- •Розділ 3
- •3.1. Загальний опис методики теоретичного дослідження
- •3.2. Порівняння паливної економічності та токсичності двигуна vw 1.9 r4 tdi при використанні його для приведення у рух автомобіля самостійно та у складі комбінованої гібридної силової установки
- •3.2.1. Загальні положення.
- •3.2.2. Розрахунок показників паливної економічності та токсичності двз при самостійному приведенні ним у рух автомобіля.
- •3.2.3. Розрахунок показників паливної економічності та токсичності двз при його роботі у складі гібридної силової установки.
- •3.2.4. Порівняння отриманих даних.
3.2. Порівняння паливної економічності та токсичності двигуна vw 1.9 r4 tdi при використанні його для приведення у рух автомобіля самостійно та у складі комбінованої гібридної силової установки
3.2.1. Загальні положення.
Для проведення теоретичного дослідження приймаємо такі загальні вихідні дані:
Маса автомобіля 1900 кг;
Момент інерції двигуна 0,15 кгм2;
Момент інерції колеса 0,7 кгм2;
Динамічний радіус колеса 0,31725 м;
Коефіцієнт опору коченню 0,01;
Коефіцієнт обтічності автомобіля 0,25;
Густина повітря 1,225 кг/м3;
Площа поперечного перерізу автомобіля 2,15 м2;
Параметри палива штатне мінеральне дизельне паливо.
Загальна тривалість їздового циклу становить 1180 с (4 міські сегменти по 195 с та один позаміський тривалістю 400 с). Тривалості кожного процесу (холостих ходів, розгонів, рухів з постійною швидкістю та гальмувань), а також швидкості руху автомобіля на кожному з режимів в рамках сегменту при моделюванні обох випробувань однакові.
3.2.2. Розрахунок показників паливної економічності та токсичності двз при самостійному приведенні ним у рух автомобіля.
При проведенні теоретичного дослідження за математичною моделлю руху автомобіля з дизелем за змішаним їздовим циклом прийняті наступні вихідні дані:
Передаточне число 1 передачі 3,778;
Передаточне число 2 передачі 2,063;
Передаточне число 3 передачі 1,348;
Передаточне число 4 передачі 0,967;
Передаточне число 5 передачі 0,769;
Передаточне число головної передачі 3,389;
ККД трансмісії 0,9.
Результати розрахунку для кожного процесу їздового циклу наведені у табл. 3.1 та 3.2.
Таблиця 3.1
Результати випробувань за першим міським сегментом їздового циклу
Режим |
t, с |
Gпал., г |
GСО, г |
GСН, г |
GNO, г |
GC, г |
Холостий хід |
0-11 |
2,0886 |
0,0332 |
0,0075 |
0,0478 |
0,0009 |
Розгін з місця на 1-й передачі |
11-15 |
2,5057 |
0,0161 |
0,0049 |
0,0266 |
0,0006 |
Рух з постійною швидкістю на 1-й передачі |
15-23 |
1,957 |
0,0124 |
0,0035 |
0,0037 |
0,0005 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
23-25 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сповільнення з вимкненим зчепленням |
25-28 |
0,5357 |
0,0072 |
0,0017 |
0,0125 |
0,0002 |
Холостий хід |
28-49 |
3,8671 |
0,057 |
0,0131 |
0,0893 |
0,0016 |
Розгін з місця на 1-й передачі |
49-54 |
3,1566 |
0,0188 |
0,0058 |
0,0329 |
0,0008 |
Перемикання передач з 1-ої на 2-гу |
54-56 |
0,4536 |
0,0022 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0001 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 2-й передачі |
56-61 |
4,9198 |
0,0193 |
0,005 |
0,0715 |
0,0008 |
Рух з постійною швидкістю на 2-й передачі |
61-85 |
11,1465 |
0,2638 |
0,0815 |
0,1211 |
0,0056 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
85-93 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сповільнення з вимкненим зчепленням |
93-96 |
0,5336 |
0,0071 |
0,0017 |
0,0125 |
0,0002 |
Холостий хід |
96-117 |
3,8671 |
0,057 |
0,0132 |
0,0893 |
0,0016 |
Розгін з місця на 1-й передачі |
117-122 |
2,7315 |
0,0199 |
0,0062 |
0,0264 |
0,0009 |
Перемикання передач з 1-ої на 2-гу |
122-124 |
0,4536 |
0,0022 |
0,0006 |
0,0007 |
0 |
Продовження таблиці 3.1
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 2-й передачі |
124-133 |
6,8005 |
0,0392 |
0,0117 |
0,0857 |
0,0016 |
Перемикання передач з 2-ої на 3-ю |
133-135 |
0,5862 |
0,0078 |
0,0024 |
0,0042 |
0,0003 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 3-й передачі |
135-143 |
7,8754 |
0,047 |
0,013 |
0,1432 |
0,0016 |
Рух з постійною швидкістю на 3-й передачі |
143-155 |
6,4161 |
0,1275 |
0,0397 |
0,0743 |
0,0029 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
155-163 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рух з постійною швидкістю на 3-й передачі |
163-176 |
4,3047 |
0,0575 |
0,0179 |
0,031 |
0,002 |
Перемикання передач з 3-ої на 2-гу |
176-178 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
178-185 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сповільнення з вимкненим зчепленням |
185-188 |
0,5336 |
0,0071 |
0,0017 |
0,0125 |
0,0002 |
Холостий хід |
188-195 |
1,245 |
0,0166 |
0,0039 |
0,029 |
0,0005 |
Таблиця 3.2
Результати випробувань за позаміським сегментом їздового циклу
Режим |
t, с |
Gпал., г |
GСО, г |
GСН, г |
GNO, г |
GC, г |
Холостий хід |
0-20 |
3,6892 |
0,0546 |
0,0128 |
0,0873 |
0,0014 |
Розгін з місця на 1-й передачі |
20-25 |
2,7315 |
0,0199 |
0,0062 |
0,0277 |
0,0009 |
Перемикання передач з 1-ої на 2-гу |
25-27 |
0,4536 |
0,0022 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0001 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 2-й передачі |
27-36 |
6,8005 |
0,0392 |
0,0117 |
0,091 |
0,0015 |
Перемикання передач з 2-ої на 3-ю |
36-38 |
0,5838 |
0,0078 |
0,0024 |
0,0044 |
0,0003 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 3-й передачі |
38-46 |
7,8755 |
0,0469 |
0,013 |
0,1527 |
0,0016 |
Перемикання передач з 3-ої на 4-ту |
46-48 |
0,7438 |
0,0076 |
0,0024 |
0,006 |
0,0003 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 4-й передачі |
48-61 |
15,6604 |
0,0933 |
0,0234 |
0,3676 |
0,003 |
Рух з постійною швидкістю на 4-й передачі |
61-111 |
31,9407 |
0,4834 |
0,151 |
0,4375 |
0,0122 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
111-118 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рух з постійною швидкістю на 4-й передачі |
118-188 |
27,7127 |
0,283 |
0,089 |
0,2233 |
0,0109 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 4-й передачі |
188-201 |
15,6604 |
0,0933 |
0,0233 |
0,3675 |
0,003 |
Рух з постійною швидкістю на 5-й передачі |
201-251 |
27,4219 |
0,2428 |
0,0765 |
0,3088 |
0,0094 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 5-й передачі |
251-286 |
45,1535 |
0,3429 |
0,0904 |
1,1686 |
0,0089 |
Продовження таблиці 3.2
Рух з постійною швидкістю на 5-й передачі |
286-316 |
29,9264 |
0,3699 |
0,1125 |
0,6078 |
0,0083 |
Розгін при блокованому зчепленні з постійним прискоренням на 5-й передачі |
316-336 |
40,7468 |
0,4517 |
0,1148 |
1,4908 |
0,0088 |
Рух з постійною швидкістю на 5-й передачі |
336-346 |
14,2862 |
0,1953 |
0,0582 |
0,4009 |
0,0035 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
346-362 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сповільнення з увімкненим зчепленням (примусовий холостий хід) |
362-370 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Сповільнення з вимкненим зчепленням |
370-380 |
1,7811 |
0,0238 |
0,0057 |
0,0427 |
0,0007 |
Холостий хід |
380-400 |
3,5571 |
0,0475 |
0,0114 |
0,0851 |
0,0015 |
У табл. 3.1 наведено результати випробувань для першого з чотирьох міських сегментів їздового циклу. Для трьох наступних ці значення аналогічні. При визначенні сумарних показників для всього циклу сумарні значення параметрів, розрахованих для першого сегменту, множаться на 4 і далі до них додаються сумарні значення для позаміського сегменту.
Сумарні результати розрахунку за математичною моделлю руху автомобіля з дизелем за змішаним їздовим циклом наступні:
Сумарна витрата палива за їздовий цикл 540,6367 г;
Сумарна маса СО за їздовий цикл 6,0807 г;
Сумарна маса СmНn за їздовий цикл 1,7477 г;
Сумарна маса NОx за їздовий цикл 9,5300 г;
Сумарна маса С за їздовий цикл 0,1679 г.
Витрата палива на 100 км у змішаному режимі 5,9178 л/100 км;
Викиди СО на 1 км у змішаному режимі 0,5524 г/км;
Викиди СmНn на 1 км у змішаному режимі 0,1588 г/км;
Викиди NОx на 1 км у змішаному режимі 0,8658 г/км;
Викиди С на 1 км у змішаному режимі 0,0153 г/км.
Окремо варто звернути увагу на сумарні показники для міського сегменту змішаного їздового циклу, оскільки саме у міських умовах руху ефективність застосування гібридної конструкції силової установки найвища у порівнянні з ДВЗ, який сам приводить у рух автомобіль. Це пояснюється постійними змінами режимів руху автомобіля, що змушує ДВЗ більшу частину часу працювати у неоптимальних частинах робочого діапазону. Для міського сегменту отримані наступні дані:
Сумарна витрата палива за міський сегмент циклу 65,9779 г;
Сумарна маса СО за міський сегмент циклу 0,8189 г;
Сумарна маса СmНn за міський сегмент циклу 0,2356 г;
Сумарна маса NОx за міський сегмент циклу 0,9149 г;
Сумарна маса С за міський сегмент циклу 0,0229 г.
Витрата палива на 100 км у міському режимі 7,8471 л/100 км;
Викиди СО на 1 км у міському режимі 0,8084 г/км;
Викиди СmНn на 1 км у міському режимі 0,2326 г/км;
Викиди NОx на 1 км у міському режимі 0,9031 г/км;
Викиди С на 1 км у міському режимі 0,0226 г/км.