Вибір і обґрунтування типу їздового циклу для проведення теоретичних досліджень

Найбільш об'єктивні дані про показники роботи автомобіля можна отримати заміром його показників при русі за їздовими циклами. Їздові цикли містять усталені та перехідні режими у широкому діапазоні роботи двигуна автомобіля, що дає можливість досить точно та повно визначити велику кількість його вихідних параметрів. На сьогодні відомо багато різновидів їздових циклів. Всі вони були отримані в результаті вивчення режимів руху автомобілів в конкретних містах з урахуванням умов експлуатації, типу транспортного засобу та багатьох інших факторів.

У країнах Європи випробування КТЗ згідно з Директивою 70/220/ЕЕС та R–15 здійснюється на стенді з біговими барабанами при умовному русі КТЗ за європейським міським їздовим циклом (рис. 2.8).

Рис. 2.8. Європейський міський їздовий цикл

Цей цикл був визначений за результатами замірів режимів руху легкових автомобілів у великих містах та умовно позначений як ЕСЕ R–15 або ЕСЕ і введений Правилами ЄЕК ООН №15 в 1970 році, коли було започатковано нормування викидів ШР легковими автотранспортними засобами. Він включає чотири елементарних міських їздових цикла UDC. Довжина умовного шляху циклу 4052м, час виконання 780с, максимальна швидкість КТЗ 50км/год.

Перед випробуванням КТЗ витримують (кондиціонують) не менше ніж
6 годин у спеціальному боксі при температурі 25±5°С Після цього запускають двигун, який протягом 40с повинен працювати при мінімальній частоті обертання холостого ходу. З урахуванням попередньої роботи двигуна в режимі холостого ходу та послідовного виконання чотирьох елементарних циклів, загальна тривалість виконання Європейського міського їздового циклу становить 820с, а середня умовна швидкість — 18, 7км/год.

В останній час для випробування легкових автомобілів на токсичність застосовують модернізований їздовий цикл (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Модернізований Європейський міський їздовий цикл

Цій цикл включає чотири звичайних набори міських режимів та додатковий набір режимів EUDC, який імітує рух автомобіля за містом. При цьому загальний час виконання циклу ЕСЕ R–15 + EUDC складає 1220 с
(з урахуванням початкових 40 с роботи двигуна в режимі холостого ходу), довжина умовного шляху руху автомобіля – 11, 007 км, середня швидкість руху – 33, 6 км/год, максимальна швидкість руху – 120 км/год або для автомобіля з двигуном невеликої потужності – 90 км/год (позначено пунктиром).

Більш складний їздовий цикл для випробування легкових автомобілів використовується в США (рис. 2.10), в ньому практично немає усталених режимів руху. Довжина умовного шляху в такому циклі – 17, 8 км, час його виконання – 1877 с, максимальна швидкість руху – 91, 2 км/год, середня швидкість руху – 34, 1 км/год.

Рис. 2.10. Міський федеральний їздовий цикл США

В Японії випробування автомобілів з можливою кількістю пасажирів менше 10 і масою менше 2, 5 т проводяться за двома їздовими циклами: холодні випробування за 11 режимним циклом без попереднього прогріву двигуна
(рис. 2.11), та з попереднім прогрівом двигуна за 10–15 режимним циклом
(рис. 2.12). Кожна фаза циклу триває 120 с що відповідає дистанції 1021 м, середня швидкість руху становить 30, 6 км/год.

Рис. 2.11. Одинадцятирежимний їздовий цикл (Японія)

Рис. 2.12. 10 – 15 режимний їздовий цикл (Японія)

Довжина 10–15 режимного циклу – 4, 16 км, час виконання – 660 с, максимальна швидкість руху – 70 км/год, середня швидкість руху –
22, 7 км/год.

У країнах колишнього СРСР з 1 січня 1992 року для всіх колісних транспортних засобів, за винятком позашляхових, було введено
ГОСТ 20306–90 " Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний", який діє на території України до останнього часу та співпадає з Правилами № 15 ЄЕК ООН (частина 1.4). Він обумовлює шість їздових циклів:

1. Магістральний цикл на дорозі для автомобілів повною масою до 3, 5 т, автобусів далекого сполучення.

2. Магістральний цикл на дорозі для вантажних автомобілів та автопоїздів повною масою більше 3, 5 т, та міжміських автобусів.

3. Міський цикл на дорозі для КТЗ повною масою до 3, 5 т.

4. Міський цикл на дорозі для КТЗ повною масою більше 3, 5 т, крім міських автобусів.

5. Міський цикл на дорозі для міських автобусів.

6. Міський цикл на стенді для КТЗ повною масою до 3, 5 т.

Для проведення теоретичних досліджень впливу типу систем живлення бензинового двигуна на паливну економічність та екологічні показники автомобіля необхідно вибрати їздовий цикл, режими якого найбільш достовірно відтворюють рух автомобіля в умовах експлуатації та який можливо відтворити при експериментальних випробуваннях на моделюючому роликовому стенді.

Існує кінцеве число дискретних режимів руху автомобіля – еквівалентних за витратою палива та рівнем ШВ роботи двигуна при русі автомобіля за їздовим циклом. Відзначимо, що збільшення кількості опорних режимів призводить до покращення достовірності показників руху автомобіля за режимами їздового циклу: з 13% при 9–ти базових точках до 3% при 14–ти. Сукупність режимів узагальненого їздового циклу, які відображають найбільш вірогідні режими руху в умовах великого міста, були замінені десятьма усталеними режимами, на яких рекомендовано діагностування двигунів автомобілів. Зважаючи на те, що питання зниження забруднення навколишнього середовища ШВ автомобілів має першочергове значення для міст та населених пунктів, доцільно вибрати для дослідження показників роботи автомобіля режим міського їздового циклу. Враховуючи те, що дорожній рух в містах носить циклічний характер, для оцінки та порівняння показників автомобіля ВАЗ–2101 з різними типами системи живлення, який є основним об’єктом розрахункових і експериментальних досліджень, був обраний Європейський міський їздовий цикл, який виконується згідно ГОСТ 20306–90 [74] на стенді для дорожніх транспортних засобів повною масою до 3, 5 т. Фрагмент елементарного міського їздового циклу тривалістю 195 с, довжиною умовного шляху 1013 м і максимальною швидкістю руху –
50 км/год. показано на рис. 2.13, характеристики режимів наведено в табл. 2.1.

Рис. 2.13. Фрагмент елементарного Європейського міського їздового циклу згідно ГОСТ 20306–90

Таблиця 2.1