Влияние конструктивных факторов на топливную экономичность

Одним из основных путей уменьшения расходов топлива автомобильным транспортом является дизелизация – замена карбюраторных двигателей дизелями. Преимущества дизелей по топливной экономичности определяются как более низкими значениями расхода …, так и меньшей зависимостью …. При уменьшении коэффициента и от 100% до 10% у карбюраторных двигателей … увеличивается почти в 3 раза, а у дизелей только на 30%. Эти преимущества позволяют при замене карбюраторного двигателя дизелем, снизить расход топлива на 25…30% у легкового автомобиля и 30…40% у грузового автомобиля и автобуса. Целесообразность применения дизелей тем больше, чем шире диапазон изменения и.

Существенным фактором, сдерживающим применение дизелей, особенно на легковых автомобилях являются их большие, по сравнению с карбюраторными двигателями той же мощности, масса и размеры. А также повышенная шумность.

Топливная экономичность автомобилей, снабженных карбюраторными двигателями, существенно зависит от степени сжатия. Однако при больших значениях степеней сжатия необходимо применять бензины с более высоким октановыми числами.

Улучшается топливная экономичность также при применении электронной системы зажигания, установке микропроцессоров для оптимизации регулирования состава смеси и опережения зажигания, внедрении карбюраторных двигателей с форкамерно-факельным зажиганием, использовании системы непосредственного впрыскивания бензина.

Для повышения топливной экономичности все более широкое распространение получает применение, как дизелей, так и карбюраторных двигателей с наддувом и с охлаждением нагнетаемого воздуха. 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.

Ведутся работы по созданию двигателей, у которых рабочий процесс близок к адиабатному, т.е. потери теплоты в охлаждающую среду ограничены. Полагают, что для таких двигателей значение … могут быть снижены по сравнению с существующими на 15…25%.

На расход топлива оказывает также влияние удельная мощность двигателя …Чем больше … тем при прочих равных условиях, меньше коэффициент и и, как было показано, за исключением значений и, близких к 100%, больше …, а следовательно, при заданных …. И.. больше …

Коэффициент использования мощности и при неизменной мощности … зависит также от передаточного числа трансмиссии. Если бы автомобиль имел бесступенчатую трансмиссию, то в принципе для некоторого диапазона мощности … можно было бы обеспечить работу двигателя на оптимальном режиме по расходу топлива в достаточно широком диапазоне условий движения. При применении в трансмиссии ступенчатой коробки передач для каждых дорожных условий имеется оптимальная мощность … при которой … будут минимальными.

Увеличение числа ступеней трансмиссии позволяет подбирать передаточные числа, обеспечивающие значение коэффициента и более близкие к оптимальным в различных условиях движения. В результате не только уменьшаются расход … но и его минимальное значение соответствует большим значениям мощности … и, следовательно, большей скорости … В связи с этим наблюдается тенденция к увеличению числа передач. На легковых автомобилях все шире применяют пятиступенчатые, а на грузовых – многоступенчатые (8…20) коробки передач.

На топливную экономичность влияет также выбор передаточных чисел трансмиссии и их распределение между ее механизмами. У автомобилей, снабженных ступенчатыми трансмиссиями с неавтоматическим управлением. Возможность выбора режимов работы, близких к оптимальным, обеспечивается за счет многоступенчатого и правильного выбора соотношений между передаточными числами отдельных ступеней. У некоторых грузовых автомобилей (например семейства КамАЗ) одна и та же модель выпускается с различными передаточными числами главной передачи. Следовательно, для автомобилей, работающих в более тяжелых дорожных условиях, передаточные числа трансмиссии должны быть большими, что может быть обеспечено за счет увеличения … при неизменной коробке передач.

Изменение полной массы … автомобиля влияет на расход топлива в основном в результате изменения силы … Значение … определяет также силы … и … однако при квалифицированном вождении энергия, затрачиваемая на преодоление этих сил, в значительной своей части возвращается.

С помощью статистического анализа экспериментальных и расчетных данных установлена линейная зависимость расхода … от массы …

, где a и b – коэффициенты регрессии, определенные для различных типов автомобилей и дорог.

Если правую и, левую части уравнения разделить на …, то получим уравнение удельного расхода топлива … в л/(100т·км)

Анализ этих зависимостей позволяет установить, что при повышении полной массы, а следовательно, и полезной нагрузки в целом уменьшается удельный расход топлива. Дизельные автомобили имеют существенно более высокую топливную экономичность по сравнению с автомобилями, имеющими карбюраторные двигатели. Преимущество растет при увеличении полной массы. Влияние повышения полной массы автомобиля на топливную экономичность особенно эффективно при малых и средних значениях …

Удельный расход … существенно зависит от собственной массы … автомобиля. Снижение массы … возможно при правильном выборе компоновочной схемы, создания равнопрочных конструкций различных элементов шасси и кузова, широком применении высокопрочных сталей, алюминия, пластмасс, профилей прогрессивных форм, тонколистового проката и т. д.

Значительное влияние на расход топлива оказывают аэродинамические свойства автомобиля. У легковых автомобилей затраты мощности на преодоление сопротивления воздуха уже при скоростях порядка 15 м/с превышают затраты на преодоление сопротивления качению и возрастают пропорционально … У лучших моделей современных легковых автомобилей коэффициент … ниже среднего приблизительно на 25%, что позволяет получить экономию топлива порядка 10%. Улучшение топливной экономичности за счет совершенствования аэродинамических характеристик имеет существенное значение для грузовых автомобилей и даже автопоездов большой грузоподъемности. Реализация полного комплекса мероприятий по улучшению аэродинамики автопоезда может обеспечить снижение сопротивления воздуха в диапазоне скоростей 15…25 м/с почти на 50% и уменьшения расхода топлива на 10…15%.

Существенное влияние на топливную экономичность автомобилей оказывают энергетические характеристики шин. Лучшие образцы современных шин имеют коэффициент … значительно меньший, чем шины среднего качества. При уменьшении коэффициента … на 10% в наиболее часто встречающихся условиях эксплуатации расход топлива снижается на 2,5…3,5%.

Поиск по сайту: