Способ определения запаса хода транспортного средства по величине часового расхода топлива двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к испытаниям двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить эффективность использования двигателя внутреннего сгорания транспортного средства за счет повышения точности замера расхода топлива двигателя с учетом конкретных условий эксплуатации транспортного средства и снижения трудоемкости замера результатов измерений и их обработки. Способ определения запаса хода транспортного средства заключается в том, что замеряют величину радиуса r_k движителя транспортного средства - ведущего колеса или ведущей звездочки, величину полного веса G транспортного средства. Осуществляют нагрузочным тормозом изменение величины крутящего момента М_д двигателя. Замеряют величины крутящего момента М_д двигателя и чисел оборотов n двигателя, установленных с помощью регулятора двигателя для каждой величины крутящего момента М_д, измеряют расход топлива для каждой величины крутящего момента М_д двигателя и на их основе строят регуляторную характеристику зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя. Определяют касательную силу тяги Р_к движителя транспортного средства на радиусе r_k движителя транспортного средства по выражению Р_к=М_д·η_тр·i/r_k, где η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии, i - передаточное число трансмиссии. Определяют скорости движения V транспортного средства по выражению V=0,377·r_k·n/i, определяют максимальную касательную силу тяги Р_кmax, которую создают движители транспортного средства с полным весом G транспортного средства по выражению Р_кmax=ϕ_max·λ·G, где ϕ_max - максимальный коэффициент сцепления движителей транспортного средства с почвой, λ - отношение заданного сцепного веса G_сц и полного веса G транспортного средства. Преобразовывают полученные данные в электрические сигналы. Формируют и направляют сигналы в компьютер и на их основе строят зависимости касательной силы тяги Р_к от величины крутящего момента М_д двигателя и зависимости скоростей V движения транспортного средства для различных передач транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к. После определения максимальной касательной силы тяги Р_кmax для каждой передачи транспортного средства по зависимости скорости V движения транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к формируют и направляют сигналы в компьютер для определения соответствующей скорости V_max1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и для определения из зависимости касательной силы тяги Р_к от крутящего момента М_д соответствующей величины крутящего момента М_д1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax, после чего по величине крутящего момента М_д1 формируют и направляют сигналы в компьютер для определения по регуляторной характеристике зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя, величины часового расхода топлива G_тmax, соответствующего величине максимальной касательной силы тяги Р_кmax. Запас хода q_100max транспортного средства по максимальному расходу топлива в литрах на 100 км пути для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и заданной передачи транспортного средства определяют по величине часового расхода топлива G_тmax по выражению q_100max=100·G_тmax/γ·V_max1, где γ - удельный вес топлива. 1 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к испытаниям двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ определения запаса хода транспортного средства, заключающийся в том, что определяют расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути по экономической характеристике транспортного средства для определенной передачи и различных значений приведенного коэффициента сопротивления дороги (см. Гинцбург Б.Я. Тракторы и автомобили, Москва, ВСХНЗО, 1968, с.37-48).

Недостатком этого способа является то, что определение расхода топлива на 100 км пройденного пути транспортного средства производят без учета условий сцепления движителей транспортного средства - колес или ведущей звездочки с почвой, определяемого касательной силы тяги на радиусе движителей транспортного средства. Кроме того, заявленный способ не учитывает технического состояния конкретного двигателя транспортного средства, что позволяет определить только весьма приблизительную оценочную величину запаса хода транспортного средства.

Известен способ определения расхода топлива двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, заключающийся в работе двигателя внутреннего сгорания по внешней характеристике, измерении величины числа оборотов вала двигателя при работе на участках от холостого хода до полной подачи топлива и одновременном замере количества топлива в процессе разгона (см. авторское свидетельство СССР №1302164, МПК G 01 M 15/00, опубл. 07.04.1987).

Недостаток известного способа также заключается в недостаточной точности замера расхода топлива для двигателя транспортного средства, поскольку также не учитываются условия сцепления движителей транспортного средства с почвой и изменения расхода топлива в связи с конкретными условиями работы транспортного средства.

Задачей изобретения является повышение эффективности использования двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, что достигается следующим техническим результатом - повышением точности замера расхода топлива двигателя с учетом конкретных условий эксплуатации транспортного средства и снижением трудоемкости замера результатов измерений и их обработки.

Указанный технический результат достигается тем, что способ определения запаса хода транспортного средства по величине часового расхода топлива двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что замеряют величину радиуса r_k движителя транспортного средства - ведущего колеса или ведущей звездочки, величину полного веса G транспортного средства, осуществляют нагрузочным тормозом изменение величины крутящего момента М_д двигателя, при этом замеряют величины крутящего момента М_д двигателя и чисел оборотов n двигателя, установленных с помощью регулятора двигателя для каждой величины крутящего момента М_д, измеряют расход топлива для каждой величины крутящего момента М_д двигателя и на их основе строят регуляторную характеристику зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя, определяют касательную силу тяги Р_к движителя транспортного средства на радиусе r_k движителя транспортного средства по выражению Р_к=М_д·η_тр·i/r_k, где η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии, i - передаточное число трансмиссии, определяют скорости движения V транспортного средства по выражению V=0,377·r_k·n/i, определяют максимальную касательную силу тяги Р_кmax, которую создают движители транспортного средства с полным весом G транспортного средства по выражению Р_кmax=ϕ_max·λ·G, где ϕ_max - максимальный коэффициент сцепления движителей транспортного средства с почвой, λ - отношение заданного сцепного веса G_сц и полного веса G транспортного средства, преобразовывают полученные данные в электрические сигналы, формируют и направляют сигналы в компьютер и на их основе строят зависимости касательной силы тяги Р_к от величины крутящего момента М_д двигателя и зависимости скоростей V движения транспортного средства для различных передач транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к, причем после определения максимальной касательной силы тяги Р_кmax для каждой передачи транспортного средства по зависимости скорости V движения транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к формируют и направляют сигналы в компьютер для определения соответствующей скорости V_max1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и для определения из зависимости касательной силы тяги Р_к от крутящего момента М_д соответствующей величины крутящего момента М_д1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax, после чего по величине крутящего момента М_д1 формируют и направляют сигналы в компьютер для определения по регуляторной характеристике зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя величины часового расхода топлива G_тmax, соответствующего величине максимальной касательной силы тяги Р_кmax, при этом запас хода q_100max транспортного средства по максимальному расходу топлива в литрах на 100 км пути для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и заданной передачи транспортного средства определяют по величине часового расхода топлива G_тmax по выражению q_100max=100·G_тmax/γ·V_max1, где γ - удельный вес топлива.

На чертеже приведены графические зависимости, используемые в процессе реализации заявленного способа.

Заявленный способ может быть реализован на известном автоматизированном стенде с программным управлением, позволяющим моделировать работу двигателя на транспортном средстве. Такой стенд, как правило, содержит испытываемый двигатель внутреннего сгорания, динамометр, электрический или гидравлический тормоз, тахогенератор, устройство замера топлива, датчики различных параметров двигателя, компьютер (электронно-вычислительную машину) с устройством преобразования замеренных параметров в электрические сигналы и ввода их в компьютер. Такие стенды широко известны, например, из книги Стефановский Б.С. и др., Испытания двигателей внутреннего сгорания, Москва, Машиностроение, 1972, с.43-49, или из патента СССР №1729303, МПК G 01 M 15/00, опубликованного 23.04.1992, или патента РФ №2053492, МПК G 01 M 15/00, опубликованного 27.01.1996 и могут быть использованы для реализации заявленного способа.

Способ определения запаса хода транспортного средства по величине часового расхода топлива двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что замеряют величину радиуса r_k движителя транспортного средства - ведущего колеса или ведущей звездочки и замеряют величину полного веса G транспортного средства.

Далее осуществляют нагрузочным тормозом изменение величины крутящего момента М_д двигателя, при этом замеряют величины крутящего момента М_д двигателя и чисел оборотов n двигателя, установленных с помощью регулятора двигателя для каждой величины крутящего момента М_д. При этом измеряют расход топлива для каждой величины крутящего момента М_д двигателя. На основе полученных замеров строят регуляторную характеристику зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя (см. зависимость А - G_т=f(М_д) на чертеже).

Определяют касательную силу тяги Р_к движителя транспортного средства на радиусе r_k движителя транспортного средства по выражению Р_к=М_д·η_тр·i/r_k, где η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии, i - передаточное число трансмиссии.

Определяют скорости движения V транспортного средства по выражению V=0,377·r_k·n/i.

Определяют максимальную касательную силу тяги Р_кmax, которую создают движители транспортного средства с полным весом G транспортного средства по выражению Р_кmax=ϕ_max·λ·G, где ϕ_max - максимальный коэффициент сцепления движителей транспортного средства с почвой, λ - отношение заданного сцепного веса G_сц и полного веса G транспортного средства.

При движении колесного транспортного средства по сухой дороге, целине, стерне или сухому дерну величину коэффициента сцепления движителей транспортного средства с почвой ϕ_max выбирают из диапазона 0,8...1,0.

При движении гусеничного транспортного средства по сухой дороге, целине, стерне, сухому дерну или лугу влажному величину коэффициента сцепления движителей транспортного средства с почвой ϕ_max выбирают из диапазона 1,1...1,2.

Для колесного транспортного средства с одним ведущим мостом отношение λ сцепного веса G_сц и полного веса G транспортного средства составляет λ<1.

Для гусеничного транспортного средства отношение λ сцепного веса G_сц и полного веса G транспортного средства составляет λ=1.

Полученные данные преобразовывают в электрические сигналы, формируют и направляют сигналы в компьютер и на их основе строят зависимости касательной силы тяги Р_к от величины крутящего момента М_д двигателя (см. зависимость Б - Р_к=f(М_д) на чертеже) и зависимости скоростей V движения транспортного средства для различных передач транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к (см. зависимость В - V=f(М_д) на чертеже).

После определения максимальной касательной силы тяги Р_кmax для каждой передачи транспортного средства по зависимости скорости V движения транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к формируют и направляют сигнал 1 (см. чертеж) в компьютер для определения соответствующей скорости V_max1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax. Для определения из зависимости касательной силы тяги Р_к от крутящего момента М_д соответствующей величины крутящего момента М_д1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax направляют сигнал 2 в компьютер (см. чертеж).

После чего по величине крутящего момента М_д1 формируют и направляют сигнал 3 (см. чертеж) в компьютер для определения по регуляторной характеристике зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя величины часового расхода топлива G_тmax, соответствующего величине максимальной касательной силы тяги Р_кmax.

И уже по величине G_тmax формируют и направляют в компьютер сигнал для определения запаса хода q_100max транспортного средства по максимальному расходу топлива в литрах на 100 км пути для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и заданной передачи транспортного средства по выражению q_100max=100·G_тmax/γ·V_max1, где γ - удельный вес топлива.

Таким образом, заявленный способ позволяет повысить точность замера расхода топлива двигателя с учетом конкретных условий эксплуатации транспортного средства и снизить трудоемкость замера результатов измерений и их обработки, обеспечив при этом более точный замер запаса хода транспортного средства по величине часового расхода топлива двигателя внутреннего сгорания.

Способ определения запаса хода транспортного средства по величине часового расхода топлива двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что замеряют величину радиуса r_k движителя транспортного средства - ведущего колеса или ведущей звездочки, величину полного веса G транспортного средства, осуществляют нагрузочным тормозом изменение величины крутящего момента М_д двигателя, при этом замеряют величины крутящего момента М_д двигателя и чисел оборотов n двигателя, установленных с помощью регулятора двигателя для каждой величины крутящего момента М_д, измеряют расход топлива для каждой величины крутящего момента М_д двигателя и на их основе строят регуляторную характеристику зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя, определяют касательную силу тяги Р_к движителя транспортного средства на радиусе r_k движителя транспортного средства по выражению Р_к=М_д·η_тр·i/r_k, где η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии, i - передаточное число трансмиссии, определяют скорости движения V транспортного средства по выражению V=0,377·r_k·n/i, определяют максимальную касательную силу тяги Р_кmax, которую создают движители транспортного средства с полным весом G транспортного средства по выражению Р_кmax=ϕ_max·λ·G, где ϕ_max - максимальный коэффициент сцепления движителей транспортного средства с почвой, λ - отношение заданного сцепного веса G_сц и полного веса G транспортного средства, преобразовывают полученные данные в электрические сигналы, формируют и направляют сигналы в компьютер и на их основе строят зависимости касательной силы тяги Р_к от величины крутящего момента М_д двигателя и зависимости скоростей V движения транспортного средства для различных передач транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к, причем после определения максимальной касательной силы тяги Р_кmax для каждой передачи транспортного средства по зависимости скорости V движения транспортного средства от величины касательной силы тяги Р_к формируют и направляют сигналы в компьютер для определения соответствующей скорости V_max1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и для определения из зависимости касательной силы тяги Р_к от крутящего момента М_д соответствующей величины крутящего момента М_д1 для максимальной касательной силы тяги Р_кmax, после чего по величине крутящего момента М_д1 формируют и направляют сигналы в компьютер для определения по регуляторной характеристике зависимости расхода топлива G_т от величины крутящего момента М_д двигателя, величины часового расхода топлива G_тmax, соответствующего величине максимальной касательной силы тяги Р_кmax, при этом запас хода q_100max транспортного средства по максимальному расходу топлива в литрах на 100 км пути для максимальной касательной силы тяги Р_кmax и заданной передачи транспортного средства определяют по величине часового расхода топлива G_тmax, по выражению q_100max=100·G_тmax/γ·V_max1, где γ - удельный вес топлива.