Abstract

Lucrarea prezintă o metodă de calcul a caracteristicilor motorului cu sarcină completă bazată pe relația Leiderman - Khlystov. Deoarece valorile coeficienților funcției discutate disponibile în literatură au fost determinate pentru proiectele de motoare învechite, s-a încercat actualizarea acestora. În acest scop, a fost utilizat un dinamometru de șasiu în care a fost construită o bază de date cu rezultate pentru o varietate de vehicule. În urma colectării datelor, s-au determinat coeficienții pentru o varietate de sisteme de alimentare (șase grupuri: benzină injectată cu combustibil și benzină turbo, aprindere prin scânteie GPL I - II și IV generație, motorină aspirată natural și motorină turbo). Identificarea coeficienților a fost efectuată în Matlab-Simulink indicând aplicabilitatea funcției menționate pentru majoritatea motoarelor, totuși popularitatea recentă a motoarelor pe benzină turbo necesită o analiză suplimentară a posibilității de a utiliza o descriere funcțională diferită. Caracteristicile motorului cu sarcină completă reprezintă o bază pentru caracteristicile de performanță ale vehiculului și, în plus, pentru modelarea traficului într-o varietate de aspecte ale funcționării vehiculului.

Introducere

În ciuda faptului că vehiculele hibride sunt oferite din ce în ce mai mult, sursa predominantă de propulsie sunt încă motoarele cu combustie internă pe benzină și diesel. O combinație adecvată a elementelor sistemului de transmisie trebuie întotdeauna făcută în ceea ce privește performanța vehiculului. Selecția motorului este de obicei o combinație de aspecte tehnice, economice și ecologice. Sarcina unui designer este de a face alegerea corectă în timp ce se confruntă cu factori contradictori. Selectarea puterii pe roți trebuie să permită cele mai importante criterii pentru un anumit tip de vehicul. Pentru un vehicul de pasageri, este viteza maximă și accelerația.

În timpul proiectării sistemului de transmisie este necesar să se determine puterea motorului și cuplul în funcție de turația motorului (caracteristici de sarcină maximă) presupunând: puterea maximă, turația motorului și tipul sistemului de alimentare ca date de intrare.

Caracteristicile motorului cu sarcină maximă obținute în acest mod (Figura 1) permit determinarea caracteristicilor de performanță ale vehiculului (Figura 2) și continuarea calculelor ulterioare.

noul

Caracteristicile externe ale motorului

Caracteristici de tracțiune pentru o transmisie manuală

Calculele pot fi legate de întreținerea/funcționarea vehiculului și de performanța vehiculului. Diferențele în valorile indicilor motorului la (100, 75, 50, 30)% din putere au fost prezentate deoarece motorul nu funcționează întotdeauna la sarcină maximă [1]. Caracteristicile motorului cu sarcină completă și, prin urmare, caracteristicile de performanță constituie baze pentru calculele legate de fluxul de trafic pe drumuri sau automatizarea funcționării semaforelor.

Caracteristicile motorului cu sarcină completă pot fi utilizate în multe aspecte, cum ar fi modelarea vehiculului în mișcare - performanță cu transmisie automată [2, 3], comportamentul caroseriei vehiculului [4, 5], performanță în diferite condiții de sol [6], atunci când schimbarea benzii de rulare [7] sau evaluarea stabilității mișcării - vehicul-șofer în metoda ADA [8].

În plus, introducerea caracteristicilor motorului cu sarcină completă menționată ca informații suplimentare permite o evaluare virtuală a diagnosticului în timp real (așa cum a fost propus de An și colab. [9] sau o simulare a accelerației vehiculului de către Stonys și colab. [10]).

Caracteristicile motorului cu sarcină completă sunt, de asemenea, necesare pentru probleme de siguranță, cum ar fi influența șoferului și a caracteristicilor vehiculului asupra deciziilor legate de viteză ale șoferului pe drumuri, precum și siguranța rutieră de către Rothengatter și Debruin [11].

Cea mai simplă metodă de calcul al caracteristicilor motorului cu sarcină completă este aplicarea relației Leiderman - Khlystov ai cărei coeficienți sunt învechiți pentru vehiculele moderne. Pe de altă parte, pe baza software-ului comercial (GT Suite) putem calcula caracteristicile, dar volumul de lucru va fi mult mai mare [12]. În acest caz, investigațiile se bazează pe un anumit tip de motor și, în cazul anterior, sunt permise generalizări.

Caracteristicile motorului

Conexiunea dintre putere P și cuplul T este determinată de relație:

Pentru compararea motoarelor, care facilitează aplicabilitatea acestora în scopuri de performanță, un coeficient de flexibilitate a motorului E = eTen se aplică, fiind produsul coeficientului de cuplu:

și coeficientul de flexibilitate a turației motorului:

Valorile flexibilității diferitelor grupuri de motoare sunt date de Grishkevich [13], Myslowski și Koltun [14] pe când cele ale motorului 1.9 TDi de V.A.G de Szpica și Czaban [15] și, de asemenea, Szpica [16].

În practică, este nevoie de o determinare aproximativă a caracteristicilor motorului cu sarcină completă în cazul în care nu există specificații detaliate ale producătorului și știm doar două puncte ale caracteristicii: Tmax la nTmax și Pmax la nPmax. Apoi presupunând:

De obicei pentru motoarele cu carburator fără limita de turație a motorului λmax = 1,15, ..., 1,30; pentru alte motoare cu limita de turație a motorului λmax = 0,9,…, 1,15; pentru motoarele diesel λmax = 0,9,…, 1,0. Calculele se fac de obicei din valori λ = 0,2 până la λmax = nvmax /nPmax [17]. Unde nvmax este turația motorului corespunzătoare turației maxime a vehiculului.

Relaţii P = f(n) și T = f(n) sunt descrise cu relații (Ec. (5), (6)) prezentate de Bortnicki și Zadorozny [18].