Введение к работе
Актуальность проблемы
В современной экономике все большее значение приобретают автоперевозки. Вследствие чего парк грузовых автомобилей постоянно увеличивается, увеличивается и доля потребляемого ими топлива.
Характерными особенностями данного вида транспорта являются большие пробеги и длительный срок эксплуатации автомобилей.
В связи с этим ошибки в выборе стратегии развития модельного ряда не удается исправить в течение длительного времени, либо это требует огромных капиталовложений.
Поэтому разработка метода, позволяющего на этапе проектирования оценить взаимосвязь основньк конструктивных параметров силовой установки, передаточных чисел трансмиссии и топливной экономичности автомобиля, не только будет способствовать сбережению энергоресурсов в процессе эксплуатации, но и позволит избежать огромных затрат, связанных с переналадкой производства.
Цель исследования
Совершенствование метода оценки параметров силовой установки и передаточных чисел трансмиссии грузовых автомобилей по критерию топливной экономичности.
Задачи исследования
Разработка метода поэлементного анализа, позволяющего качественно и количественно оценить влияние параметров двигателя и передаточных чисел трансмиссии на скоростные свойства и топливную экономичность грузовых автомобилей с дизелем.
Создать математическую модель для расчетных исследований, позволяющую на стадии проектирования рассчитать новый агрегат автомобиля, воспользовавшись ограниченным набором параметров.
Создать методику для определения на стадии проектирования у автопоездов полной массой 25-45 тонн основных параметров двигателя: мощности, рабочего объема, числа цилиндров и их геометрических параметров.
Провести комплекс экспериментальных и расчетных исследований для доказательства эффективности предложенного метода и математической модели.
4 Объект и предмет исследования
Объект исследования - грузовые автомобили полной массой 25-45 тонн. Предмет исследования - параметры силовой установки и передаточные числа трансмиссии, влияющие на топливную экономичность и скоростные свойства автомобилей.
Методы исследования
Экспериментальные и расчетные. В качестве прикладных средств данных методов использованы программы:, МВК (программный пакет для комплексных исследований автомобиля), Microcal Orign, Microsoft Excel (для построения графических зависимостей). Численные решения и их графическое представление получены с помощью ЭВМ.
Научная новизна
Установлены количественные, качественные и аналитические связи между составляющими топливного баланса автомобиля и мощностью его двигателя, изменяющейся под воздействием ряда факторов, среди них:
улучшение рабочего процесса (создание оптимальных топливовоздушных смесей и их качественное сгорание; использование новых конфигураций камер сгорания и впускных и выпускных систем; применение повышенной энергии впрыска; увеличение числа клапанов и т.п.);
рациональное использование полученного тепла (увеличение длинноходности двигателей и т.п.);
снижение механических потерь и потерь на привод вспомогательного оборудования;
увеличение частоты вращения коленчатого вала;
увеличение рабочего объема двигателя (числа цилиндров или размера каждого цилиндра);
применение механического и турбонаддува.
Выявлены приоритетные направления работ, обеспечивающие повышение топливной экономичности грузового автомобиля.
Предложен критерий для экспресс-оценки двигателя - максимальное индикаторное давление в цилиндрах двигателя pj ши, по величине которого можно ориентировочно судить о потенциальных возможностях двигателя с точки зрения топливной экономичности автомобиля.
Разработана методика по выбору параметров двигателей для автопоездов полной массой 25-45 тонн.
5 Скорректирована одна из составляющих математической модели МВК - «инженерный метод», который позволяет на стадии проектирования рассчитать новый агрегат автомобиля, воспользовавшись ограниченным набором параметров: мощность двигателя, рабочий объем, число цилиндров, максимальная и минимальная частота вращения коленчатого вала на внепшей скоростной характеристике, частота вращения, при которой желательно иметь максимальный крутящий момент, и его значение.
Практическая ценность
Снижение сроков и стоимости работ, направленных на повышение топливной экономичности грузовых автомобилей и автопоездов с дизелем.
Основные положения, представляемые к защите
Аналитические связи между параметрами двигателя, от которых зависит мощность и топливной экономичностью автомобиля.
Критерий экспресс-оценки двигателя, позволяющий оценить топливную экономичность автомобиля на стадии его проектирования.
Оценка адекватности разработанной математической модели на основе собственных и независимых экспериментов.
Методика по выбору параметров двигателей для автопоездов полной массой 25-45 тонн.
Апробация работы
Результаты проведенных исследований были использованы для докладов на научно-практических конференциях МГАПИ, 3-м Международном автомобильном научном форуме (МАНФ) 2005 г.
Основные этапы н положения данной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Специальные автомобили и бортовые информационно-управляющие системы» МГАПИ (ноябрь 2003 г., декабрь 2004 г., ноябрь 2005 г., январь 2007 г.), кафедры «Автомобили» им. Е.А. Чудакова МГТУ «МАМИ» (апрель 2008 г.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано восемь работ, в том числе одна работа в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, приложений и списка использованных источников. Диссертация изложена на 109 страницах основного машинописного текста, содержит 22 рисунков, 8 таблиц и список источников го 119 наименований.
