Покращення енергоефективності легкових автомобілів раціональним вибором параметрів моторно-трансмісійної установки

Abstract

Підвищення енергоефективності автомобілів є важливою науково-практичною і технічною задачею. Умови, які склалися сьогодні у світі вимагають від урядів багатьох країн прийняття заходів щодо зменшення витрат палива на автомобільному транспорті. Одним з таких заходів є зменшення максимальної швидкості руху автомобілів на магістральних автошляхах не за умови підвищення безпеки руху, а за умови зменшення витрат палива. Уточнення методу розрахунку аеродинамічного опору руху автомобіля з урахуванням залежності коефіцієнта лобового аеродинамічного опору від швидкості, дозволяє зменшити потрібну потужність двигуна при забезпеченні потрібних показників динамічності машин. Удосконалення методики тягового розрахунку автомобіля потребує перегляду вибору передатних чисел головної передачі і коробки передач. Дисертаційну роботу було виконано у межах індивідуального плану роботи аспіранта, робота виконувалася: - відповідно до Постанови Національної Ради з питань безпеки життєдіяльності населення № 3 від 25 грудня 1997р. «Про відповідність вимог охорони праці машин, транспортних засобів, устаткування, які виготовляються в Україні»; - «Транспортної стратегії України на період до 2020 року», схваленої розпорядження кабінету Міністрів України від 20 жовтня 2010 року № 2174-р. згідно з планом виконання науково-дослідної роботи за державним замовленням № Д3/101-2022 від 25 жовтня 2022р. «Розроблення дослідного зразка енергоефективного колісного малогабаритного транспортного засобу подвійного використання», державна реєстр №01224200935. Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є поліпшення експлуатаційних властивостей легкових автомобілів шляхом підвищення їхньої енергоефективності за рахунок раціонального вибору параметрів моторно-трансмісійної установки. Для досягнення поставленої мети, необхідно виконати наступні завдання: - провести теоретичне дослідження можливості зниження потужності двигуна при збереженні рівня динамічних властивостей автомобіля; - провести теоретичне дослідження підвищення енергоефективності автомобілів при раціональному зниженні потужності двигунів; - провести експериментальні дослідження динамічних властивостей легкового автомобіля. Наукова новизна одержаних результатів полягає у розвитку відомих методів вибору параметрів моторно-трансмісійних установок з урахуванням залежності від швидкості лобового коефіцієнта аеродинамічного опору. При цьому вперше: - визначено передатне число коробки передач на нижній передачі, яка за умови реалізації максимального початкового прискорення при торканні автомобіля з місця повинно знаходитися у межах 4,183 – 5,074; - проведено визначення запасу потужності на ведучих колесах, який формується в наслідок використання при розрахунках збільшеного постійного значення лобового коефіцієнта аеродинамічного опору (незалежного від швидкості); 4 - запропоновано метод раціонального зменшення максимальної ефективної потужності двигуна за рахунок зменшення запасу потужності при збереженні потрібних показників динамічних властивостей автомобіля. Удосконалено метод вибору раціональних передатних чисел головної передачі і коробки передач в напрямку врахування зміни по швидкості лобового коефіцієнту аеродинамічного опору. Отримали подальший розвиток закони управління ефективним крутним моментом і ефективною потужністю двигуна у напрямку забезпечення комфортабельності пасажирів і збереження вантажу при розгоні автомобіля. Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці методики раціонального зменшення максимальної ефективної потужності двигуна і вибору передатних чисел головної передачі і коробки передач автомобіля, яка використовується в лабораторії швидкісних автомобілів ХНАДУ при розробці перспективних машин. Особистий внесок здобувача. Наукові результати досліджень, що винесені на захист, отримані автором самостійно. У спільних з іншими авторами роботах дисертантом використане наступне: у роботі [1] запропоновано метод раціонального зменшення максимальної ефективної потужності двигуна; у роботах [2, 3] запропоновано метод вибору параметрів моторно-трансмісійної установки при раціональному зменшенні максимальної ефективної потужності двигуна; в роботі [4, 5] визначено раціональні закони керування ефективним крутним моментом та потужністю двигуна за умови забезпечення комфортабельності; в роботах [6-13] запропоновано напрями підвищення енергоефективності за рахунок методів раціонального зменшення максимальної ефективної потужності двигуна.