РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ТА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОСОБУ ПРОГРІВУ АВТОМОБІЛЬНОГО ДВИГУНА НА ПАЛИВНУ ЕКОНОМІЧНІСТЬ ТА ЕКОЛОГІЧНІ ПОКАЗНИКИ АВТОМОБІЛЯ В УМОВАХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
2.1. Загальна методика проведення досліджень
Метою створення методики досліджень стосовно вибору раціонального способу прогріву автомобільного двигуна є розробка підходів і конкретних пунктів дослідження для досягнення поставленої в дисертаційній роботі мети, а саме підвищення паливної економічності та зниження шкідливих викидів автомобіля.
Блок-схема такої методики показана на рис. 2.1. На першому етапі методикою передбачено провести аналіз раніше проведених досліджень щодо впливу способу прогріву на показники зносу двигуна, його паливну економічність і величину шкідливих викидів (блок 1). В результаті виконання цього етапу повинні бути визначені і узагальнені висновки проведених досліджень, встановлено, які питання досліджені і які підлягають дослідженню, а також сформульовані задачі дисертаційної роботи.
В зв`язку з тим, що визначення паливної економічності і шкідливих викидів автомобіля при різних теплових станах двигуна в умовах експлуатації практично неможливе, а випробування автомобіля в умовах лабораторії можливо лише за наявності складного і дорогого обладнання, наступним кроком в роботі була поставлена задача створити математичну модель руху автомобіля за режимами Європейського міського їздового циклу (блок 2), яка б дозволила визначити ці показники розрахунковим методом. З метою подальшого можливого використання математичної моделі у випадках, коли відомі лише дані щодо енергетичних показників і паливної економічності двигуна, які наводяться в технічних характеристиках автомобіля, було вирішено розробити універсальну модель, в якій двигун автомобіля, як джерело енергії і споживач палива описуватиметься універсальними безрозмірними характеристиками.
Для отримання таких характеристик проводиться аналіз експериментальних навантажувальних характеристик, отриманих в різних дослідженнях і в результаті математичного опрацювання створюється універсальна характеристика бензинового двигуна легкового автомобіля, яка дасть можливість визначати питому витрату палива двигуна виходячи з проміжного відносного значення крутного моменту, необхідного для руху автомобіля. Ці дослідження передбачені блоком 2.1, який входить до блоку 2.
Для перевірки адекватності створеної моделі результати розрахунків витрати палива для конкретного автомобіля необхідно порівняти з результатами його експериментальних досліджень. Тому блоком 3 методики передбачено здійснити аналіз даних щодо витрати палива (на прикладі автомобіля ЗАЗ-1102 "Таврія" з двигуном МеМЗ-245), отриманих в проведених раніше дослідженнях, та проведення експериментальних досліджень на цьому автомобілі в процесі виконання даної роботи.
Дані по впливу теплового стану двигуна в процесі прогріву на паливну економічність і вміст речовин відпрацьованих газах легкового автомобіля можуть бути отримані лише експериментальних шляхом. Ці дослідження при різних способах прогріву і передбачаються блоком 4.
В результаті аналізу отриманих в експерименті даних визначається вплив способу прогріву двигуна на витрату палива автомобілем та визначається залежність вмісту шкідливих речовин у відпрацьованих газах автомобіля від теплового стану двигуна. Цей етап роботи передбачається блоком 5.
З використанням експериментально отриманих залежностей впливу теплового стану двигуна на витрату палива і вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах розрахунками на математичній моделі визначаються очікувана паливна економічність та шкідливі викиди автомобіля в експлуатаційних умовах при різних способах прогріву автомобільного двигуна (блок 6).
Завершальним етапом роботи є аналіз експериментальних і розрахункових досліджень і розробка рекомендацій стосовно вибору доцільного способу прогріву автомобільного двигуна в умовах експлуатації (блок 7).
1. Аналіз виконаних досліджень щодо впливу способу прогріву автомобільного двигуна на паливну економічність та екологічні показники автомобіля. Розробка методики впливу способу прогріву двигуна на показники роботи автомобіля 2. Створення універсальної моделі руху легкового автомобіля за Європейським міським їздовим циклом 2.1. Теоретичний аналіз навантажувальних характеристик двигунів легкових автомобілів для створення універсальної характеристики бензинового двигуна легкового автомобіля 3. Перевірка адекватності створеної моделі з точки зору об'єктивного визначення паливної економічності шляхом співставлення результатів розрахунків з даними інших досліджень і проведеними експериментальними дослідженнями для автомобіля ЗАЗ-1102 "Таврія" з двигуном МеМЗ-245 4. Проведення випробувань щодо визначення впливу способу прогріву на паливну економічність і вміст шкідливих речовин у відпрацьованих газах легкових автомобілів 5. Аналіз результатів проведених експериментальних досліджень при прогріві двигуна різними способами 6. Проведення розрахунків очікуваних витрат палива і викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами автомобіля в процесі руху автомобіля за режимами Європейського міського їздового циклу при різних способах прогріву двигуна 7. Аналіз отриманих результатів та розробка рекомендацій щодо вибору раціонального способу прогріву автомобільного двигуна
Рис. 2.1. Блок-схема методики визначення раціонального способу прогріву автомобільного двигуна.
2.2. Методика визначення впливу способу прогріву двигуна на показники роботи автомобіля
В умовах експлуатації прогрів автомобільного двигуна може здійснюватись двома принципово різними способами: в режимі холостого ходу та під невеликим навантаженням в процесі руху автомобіля. Спосіб прогріву двигуна в режимі холостого ходу легко імітується. А саме після запуску двигуна за допомогою дросел