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

 

Таблиця 5

Режими спрощеного випробувального циклу для автомобіля “Таврія” з двигуном МеМЗ-245

 

Порівняння показників свідчить про можливість використання режимів спрощеного випробувального циклу для оцінки паливної економічності та екологічних показників двигунів різних моделей автомобілів з досить високою точністю. Це дає підстави стверджувати, що в умовах експлуатації застосування такого циклу дозволить виявити відхилення в регулюваннях двигуна, його несправності, а також оцінити показники автомобіля при використанні альтернативних палив та пристроїв для покращення паливної економічності і екологічних показників транспортних засобів.

 

 

Причиною погіршення паливної економічності і екологічних показників двигунів автомобілів в умовах експлуатації є несправності та відхилення від оптимальних регулювань в його системах. Тому підтримання двигуна автомобіля в технічно справному стані – є однією з умов економної витрати палива та мінімального забруднення навколишнього середовища автомобілями. Найбільш повну інформацію про технічний стан двигуна і автомобіля в цілому дають перевірки за їздовими циклами, які включають найбільш вживані в умовах експлуатації неусталені режими. Однак для їх реалізації необхідне спеціальне устаткування, застосування якого для умов експлуатації досить ускладнено. Тому створення циклу, який складають лише усталені режими і який дозволяє об’єктивно визначати технічний стан двигуна, вплив конструктивних змін, альтернативних палив на екологічні показники та паливну економічність автомобіля, застосовуючи обладнання автотранспортних підприємств є актуальною задачею.

Розробка спрощеного випробувального циклу для визначення технічного стану бензинового двигуна легкового автомобіля базується на визначенні “середніх точок”, які замінюють неусталені режими європейського циклу і характеризуються середніми значеннями показників, що визначають режим роботи двигуна. В основу визначення “середніх точок” режимів покладено принцип: робота, виконана двигуном в усталеному режимі, має дорівнювати роботі, виконаній на заміненому неусталеному режимі. Показниками, що визначають “середні точки” режимів є крутний момент і частота обертання.

Для визначення показників роботи автомобіля за Європейським їздовим циклом було уточнено математичну модель руху автомобіля ВАЗ 2106 з двигуном ВАЗ 2106 за цим циклом, що дозволило визначити режими спрощеного циклу і оцінити достовірність отриманих в ньому результатів. Адекватність математичної моделі перевірена за розбіжностями результатів розрахунків на моделі і показників стендових випробувань, які становлять по витраті палива – 6,1 %, тривалості випробування – 0,3 %, середньої швидкості випробування – 3,0 %, умовно пройденому шляху – 2,69 %.

В результаті виконаних замін, отримано випробувальний цикл, який складають 11 усталених режимів, які характеризуються значеннями крутного моменту, частоти обертання двигуна автомобіля і вагомістю даних режимів.

Розрахунки показників роботи двигуна на математичній моделі та за режимами спрощеного випробувального циклу вказують на розбіжності у значеннях: витрати палива   4,3 %, викидів оксиду вуглецю – 10,3 %, вуглеводнів – 10,5 %, оксидів азоту – 3,2 %.

Адекватність розробленого спрощеного циклу доведена експериментально. Розбіжність в значеннях витрати палива при випробуваннях двигуна за спрощеним 11-режимним циклом і автомобіля за Європейським циклом складає 4,4%.

Експериментальні дослідження щодо виявлення несправностей і відхилень в регулюваннях основних систем двигуна за режимами 11-режимного циклу, показують, що розроблений цикл дозволяє виявляти несправності і відхилення від оптимальних регулювань. Випробування при збагаченій паливо-повітряній суміші показали погіршення паливної економічності в 1,1 рази, збільшення викидів продуктів неповного згоряння (оксиду вуглецю   в 2,6 рази, вуглеводнів   в 1,4 рази), при суттєвому зменшенні оксидів азоту в 1,9 рази порівняно з експериментально відтвореним 11-режимним циклом на технічно-справному двигуні. 

При відхиленні кута випередження запалювання від оптимального на незначну величину (8 град) спостерігається збільшення витрати палива в 1,04 рази, зменшення оксидів азоту в 1,4 рази при незначних змінах викидів продуктів неповного згоряння.

8. Дослідження, проведені для автомобіля ЗАЗ-1102 “Таврія” показали, що принципи визначення режимів спрощеного випробувального циклу можуть бути використані для визначення технічного стану будь-яких моделей бензинових двигунів легкових автомобілів. 

Розрахунки витрати палива і шкідливих викидів автомобіля ЗАЗ-1102 “Таврія” на математичній моделі та за режимами спрощеного випробувального циклу указують на розбіжність в значеннях: витрати палива – 0,3 %, викидів оксиду вуглецю – 1,2 %, вуглеводнів – 10,8 %, оксидів азоту – 3,6 %, двооксидів вуглецю – 0,7 %.

9. Результати роботи прийняті ДП “ДержавтотрансНДІпроект” для використання при випробуваннях автомобілів щодо визначення впливу технічного стану, конструктивних змін, використання альтернативних палив на екологічні показники та паливну економічність автомобілів.

 

 

1. Андрюхіна О.С. До питання об’єктивного визначення технічного стану автомобіля з бензиновим двигуном в умовах експлуатації // Системні методи керування, технологія та організація виробництва, ремонту і експлуатації автомобілів. – Київ, НТУ, ТАУ. – 2003. – Вип. 16. – С. 228–231.

2. Андрюхіна О.С. Математична модель бензинового двигуна ВАЗ – 2103 // Вісник НТУ. – 2003. – №8. – С. 334 – 337.

3. Гутаревич Ю.Ф., Мержиєвська Л.П., Андрюхіна О.С. Математична модель руху автомобіля ВАЗ – 2103 за їздовим циклом // Автошляховик України: Окремий випуск. Вісник Північного наукового центру ТАУ. – 2004. – Вип. 7. – С. 32–35.

4. Гутаревич