Тема: РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТОВ НА ТОПЛИВНУЮ ЭКОНОМИЧНОСТЬ С УЧЕТОМ ПЕРЕМЕННОГО ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ЕГО ИЗВИЛИСТОСТИ

В современном мире нельзя представить свою жизнь без автомобилей. Автомобили необходимы во всех сферах человеческой деятельности. Если не развивать транспорт и транспортную систему, не будет и развития, роста производства, промышленности, экономики и обороноспособности страны.
Численность парка автомобилей постоянно растет, вместе с ним растут и потребности в энергетических ресурсах. Поэтому все более актуальной становится проблема улучшения топливной экономичности автомобиля и повышения эффективности контроля расхода топлива при коммерческой эксплуатации автомобилей.
Расход топлива зависит от многих факторов: конструкции автомобиля и его основных агрегатов, транспортных условий, природно-климатических и дорожных условий эксплуатации. Безусловно, дорожные условия, а именно профиль рельефа дороги, извилистость, тип и ровность дорожного покрытия, оказывают наибольшее, по сравнению указанными ранее условиями, влияние на топливную экономичность автомобиля. Практически все современные методики и нормативные документы предлагают определять расход топлива при движении автомобиля в идеальных условиях по ровным дорогам. Но большая часть российских дорог, это дороги с различным дорожным профилем и типом дорожного покрытия.
К примеру, в работе [1] указывается, что «Условия эксплуатации автомобилей оказывают значительное влияние на эффективность, существенно изменяя уровень производительности, расход топлива, надежность и другие показатели».
Во время движения по неровной дороге для удержания необходимой скорости автомобилю требуется дополнительная мощность на преодоление неровностей, а это в свою очередь приводит к увеличению расхода топлива. Так же в расчетах необходимо учитывать скоростной режим и плотность транспортного потока на выбранном маршруте. Связано это с тем, что чем больше автомобилю придётся тормозить и разгоняться, тем больше будет и расход топлива.
«Установлено, что при продольном уклоне более 40%, расход топлива возрастает в 2,5 раза для грузовых автомобилей и в 3 раза для легковых. Расход топлива грузового автомобиля по дороге с щебеночным покрытием в 1,65 раза больше чем при движении по асфальтобетонным и цементобетонным дорогам» - так об этом указано в работе [2].
Поэтому существующие методы оценки топливной экономичности автомобиля в идеальных условиях движения, когда не учитывается профиль дороги и скоростной режим на маршруте, не позволяют определить расход топлива автомобиля в условиях, приближенных к реальным условиям движения.
«Современные расчетные методы на практике используются, в основном только для простейших режимов движения. Это связано с тем, что используемые формулы, как правило, не учитывают преимущественные режимы движения автомобиля: неустановившееся движение при частичном использовании мощности двигателя, торможение двигателем и моторным тормозом, движение на уклонах и спусках и т.п.» [3].
Целью данной работы является разработка методики для проведения расчетов по определению показателей топливной экономичности с учетом дорожного профиля, безопасного скоростного режима на маршруте и реализация ее в виде компьютерной программы.
Исходя из цели, ставим следующие задачи:
• Проанализировать существующие методы проведения расчетов на топливную экономичность;
• Разработать методику и программный модуль для определения уклонов продольного профиля и извилистости выбранного маршрута;
• Разработать методику и программный модуль для определения безопасного скоростного режима на выбранном маршруте;
• Разработать методику для проведения расчетов показателей топливной экономичности с учетом продольного профиля и его извилистости.

Купить

В рамках магистерской диссертации были проанализированы существующие методы проведения расчетов на топливную экономичность, разработаны методики определения уклонов, извилистости и безопасного скоростного режима на маршруте. Была разработана усовершенствованная методика проведения расчетов показателей топливной экономичности с учетом продольного профиля дороги и его извилистости, отличающаяся тем, что при создании математической модели КТС используется исходные данные (ВСХ, МПХ и т.д.), полученные при проведении стендовых испытаний агрегатов и мат. модели внешней среды максимально приближена к реальной эксплуатации. Все разработанные методики были реализованы в виде компьютерной программы в среде MATLAB. Данная программа позволяет автоматизировать получение интегральных параметров топливной экономичности и определять диапазоны работы на МПХ ДВС. Работа содержит описание методик, интерфейса программы и анализ ее работы на примерах.
Цель и задачи, поставленные в работе, выполнены.
В частности, выполнены следующие задачи:
1. Проведен анализ существующих методик проведения расчетов на топливную экономичность.
2. Разработана методика и программный модуль для определения уклонов продольного профиля и извилистости выбранного маршрута;
3. Разработана методика и программный модуль для определения безопасного скоростного режима на выбранном маршруте;
4. Разработана и реализована в виде программы методика проведения расчетов показателей топливной экономичности.
Работа программы была протестирована на нескольких примерах. По результатам данных тестов можно сказать, что программа достаточно точно вычисляет тягово-динамические и топливно-экономические показатели автомобиля.
Так же в рамках данной работы было проведено исследование влияния технических характеристик автомобиля (ведущего моста, шины автомобиля и двигателя внутреннего сгорания) на его тягово-динамические и топливно-экономические показатели. По результатам исследования можно сказать, что можно добиться улучшения тягово-динамических показателей и топливной экономичности автомобиля путем подбора оптимального для данного автомобиля моста и шин. Так же для улучшения топливной экономичности можно изменить левую часть ВСХ двигателя. Другие способы улучшения топливной экономичности автомобиля приведены в работе [18].
Значение расхода топлива, полученного при расчетах, будет отличаться от реальных значений. Ведь на расход топлива еще влияют: погодные условия, состояние дороги, технические проблемы, человеческий фактор, плотность транспортного потока и так далее. А все эти факторы практически невозможно учесть при математических расчетах.
Разработанная программа будет полезна для автопроизводителей, так как позволит еще на стадии проектирования автомобиля сделать обоснованный выбор двигателя, шин, трансмиссии для конкретного КТС. Так же программа будет полезна для компаний, которые занимаются грузоперевозками. Они смогут выбрать более экономичный маршрут движения.

Купить