Способ определения мощности двигателя транспортного средства при заданных полной массе, средней скорости движения и показателе категории испытательной дороги Российский патент 2019 года по МПК G01M17/07 G01F9/02 G01L3/00 

Описание патента на изобретение RU2677738C1

Изобретение относится к области испытаний транспортных средств (ТС), а именно эксплуатационному контролю ТС и касается определения мощности двигателя при заданных полной массе, средней скорости движения и количественного значения показателя категории испытательной дороги.

При выборе транспортной базы заказчик первоначально ориентируется на существующий ряд ТС по базовому параметру - классу грузоподъемности (полной массе) с учетом обязательного требования по средней скорости движения в заданных дорожных условиях, а в случае их отсутствия - на натурные эксперименты с использованием метода последовательных приближений к заданным требованиям, сопровождающиеся большими трудозатратами и временем на их проведение, при этом выбор ТС затягивается, а мощность двигателя всегда будет на какую-то величину больше или меньше от необходимой для реализации средней скорости на j-й дороге с заданным значением коэффициента категории дорог [1].

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения коэффициента суммарного сопротивления движению ψj ТС при его дорожных испытаниях [2], согласно которому при дорожных испытаниях перемещают транспортное средство по каждой j-й (j=1…n) опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью данной опорной поверхности, определяют средний расход топлива двигателя и среднюю скорость движения , а коэффициент суммарного сопротивления движению ψj - количественный показатель категории дороги определяют по выражению

где - средний расход топлива на j-й опорной поверхности, л/100 км;

- средняя скорость движения на j-й опорной поверхности, км/ч;

n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства [2].

Разработка способа [1,2] позволила оценивать виды испытательных дорог с использованием количественных показателей, принятых в ОТ 37.001.520-96 [1] в качестве норматива.

Задачей изобретения является определение мощности двигателя ТС при заданной средней скорости движения на j-й дороге.

Поставленная задача решается тем, что в способе определяют коэффициент суммарного сопротивления движению на j-й дороге ψj [2], согласно которому при дорожных испытаниях перемещают ТС при полной массе по каждой j-й (j=1…n) дороге в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности;

определяют коэффициент пропорциональности n по известному значению коэффициента сопротивления движению ψА, соответствующему дороге с ровным твердым покрытием, равным 0,025 для колесных машин, а и - по контрольному расходу топлива q испытываемого ТС и скорости, соответствующей контрольному расходу топлива, Vq

а при ψA=0,025 и Vq=60 км/ч

по выражению (1) и (3) определяют среднее значение расхода топлива ТС относительно категории дорог, определяемых показателем ψj и средней скоростью движения на j-й дороге

На основе представительной статической выборки по испытаниям полноприводных ТС разных классов грузоподъемности в объеме 148 образцов устанавливают единое для всех ТС среднее значение показателя к, выражающего отношение контрольного расхода топлива ТС к его полной массе q/MП в диапазоне 2,5-28,0 т, равное 0,00175 (с коэффициентом корреляции 0,969);

по выражению (4) при q=кMП определяют расчетную зависимость расхода топлива , л/100 км, дополнительно к указанным (ψj и ), в функциональной зависимости и от полной массы ТС, МП

переводят эксплуатационной расход топлива в л/100 км в параметры расхода топлива двигателя по его характеристике в кг/ч

где - средний часовой расход топлива, кг/ч;

- средняя скорость движения, км/ч;

ρ - плотность топлива, г/см3;

далее определяют среднее значение мощности двигателя, л.с, затрачиваемое на движение ТС в заданных дорожных условиях с заданной скоростью движения по выражению

где qyd - минимальный удельный расход топлива двигателя ТС на частоте, соответствующей его максимальному крутящему моменту, в кг/л.с.ч;

окончательно устанавливают среднее значение мощности двигателя с учетом коэффициента использования мощности двигателя на различных видах испытательных дорог

где - коэффициент, выражающий отношение средней мощности двигателя, затрачиваемой на j-й дороге к ее номинальному значению.

Значение может быть установлено как непосредственно через затрачиваемую на движение мощность двигателя при испытаниях ТС, так и по часовому расходу топлива, значение которого имеет близкую к линейной зависимость с затрачиваемой мощностью двигателя.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с известным показывает, что при эксплуатационном контроле ТС, в зависимости определения среднего расхода топлива использован новый характерный для всех транспортных средств показатель к, выражающий отношение контрольного расхода топлива ТС к его полной массе при высокой степени корреляции статистической выборки, что приводит эксплуатационный расход топлива в зависимость от полной массы МП, средней скорости движения и значения категории испытательной дороги ψj а перевод эксплуатационного расхода топлива в л/100 км на расход в кг/ч через минимальный удельный расход топлива qyd в кг/л.с.ч, заданный с учетом достигнутого уровня совершенства системы питания топливом, позволяет вычислить затраты мощности двигателя в л.с.на движение ТС по j-й опорной поверхности.

И, наконец, по известным значениям в % затрат мощности двигателя на перемещение ТС на каждой j-й дороге определяют мощность двигателя. На сновании этого можно заключить, что предложенный способ соответствует критерию «новизна».

Совокупность последовательных операций, включающая определение из выражения (1) среднего расхода топлива на j-й дороге, представление из выражения (2) коэффициента пропорциональности n зависимостью 1,5/q при ψA=0,025 и Vq=60 км/ч, определение среднего расхода топлива ТС по выражению (4) относительно категории дорог через ψj и средней скорости движения , определение среднестатистического значения показателя к, определение расчетной зависимости среднего расхода топлива в л/100 км по выражению (5), перевод эксплуатационного расхода топлива в л/100 км на расход топлива в кг/ч по выражению (6), определение значения средней мощности двигателя в л.с, затрачиваемое на движение ТС в заданных дорожных условиях с заданной скоростью движения по выражению (7), на основе экспериментальных исследований и многочисленных испытаний ТС вычисляют среднестатистическое значение показателя и окончательно устанавливают среднее значение мощности двигателя по выражению (8), позволяет сделать вывод о соответствии предложенного способа критерию «изобретательский уровень».

При реализации предложенного способа в конечном итоге определяют среднее значение мощности двигателя ТС полной массой Мп при заданной средней скорости двигателя (на уровне нормативного требования) и категории испытательной дороги по значению ψj.

В качестве примера для решения целевой задачи приняты исходные данные:

- полная масса изделия МП=28,0 т;

- размокшая грунтовая дорога (по ОСТ 37.001.520-96 [1]) с ψМ=0,24;

- средняя скорость движения - 18 км/ч. Расчеты выполняют в последовательности:

по выражению (5) вычисляют средний расход топлива, предварительно приняв среднестатистическое значение показателя к, равное 0,00175

по выражению (6) вычисляют средний расход топлива в кг/ч

по выражению (7) определяют среднее значение мощности двигателя ТС, затрачиваемое на движение в заданных условиях, при значении qyd, равном 0,148 кг/л.с.ч

из статистического ряда данных по видам дорог устанавливают среднее значение коэффициента использования мощности двигателя на различных видах дорог, который применительно к размокшей грунтовой дороге со значением ψМ=0,24 равен ;

по выражению (8) окончательно устанавливают применительно к указанным условиям среднюю номинальную мощность двигателя ТС полной массой 28,0 т

Для сравнения приведены средние значения коэффициента при использовании испытательных дорог по [1]:

- грунтовая дорога удовлетворительного состояния (ГУ) , при VГУ=43 км/ч;

- дорога с твердым покрытием (А) при малой интенсивности движения (не более 80 авт/ч) с , при VA=65,0 км/ч;

- скоростная дорога (СД) НИЦИАМТ ФГУП «НАМИ» с ψСД=0,025, RСД=0,97 при VСД=100 км/ч.

Выполненные расчеты значения по указанным алгоритмам на выбранных дорогах составили:

ГУ - при средней скорости 43,0 км/ч - 446 л.с;

А - при средней скорости 65,0 км/ч - 458 л.с;

СД - при средней скорости 100 км/ч - 489 л.с.

При сопоставлении полученных результатов с расчетным на размокшей грунтовой дороге, равный 490 л.с, может быть принят как наиболее представительный.

Использование предлагаемого способа определения мощности двигателя при выборе транспортного средства из существующего ряда или при его проектировании при заданных полной массе, средней скорости движения (по требованию заказчика) на j-ом виде испытательных дорог обеспечивает по сравнению с используемым по аналогам образцов ТС следующие преимущества: повышение точности определения первоначальной (базовой) мощности двигателя, сокращение времени и снижение трудозатрат при проектировании ТС, что существенно облегчает работу конструктора за счет возможности согласования параметров двигателя с режимом работы ТС, определенном средней скоростью движения и дорожными условиями.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1 ОСТ 37.001.520-96. Категории испытательных дорог. Параметры и методы их определения. - Введ. 1997-07-01. - М.: «Дорожный транспорт», ТК 56, 1997.

2 Патент на изобретение RU №2011955 C1 G01М 17/00 от 30.04.1994 г., Бюл. №8.

Похожие патенты RU2677738C1

название год авторы номер документа
Способ определения средней скорости движения транспортного средства 2017
  • Устименко Виктор Семенович
  • Дёмик Вадим Валерьевич
  • Еремина Нина Александровна
RU2662592C1
Способ определения максимальной скорости движения транспортного средства на грунтовых дорогах 2018
  • Устименко Виктор Семенович
  • Орлов Александр Викторович
  • Титов Николай Алексеевич
  • Еремина Нина Александровна
RU2684032C1
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ СПОСОБ ДОРОЖНЫХ ИСПЫТАНИЙ НА НАДЕЖНОСТЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2020
  • Устименко Виктор Семёнович
  • Татаркина Ольга Юрьевна
RU2753737C1
СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В ПРОЦЕССЕ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2021
  • Устименко Виктор Семенович
  • Краснов Александр Юрьевич
  • Козлов Владимир Александрович
  • Тихонов Дмитрий Александрович
  • Абрамов Олег Валерьевич
  • Писарев Владимир Валентинович
RU2761126C1
СПОСОБ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ 2001
  • Устименко В.С.
  • Валеев Д.Х.
  • Манохин В.И.
RU2181484C1
Способ автоматического контроля уровня нагружения испытываемого транспортного средства для оценки его надежности и устройство для его осуществления 2017
  • Устименко Виктор Семенович
  • Корнилов Виктор Геннадьевич
  • Волкова Юлия Владиславовна
RU2671066C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ КАТЕГОРИЙ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 2015
  • Устименко Виктор Семенович
  • Каспаров Владислав Борисович
  • Дворцов Александр Игоревич
  • Еремина Нина Александровна
RU2585116C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОПЛИВНОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА ГРУНТОВЫХ ДОРОГАХ 2013
  • Устименко Виктор Семенович
  • Орлов Александр Викторович
  • Титов Николай Алексеевич
  • Еремина Нина Александровна
RU2548981C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СУММАРНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ДЛЯ КАТЕГОРИРОВАНИЯ ИСПЫТАТЕЛЬНЫХ ДОРОГ 2014
  • Устименко Виктор Семенович
  • Колтуков Андрей Анатольевич
  • Лощаков Георгий Васильевич
  • Титов Николай Алексеевич
RU2561647C1
Способ дорожных испытаний на надежность транспортных средств с автоматической гидромеханической трансмиссией 2017
  • Устименко Виктор Семенович
  • Сибиляев Михаил Константинович
  • Титов Николай Алексеевич
  • Гавриленко Виктор Васильевич
RU2657090C1

Реферат патента 2019 года Способ определения мощности двигателя транспортного средства при заданных полной массе, средней скорости движения и показателе категории испытательной дороги

Изобретение относится к испытаниям транспортных средств. Способ определения мощности двигателя транспортного средства при заданных полной массе, средней скорости движения и показателе категории испытательной дороги, заключается в перемещении транспортного средства по поверхности и расчете мощности исходя из определения расхода топлива, средней скорости движения, коэффициента суммарного сопротивления движению, коэффициента пропорциональности. Определяется мощность двигателя при заданной средней скорости движения транспортного средства.

Формула изобретения RU 2 677 738 C1

Способ определения мощности двигателя транспортного средства при заданных полной массе, средней скорости движения и показателе категории испытательной дороги, заключающийся в перемещении транспортного средства по опорной поверхности в ведущем неустановившемся режиме движения, определенном профилем и несущей способностью опорной поверхности с коэффициентом суммарного сопротивления движению ψj, и определении среднего расхода топлива по величине средней скорости движения и коэффициента пропорциональности n, характерного для каждого типа транспортного средства, определяемого через контрольный расход топлива q, скорость, соответствующую контрольному расходу топлива Vq, и коэффициент сопротивления движению ψА, соответствующий дороге с ровным твердым покрытием, равный 0,025, по выражению

,

где - средняя скорость движения на j-й опорной поверхности, км/ч;

ψj - коэффициент суммарного сопротивления движению на j-й опорной поверхности;

n - коэффициент пропорциональности, характерный для каждого типа транспортного средства, при ψA=0,025, Vq=60 км/ч равен 1,5/q, при котором

отличающийся тем, что в способе при перемещении транспортного средства определяют при заданных значениях средней скорости движения и коэффициента суммарного сопротивления движению j-й дороги ψj показатель κ, выражающий отношение контрольного расхода топлива q двигателя транспортного средства к его полной массе МП, представляющий среднестатистическое значение для всех полноприводных транспортных средств в диапазоне их полной массы 2,5-28,0 т, равный 0,00175, при котором получают выражение для определения среднего расхода топлива двигателя транспортного средства массой МП на заданной средней скорости движения и на j-й дороге с заданным коэффициентом ψj

при этом среднее значение мощности двигателя , затрачиваемой на движение с заданной средней скоростью на j-й дороге, после перевода расхода топлива в л/100 км в , кг/ч, определяют через заданный минимальный удельный расход топлива qуд в кг/л.с.ч по выражению

а среднюю мощность двигателя при известных среднестатистических значениях коэффициента , выражающего отношение средней мощности двигателя, затрачиваемой на j-й дороге, к ее номинальному значению, определяют по выражению

.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2677738C1

Способ определения мощности двигателя моторно-трансмиссионной установки с гидропередачей 1989
  • Боцман Виктор Александрович
  • Бежан Владимир Андреевич
  • Цыганов Владимир Иванович
  • Павлов Виктор Иванович
SU1728710A1
Способ определения эффективной мощности двигателя транспортного средства с гидротрансформатором непрозрачного типа 1987
  • Лившиц Владимир Моисеевич
  • Голштейн Александр Рафаэльевич
  • Деречук Валерий Евгеньевич
  • Добролюбов Иван Петрович
  • Моносзон Александр Абрамович
  • Самойлов Сергей Васильевич
SU1569645A1
Способ определения эффективной мощности двигателя транспортного средства 1987
  • Подкопаев Виталий Васильевич
  • Подкопаев Сергей Васильевич
SU1500878A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ ПРИ ЕЁ ИСПЫТАНИИ В ТЯГОВОМ РЕЖИМЕ ТРОГАНИЯ С МЕСТА 2009
  • Хабардин Василий Николаевич
  • Хабардин Сергей Васильевич
RU2430340C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОМИНАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОЙ МАШИНЫ 2010
  • Хабардин Сергей Васильевич
RU2430338C1
Способ определения эффективной мощности двигателя трактора с гидротрансформатором 1991
  • Дьячков Евгений Александрович
  • Телица Сергей Григорьевич
SU1806336A3

RU 2 677 738 C1

Авторы

Устименко Виктор Семенович

Орлов Александр Викторович

Титов Николай Алексеевич

Волкова Юлия Владиславовна

Даты

2019-01-21Публикация

2017-12-04Подача