3.5. Экономичность работы машины

Топливо является важнейшим эксплуатационным материалом, и снижение его потребления является приоритетной задачей государственного значения. Под топливной экономичностью понимаются свойства, проявляемые машиной при выполнении транс­портной или технологической работы в определенных условиях с минимально возможным расходом топлива.

Топливная экономичность регламентируется государственны­ми стандартами и отраслевыми нормативами, в которых предусмотрены следующие оценочные показатели: контрольный расход топлива; эксплуатационный расход топлива для различных усло­вий и режимов работы машины; топливные характеристики.

Контрольный расход топлива — средний расход топлива, измеряемый в определенных условиях работы машины, нормируемый и являющийся одним из показателей оценки технического уров­ня машины.

Средний расход топлива Qcp, л, измеряется или рассчитывает­ся для определенных свойств дороги, скорости, маршрута дви­жения:

формула

где Qsi. — расход топлива на i-м участке пути, л; Si, — длина i-го участка пути, км; S — длина пробега машины, км.

Основным измерителем топливной экономичности автомобиля служит эксплуатационный расход топлива на 100 км пути или на тонно-километр транспортной работы в литрах, а для тракторов — расход топлива, отнесенный к единице выполненной работы.

Расход топлива, л, на 100 км пути пробега автомобиля

формула 1

где Q — общий расход топлива, л.

Расход топлива на единицу пробега не учитывает транспортной работы, выполняемой грузовым автомобилем, что может привести к неверным выводам при оценке топливной экономичности. По­этому наиболее объективным показателем считается эксплуатаци­онный расход топлива на единицу транспортной работы, л/(т*км):

формула 2

где МTP — масса перевезенного груза, т; STP — пробег автомобиля с грузом, км.

Для автомобилей норма расхода топлива может быть увеличена при работе в зимнее время; в местностях, расположенных выше 1 500 м над уровнем моря; на дорогах со сложным планом; в тяже­лых дорожных условиях в период распутицы и снежных заносов. При работе автомобиля на дорогах с усовершенствованным покрытием норму расхода топлива снижают.

Нормы расхода смазочных масел определяют в процентах расхо­дуемого топлива, например, для автомобиля с дизелем планиру­ется расход моторного масла 5 % расходуемого топлива.

В качестве оценочных характеристик автомобиля применяются топливно-экономические характеристики установившегося движения, движения на магистральной холмистой дороге и циклического движения. Топливно-экономическая характеристика циклического движения, или магистрально-ездового цикла, отражает реальные режимы движения в городских условиях и движения по магистрали с заданными расстояниями между остановками. В этой характерис­тике учитывается влияние на расход топлива ряда факторов, вклю­чая режим движения, рабочую передачу, разгон машины и др.

Затраты мощности на преодоление аэродинамического сопротивления имеют кубическую зависимость от скорости движения машины. При скорости автопоезда свыше 70 км/ч по горизонталь­ной дороге на аэродинамическое сопротивление расходуется бо­лее 50 % энергии, подводимой к движителю. Аэродинамическое сопротивление автопоезда на 80 % складывается из лобового со­противления автомобиля и прицепа, сопротивления выступаю­щих элементов и сопротивления, связанного с возникновением зон низкого давления за прицепом.

На графиках топливно-экономических характеристик (рис. 3.12, а) точки а показывают максимальный путевой расход топ­лива при максимальных скоростях движения автомобиля для раз­ных значений коэффициента сопротивления дороги ψ. Движение автомобиля на этих скоростных режимах сопровождается макси­мальным путевым расходом топлива Qs, вызванным прежде всего аэродинамическим сопротивлением воздушной среды. Точки b характеризуют скоростной режим работы автомобиля при минималь­ном путевом расходе топлива по дорогам с разным ψ.

Топливно-экономические характеристики автомобилей

Рис. 3.12. Топливно-экономические характеристики автомобилей: а — зависимость путевого расхода топлива от скорости: 1 — автомобили с бензи­новым двигателем; 2 — автомобили с дизелем; Qs — путевой расход топлива; υ — скорость движения; а, b — точки соответственно максимального и минимального путевого расхода топлива; б — зависимость технологической производительно­сти и удельного технологического расхода топлива от рейсовой нагрузки: Пт — технологическая производительность; МTP — масса перевезенного груза; qy — удель­ный технологический расход топлива

По показателям топливной экономичности машин можно назначать оптимальную рейсовую нагрузку и оценивать энергоемкость технологической работы. В качестве измерителя топливной экономичности здесь является удельный технологический расход топлива qy, л/(т*км), представляющий собой отношение часово­го расхода топлива Gт, л/ч, к технологической производитель­ности Пт, т*км/ч:

формула 4

где МTP — масса перевезенного груза, т; υcp — средняя скорость движения, км/ч.

Исследования показали, что для конкретных условий эксплуатации существует оптимальное значение рейсовой нагрузки, при котором достигается минимальный удельный технологический расход топлива qy (рис. 3.12, б) и максимальная технологическая производительность Пт. Это объясняется тем, что при рейсовых нагрузках меньше оптимальной выполняется незначительная полезная работа, а отношение расхода топлива к этой работе высокое. При больших рейсовых нагрузках увеличивается доля исполь­зования по времени низших передач в КП при движении, на ко­торых снижается коэффициент загрузки двигателя по мощности и резко возрастает удельный расход топлива, что приводит к повышению удельного технологического расхода топлива.