Розробка спрощеного випробувального циклу для перевірки технічного стану бензинових двигунів легкових автомобілів в умовах експлуатації

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

Андрюхіна Олена Сергіївна

 

УДК 629. 113. 004

 

 

Спеціальність 05.22.20 – експлуатація та ремонт засобів транспорту

 

 

Київ – 2006

 

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному транспортному університеті (НТУ) Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Гутаревич Юрій Феодосійович, Національний транспортний університет, завідуючий кафедрою “Двигуни і теплотехніка”.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Дикий Микола Олександрович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, професор кафедри “Теоретична та промислова теплотехніка”; кандидат технічних наук, доцент Сітовський Олег Пилипович, Луцький державний технічний університет, доцент кафедри “Автомобілі”.

Провідна установа: Національний авіаційний університет Міністерства освіти і науки України, кафедри “Технологія аеропортів” та “Безпека життєдіяльності”, м. Київ.

Автореферат розісланий 14.04.2006 р.

 

 

Актуальність теми. Технічний стан автомобіля, його паливна економічність і екологічні показники об’єктивно оцінюються при його випробуванні за їздовими циклами. Випробувальні їздові цикли включають неусталені режими руху, імітація яких вимагає спеціального устаткування, застосування якого для умов експлуатації досить ускладнено. Тому важливим є питання створення їздового циклу, який складатиметься з усталених навантажувальних режимів і буде легко відтворюваним в умовах експлуатації з точки зору наявності обладнання для контролю екологічних показників і паливної економічності та дозволить об’єктивно визначати технічний стан двигуна автомобіля. 

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно плану наукових робіт НТУ на 2004 та 2005 роки за темою “Дослідження та розробка методів підвищення паливної економічності та зниження шкідливих викидів транспортних засобів в процесі створення двигунів та в умовах експлуатації” (РК № 0103U008563).

Мета та задачі дослідження. Метою роботи є створення спрощеного випробувального циклу для перевірки технічного стану бензинового двигуна легкового автомобіля в умовах експлуатації, що дозволить своєчасно виявляти і усувати несправності і відхилення від оптимальних регулювань і таким чином покращити паливну економічність і екологічні показники автомобілів в умовах експлуатації.

Для досягнення мети в дисертації вирішено такі задачі:

Розробка методики створення спрощеного випробувального циклу для перевірки технічного стану бензинового двигуна легкового автомобіля в експлуатаційних умовах.

Уточнення математичної моделі руху автомобіля за Європейським їздовим циклом, яка дозволяє визначати енергетичні і екологічні показники та паливну економічність легкового автомобіля з бензиновим двигуном в умовах експлуатації.

Проведення експериментальних досліджень щодо визначення показників роботи бензинового двигуна, які характеризують його як джерело енергії та шкідливих викидів і споживача палива та повітря.

Перевірка адекватності математичної моделі бензинового двигуна як джерела енергії, шкідливих викидів та споживача палива та повітря.

Проведення стендових випробувань легкового автомобіля з бензиновим двигуном за Європейським їздовим циклом на моделюючому роликовому стенді.

Перевірка адекватності уточненої математичної моделі руху легкового автомобіля за їздовим циклом.

Проведення розрахункових досліджень щодо визначення режимів, які складатимуть спрощений випробувальний цикл для перевірки технічного стану бензинового двигуна.

Перевірка адекватності розробленого спрощеного випробувального циклу.

Проведення розрахункових досліджень щодо виявлення можливості використання принципів складання спрощеного циклу для перевірки технічного стану двигунів різних моделей.

Проведення експериментальних досліджень щодо виявлення імітованих несправностей та відхилень в регулюваннях основних систем бензинового двигуна за паливною економічністю та екологічними показниками, визначеними в режимах розробленого спрощеного випробувального циклу.

Об’єкт дослідження – заміна неусталених режимів Європейського їздового циклу усталеними режимами спрощеного випробувального циклу, перевірка за яким дозволяє об’єктивно оцінити технічний стан двигуна автомобіля.

Предмет дослідження – паливна економічність і шкідливі викиди автомобілів в їздових циклах: Європейському і спрощеному.

Методи дослідження. Експериментальним методом здійснено: дослідження двигуна ВАЗ 2106, як споживача палива, повітря і джерела енергії та шкідливих викидів; дослідження паливної економічності та екологічних показників двигуна ВАЗ 2106 при імітації несправностей, характерних для умов експлуатації, в режимах розробленого спрощеного випробувального циклу; дослідження паливної економічності автомобіля ВАЗ 2106 при його русі за режимами Європейського їздового циклу на спеціальному моделюючому стенді. Розрахунковим методом за математичною моделлю визначались екологічні показники та паливна економічність автомобіля ВАЗ 2106 під час його руху за їздовим циклом, що імітує умови руху в експлуатації; визначались режими спрощеного випробувального циклу для двигунів ВАЗ 2106 та МеМЗ 245, масові викиди шкідливих речовин та паливна економічність в режимах спрощеного випробувального циклу.

Наукова новизна одержаних результатів. Запропонована методика створення спрощеного випробувального циклу для перевірки технічного стану бензинового двигуна легкового автомобіля за екологічними показниками та паливною економічністю в експлуатаційних умовах.

Уточнено математичну модель для визначення паливної економічності та екологічних показників в процесі руху за режимами Європейського їздового циклу, яка враховує особливості характеристик двигуна і автомобіля ВАЗ 2106.

Вперше встановлено, що заміна неусталених режимів Європейського їздового циклу усталеними можлива для створення спрощеного випробувального циклу для перевірки технічного стану двигунів легкових автомобілів.

Практичне значення одержаних результатів. Отримано математичні моделі, які описують енергетичні і екологічні показники та паливну економічність бензинового двигуна ВАЗ 2106 в широкому діапазоні швидкісних і