Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Барвинок Владимир Григорьевич

Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса
<
Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Барвинок Владимир Григорьевич. Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса : ил РГБ ОД 61:85-5/1277

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Обзор и анализ работ в области исследования топливной экономичности скоростных свойств автомобиля

1.1, Состояние вопроса 7

1.1.1. Методики расчета процесса разгона и циклического движения городского автобуса

1.1.2, Методики расчета вредных выбросов городского автобуса

1.2, Задачи исследования 24

Глава 2. Разработка методики расчета режимов движения городских автобусов

2.1. Требования, предъявляемые к математической модели и выбор расчетной схемы 26

2.2. Выбор критериев оценки режимов движения 27

2.3. Разработка методики расчета процесса разгона 30

2.3.1. Исходные данные и зависимости

2.3.2. Методика расчета процесса разгона 33

2.3.3. Методика определения оптимальных моментов переключения передач по топливной экономичности 37

2.3.4. Разработка расчетных вариантов, направленных на снижение выбросов вредных веществ 39

2.4. Разработка методики расчета режимов движения в замкнутых циклах

2.5. Выводы по главе S3

Глава 3. Аналитические исследования режимов движения городских автобусов

3.1. Влияние моментов переключения передач на скоростные свойства и топливную экономичность автобуса в процессе разгона55

3.2. Влияние нагрузочного режима двигателя на скоростные свойства и топливную экономичность автобуса в процессе разгона 68

3.3. Влияние массы автобуса и нагрузочного режима двигателя на оптимальные моменты переключения передач 77

3.4. Аналитические исследования, направленные на снижение выбросов вредных веществ 80

3.5. Оптимизация режимов работы двигателя при циклическом движении автобуса 86

3.6. Влияние ряда передаточных чисел коробки передач и главной передачи на скоростные свойства и топливную экономичность автобуса

3.6.1. Влияние ряда передаточных чисел коробки передач .

3.6.2. Влияние передаточных чисел главной передачи...

3.7. Выводы по главе І20

Глава 4. Экспериментальные исследования

4.1. Разработка методики экспериментальных исследований

4.1.1. Объект и программа исследований 123

4.1.2. Измерительно-регистрирующая аппаратура и методика измерений 128

4.2. Разработка ездового цикла городского автобуса

4.2.1. Определение нагрузочных режимов работы двигателя городского автобуса.

4.2.2. Методика определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами

4.3. Сравнение экспериментальных и аналитических исследований

4.4. Выводы по главе 156

Основные выводы №

Литература 160

Приложение 111

Введение к работе

Актуальность темы, В документах, принятых на ХХУІ съезде КПСС, сформулированы основные задачи, стоящие перед автомобильной промышленностью страны на I98I-I985 годы и на период до 1990 года. Одной из них является ускоренное развитие производства грузовых автомобилей и автобусов большой вместимости с дизелем.

Быстрый численный рост автотранспортных средств и расширение сфер их применения приводит к увеличению расхода топлива и загрязнению атмосферы вредными выбросами двигателей. В нашей стране уделяется большое внимание проблемам экономии топливных ресурсов страны и охраны окружающей среды. Поэтому в последние годы значительное развитие получили работы, посвященные экономии топлива и снижению вредных выбросов.

В городах одними из основных потребителей топлива и источниками загрязнения атмосферы стали автобусы. Повышение эффективности их использования в значительной степени определяется совершенством теоретических и экспериментальных методов исследований, отражающих скоростные и нагрузочные режимы движения в реальных условиях эксплуатации. Большое значение имеет также выбор передаточных чисел трансмиссии еще на стадии проектирования.

Исходя из этого, работа по оптимизации скоростных режимов движения, режимов работы двигателя и трансмиссии городских автобусов, влияющих на производительность, топливную экономичность и выбросы вредных веществ, является актуальной.

Цель работы. Разработка рекомендаций по повышению эффективности городских автобусов с дизелем путем оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии, обеспечивающей при сохранении их высоких скоростных свойств, снижение расходов топлива и выбросов вредных веществ.

Научная новизна заключается в том, что:

разработана уточненная методика расчета движения автобуса в

замкнутых циклах, которая учитывает влияние моментов переключения' передач и нагрузочный режим работы двигателя на его скоростные свойства и топливную экономичность. Методика позволила более полно, чем используемые ранее, определить оптимальные скоростные режимы движения, режимы работы двигателя и трансмиссии автобуса для заданного пути;

разработан расчетный вариант управления нагрузочным режимом работы двигателя в процессе разгона, обеспечивающий снижение выбросов вредных веществ;

установлена степень влияния конструктивных параметров трансмиссий на скоростные свойства и топливную экономичность городского автобуса;

разработана методика и комплекс аппаратуры для экспериментальных исследований, что позволило разработать ездовой цикл и определить выбросы вредных веществ городского автобуса с дизелем.

Практическая ценность работы. Рекомендации, разработанные в работе, позволяют снизить расходы топлива и выбросы вредных веществ городских автобусов с дизелем при сохранении их высоких скоростных свойств. Конструктор, используя методики и программы расчета на ЭВМ, может провести анализ и обоснованно выбрать основные параметры двигателя и трансмиссии. Разработанный ездовой цикл позволяет в стендовых условиях проводить доводочные и регулировочные работы, снижающие расход топлива и выбросы вредных веществ. Данные по массовым выбросам вредных веществ могут быть использованы при расчетах этих выбросов автобусным парком.

Реализация работы. Разработанная уточненная методика расчета движения автобуса в замкнутых циклах, а тшше рекомендации по оптимизации скоростных режимов движения и режимов работы двигателя и трансмиссии, позволяющие снизить расход топлива и выбросы вред-

ных веществ внедрены в НПО "Автотранстехника" БССР и Московском филиале научно-исследовательского института ФНИКТИД. Материалы, полученные в результате теоретических и экспериментальных исследований, использованы на кафедре "Автомобили и тракторы" Кременчугского филиала ХПИ при чтении лекций: "Теория автомобили", "Испытания автомобиля", а также при дипломном и курсовом проектировании по специальности 0513.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на:

39-й научно-исследовательской конференции МАДИ в 1981 г ;

4-й научно-технической конференции молодых специалистов Кременчугского автомобильного завода в 1980 г ;

Всесоюзной научно-технической конференции Минавтотранса РСФСР в 1981 г ;

Всесоюзной научно-технической конференции в Ташкентском автомобильно-дорожном институте в 1982 г ;

заседаниях кафедр "Автомобили" МАДИ и МАМИ в 1984 г.

Публикации. По материалам работы опубликовано 6 статей.

На защиту выносятся:

уточненная методика расчета движения городского автобуса с дизелем в замкнутых циклах, выбор оптимальных режимов работы двигателя и трансмиссии;

расчетный вариант управления нагрузочным режимом .двигателя в процессе разгона, снижающий расход топлива и выбросы вредных веществ;

методика и аппаратура для проведения дорожных экспериментальных исследований автобусов;

результаты аналитических и экспериментальных исследований.

7 .

Методики расчета процесса разгона и циклического движения городского автобуса

Важнейшее направление повышения качества и эффективности использования автомобилей неразрывно связано не только с созданием более совершенных конструкций, но и с совершенствованием методов исследований и оценки качественных показателей в конкретных условиях эксплуатации. В первую очередь это относится к показателям топливной экономичности, тягово-скоростным свойствам и токсичности отработавших газов.

Основы методов по оценке топливной экономичности и тягово-скоростных свойств изложены в классической теории автомобиля академиком Е.А.Чудаковым. В дальнейшем эти методы получили развитие в трудах советских ученых: Н.А.Бухарина, Д.П.Великанова, Б.В.Гольда, Б.Б.Генбома, И.Х.дьяченко, Г.В.Зимелева, В.А.Иларио-нова, С.М.Красикова, И.М.Ленина, В.В.Махалдиани, Н.Д.Мазалова, А.Н.Нарбута, В.А.Петрова, Г.А.Смирнова, А.А.Токарева, Б.С.Фаль-кевича, Я.Е.Фаробина, А.М.Шейнина, Н.Л.Яковлева и друтих авторов.

Особенности циклической работы городских автобусов отражены в трудах [2, 6, 7, 9, /6,1%, 40, 50, 54, 55, 63, 75, Si 84 1 . Алгоритмы расчета движения автомобилей на ЭВМ были разработаны в трудах [W, 16, О, 33, 1/9, S3, 76, 36, 37 ] . Теоретические исследования топливной экономичности автомобиля отражены в рабо-тах[/,6; 18,32,48, 79,82,85,88,S2,93,97] В последнее время опубликованы работы [46, 54, 56, 57,58, 75] , в которых рассматриваются вопросы токсичности отработавших газов автомобилей и их выбросы при неустановившихся режимах движения.

Таким образом, имеется много работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям тягово-скоростных свойств, топливной экономичности и токсичности автомобилей. Влияние на эти свойства конструктивных и эксплуатационных параметров автомобилей также хорошо изучено в работах, указанных выше. Однако, несмотря на большое число трудов, такие вопросы как экономичность, снижение токсичности и улучшение конструктивных параметров двигателя и трансмиссии автомобиля, являются всегда актуальными. Наиболее полное решение этих вопросов возможно при использовании системного подхода с учетом новейших достижении науки и техники, а также максимальном учете входных и выходных характеристик объекта. Методы системного подхода отражены в работах [i2,i5,66,67 ] и др.

С целью проведения анализа известные теоретические и экспериментальные исследования были разделены по основным направлениям. Из основных направлений выбраны те работы, которые шлеют непосредственное отношение к теме диссертации, а именно: работы по оценке процесса разгона автомобиля; работы по оценке циклического движения городского автобуса; работы по оценке вредных выбросов городского автотранспорта. Рассмотрим работы указанных направлений, так как некоторые вьшоды и положения, полученные в них, используются в настоящей диссертации. Известно, что движение автомобиля характеризуется так называемыми эксплуатационными свойствами: скоростными, тормозными, топливно-экономическими, устойчивостью, управляемостью плавностью хода, проходимостью. Каждое из этих свойств в определенных условиях движения может оказаться основным, определяя какие-то особенности поведения автомобиля, а также ограничивая максимальную допустимую скорость движения. Поэтому, у каждого из этих свойств, наряду с критериями, отражающими специфику данного свойства, должны быть критерии, непосредственно связанные или входящие в главные критерии эффективности использования автомобиля. Исходные положения по вопросам,относящимся к качеству и эффективности использования автомобилей,изложены в ряде работ, в частности ДфП.Велжанова f/5 J , А.Н.Островцева [б7 ] и др. Я.Е.Фаробин предлагает применять комплексный критерий оценки эффективности автотранспортных средств [б2,] , который представляет отношение производительности на определенном маршруте к израсходованному топливу. По структуре этот критерий (как указывается в работе) аналогичен коэффициенту полезного действия, который, как известно, является обобщенным показателем совершенства работы любой машины и механизма. Наилучшим решением задачи перевозки конкретного груза по заданному маршруту, повидимому, будет такое, при котором с сохранением качества груза перевозка осуществляется с наибольшей производительностью и наименьшими затратами. Если при этом более полно учитывать взаимное вредное воздействие отдельных частей системы автомобиль-груз-окружающая среда, тогда необходимо использовать три группы критериев, предложенных А.Н.Барбутом. В его работе эффективность использования машин и, в том числе, автомобилей предлагается оценивать обобщенными критериями: результативностью (производительностью), экономичностью и не повреждаемостью. При этом в каждом конкретном случае весомость критериев и факторов, влияющих на них, например, характеристика транспортного потока, может быть различной.

Методика определения оптимальных моментов переключения передач по топливной экономичности

В данной главе рассматривается методика расчета режимов движения городского автобуса с дизелем и механической трансмиссией. Описаны общие требования к математической модели и принципы ее построения, установлены оценочные показатели и методы их определения. Методика расчета режимов движения разрабатывается с целью оптимизации управления нагрузкой двигателя и режимами работы трансмиссии, повышающими эффективность использования городского автобуса.

В соответствии с этапами решения поставленных задач сформулированы следующие замыслы модели: I) математическое моделирование процессов разгона с различными режимами работы двигателя и моментами переключения смежных передач; 2) математическое моделирование процессов разгона с введением граничных условий по выбросам вредных веществ; 3) математическое моделирование циклического движения городского автобуса. Моделирование режимов движения сводится к последовательному решению ряда логических задач с целью определения основных его измерителей, таких как путь, время и расход топлива.

Для решения задач на ЭЦВМ разрабатывается алгоритм, в соответствии с которым вводятся числовые данные и определяются правила действия над ними. Анализ ряда теоретических работ \_J6 5Z ,72., 53, 76 ] позволяет сформулировать требования, которые предъявляются к математической модели; 1. Описание замысла модели должно исходить из анализа задач, а также выбранного метода решения и критериев оценки процессов. На первом этапе разрабатывается логическая блок-схема, определяются необходимые математические выражения, выбирается ЭВМ и раз- , рабатывается программа. 2. Математические выражения, которые составляют модель, должны быть одного уровня значимости. 3. Математическая модель должна давать полную информацию об исследуемых процессах в соответствии с поставленными задачами. 4. Математическая модель должна обеспечить требуемую точность полученных данных и возможность экспериментальной проверки, 5. Программа расчета на ЭВМ, реализующая математическую модель, должна обладать универсальностью и быть применима не только для городских автобусов. Существующие способы описания алгоритмов обычно представляют в виде блок-схем, то есть имеется последовательность блоков, выполняющих определенные функции. Блок-схема дает упорядоченное представление о моделируемом процессе. В работе принят модульный принцип построения программы [52.], В нее входят подпрограммы разгона и циклического движения. В свою очередь,подпрограмма разгона состоит из двух независимых подпрограмм, реализующих рабочие расчеты. Первая подпрограмма позволяет исследовать процессы разгона с полной и частичными нагрузками двигателя, определенными режимами переключения передач и различной массой автобуса. Вторая подпрограілма позволяет исследовать вопросы снижения выбросов вредных веществ в процессе разгона. Схема разработанной программы представлена на рис. 2.1. для проведения всестороннего исследования и оценки результатов теоретических разработок необходимо выбрать критерии, соответствующие поставленным задачам. Известно, что критерий служит основой оценки изделия", позволяющей избежать субъективных и произвольных суждений. Случайный подбор критериев может привести к случайным результатам [27] , Большое значение при оптимизации управления двигателем и трансмиссией автобуса имеют выбранные оценочные критерии. Эти критерии должны количественно оценить процессы, иметь физический смысл и поддаваться измерению при экспериментальных исследованиях.

Из проведенного ранее обзора литературы следует, что сравнительный анализ циклического режима движения городского автобуса производится, в основном, по средним скоростям У и, , скоростям разгона VP и путевым расходам топлива И$ц . В большинстве работ оптимизация режима движения автобуса проводится по расходу топлива, что не совсем правильно. Частное решение задач минимизации расхода топлива, при существующих средних скоростях движения в городах, должна дополняться перспективными задачами. Они заключаются в увеличении производительности, снижении расхода топлива и выбросов вредных веществ городским автобусом. Для решения этих задач необходимо применять обобщенные и комплексные критерии.

На основе анализа приведенных критериев (табл.1.1.) и, придерживаясь требований стандартов в качестве критериев эффективности принимаются: средняя скорость движения Vu в циклах с различными расстояниями; путевой расход топлива USu, ; условная удельная производительность Wfi ; фактор производительности -pr- , USu, который используется в странах Западной Европы. Режим разгона оказывает основное влияние на расход топлива, среднюю скорость и выбросы вредных веществ городского автобуса в циклическом движении. Вопрос выбора рационального разгона с точки зрения обеспечения высоких скоростных свойств, топливной экономичности и снижения выбросов требует подбора комплекса критериев. На основе анализа существующих критериев при оценке скоростных свойств и топливной экономичности процесса разгона выбраны время Т и расход топлива Q при достижении фиксированного значения скорости автобуса vp/efl. Кроме того, в некоторых случаях применялись и другие критерии, как-то: критерий динамичности d=T—77- » учитывающий преимущество, которое приобретает данный автомобиль в результате более интенсивного разгона; критерии времени Ts и расхода топлива Qs на измерительном участке пути (при сопоставлении результатов теоретических и экспериментальных исследований. Снижение выбросов вредных веществ в процессе разгона оценивается по показателям дымнооти С % и окислом азота А Ох в г/ч. Процесс разгона при ограничении выбросов вредных веществ связан с управлением нагрузкой двигателя, поэтому оценивается по тем же критериям, что и при разгоне без ограничений.

Влияние массы автобуса и нагрузочного режима двигателя на оптимальные моменты переключения передач

Известны различные методики определения наивыгоднейших моментов переключения передач. Одни из них обеспечивают наилучшие динамические, другие - наилучшие топливно-экономические показатели автомобиля. Приведем некоторые из них, которые наиболее часто применялись. Для достижения наиболее динамического разгона, переключение передач предлагается производить, исходя из следующих зависимостей: динамического фактора ; силы тяги на ведущих колесах Р/с(1//[б9І ; при достижении максимальной частоты вращения двигателя ft де. [2 3 ; ускорения автомобиля Ja(V) [39,69] и др.

Моменты переключения передач, обеспечивающие наилучшие топливно-экономические показатели, производятся, исходя из следующих зависимостей: коэффициента расхода топлива #5 Ги-- Ti.c [QO \; удельного расхода топлива $e(V) [Ч1] и ДР» Наиболее полно проведен анализ методик моментов переключения передач в работе [ 7Z J . Автор пришел к выводу, что законы, оптимальные по расходу топлива, выгодны в городских условиях эксплуатации автомобилей. Законы, оптимальные по динамике, имеют преимущества при разгонах до более высоких скоростей. Исходя из этого, при теоретических исследованиях были выбра ны моменты переключения передач, охватывающие большой диапазон частот вращения двигателя. Моменты переключения, соответствующие Ие= 1500 мин , названы процессом переключения \/4 , при Ґіе = = 1800 мин""1 - V2. , при . Исходя из выводов ра боты [72], была разработана подпрограмма расчета на ЭЦВМ процесса разгона автобуса с переключением передач с использованием зависимости [90] , которая представляет отношение секундного расхода топлива к ускорению движения автобуса -ьгД . Скорости, при которых происходит переключение передач по зависимости ? , оп-ределяются следующим образом. Рассмотрим для примера переключение передачи со второй на третью, диапазон скоростей от минимальной на третьей передаче до максимальной на второй, делится на 200 ин тервалов. Затем начиная с максимальной скорости на второй переда-че для первого интервала определяются отношения - и производится сравнение Г = ( Mi)\л " / г ( Vijjjr. 0,05 . Если неравенство не удовлетворяется, проверяется"следующий интервал. При удовлетворении неравенства скорость У і берется как скорость переключения со второй на третью передачу. Если неравенство не удовлетворяется ни в одном из интервалов, скорость переключения передачи определяется как 0,98 У/МЙКС. на второй передаче. Аналогично находятся скорости переключения для последующих передач. На рис. 2.3. по приведенным предварительным расчетам показан характер кривых = ([/) Из графика видно, что форма кривых ближе всего подходит к параболе и поэтому функцию l(V)w каждой передаче можно интерполировать уравнениями второго порядка. Второй способ нахождения моментов переключения передач, хотя и проще, но как показали расчеты, недостаточно точен.

Представленная математическая модель процесса разгона позволяет применительно к автобусу с дизелем сравнивать выбранный режим переключения -=рч V/t в дальнейшем названный процессом V4 ,

По полученным расчетным показателям режимов разгона (процесс v4 ) определяются влияние массы автобуса и частичных нагрузок двигателя на момент переключения передач. Проведение таких исследований позволит конкретизировать рекомендации, направленные на снижение расхода топлива в эксплуатации. Автобусы "Икарус" оснащаются четырехтактным двигателем "РАБА-МАН" Д2І56НМ6И непосредственного впрыска со сферической камерой сгорания в поршне, что обеспечивает их высокую экономичность, а также существенно уменьшает загрязнение атмосферы городов окисью углерода, углеводородами и соединениями свинца. Но, наряду с этим, дизель является источником повышенной дымности С и выбросов окислов азота А/их . Проведенные испытания на маршрутах города позволили рассчитать выбросы вредных веществ и дымность в эксплуатации. Результаты расчетов представлены в четвертой главе. Исходя из полученных предварительных данных по С и Л/Ох, можно сделать заключение, что при работе двигателя с полной нагрузкой (процесс разгона автобуса) необходимо уменьшить выброс сажи, а также выброс окислов азота. Реальная цель данных исследований - изыскание и разработка расчетных вариантов, направленных на снижение выброса вредных ве ществ без значительного ухудшения динамических и экономических по казателей автобуса, а также его надежности и долговечности. При разработке методики снижения С и NOx были использованы резуль таты стендовых испытаний двигателя Д2І56НМ6И, полученные в иссле довательском институте АУТОКУТ Г.Будапешт. На рис. 2.4. и рис.2.5. представлены токсические характеристики двигателя по дымности и выбросам NOx На этих рисунках показаны кривые постоянных вели чин дымности и выбросов NOx, а также гиперболические кривые, со единяющие точки, соответствующие постоянным мощностям. Точки I, 2, 2(рис. 2.4.J и точки 3, з , 4(рис. 2.5.J соответствуют принятым ог раничениям. Представленные характеристики, полученные в полном диа пазоне режима работы двигателя позволяют теоретически правильно подойти к вопросу снижения выбросов вредных веществ. Формулирует ся поставленная задача следующим образом. Рассчитать значения на грузки двигателя и соответствующие ей частоты вращения в процессе разгона автобуса, которые обеспечили бы реализацию поставленной цели.

Измерительно-регистрирующая аппаратура и методика измерений

По результатам проведенных аналитических исследований и полученных характеристик процессов разгона с различными моментами переключения смежных передач, можно сделать следующие выводы: 1. Скоростные свойства автобуса в процессе разгона с полной нагрузкой двигателя, наилучшие при переключении передач по закону (процесс V3). Тогошвно-экономические свойства автобуса, с полной и частичной нагрузкой двигателя, наилучшие при переключении передач по закону ?vV (процесс 1/4). 2. Коли принять весомость Т и Q. одинаковыми, то для город ского автобуса, разгон которого проходит при частичных нагрузках двигателя, следует предпочесть процесс переключения передач 1/4. Выше дано обоснование применения оптимального по топливной экономичности закона переключения смежных передач для городских автобусов и доказана возможность экономии топлива путем управления трансмиссией. Другим важным вопросом является обоснованный выбор такого нагрузочного режима работы двигателя, при котором достигается наилучшая топливная экономичность автобуса без значительного снижения скоростных свойств в процессе разгона. Результаты экспериментальных исследований (п. 4.2.2) показывают, что двигатель 97...98 % времени при разгоне автобуса работает при частичных нагрузках. Водитель управляет нагрузочным режимом двигателя по собственному опыту и так, как ему диктуют дорожные условия. Определенных рекомендаций по правильному выбору моментов переключения передач по скорости или частоте вращения и одновременному управлению нагрузочным режимом двигателя (положение педали топливоподачи) для автобусов с дизелем не имеется.

Проведенные исследования некоторых авторов \&4, 82] говорят о важности вопроса управления нагрузочным режимом двигателя в процессе разгона. В этих работах, в частности, сделаны выводы о влиянии коэффициента использования мощности KV в фазе разгона на экономичность, а именно: полное использование мощности ( KN = I) выгодно только в интервале высоких значений конечных скоростей разгона; чем меньше конечная скорость разгона, тем меньше должна быть степень использования мощности двигателя. В этих работах не даны конкретные рекомендации по управлению нагрузочным режимом двигателя в процессе разгона, поэтому выводы авторов требуют уточнения. Кроме того, представленные зависимости получены применительно к автобусу с карбюраторным двигателем.

Известна работа [72], в которой получена закономерность управления дроссельной заслонкой, обеспечивающая снижение расхода топлива. Но представленные закономерности относятся к легковому автомобилю с автоматической трансмиссией. Анализ ряда работ показал, что имеются общие принципы экономичного управления городским автобусом, но количественное описание режимов работы двигателя, которые обеспечивают снижение расхода топлива при разгоне, отсутствуют.

Для того,чтобы изучить влияние нагрузочного режима работы двигателя на скоростные свойства и топливную экономичность автобуса при разгоне проведены соответствующие расчеты. В таблице 3.1 представлены результаты аналитических исследований процесса разгона автобуса при оптимальном законе переключения передач -y (V/ (процесс V4) и нагрузочных режимах двигателя 0,5 Н_, 0,75 Н_ и 1,0 Нр. На рис, 3.7 хорошо виден характер изменения кривых (процесс v4) и точки пересечения смежных передач при 1,0 IL и 0,5 IL. Характер изменения кривых при 0,75 IL близок к 1,0 EL, поэтому не показаны. Точки пересечения кривых, каждая из которых соответствует моменту переключения передачи трансмиссии, являются оптимальными для данной нагрузки. При частичной нагрузке двигателя кривые Ш и ІУ, так же как при любой нагрузке кривые ІУ и У, не имеют общих точек пересечения. Если нет общих точек пересечения, то моменты переключения передач выбираются по 0,98 1е на низшей передаче.

Критериями оценки процесса разгона выбраны время Т и расход топлива Q при достижении конечных скоростей. На рис. 3.8 приведены зависимости расхода топлива Q для каждой из конечных скоростей разгона при трех значениях IL. Характер изменения кривых таков, что при уменьшении подачи топлива до 0,75 IL в диапазоне конечных скоростей разгона от 2,77 м/с до 12,5 м/с расход топлива снижается. В диапазоне высоких скоростей разгона от 12,5 м/с до 16,66 м/с расход топлива уменьшается при увеличении подачи топли-ва и достигает минимального значения для Vp при 0,9...1,0 BL. При уменьшении подачи топлива в процессе разгона от 0,75 EL до 0,5 EL происходит увеличение расхода топлива во всем диапазоне конечных скоростей разгона.

Итак, обязательным условием для достижения наилучших топливно-экономических показателей автобуса в процессе разгона является применение частичной подачи топлива. Сказанное легко проследить по графику (рис.3.9), на котором представлены зависимости расхода топлива от конечной скорости разгона при полной и частичных нагрузках двигателя. Расход топлива при 0,75 EL уменьшается до своего минимального значения при vp = 8,33 м/с, а затем увеличивается, приближаясь к расходу топлива при 1,0 EL.

Похожие диссертации на Разработка рекомендаций по оптимизации режимов работы двигателя и трансмиссии городского автобуса