РОЗДІЛ 2
МЕТОДОЛОГІЯ БАГАТОФАКТОРНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ ЗМІНИ ЛІНІЙНИХ ВИТРАТ ПАЛИВА АТЗ В РІЗНИХ УМОВАХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
2.1 Комп'ютерне моделювання і розрахунок лінійних витрат палива автомобілів
Комп'ютерне моделювання руху автомобіля є найбільш ефективним і швидким засобом дослідження характеристик і параметрів в різних умовах руху і з різними змінами конструктивних параметрів. Головною проблемою є однак забезпечення достатньої точності і адекватності реальним процесам руху, що обумовлює необхідність експериментальних досліджень по оцінці точності математичної моделі і результатів розрахунків.
Враховуючи, що в абсолютній більшості випадків при русі з постійною швидкістю двигун автомобіля працює на режимах часткових навантажень, загальноприйняте в теорії автомобіля використання зовнішньої швидкісної характеристики двигуна для вище задекларованих досліджень є несприйнятним, так як не забезпечить відтворення реальних процесів і необхідної точності.
Складність і низька точність аналітичного опису кривих залежності тягових та паливних питомої чи годинної характеристик конкретного двигуна, особливо на часткових режимах, обумовлюють очевидну доцільність задання характеристики двигуна для ряду фіксованих значень педалі паливоподачі у вигляді цифрового двомірного масиву табульованих даних і , або з розробкою окремої програми фіксації конкретної точки роботи двигуна шляхом розрахунку з умов потужневого балансу руху в конкретних умовах необхідного значення та двомірного інтерполювання масиву фіксованих табульованих значень , в дооколі визначеного поточного значення та розрахунку відповідного .
Другою базовою особливістю структури моделювання руху автомобіля на комп'ютері є достатньо точна фіксація - розрахунок необхідних затрат потужності (відповідно тягового моменту при визначеній найбільш сприємлимій передачі в трансмісії для заданої швидкості руху ) в різних умовах руху в т.ч. і на дорогах з деформованими поверхнями.
Враховуючи суттєве 3 - 7 кратне збільшення опору рухові на деформованих поверхнях доріг і відповідно визначальну значимість затрат потужності і формування витрат палива, власне розрахунок опору рухові і став основою відповідної комп'ютерної моделі [67, 75 - 81 і інші].
Узагальнюючи відомі дослідження [81 - 87] можна констатувати що у порівнянні з асфальтобетонним покриттям необхідно враховувати додаткові, суттєві складові коефіцієнту опору рухові:
- від втрат на коливання і тертя в підвісках з-за нерівностей мікропрофілю насамперед ґрунтових і піщаних доріг ;
- від втрат на деформацію ґрунту ;
- від втрат часткового пробуксовування ведучих коліс, насамперед, на вологих поверхнях ґрунтових і піщаних доріг .
В останніх двох складових та побічно враховуються і додаткові втрати, обумовлені передачею того чи іншого крутного моменту, через шини ведучих коліс, що виділяються в ряді досліджень в окрему складову [3, 83, 77]. Однак, відсутність конкретних даних втрат потужності на сумарне кутове закручення шин підведеним крутним моментом фактично унеможливлює практичні розрахунки. Враховуючи, що досліджувані автомобілі є повнопривідними даний ефект є практично однаковим для шин передньої і задньої осей.
Проте на деформованих поверхнях доріг (бездоріжжях) слід враховувати різницю в опорі рухові осей, обумовлену різною деформацією ґрунту шинами передньої і задньої осей як з-за ефекту ущільненням ґрунту після проїзду передньої осі.
Як показано в ряді досліджень [78] вплив швидкості руху в діапазоні 0-60 км/год на збільшення опору рухові, характерному власне для цих типів доріг, є практично неістотним і ним можна знехтувати. Однак зі швидкістю руху пов'язана практично лінійна залежність росту додаткових втрат від коливань підвіски з-за мікропрофілю дороги [82].
Очевидно, враховуючи завдання дослідження впливу типу і стану дороги на лінійну витрату палива , необхідно сформувати вираз, що є діючим для всіх типів доріг з відповідними спрощеними або додатковими складовими сили опору рухові в залежності від типу дороги.
Спільним для всіх типів доріг СНД є додаткові затрати потужності двигуна, обумовлені нерівностями мікропрофілю дороги і відповідними втратами (тертя в підвісці і шинах) [67, 82, 77].
Додатковий опір рухові, що обумовлений нерівностями дороги, як правило враховують шляхом відповідного збільшення коефіцієнту опору кочення. Квантифікація цього збільшення була предметом досліджень ще з 50 - х років минулого століття. На початку 60 - х рр. розповсюдження набула емпірична формула, отримана проф. А. К. Бірулею на основі статистичної обробки результатів дорожніх експериментальних досліджень [67, 68] :
; (2.1)
де - коефіцієнт, що залежить від конструкції підвіски автомобіля.
для легкових автомобілів = 4.0
для вантажних автомобілів = 5.5
- швидкість руху автомобіля (км / год);
- показник рівності поверхні дороги, значення якого були сформовані для різних типів доріг згідно табл. 2.1
Таблиця 2.1
Показники рівності доріг
Тип поверхніСтан поверхнівідміннийсереднійнезадовільнийАсфальт/бетон50 - 75150300Гравій/щебінь200350 - 400800 - 900Бруківка3005001000
Однак отримувані таким чином результати коректування коефіцієнту опору рухові занадто узагальнені, незалежно від конкретних особливостей певних моделей автомобіля, типу підвіски, числа осей, шин і т.д. Очевидно, що складова не може бути однаковою для вантажівки повною масою 3,5 т. з класичною схемою приводу і повнопривідної тривісної моделі повною масою 12 - 14 т.
Кількісна оцінка ступеня рівності доріг базується на визначенні суми амплітуд відносно переміщення системи "кузов - шина" (в см) на 1км дороги [67, 77, 78]. Експериментальне визначення цього параметру суттєво простіше у порівнянні з варіантом прямого виміру зміни мікропрофілю дороги і відповідних амплітуд переміщень непідресорених та підресорених мас.
Найбільш повно ці питання досліджені стосовно існуючого на
- Київ+380960830922