O influență semnificativă asupra consumului de combustibil este asigurată de modul în care este condusă mașina. Cea mai apropiată de cea optimă este mișcarea cu viteză constantă de-a lungul secțiunii orizontale a autostrăzii, atunci când este necesar să se depășească numai rezistența la rulare și rezistența aerodinamică. Consumul de carburant pentru această mișcare este mai mic decât atunci când conduceți printr-un oraș sau pe un drum cu un profil variabil cu aceeași viteză medie.
Fiecare oprire a mașinii și noua ei accelerare necesită o energie considerabilă. Atunci când mașina se oprește, energia ei cinetică este transformată în căldură prin frânare. La dispersarea ulterioară, mașina trebuie să fie accelerată pentru a atinge viteza pe care o avea înainte de frânare. În acest caz, trebuie să fie raportată accelerația nu numai pentru întreaga masă a vehiculului care se deplasează în traducere, dar, de asemenea, pentru a da rotirea volantului cu un mecanism cu manivelă, toate treptele de viteză la cutia de viteze și de transfer cutia de viteze, pinionul transmisie și, în final toate roțile. Reducerea tuturor acestor mase pe axa roților oferă valori foarte semnificative, în special la uneltele reduse.
Fig. 1. Fiecare oprire a mașinii și noua ei accelerare necesită o energie considerabilă.
La masina, la primul transfer, masurile rezultate au ajuns la 1,6-1,8 in greutate, iar chiar si la o transmisie directa aceasta valoare totalizeaza 1,05-1,06. În camioane, aceste valori în cea mai mică treaptă de viteză ating 2,5-3. De aceea, de exemplu, în prima treaptă de viteză, atunci când se utilizează puterea maximă a utilajului de transport uzinal, este obținută o accelerație mai mică decât a doua.
Dacă luăm în considerare că, este necesar fiecare schimbare de viteze pentru a reduce viteza de rotație a masei de rotație a motorului, ambreiajul și roțile dințate ale transmisiei, este necesar să se reflecteze asupra modului în care puteți elimina pierderile rezultate din proces.
Când vehiculul este dispersat, motorul său trebuie să funcționeze cu cea mai mare putere posibilă în zona economică a caracteristicii, iar viteza acesteia nu trebuie, dacă este posibil, să varieze. Acest mod al motorului necesită o transmisie variabilă în mod continuu. După accelerare și trecere la o viteză constantă de deplasare, puterea motorului este redusă. Și în acest caz, motorul ar trebui să funcționeze și la cel mai mic consum posibil de combustibil. Acest lucru este posibil la o viteză a motorului mai mică decât cea la care se atinge puterea maximă a motorului. Prin urmare, este nerealist să acționați motorul pentru o perioadă lungă de timp pe revoluțiile maxime de putere și să folosiți numai o parte din acesta. Pierderea de putere a motorului cu viteza sa constantă variază nesemnificativ, însă ponderea sa în puterea totală, cu o scădere a sarcinii, crește, ceea ce determină o deteriorare a eficienței mecanice. Această eficiență este zero când motorul funcționează fără încărcătură, adică la ralanti. Dependența randamentului mecanic ηm la gradul de utilizare a puterii motorului Ne la o viteză constantă de rotație este prezentată în Fig. 2.
Fig. 2. Influența încărcării motorului asupra eficienței sale mecanice la o viteză constantă de rotație.
Din acest motiv, la trecerea la o putere mai mică, se recomandă reducerea turației motorului, inclusiv a treptei de viteză mai mari (adică reducerea raportului de transmisie), obținându-se astfel aceeași putere, dar cu o sarcină mai mare a motorului și un consum redus de combustibil. În cazul motoarelor moderne pe benzină, regiunea cu cel mai mic consum specific de carburant se află în zona de rotație de frecvență egală cu 50% din valoarea maximă și cu accelerația aproape complet deschisă a carburatorului.
Caracteristica puterii motorului Ne ca funcție de turația lui n este prezentată în Fig. 3. Curba punctată a dependenței consumului minim de combustibil specificat de puterea motorului poate fi diferențiată de câmpul total al consumului specific de combustibil g. Până la punctul A, această curbă trece sub curba maximă de putere a motorului Ne. Aceasta înseamnă că, atunci când puterea motorului care rulează la o viteză constantă este redusă, viteza motorului la o viteză mai mică la punctul A. Consumul specific de combustibil este redus la valoarea corespunzătoare curbei punctate și apoi se ridică din nou. Cu puterea motorului mai mare decât puterea de la punctul A. consumul specific de combustibil, cu creșterea puterii, crește doar. Pentru a atinge un consum minim de carburant, este necesar ca atunci când vehiculul se deplasează, motorul funcționează în mod constant într-un mod apropiat de cel indicat de curba punctată.
Fig. 3. Zone cu consum specific de carburant pe caracteristica externă a motorului:
---- Puterea maximă a motorului cu consumul specific de carburant minim; g - curbe de consum constant de combustibil.
În ce măsură această condiție poate fi îndeplinită, este evidentă din diagrama de echilibrare a puterii prezentată în Fig. 4. Graficul prezinta miscarea de putere schimbare de rezistență partea orizontală a autostrăzii (Nf + Nv) și cu gradient 2 și 5% (linii punctate-dot). Forța necesară pentru a depăși ascensorului cu un gradient de 2%, pe o accelerare a vehiculului rutier orizontal poate da 0.1448 m / s și cu 2% uklonom5 - respectiv 0,362 m / sec 2. Liniile solide arată dependența puterii maxime a roților vehiculelor pe viteza mișcarea sa la diferite trepte de viteză (III, IV sau V) incluse. Aici, linia punctată prezintă curbe de putere maximă pe roțile automobilului atunci când motorul funcționează cu un consum de carburant specific.
Fig. 4. Balanța de putere a mașinii:
Nf - rezistența la rulare; Nf + Nv - rezistență la deplasare de-a lungul secțiunii orizontale a autostrăzii; - - - - cea mai mare putere pe roțile automobilului cu treptele de viteză III, IV și V cu un consum minim de carburant al motorului.
Se poate observa că condițiile de obținere a celui mai mic consum specific de combustibil în timpul conducerii cu treapta IV cuprind o mișcare ascendentă cu o pantă de 4-5%. Atunci când conduceți o secțiune orizontală a autostrăzii la o viteză de 90 km / h, motorul utilizează doar 45% din capacitatea sa, cu un consum de combustibil specific ridicat. Pentru a completa imaginea liniei punctate, doar rezistența de rulare Nf este prezentată separat în partea de jos a graficului.
În cazul în care cutia de viteze are un pas V, cu un raport comun de viteze de transmisie de 3: 1 (număr în paranteze), sarcina motorului în timp ce se deplasează pe un drum orizontal, la o viteză de 90 kilometri pe oră va fi de 67%, și de a îmbunătăți cifrele privind economia de combustibil. Rezerva de energie este suficientă doar pentru a depăși creșterea cu o pantă de 1%. Condițiile optime sunt obținute atunci când conducem pe o autostradă orizontală la treapta de viteză V la o viteză de 107 km / h și în absența unei rezervări de putere pentru a depăși creșterea sau accelerația. Pe curbe solide, turația motorului este indicată de puncte cu cifre care corespund numărului de mii de rotații pe minut.
În cazul dat (v = 107 km / h), motorul funcționează la n = 3000 min -1. Viteza maximă obținută atunci când se deplasează pe o secțiune orizontală a autostrăzii pe treapta IV ar fi de 140 km / h, iar în treapta V - numai 124 km / h. Astfel, alegerea rapoartelor de transmitere a transmisiei este asociată cu anumite dificultăți.
În cazul în care cel mai înalt nivel al transmisiilor cu condiția ca mișcarea de apropiere a motorului la curba de putere a rezistenței curbei puterii, optimul consumului specific de combustibil, consumul minim de combustibil s-ar fi realizat în timpul deplasării pe un drum orizontal, dar nu fi lăsat nici un loc de trecere pentru a depăși de ridicare sau de accelerare. Mașina nu a putut accelera rapid și nu posedă "elasticitatea" necesară. Cu fiecare schimbare a unghiului de ridicare sau pentru o accelerare suplimentară în depășire, ar fi necesar să trecem la o treaptă inferioară a cutiei de viteze.
Cu toate acestea, pentru a asigura traficul economic în afara orașului, o astfel de treaptă de viteză mai mare ar fi benefică. Inconvenientele comutării frecvente ar putea fi eliminate printr-o cutie de viteze automată care să asigure, în toate condițiile, o încărcare optimă a motorului, cu o eficiență mecanică bună.
Modul de conducere are, de asemenea, un impact mare asupra consumului de combustibil. Conducătorul auto trebuie să se asigure că traficul trece cu motorul încărcat optim, adică cu comanda de accelerație a carburatorului aproape complet apăsată sau cu pompa de carburant. Când se atinge viteza specificată (sau dorită), șoferul nu trebuie să elibereze pedala, deoarece motorul va merge la lucru cu un consum specific de combustibil. De atunci continua sa se accelereze, conducătorul auto nu poate (de exemplu, dacă acesta depășește normele admise de viteză), el nu are de ales decât să traducă transmisia în poziție neutră și apoi trece inerție. Acest mod conduce la necesitatea unei alternări constante de accelerație și de rulare (rulare).
Metoda descrisă de a conduce "accelerația - rulare" este de mult cunoscută și este adesea folosită în competiții pentru a atinge un consum minim de combustibil. Motorul funcționează în mod constant într-o regiune apropiată de consumul minim de combustibil. La condusul prin inerție (rulare), este economic să opriți motorul în totalitate, eliminând consumul de carburant în timpul regimului de ralanti, dar în același timp pedala de frână cu amplificatorul de vid crește puternic.
mișcare economică în autostrada orizontală ar consta în faptul că ar fi necesară pentru a dispersa masina la roata V la o sarcină aproape complet la o viteză de 90 km / h, apoi opriți transmisia în caseta prin mutarea motorului într-un mod de mers în gol sau chiar opriți-l, și pentru a muta prin inerție la o viteză de 60 km / h și chiar mai mică. Apoi, ar trebui să fie din nou, pornind motorul și transmisia în cutie, accelerați mașina la o viteză de 90 km / h. În Fig. 4, acest mod este prezentat ca un contur închis trapezoidal punctat în intervalul de viteză de 60-90 km / h.
Acest mod este, cu toate acestea, dificil de implementat pe o autostradă cu trafic intens, cum ar fi încălcate de mișcare uniformă a fluxului de transport [2]. Cu toate acestea, în cazul în care deplasarea frecventă și ciclu de repetiție „accelerație - inking“ este acceptabil, apoi 10 secunde întrețesere accelerație de 25 coasting secunde poate oferi un consum redus de combustibil cu 2 litri / 100 km.
Acest mod de conducere poate fi folosit bine în teren accidentat, cu alternante înălțimi și coborâri. reduce semnificativ consumul de combustibil în mișcare pante lungi și blânde cu motorul oprit și limita de frânare. Este grafic instructiv (Figura 5.), care prezintă patru cazuri accelerare la carburator accelerație maximă (100%), la deschiderea acesteia cu 75%, în timp ce vid în colectorul de admisie, respectiv, 53,3 și 74,7 kPa. Toate curbele de viteză a accelerației vehiculului rutier pot găsi puncte corespunzătoare timpului consumat, loturi de combustibil de greutate la 10 la 25 g.
Fig. 5. Dependența vitezei mașinii v în procesul de accelerare de la calea S cu diferite metode de accelerare.
La accelerare dintr-o mașină deschisă de accelerație 75% atins o viteză de 65 km / h, cu 20 g expending de combustibil și de conducere cu 200 m. Coasting a urmat apoi sa încheiat cu frânare la capătul secțiunii de testare de lungime 800 m totală.
Atunci când vehiculul accelerează sub vid în conducta de admisie 53,3 kPa, a atins o viteză de 60 km / h, cu 22 g expending combustibil și care trece mișcarea prin inerție după aproximativ 300 m. Dispersant vehiculului când aportul vidul galeriei de 74,7 kPa realizat viteza de 52 km / h, consumând 27 g de combustibil. În toate cazurile a fost de 800 m traseul parcurs, dar atunci când accelerează de la un consum de combustibil parțială sarcină a motorului a fost mai mare cu 10-35%, în timp ce mai mici deschiderea clapetei de accelerație, cu atât mai mult consumul de combustibil.
Frânarea nu trebuie să aibă întotdeauna o pierdere de energie. Energia necesară pentru reducerea vitezei automobilului poate fi acumulată și reutilizată la următoarea pornire a mișcării. Este deosebit de ușor să se asigure acest lucru pentru vehiculele electrice, deoarece, în timpul frânării, motoarele de acționare funcționează ca generatoare, iar energia pe care o produc este utilizată pentru încărcarea bateriilor. În troleibuze și locomotive electrice, curenții inversați care apar în timpul frânării sunt direcționați către rețeaua de alimentare cu energie electrică. Folosind o transmisie electrică pentru vehiculele cu motoare cu combustie internă, s-ar putea folosi acumularea de energie în acumulatorii electrici, însă aceste circuite de acționare sunt grele și foarte scumpe.
În condiții de condus într-un teren deluros, cea mai simplă modalitate de acumulare a energiei este creșterea vitezei automobilului pe coborâri. Când se accelerează coborârea din cauza inerției, mașina poate trece apoi o parte semnificativă din următoarea ascensiune. În același timp, pierderea de energie a combustibilului practic nu are loc. Cu cutia de viteze cuplată, stocarea energiei este neglijabilă, deoarece pierderile de frecare cu creșterea vitezei de rotație cresc rapid și aproape toată energia care poate fi stocată se acumulează pentru a le depăși.
Frânarea motorului prin pierderea de energie este echivalentă cu frânarea normală. Diferența este că, prin această metodă de frânare, nu plăcuțele de frână, ci elementele motoarelor și transmisiilor se uzează: cilindri, pistoane, arbori, rulmenți, trepte de viteză. La frânarea prin frecare, adică prin trecerea la o treaptă inferioară în cutie, puteți vedea cât de multă energie este pierdută în motor.
Citiți de asemenea
Schimbarea vitezei și diferențialele
Dezavantajul obișnuit al tuturor cutiilor de viteze cu trepte este timpul pierdut la comutarea treptelor individuale, iar fără diferențial pe șosea cu mai multe ture, mașina consumă mai mult combustibil.
Motorul adiabatic
Motorul adiabatic - dificultatea creației, modul de realizare, un exemplu de design.
- # 8634; Matzkerle Y. Mașină economică modernă / Trans. cu cehă. VB Ivanova; Ed. A. R. Benediktova. - M. Construcția de mașini, 1987. - 320 p. il. / Стр. 299 - 301 (cartea se află în biblioteca site-ului). - Notă. icarbio.ru
- # 8634; În plus, acest mod de mișcare este periculos în fluxul mașinii. - Notă. icarbio.ru
- # 8634; În cazul mașinilor moderne, există un sistem start-stop. - Notă. icarbio.ru