Расход топлива зависящий от мощности двигателя
Характеристика мощности двигателя Ne в зависимости от его частоты вращения приведена на рис. 28. Из общего поля удельных расходов топлива g можно выделить пунктирную кривую зависимости минимальных удельных расходов топлива от мощности двигателя. Вплоть до точки А эта кривая проходит ниже кривой максимальной мощности двигателя Ne. Это означает, что при снижении мощности двигателя, работающего с постоянной частотой вращения, меньшей частоты вращения в точке А, удельный расход топлива снижается до значения, соответствующего пунктирной кривой, а потом вновь повышается. При мощности двигателя, большей, чем мощность в точке А, удельный расход топлива с ростом мощности только увеличивается. Для достижения минимального расхода топлива необходимо, чтобы при движении автомобиля двигатель постоянно работал в режиме, близком к тому, который обозначен пунктирной кривой.
В какой степени можно выполнить это условие, видно из графика мощностного баланса, изображенного на рис. 29. На графике показано изменение мощности сопротивления движению по горизонтальному участку шоссе (Nf + NB) и при подъеме с уклоном 2 и 5 % (штрих-пунктирные линии). Сила, необходимая для преодоления подъема с уклоном 2 %, на горизонтальной дороге может придать автомобилю ускорение 0,1448 м/с2, а с уклоном 5 % - соответственно 0,362 м/с2. Сплошными кривыми показаны также зависимости максимальной мощности на колесах автомобиля от скорости его движения при различных (III, IV или V) включенных ступенях коробки передач. Здесь же пунктирной линией нанесены кривые максимальной мощности на колесах автомобиля при работе двигателя с минимальными удельными расходами топлива.
Видно, что условиям достижения наименьшего удельного расхода топлива при движении с включенной IV передачей соответствует движение на подъеме с уклоном 4- 5 %. При движении по горизонтальному участку шоссе со скоростью 90 км/ч двигатель использует лишь 45 % своей мощности с соответствующим высоким удельным расходом топлива. Для полноты картины пунктирной прямой в нижней части графика отдельно изображена только мощность сопротивления качению Nf.
Если коробка передач имеет V ступень с общим передаточным отношением трансмиссии 3 : 1 (число в скобках), то нагрузка двигателя при движении по горизонтальному шоссе со скоростью 90 км/ч составит 67 %, и показатели топливной экономичности улучшатся. Запаса мощности при этом хватит только на преодоление подъема с уклоном 1 %. Оптимальные условия достигаются при движении по горизонтальному шоссе на V ступени коробки передач со скоростью 107 км/ч и при отсутствии запаса мощности для преодоления подъема или разгона. На сплошных кривых частота вращения двигателя обозначена точками с цифрами, которые соответствуют числу тысяч оборотов в минуту.
В приведенном случае (v - 107 км/ч) двигатель работает при п = 3000 мин-1. Максимально достигаемая скорость при движении по горизонтальному участку шоссе на IV передаче была бы 140 км/ч, а на V передаче - только 124 км/ч. Таким образом, выбор передаточных отношений трансмиссии связан с определенными- трудностями.
Если бы высшая ступень коробки передач обеспечила приближение кривой мощности сопротивления движению к кривой мощности двигателя, оптимальной по удельному расходу топлива, то был бы достигнут минимальный расход топлива при движении по горизонтальному шоссе, но не осталось бы никакого запаса мощности для преодоления подъема или разгона. Автомобиль не мог бы быстро ускоряться и не обладал бы необходимой «эластичностью». При каждом изменении угла подъема или для дополнительного ускорения при обгоне надо было бы переходить на более низкую ступень в коробке передач.
Однако для обеспечения экономичного движения вне города такая высшая ступень коробки передач была бы выгодна. Неудобства частого переключения могла бы устранить автоматическая коробка передач, обеспечивающая при всех условиях оптимальную нагрузку двигателя при его хорошем механическом КПД.
Оглавление Вверх:
Влияние равномерности движения на расход топлива