Расход топлива автомобиля

Расход топлива автомобиля

Расход топлива автомобиля, а если сказать точнее, удельный расход топлива автомобиля, это количество израсходованного автомобилем топлива. Как правило, он приводится к пройденному расстоянию, но для специальной техники на автомобильной базе он может определяться как часовой расход топлива. В настоящее время расход топлива автомобиля является одной из важнейших характеристик автомобиля и его двигателя. Вот о том, из каких показателей складывается расход топлива автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

 

 

Определение расхода топлива автомобиля

 

Официальные данные для стандартного рас­хода топлива получены в ходе динамометриче­ских испытаний, проводимых на специальных стендах для определения количества выбросов, на которых выполняются предписанные нор­мами испытательные циклы (например, MNEDC для Европы, FTP 75 и Highway для США и JC08 для Японии). Отработавшие газы собираются в специальные мешки для сбора образцов, и затем, для определения расхода топлива, опреде­ляется содержание в них таких составляющих, как НС, СО и СО2 (см. «Техника измерения со­держания выбросов в отработавших газах»). Содержание СО2 в отработавших газах пропор­ционально расходу топлива.

Для Европы действительны следующие спра­вочные значения:

Дизельное топливо: 1l/100 км ≈26,5 г СO2/км.

Бензин (Евро-4): 1l/100 км ≈ 24,0 г СO2/км.

Бензин (Евро-5): 1l/100 км ≈ 23,4 г СO2/км.

Переход со стандарта Евро-4 на Евро-5 связан с добавлением к бензину 5 % этилового спирта.

Масса автомобилей моделируются на испы­тательных стендах, как контрольная масса, которая, в зависимости от страны и собственной массы автомобиля, распределяется по категориям с инкрементами 55-120 кг. При отнесении автомобиля к тому или иному классу массы имеется в виду масса автомо­биля в снаряженном состоянии (включая все эксплуатационные жидкости и заполненный на 90 % топливный бак), а также дополни­тельные 100 кг в качестве эквивалента массы водителя и багажа. Разница в расходе то­плива между двумя соседними классами массы, в зависимости от типа автомобиля, составляет от 0,15 до 0,25 л/ 100 км.

Единицы расхода топлива автомобиля

 

Стандартный расход топлива автомобиля, в зависимости от страны и цикла испытаний, выражается в различных единицах. Например, в Европе этот параметр выражается в граммах СО2/км или в литрах на 100 км, в США — в mpg (милях на галлон), а в Японии — в км/л.

Примеры перевода:

30 mpg → 235,215/30 → 7,8 л/100 км,

22,2 км/л → 100/22,2 → 4,5 л/100 км.

Сопротивление движению автомобиля

 

Если пренебречь влиянием, которое оказы­вает на расход топлива стиль вождения (кото­рое может достигать 30 %), можно выделить три группы факторов, оказывающих влияние на расход топлива (см. рис. «Влияние конструкции автомобиля на расход топлива«):

Внешнее сопротивление движению автомобиля

 

Внешнее сопротивление движению опреде­ляет минимальную энергию автомобиля, тре­буемую при том или ином режиме движения. Внешнее сопротивление движению автомо­биля может быть уменьшено путем снижения массы автомобиля, улучшения его аэродина­мики и внедрения мер по уменьшению сопро­тивления качению. В среднем уменьшение на 10 % массы автомобиля, аэродинамического сопротивления и сопротивления качению при­водит к снижению расхода топлива примерно на 6,3 и 2 %, соответственно.

Влияние конструкции автомобиля на расход топлива

Формула, приведенная на рис. «Влияние конструкции автомобиля на расход топлива», проводит различие между сопротивлением разгону и сопротивлением замедлению. Она ясно по­казывает, что расход топлива на единицу расстояния возрастает, прежде всего, при ча­стом использовании тормозов и отсутствии системы отсечки подачи топлива, даже при наличии гибридной системы, используемой для рекуперации некоторой части энергии торможения.

Внутреннее сопротивление движению автомобиля

 

Внутреннее сопротивление движению автомобиля вклю­чает потери в кинематической цепи привода, от коленчатого вала до колес. На рис. «Диаграмм расхода топлива двигателя» суммы внутреннего и внешнего сопротивле­ний движению представлены кривыми с и d, где автомобиль А демонстрирует значи­тельно более низкое сопротивление движе­нию, чем автомобиль В.

Диаграмм расхода топлива двигателя

Так же как потери мощности в цепи при­вода, на расход топлива оказывает влияние общее передаточное отношение. Оно вы­числяется как произведение передаточных отношений трансмиссии и дифференциала. Выбор общего передаточного отношения определяет различные рабочие точки на диа­грамме расхода топлива для данной скорости движения. Более «длинное» передаточное отношение, т.е. меньшее общее передаточ­ное отношение в общем случае сдвигает ра­бочую точку в область более низкого расхода топлива. В то же время следует отметить, что это приводит к ухудшению характеристик разгона автомобиля и характеристики NVH («Шум — Вибрация — Резкость»), оказываю­щего влияние на уровень комфорта водителя. Отсюда следует, что разумный выбор передаточного отношения возможен только в определенных пределах.

Самым распространенным способом представления диаграмм расхода топлива является «график», на котором среднее эф­фективное давление и, как семейство пара­метров, линии постоянного удельного рас­хода топлива автомобиля (расход топлива, отнесенный к выходной мощности, в г/кВт⋅ч), строятся в зависимости от величины оборотов дви­гателя (см. рис. Диаграмм расхода топлива автомобиля). Это дает возможность сравнить эффективность двигателей различ­ных размеров и типов.

Другим способом представления является установление как семейства параметров, рас­хода топлива или массового расхода (напри­мер, в кг/ч). Эта форма представления осо­бенно удобна в качестве входной переменной для программ автоматизированного констру­ирования (САЕ), которые могут быть использованы для моделирования расхода топлива (исходя из количества выбросов СO2).

В обоих представлениях в качестве до­полнительной информации вводятся кривая крутящего момента при полной нагрузке, в качестве верхней ограничительной линии, обороты холостого хода и предельно допустимые обороты, как ограничивающие ча­стоты вращения, а также линии постоянной мощности (гиперболы мощности в соответ­ствии с равенством Р ∼ рme ⋅ n).

В следующей статье я расскажу о динамике поперечного перемещения автомобиля.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *