автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Оценка топливной экономичности и оптимизация режима движения автомобиля

волгоградский ордена трудового красного знамени

__с

государственный технический университет

На правах мкатшси

гашен сергея валерьевич

ОПЕНКА ТОПЛИВНОЙ экономичности и оптинизлтя РЕХИМА ДВИЖЕНИЯ АВТОНОБИЛЯ

Специальность 06.2Г.10 - Эксплуатация аёяолобьхьного лтранспорао

авт0?2*£рат диссертации аа соисканлэ ученой степени кандидата тэхничэских наук

Волгоград. 1994

Работа выполнена на кафедре "Автомобильный транспорт" Волгоградского государственного технического университета.

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Г.М.Косолапов

Научный консультант

кандидат технических наук, доцент С.И.Князев

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Н. Г. Кузнецов

кандидат технических наук, доцент А.Е.Русаковский

Ведущее предприятие

Территориальное производственное объединение Волгоградавтотранс

Зашита состоится " 24 " июня 1994 г. в & часов на заседании специализированного совета К 063.76.02 в Волгоградском государственной техническом университете по адресу: 400066, г.Волгоград, проспект Ленина. 28.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института.

Автореферат разослан щ ¿О " мая 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

А/ В.А.Ожогин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

с

Актуальность темы. Повышение топливной экономичности автомобилей по-прежнему остается одной из основных проблем при конструировании новых и эксплуатации уже суцеетвувдих автотранспортных средств. В настоящее время к числу наиболее перспективных путей решения названной проблемы, относится оптимизация конструктивных параметров и реимоз движения автомобиля с учетом конхретких усло-• вий эксплуатации.

Для реализации данного направления важно усовершенствовать - метода расчета топливной экономичности н тягово-скоростных качеств сАТС с цес.ьа определен!. оценочных показателей автомобиля при болоь точном и полном учете особенностей процесса движения в городских условиях эксплуатации. Применение не оятностных методов при расчете показателей расхода топлива расширяет возможности исследований совместного влияния на него многих случайно кзменяшк -.ся факторов. Разработка такого уточненного метода позволитссце на стчдии проектирования автомобиля правильно выбрать параметры двигателя и трансмиссии АТС в зависимости от предполагаемых условий его использования.

Такие необходимо» в ~вязи с ростом среднего возраста автомобильного парка страны, при прогнозировании расхода топлива автомобиля, учитывать у его техническое состояние, которое значитолы«о влияет на топливную экономичность АТС. В процесс.. движения автомобиля, особенно в городских условиях, продолжительность работы двигателя на неустановившихся режимах преобладает, что, в своп очередь, вызывает увеличение расхода топлива в данных условиях эксплуатации, и, следовательно,'необходимость оптимизации управления автомобилем на режиме разгона. Сказанное определяет актуальность теоретических и эксперименталк^х работ в этом направлении. •

Цель работы. Оценить топ."авную экономичность автомобиля в реальных городских условиях эксплуатации, с учетом его технического состояния, и на базе этого разработать рекомендации по выбору рея ккма движения на перегоне для различных дороккых условий, оптимизировать параметры двигателя и трансмиссии, с учетом слошости маршрута; а также установить взаимосвязь между техническим состоянием автомобиля и его топливной экономичностью.

Методы исследования. Теоретик:скоэ исследование влияния конструктивны* и эксплуатационных факторов ка оценочные показателя

автомобиля проводилось на базе разработанной математической модели с использованием ЭВМ ЕС-1061. Для сокращения затрат машинного ьре-кзкл, они проводились с применением методов математического планирования экспериментов, что позволило представить результаты расчетов в виде регрессионных моделей. Экспериментальное изучение взаимосвязи мезду сложностью маршрута, техническим состоянием АТС и его топливной экономичностью проводилось на автобусах и грузовых автомобилях в условиях эксплуатации.

Объект исследования. Автобусы ЛАЗ, ЛиАЗ и грузовые автомобили КамАЭ-5320, 5511.

Научная новизна. Разработана и реализована на ЭВМ математическая модель системы "Д-А-Ь-С" для городских условий эксплуатации, учитывающая регимк работа двигателя ктк по внешней так и иа частичных скоростных характеристиках, позьолкшая определить топ-.'5'bh.yb экономичность автомобиля с учетом его технического состояния. Предложен метод оценки технического состояния АТС для корректировки его топливной характеристики к прогнозирования расхода гопливп автомобилей, находящихся в эксплуатации, вводимую в математическую модель. С помощью модели и е ходе натурных экспериментов колгч&стьонкэ оценено влияние конструктивных и эксплуатационных факторов ка топливную экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля. Предложены математические выражения для определения оптимальных (с точки зрения расхода топлива, эффективности работы АТС, средней скорости движения) режимов движения автомобиля на перегоне для разлгтных дорожиых условий.

Практическая ценность. Разработанные математическая модель и методики об-эспечивагт целенаправленный многофакторный анализ показателей топливной экономичности и тягого-скоростяых свойств автомобиля, что позволяет на стадии конструирования проверить эффективность использования автолюс&ля в различных условиях эксплуатации. Прогнозировать топлиьнув экономичность автомобилей с конкретным техническим состоянием на конкретном маршруте движения. Реализация рекомендаций по выбору оптимального режима движения на перегене, в зависимости от дорежннх условий, обеспечивает повипэниа топливной экономичности автомобиля на 6-18 % и эффективности его использования на 4-11 %;•

Практическая реализация. Полуденные в ходе исследований материалы и методика назначения дифференциальных норм расхода топлива, в зависимости от технического состояния автомобиля и слскности

маршрута, используются "в Волгоградском НАТО. Разработанная на основе созданной математической модо.ти программа расчета на ЗЕМ применяется б учебном процессе в Волгоградском государственном техническом университете.

Апробация работы. Основные положения работы обсундались и докладывались нз научно-техшческих конференциях ВолгГТУ (1987-1994\ региональных научно-технических конференциях "Применение математических средств и вычислительной техники к задача автомс-' больного транспорта", Волгоград, 1989 г., "Транспортный комплекс в современных условиях", Омск, 1993 г.

Публикации. По материалам исследований опубликовано семь пэ-- четных работ (5 стагьл и 2 тезисов докладов на региональных научно-технических конференциях). Фрагменты работа Екличекы п НИР кафедры "Автомобильный транспорт".

Объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав» обвдгх выводов, списка использованной литера:^рн и приложения. Общий объем работы - 166 стр., в том числе 45 стр рисунков и трблиц. Библиография включает 104 наименования, з том числе 5 на иностранном языке.

"9ДЕШНИЕ РАБОТЫ

»

Во введении локазон» актуальность решаемой проблемы и д&ла краткая аннотация выполненной работы.

В первой главе проанализированы суиэствующга метода определения показателей топливной'экономичности автомосилбйв рассмотрены основные группы фактгтов, оквзывахвдн влияние на расход топлива, спрэделены цель и задача иссле-звания.

Вопросам определения показателей топливной экономичности и моделирования движения автомобиля •посвящена труды Е.А.Чудакова, Г.В.Зимелева, В.А.Иларионова, Б.С.Фалькевича, Д.А.Рубца, Л.А.Токарева, Н.Я.Говор;тценко, В.А.Патрушева, Я.Е.Фаробина, Г.Б.Безбородо-вой, А.И.Гришкевича, D.Pitt и друглх аы~ров. Особое внимание уделено анализу работ, посвященных изучению влиянии на топливнув экономичность автомобиля городских условий эксплуатации. Анализ литературы показал, что оценка характеристик дорожных условий сводится к двум случайным процессам, описывахпп изменение уклонов и максимально допустимой скорсс-а двихэни: в функции пути. Отмочено, что проблема мо'элироваиия деяяэния автомобиля в городских условиях

эксплуатации, в отличии от движения АТС по загородным дорогам, разработана недостаточно. При этом, оценивая топливную экономичность автомобиля, прсжтичэоки не учитывается его техническое состояние, влияние которого на расход топлива соизмеримо с влиянием дороя;ных условий. Показано, что одним из наиболее перспективных способов оценки технического состояния АТС является метод диагностирования двигателя по оборотному расходу топлива.

Вторая главя посвящена разработке имитационной математической модели системы "Д-А-В-С" дял городских услов;гй эксплуатации. В качестве основных случайных входных сигналов при исследовании топливной экономичности и тягово-скоростных качеств автомобиля приняты: переменный продольный макрспрофил? дороги, обуславливал«^ случайное суммарное сопротивление движению; режим движения, определяемый расположением поворотов, светофоров и остановок на мара-руте для. автобусов. Созданная математическая модель учитывает поведение водителя при движении на маршруте, положение дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или рейки ТНЗД дизеля, возможность проезда перекрестка нз зеленый и красный сигналы светофора, остановку автомобиля при повороте налево, ограничение скорости при движении на спуске, возможность буксования, техническое состояние автомобиля, регулировку системы холостого хода карбюратора.

Основными показателям,:, которые характеризуют движение автомобиля в реальных условиях эксплуатации, являются расход топлива на маршруте 0Б и средняя скорость движения При оценке топливной экономичности авг. мобильного двигателя в функции силового наг-рукегая к скоростных параметров движения в основу модели было положено, предложенное И.М.Лениным, соотношение между расходом топлива (в г на один оборот коленчатого вала) и эффективным крутяадм моментом двигателя, имеющее линейный характер:

«о - «от + • ' (1)

где £ог,- расход топлива двигателем за один оборот коленчатого вала на холосюк ходу, г;

V - коэффициент повышения g01. от нагрузки, является для данного типа двигателя константой, г/Н м.

При движении в горлде, как показал проведенный анализ литературы, значительная часть топлива ггрохсдит через систему холостого года карбюраторного двигателя, а, следовательно, расход топлива определяется и индивидуальной регулировкой топливной аппаратуры.

Поэтому в уравнение (1) "внесено дополнительное слагаемое, •учитывавшее конкретную регулировку системы холостого хода

(-м/м„)

So = Sox + %Bin " <W-exp v!i„ . (2)

где g^kj- расход топлива двигателем за оборот коленчатого вала на минимально устойчивых оборотах холостого хода» г/об; и - постоянная момента двигателя» характеризующая веяние систем холостого хода на расход топлива, Н м.

В соответствии с уравнением (2), работу двигателя на холостом л ходу и малых нагрузках характеризует gomin, а на средах нагрузках Zox° Потери в трансмиг-ии определяются через расход топлива на по° выаенних оборотах с вывепеннкч ведутдкм мостом и включенной передачей

«опр - ^х + V'Hr. ' <3)

где оборотный рясход топлива с включений трансмиссией,

г/об;

Мгр - потери в трансмиссии, приведенные к двигателю, Н м.

Разлохив момент тркая на составляющие, было получено выражение для определения численного значения коэффициента, учитывающего потери в трансмиссии при скорости близкой к нулю= Таким образом, определяя топлизно-экономпческиэ характеристики , Ccfflin 0и можно описать как техническое состояние двигателя, трансмиссии, так и регулировку системы холостого хода карбюраторного двигателя.

При определении линейного расхода топлива, кроме нелинейности f (lie) в зоне малых и средни,х нагрузок, учитывалась нелинейность характеристики при значениях кру.яцих мс::ентов двигателя близых к максимальным, введением поправочного коэффициента, -п.! стланное значение которого в среднем составляет 1,1.

Для оценки скоростных свойств и топливной экономичности автомобиля были использованы такта такнэ комплексные показателя, как _ уделыгя производительность и коэффициент эффективности работа АТС, предложенный А.А.Токаревш».

Разраооташая модель представляет собой три осн„зких блока: блок м"полирования дорокных условий, алгоритм логики действий водителя по управлении скоростьв автомобиля н блок моделирования даетеяая АТС. Н-оде.-трозание двпгенгя автомобиля в города р-.ссгот-

репо на примере двнкония маршрутного пассажирского транспорта. Все остальные перевозки в городских условиях являются его частным случаем (отсутствуют остановки для посадки-высадки пассажиров).

Характеристики маршрута могут быть заданы либо детерминировано, либо с помощью конкретных реализаций случайного процесса, в соответствии с заданными статистическими характеристиками маршрута. Ео-втором случае, длины перегонов меяду остановками на маршруте подчиняются логарифмически нормальному закону распределения, а распределение светофоров и поворотов по длине марпрута является равномерным, при этом поворот выделен е отдельный участок, с ограничениями скорости движения на нем. Значение среднеквадратического отклонения продольного уклона устанавливается в соответствии с типом местности, на которой проходит маршрут. При моделировании дорожных условий весь маршрут разбивался на участки, какдай из кот -рых характеризуется начальной скоростью движения, максимально допустимой скоростью движения, конечной скоростью на участке, продольным уклоном, радиусом поворота (в случае прямолинейного участка равен бесконечности) и загрузкой автомобиля.

Движение автомобиля по маршруту- состоит из совокупности циклов. Б общем случае цикл состоит из слэдушдих фаз движения: разгон

установившиеся движение 5 , торможение двигателем или накат Зн, выбег 5Ь и торможение Б . "Логика действий водителя" (рис. 1) направлена на выполнение именно этого полного цикла движения, как наиболее экономичного. Однако, если длина участка меньше пути замедления или при разгоне расстояние до конца участка стало меньше необходимого для зам*,.¿пения по общему циклу, то "логика водителя" переходит на двухфазное (Э торможение без использования выбега автомобиля. При моделировании были сделаны следующие допущения, принятые по результатам обзора литературы: отрицательное ускорение принимается равным при служебном торможении 1 м/с2, начальная скорость торможения - 24 км/ч, вредя переключения передач в среднем 1,4 с. Алгоритм определяет также, наиболее экономичную передачу для двккения с установиваейся скоростью. Определив режим движения автомобиля, в соответствии с дорожными условиями и алгоритмом "логики действий водителя", был смоделирован непосредственно процесс движения автомобиля.

В основу разработанной математической модели было полонено уравнение силового баланса автомобиля

Блок-схема алгоритма движения автомобиля на участке маршрута

Начало 1

Ввод параметров АТС, участка (ЭХ .7„,1,Ю

Опрецеление ступени коробки передач для скорости VI

нет

Определение пути замедле

нет

Отзегвление пути замедления перед поворотом З3^н+5Т

Разгон до Утах с переключением передач

нет

нет да

;я-х<з; да

да

Определение пути замедления 23=Зн+Зт для

Равномерное дви-кание до Х=3-3„

Замедление (накат, выбег, торможение)

Замедление с 'Д (накат,торможение)

"Г

Конец

Разгон с переключением передач

Равномерное лвшсение

Рис. 1

Х.Ма-б = М^о^/«* - (Рг + Ри + Р4 + Рг + МтрЛу . (4)

где £ - ускорение автомобиля, м/с4;

М_ - масса автомобиля, кг;

а

б - коэффициент, учитывающий вращающиеся массы двигателя,

трансмиссии и колес; Ме - текущее значение крутящего момента двигателя, Н'м; 1Т0 - передзточнор отношение главной передачи; ик - передаточное отношение коробки передач; й^ - радиус качения ведущих колес, м; Р^ - сила сопротивления качению колес, Н; Р - сила сопротивления-воздуха, Н;с Р^ - сила сопротивления движению на подэ-ме, Н; Рг - сила сопротивления двикению на повороте, Н. Основную часть времени движение автомобиля происходит при неполной реализации тягово-скоростных свойств, поэтому в модель было введено уравнение мощности двигателя на частичных нагрузках при различных углах открытия дроссельной заслонки или значениях перемещений рейки ТНБД:

11 е ' 1 <етах • + К ■ < Vй»> + V <пе/п»' ) • <5 > гя& К«.,™ - максимальная мощность двигателя, Вт;

пк- частота вращения вала двигателя при максимальной мощности, мин-4;

N , , Нг - функции угла открытия дроссельной заслонки или

относительного перемещения рейки топливного насоса. При движении на повороте возникают дополнительные силы сопротивления движению, обусловленные явле"-дем увода шин и сопротивлением повороту шш на дороге

гг-ггг*р*в + рц + в'<у1. +у..> • - (6)

где Pfr• - сила сопротивления движению от действия центробежной силы, Н;

- дополнительная сила сопротивления качению колеса от бокового увода, Н; ^ - сила сопротивления повороту шшш, Н;' в - угол поворота управляемых колес; У ,, Ь\г - боковые силы на управляемых колесах, Н. При решении уравнения силоеого баланса была получена конкретная реализация функций момента двигателя и скорости АТС по време-

ни, необходимая для определения оценочных показателей автомобиля.

По разработанной модели была составлена программа расчета, содержащая двенадцать программных единиц, в т.ч. три стандартные -"RKGS" (решение дифференциальных уравнений методом Рунге-Кут-та-Гелла), "GAUSS" и -RAUNDU".

В третьей главе приводятся результаты натурных экспериментальных исследований топливной экономичности автомобиля в городских условиях эксплуатации. В ней описываются условия эксплуатации АТС, контрольно-измерительная аппаратура, методика экспериментальных исследований. Испытания были направлены на решение трех задач. Это во-первых, проверка по оценочным показателям адекватности разработанной модели в реальных условиях эксплуатации. Во-вторых, исследование влияния технического состояния автомобилей, находящихся в эксплуатации, на расход топлива. Заключительной задачей Сила разработка, на основании экспериментальных данных, методики прогнозирования топливной экономичности автомобиля с учетом его технического состояния и конкретных условий эксплуатации.

Проверка адекватности разработанной модели "Д-А-В-С" показала, что отличия расчетных значений линейного расхода топлива .от полученных в эксплуатации составляет в среднем 3,v3 а отличие значений средней скорости - 3,28 %. Максимальные отклонения не превышали 11,5 %. Сопоставление полученных данных с расчетными с помосаю критерия Фишера показало, что рйработаннзя математическая модель адекватно описывает . зальный процесс движения автомобиля на маршруте с учетом его технического состояния.

Было установлено, что регулировка системы холостого хода карбюраторного двигателя по расходу топлива дает возможность снизить потребление топлива автомобилем на 2С-25 %. Среднеквадратичэское отклонение линейного расхода топлива в реальных условиях эксплуатации составляет 3-6 л/100 км, что в 2-2,5 раза больше чем по отчетным данным АТП. Проведенные замеры топливно-скор">стных качеств АТС показали большое влияние как дорожных условий, так и технического состояния автомобиля на его топливную экономичность.

Для опенки топливной экономичности в реальных условиях . эксплуатации, на основании экспериментальных данных, был разработан показатель - удельный мардруткый расход топлива, который характеризует часовой расход топлива автомобилем с конкретным техническим состоянием на маршруте и определяется по формуле

% - Qx + V( «л " > '

где км - коэффициент сложности маршрута,

О , Од - часовые расходы топлива на холостом ходу, соответственно, на минимальных и повышенных оборотах, л/ч;

Для городских условий эксплуатации коэффициент слокности определяется по формуле:

^ = ао+ а^ср + а*-Ма-Ка • <8>

где ао, ¡¡i, вг - коэффициенты регрессии для конкретной марки АТС;

Уср - средняя скорость, км/ч;

I! - фактическая масса автобуса с учетом загрузки, .кг;

Ка - коэффициент продольного профиля дороги.

Для магистральных дорог коэффициент сложности маршрута определяется аналогично, только было добавлено слагаемое, учитывающее влияние воздушного сопротивления движения и наличие прицепа у автомобиля 2

К = а + а -V,, + а -М -Кп + а ..К -V , (9)

м о 1ср г а а >пр ср'

где аз - коэффициент уравнения регрессии;

К^- коэфф4Щиент, характеризующий влияние прицепа (при работе без прицепа коэффициент равен 1).

Экспериментальные исследования доказали, что регрессионные зависимости линейного расхода топлива от удельного маршрутного с достаточной точностью можно представить в виде линейной зависимости:

где 0Б - линейный расход топлива, л/100км;

Ь ,Ь - коэффициенты регрессии для конкретной модели АТС.

Проверка показала, что уравнения регрессии адекватны эксперименту. Были рассчитаны коэффициенты множественной корреляции, которые составили для КамАЗов 0,°2-0,94, а для автобусов 0,88-0,92.

В четвертой главе рассматривается применение разработанной модели для выбора оптимального рокима движения на перегоне и параметров „^читателя и трансмиссии в зависимости от условий эксплуатации. Было проведено исследование влияния эксплуатационных и конструктивных факторов на топливную экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля, на примере^втобуса ЛАЗ-695Н.

При анализе влияния эксплуатационных факторов на оценочные показатели исследовалось влияние двенадцати факторов: загрузки автомобиля, математического ожидания длины перегонов между остановками на автобусном маршруте, количество поворотов и светофоров на

один километр маршрута, математического ожидания максимально допустимой скорости движения (V дисперсии уклона продольного прочдаля, коэффициента сцепления, коэффициента сопротивления качению, оборотного расхода топлг^а двигателем на минимально устойчивых оборотах холостого хода, оборотного расхода топлива на повышенных оборотах и с включенной трансмиссией, степень открытия дроссельной заслонки (ДЗ). Проведя, с помощью предварительного анализа, сокращение исследуемых факторов до восьми, был спланирован с использованием методов математического планирования эксперимент, что позволило представить результаты расчетов в виде регрессионных моделей.

Проведенные исследования показали зависимость оптимальней 7тах от длины участка и загрузки автомобиля. Анализ влия-

шя степей! открытия ДЗ на топливную экономичность автомобиля показал, что каждому значению ^ . средней 'длиы участка, загрузки автомобиля соответствует свой оптимальный угол открытия ДЗ при ;азгоне. Например, при уменьшении длины участков угол открытия ДЗ ¡еобходимо уменьшить, при этом, оптимальное положение ДЗ позволит жизить расход топлива на 12-15 5. Таким образом, для каждого |эрирута с определенным распологением остановок, светофоров и по-оротов есть -"вой оптимальные по расходу топлива и коэффициенту ффективности работы скоростные и нагрузочные режимы двикения, ричем по мере уменьшения расстояния между остановками расход топ-ива р«ко увеличивается. Это необходим^ учитывать при разработке аршрутов движения.

Полученные зависимости коэффициента эффективности работы АТС т варьируемых факторов показали, что оптимальные значения при азгоне степени открытия да и V ^ определяются загрузкой автомо-аля (У), длиной перегона (1^) и продольным уклоном дороги (1). ээтому было рассмотрено движение автомобиля на отдельном перего-э, варьируя эти пять основных эксплуатационных факторов. Был про-эдоя полнофакторный эксперимент в соответствии с матрицей СЦКЛ. оынне положения ДЗ при разгоне на расход топлива и коэф}кциент Кективнссти работы АТС менее значительно по сравнению с влиянием 1 эти показатели длины участка, загрузки автомобиля и угла пробного профиля. Однако, положение ЛЗ при разгоне, а тагасэ-гносятся к управляемым параметрам и, следовательно, более значимы ш оптимизации режима движения автомобиля.

В данной работе вопросы оптимизации режима движения решались

«ь oc.:olw получошшх уравпеалй регрессии. Исследованию на наир Улотро.чу»-л в области варьирования были подвергнуты два управляв», фокто;«с Уг. и положение ДЗ. Установлено» что уравнение регре cm: расхода то.тлква и коэффициента эффективности работы АТС сос вотствунг поверхности эллептического параболоида с точкой экстр щка в облает;: варьирования (рис. 2). Определяя координаты точ ькстромут.з, были получены зависимости оптимальных значений степе открытия к3 при разгоне и У^^ на перегоне от длины перегона, за рузки автомобиля и продольного профиля дороги по критериям расхо то;Ш-за к коэффициенту эффективности работы АТС. Однако, снижал пай posaat движения, исходя из различных критереев, будет так разлапым. Поэтому» задача оптимизации процесса» характеризующег сл несколькими откликами, была сведена к задаче оптимизации обобщенной функции желательности» которая определяется по формул

где cl4 „ Qa, аа - частные функции желательности» соответственно, длл сродней скорости движения, расхода топлива и коэффициента ыйбктавности работы АТС.

Члсткые функции желательности определялись по уравнениям peí росс;ш. Полученное уравнение регрессии для обобщенной функции ш лателькостк било использовано для определения оптимального peso» ДЗПКаНИй

Праведз^дйт урзшеязя оптимизации режима движения автомобил и аависимостя от условий эксплуатации» позволят, для автобус Лл^-695Н снизить в среднем расход топлива на 5,6 л/100 км» а коэф '^¡даэнт эффективности работы АТС увеличить на б %, т.о. повысит теплину» экономичность автомобиля на 14,2 % и эффективность ег использования на 16,4 % (рис. 3). На основе описанной методики ьогкозда разработка устройства привода дроссельной заслонки, кото рое позволит снизить расход топлива, повысить эффективность ис пользования автомобиля, Увеличить ресурс рабого дзигателя, умень сеть утомляемость водителя.

В качестве основных конетруктшкых параметров было исслэдова-но ьллянпо ькзизшети двигателя, устанавливаемого на автомобиль, 1

(11

| V¡5~L " 35"13 + 0,0227-+ 0,551-1 - 10,43-У 1 0,57 + 3,4-1 O^bj, - 0,003-1 - 0,003-У

V 2 «ал

(12)

гз

Влияние степени открытая дросселя и максимально допустимой скорости движения на коэффициент эффективности раоота

перодаточного числа главной передачи. Полученные результаты показывают необходимость подбора мощности двигателя в зависимости от условий эксплуатация| а также подбора передаточного отношения главной передачи не только от условий движения, но и от мощности устанавливаемого на автомобиль двигателя (рис. 4).

Влияние передаточного отношения главной передачи на расход топлива

о »

>

<5 «*

\ах= 1'3'3 кВт' Рис. 4

-Ы , --= 132,4 кВт

шах

Проведенный анализ показал, что поиск оптимального сочетания мощности двигателя и передаточного отношения главной передачи дг_ различных условий эксплуатации, с точки зрения повышения эффективности использования автомобиля, может быть облегчен применением данной методики еще на стадии проектирования с учетом всего комплекса реальных условий эксплуатации и повысить топливную экономичность АТС на 18-28 %.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. проведенные исследования показали, что контрольный (оборотный) расход топлива на установленных режимах является, одним из основных, комплексным диагностическим показателем технического состояния двигателя и ^¡йшсмисгай автомобиля, который необходимо учитывать при прогнозировании его топливное экономичности.

2. Разработанная математическая модель системы "Д-д-В-С", и алгоритм расчета позволяют дифференцировано оценить на ЭВМ тошшв-

нув экономичность и тягово-скоростные качества автомобиля в реальных городских условиях эксплуатации с учетом технического состояния АТС.

3. Выполненная экспериментальная проверка подтвердила адекватность модели и расчетов по ней. Расхождения в значениях средней скорости движения и расхода топлива находились, в основном, в пределах до 3-5 9, а максимальные отклонения не превышали 11,5 %.

4. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили - значительное влияние технического состояния автомобиля на его топливную экономичность, которое составило от 16 до 30 л/100 юл.

5. На основе регрессионного анализа опытных данных и теоретически* исследований, была разработана методика прогнозирования линейного расхода топлива в зависимости от коэффициента сложности маршрута и комплексного диагностического показателя. Предлохр-н показатель - удельный маркрутнка т.'¡сход топлива, яоздсляпай учесть не только сложность маршрута, но и техническое оостояияе автом-би-лл. С псмоеью удельного маршрутного расхода топлива мойно сптимк-зирсвать, в зависимости от технического состояния АТС, закрепление подвижного состава по маршрутам.

6. Получ неыэ с использованием математической модели и методов многофакторного исследования регрессионные зависимости оценочных показателей от комплекса вкеииих факторов, имэшис случайный характер воздействий, позволяют оценить-на стадии проектирования и прогнозировать в эксплуатации топливную экономичность и тягово-скоростные свойства автомобиля при различ>шх соч&танмях дородных и атмосферно-климатаческих факторов.

7. В связи с многофакторностью влияния условий эксплуатации и разным их действием на оценочные показатели автомобиля, для оптимизации процесса движения, ■ была использована обобцэнная функция желательности. В соответствии с обобщенной функцией желательности, длина участка, загрузка автомобиля й продольный профиль предопределяют оптимальные степень открытия дроссельной заслонки и максимально допустимую скорость движения на перегона, которые позволят снизить расход топлива на 3 - 8 л/100 км (применительно к автобусу ЛАЗ-695Н) и, одновременно, поеысйть коэффициент эффективностй работы АТС нэ 4-11 %.

8. Исследования показали, что правильная расстановка остановочных пунктов на автобусных маршрутах., в зависимости от располо-гекия на них поворотов, светсфсров и условий движения, позволит

повысить топливную экономичность на 12-15 %.

9. Исследование влияния конструктивных параметров аатомобил на топливную экономичность и эффективность использования. АТС пока зало, что для городских условий эксплуатации оптимальный выбор пэ редаточного отношения главной передачи и максимальной мощност; двигателя для автобуса ЛАЗ-695Н может дать 18-28 % экономии топлива и повлсить коэффициент эффективности работы АТС на 15-25 %.

Основные положения диссертационной работы и ее результат опубликованы ь следующих работах:

1. Косолапой Г.М., Князев С.И., Ганзин С,В, Никифоров АЛ Дифференцированное нормировать топлива. - Волгоград, 1938. -13 с. Рукопись представл. Волгогр. политехи ин-том. Доп. в ЦБШ'1' Му--автотранса РОК10 4.10.89, Jë 634-ат8Э.

2., Князев С.И., Ганзин C.B. Разработка методики нормирования расхода топлива. - Волгоград, IÇ39. - б с. Рукопись представл. Волгогр. по^итехн. ин-том. Деп. в ЦБНТИ Минавтотренса PMCF 21.12.89, Л 693-ат89,

3. Князев С.И., Ганзин C.B. Разработка дифференцированных маршрутных норм расхода топлива. - В сб.: Тезисы докладов региональной научно-технической конференции "Применение математических средств и вычислительной техники к задачам автомобильного транспорта". Волгоград, 1939. - с. 97-100.

4. Князев С.И., Ганзин С.Б. Корреляционный анализ взаимосвязи показателей топливной экономичности и плавности хода. - Волгоград, 1990. - 8 с. Рукопись представл» Волгогр. политехи, ин-том. Деп. в ШШТЭНазтопроме 4.07.90, Jê 202б-ап90.

5. Князев O.K., Ганзин C.B. Влияние внешних факторов на показатели эксплуатационных качеств АТС* - Волгоград, 1990. - 17 с. Рукопись представл. Волгогр. политехн. ин-том. Деп. в ЩШТЗИав-топроме 4.07.90, & 2027-ап90.

6. Ганзин C.B. Пути повышения топливной экономичности АТС в условиях эксплуатации. - В сб.: Пути повышения эффективности эксплуатации автомобилей. ЫвиЕузоасний сборник. - Саратов, Саратов. политохн. ин-т, 1990, с.62-65.

7. Ганзин C.B. Пройюзированио расхода топлива автомобиля с учетом ого технического состояния. - В сб.: Тезиса докладов регио-' калькой научно-практической конференции "Транспортный комплекс в современных условиях". Омск, СибАДй, 1993. - с. 34-35.