РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ВИБОРУ ДОЦІЛЬНОГО ТИПУ ДВИГУНА ДЛЯ ВАНТАЖНОГО АВТОМОБІЛЯ
2.1. Загальні положення методики, за якими оцінюють паливну економічність та
екологічні показники автомобілів з різними типами двигунів
Робота автомобіля в умовах експлуатації характеризується багатьма показниками.
Одними з основних є показники паливної економічності і токсичності. Паливна
економічність може бути визначена експериментально, хоча це вимагає досить
складного обладнання та відносно великих матеріальних витрат. Крім того, досить
важко підтримувати однакові параметри руху автомобіля при виконанні режимів
руху за операційними картами випробувальних їздових циклів. Тому в останній час
все ширше застосовують розрахункові методи визначення паливної економічності.
Токсичність автомобіля, що характеризується викидами шкідливих речовин, в
основному з відпрацьованими газами двигуна, в умовах експлуатації визначають,
як правило, лише розрахунковим методом.
Зараз намітилось декілька методичних підходів до визначення шкідливих викидів і
паливної економічності розрахунковими методами.
Одним з підходів, який використовується в роботах [47, 48, 49], передбачає
створення імітаційних моделей транспортних потоків, дослідження впливу різних
факторів на величину шкідливих викидів з метою їх зниження шляхом вдосконалення
керування транспортним потоком і вибором оптимальних елементів вулично –
дорожньої мережі та прийомів забудови при магістральних територій.
Другий підхід передбачає визначення складу шкідливих речовин, які викидаються
двигунами автомобілів [50, 51] в повітрі поблизу автомагістралей. В результаті
статистичної обробки результатів спостереження змін концентрації
шкідливих речовин в повітрі, інтенсивності руху, складу транспортного потоку
отримують залежність для визначення складу шкідливих речовин в повітрі.
Обидва описаних підходи є прийнятними при дослідженні викидів шкідливих речовин
транспортними потоками і вирішення задач, пов’язаних з покращенням організації
руху. В окремий напрямок можна виділити дослідження, спрямовані на визначення
маси шкідливих викидів в умовах експлуатації групою автомобілів за визначений
період часу. Такі дослідження виконані в ФНІКТІД по визначенню викидів оксиду
вуглецю [52].
В Інституті комплексних транспортних проблем при Держплані СРСР була розроблена
методика розрахунку викидів автомобільного транспорту з врахуванням часу
експлуатації автомобілів, середньої швидкості руху і параметрів навколишнього
середовища (температура, тиск, вологість) [53].
Розглянуті методики дозволяють вирішувати важливі задачі оцінки і прогнозу
забруднення навколишнього середовища автомобільним транспортом, але не
дозволяють аналізувати вплив на кількість шкідливих викидів автомобілями
експлуатаційних факторів. З цієї точки зору краще застосувати моделі,
побудовані на розрахунку викидів шкідливих речовин автомобілем з використанням
токсичної характеристики автомобільного двигуна і режиму його роботи.
Вперше такі моделі почали використовуватись для розрахунку витрат палива і
викиду шкідливих речовин при випробуваннях автомобілів за їздовими циклами.
Такі цикли, побудовані на основі результатів вивчення режимів роботи
автомобілів, використовуються для оцінки токсичності автомобілів в багатьох
країнах. Випробування за їздовими циклами використовуються і для оцінки умовної
витрати палива автомобілями в умовах експлуатації [54, 55, 56, 57, 58], хоча в
деяких роботах [59, 60] містяться дані про невідповідність отриманих в їздових
циклах витрат палива експлуатаційним.
Перші дослідження по можливості використання математичних моделей двигунів для
оцінки економічності і токсичності автомобілів при русі за їздовим циклом були
проведені в МАДІ [61]. Проведені розрахункові і експериментальні дослідження
показали, що шляхом розрахунку з використанням економічних і токсичних
характеристик двигуна і режимів його роботи при виконанні автомобілем їздового
циклу, встановленого ОСТ 37.001.054 – 74, можливо отримати дані про витрати
палива і викиди шкідливих речовин, близькі до експериментальних.
В роботі [62] виконаній в НАМІ, розроблена методика і програма для визначення
витрати палива і викидів шкідливих речовин при випробуванні автомобілів за
будь-яким їздовим циклом. Згідно розробленій методиці для режимів їздового
циклу на основі рівняння тягового балансу визначається крутний момент двигуна
та частота обертання і за цими параметрами з використанням навантажувальних
характеристик двигуна визначається годинна витрата палива і викиди шкідливих
речовин. З врахуванням часу роботи в окремих режимах визначається витрата
палива і викиди шкідливих речовин за цикл.
Розрахунковий метод визначення маси викидів шкідливих речовин автомобілем при
русі за їздовим циклом використовується в роботі [63] при оцінці токсичності
двигуна, який живиться воднем. Необхідність розробки більш точного методу
розрахунку шкідливих викидів з використанням реальних режимів роботи двигуна в
умовах експлуатації відзначається в роботі [64].
Разом з тим є дослідження, в яких отримана значна різниця між викидами
шкідливих речовин, отриманими розрахунком і при випробуваннях на бігових
барабанах за циклом [65]. В цих дослідженнях згідно розрахунку за режимами
європейського їздового циклу витрата палива автомобілем GOLF дорівнює 10,8 л /
100км, що близько до заміряної витрати при випробуванні автомобіля на бігових
барабанах (10,5 л / 100 км).
Розрахункові викиди оксиду вуглецю і оксидів азоту складають 3,7 і 1,3 г / км,
заміряні при випробуваннях автомобілів – 10,8 і 1,1 г / км відповідно. Суттєва
різниця пояснюється не тільки деякою різницею в регулюваннях двигунів на стенді
і бігових барабанах
- Київ+380960830922