затрачиваемая на движение автомобиля, кВт;
ρ – плотность топлива, принимаемая для бензина равной 730 кг/м3.
Расчет топливно-экономической характеристики осуществляется с использованием данных расчета тягово-динамических характеристик автомобиля.
4.1 Расчет баланса и степени использования мощности
Расчет баланса мощности автомобиля выполняется на высшей передаче при двух значениях коэффициента дорожного сопротивления. Для этого при расчетных значениях угловой скорости коленчатого вала двигателя принятых в тягово-динамическом расчете и соответствующих им значениях скорости автомобиля вычисляются мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля; мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления и мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха.
Мощность, подводимая к ведущим колесам автомобиля, определяется выражением
,
.
(4.2)
Для угловой скорости
коленчатого вала двигателя
и соответствующему ей значению эффективной
мощности находим значение мощности,
подводимой к ведущим колесам
.
Мощность, необходимая для преодоления сопротивления воздуха, определяется выражением
,
.
(4.3)
Для угловой скорости
коленчатого вала двигателя
и соответствующему ей значению силы
сопротивления воздуха находим значение
мощности, идущей на преодоление
сопротивления воздуха
.
Мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления, определяется выражением
,
.
(4.4)
Расчет мощности, необходимой для преодоления дорожного сопротивления выполним для двух значений коэффициента дорожного сопротивления:
и
.
Для скорости движения автомобиля υ=8,56 м/с и коэффициента дорожного сопротивления ψ=0,02 мощность, необходимая для преодоления дорожного сопротивления равна
.
Мощность, затрачиваемая на движение автомобиля
,
.
(4.5)
Для соответствующих значений мощностей, затрачиваемых на преодоление сопротивления воздуха и дорожного сопротивления, мощность, затрачиваемая на движение автомобиля равна
.
Для остальных значений скорости вращения коленчатого вала двигателя (скорости движения автомобиля) значения мощности, подводимой к ведущим колесам автомобиля; мощностей, идущих на преодоление сопротивления воздуха и дорожного сопротивления, а так же мощности, затрачиваемой на движение автомобиля, находим аналогично, результат вычислений сводим в таблицу 4.1 и строим графики мощностного баланса автомобиля.
Степень использования мощности определяется выражением
.
(4.6)
Для соответствующих значений мощностей, затраченной на движение автомобиля и подводимой к ведущим колесам определяем степень использования мощности
.
Степень использования угловой скорости коленчатого вала двигателя определяется выражением
.
(4.7)
Для остальных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя значения степеней использования мощности и угловой скорости коленчатого вала двигателя находим аналогично, и результаты вычислений сводим в таблицу 4.1.
Таблица 4.1 – Результаты расчета баланса мощности и расхода топлива
Параметр |
Размерность |
Значения параметров |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
ωе |
с-1 |
79,40 |
158,80 |
238,20 |
317,60 |
397,00 |
476,40 |
|
v5 |
м/с |
8,56 |
17,13 |
25,69 |
34,26 |
42,82 |
51,39 |
|
Ne |
кВт |
26,146 |
55,8992 |
83,8488 |
104,585 |
112,7 |
102,782 |
|
NT |
кВт |
23,531 |
50,3092 |
75,4639 |
94,1270 |
101,43 |
92,5041 |
|
NB |
кВт |
0,3372 |
2,6979 |
9,1055 |
21,5833 |
42,155 |
72,8438 |
|
ψ=ψV=0.02 |
ND |
кВт |
3,2767 |
6,5535 |
9,8302 |
13,1069 |
16,383 |
19,6604 |
NЗ |
кВт |
3,6140 |
9,2514 |
18,9357 |
34,6903 |
58,538 |
92,5042 |
|
И |
- |
0,1536 |
0,1839 |
0,2509 |
0,3685 |
0,5771 |
1 |
|
Окончание таблицы 4.1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
КИ |
- |
2,2114 |
2,0474 |
1,7320 |
1,3215 |
0,9557 |
1 |
|
Е |
- |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
|
КЕ |
- |
1,0893 |
0,9954 |
0,9570 |
0,9623 |
1,0000 |
1,0585 |
|
ge |
г/(кВт·ч) |
728,4344 |
616,3059 |
501,2193 |
384,5510 |
289,006 |
320,0844 |
|
Qs |
л/100км |
12,9957 |
14,0734 |
15,6175 |
16,4637 |
16,7034 |
24,3612 |
|
ψ=ψV+0.005=0.025 |
ND |
кВт |
4,0959 |
8,1918 |
12,2877 |
16,3837 |
20,4796 |
24,5755 |
NЗ |
кВт |
4,4332 |
10,8897 |
21,3932 |
37,9670 |
62,6345 |
97,4193 |
|
И |
- |
0,1884 |
0,2165 |
0,2835 |
0,4034 |
0,6175 |
1,0531 |
|
КИ |
- |
2,0242 |
1,8863 |
1,6010 |
1,2311 |
0,9267 |
1,0249 |
|
Е |
- |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1 |
1,2 |
|
КЕ |
- |
1,0893 |
0,9954 |
0,9570 |
0,9623 |
1,0000 |
1,0585 |
|
ge |
г/(кВт·ч) |
666,7686 |
567,8012 |
463,3082 |
358,2673 |
280,239 |
328,0648 |
|
Qs |
л/100км |
14,5919 |
15,2619 |
16,3098 |
16,7872 |
17,3299 |
26,2953 |