Вплив частоти обертання колінчастого вала на експлуатаційні параметри ДВЗ під час руху автомобіля в міських умовах.
Автор: Костецький Ігор Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Автомобільний транспорт
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: В роботі розглянуто загальні відомості про двигуни внутрішнього згоряння. Описано будову та принцип роботи двигунів внутрішнього згоряння. Наведено особливості міських умов руху автомобіля. Проаналізовано сучасні публікації і дослідження. Представлено основні характеристик двигуна внутрішнього згоряння та приводу автомобіля. Проведено аналіз енергетичного балансу двигуна та розподіл енергії. Розроблено методику проведення експериментальних досліджень та оцінки отриманих результатів. Експериментальними дослідженнями встановлено що під час руху автомобіля в міському режимі на першій передачі витрата палива є найвищою - 11,4…15,5 л/100 км, а у разі зростання частоти обертання колінчастого вала понад 3000 об/хв витрата палива помітно зростає. Під час міського руху автомобіль на першій передачі може розігнатись 45 км/год при 5500 об/хв, але витрата палива зростає понад 20 л/100 км. Під час руху автомобіля в міському режимі на другій передачі витрата палива буде в межах 6,1…7,4 л/100 км. А під час руху автомобіля в міському режимі на третій передачі витрата палива автомобілем є найнижчою - 4,8…6,7 л/100 км. Для зниження витрати палива рух на першій передачі продовжувати до швидкості 20 км/год (2500 об/хв), а далі перемикатись на другу передачу до швидкості 40 км/год (2700 об/хв). В діапазоні швидкостей 40…60 км/год для зниження витрати палива найбільш оптимально рухатись на третій передачі. За результатами випробувань міського циклу ДСТУ (ECE-15) отримано середню витрату палива 13,95 л/100 км. Випробування показали, що для отримання низької витрати палива розгін автомобіля до заданої швидкості необхідно проводити плавно. А середня витрата палива за європейського міського циклу WLTC Low склала 11,93 л/100 км. Під час міського режиму руху автомобіль працює переважно в діапазоні 1000…2000 об/хв з частими фазами зупинок, повільних розгонів та коротких ділянок рівномірного руху. Великий період часу двигун в міському режимі працює на низьких навантаженнях (до 30…40% від максимального), що призводить до зниження ефективного ККД та високих втрат під час перехідних процесів, марного ходу та повторних розгонів. У разі застосування на автомобілі двигуна з турбонадувом необхідно певний час для створення тиску надуву турбіною, і як наслідок, величина обертового моменту знижується на 10…20%. Під час міського режиму руху максимальна потужність двигуна не досягається, оскільки частота обертів колінчастого вала у більшості випадків не перевищує 3000 об/хв. Основною величиною, яка характеризує поведінку автомобіля в міському режимі руху, є обертовий момент та його максимальна величина на широкому робочому діапазоні. Результати досліджень підтвердили, що під час міського режиму руху автомобільний двигун 1,5 EcoBoost працює в діапазоні частот обертів колінчастого вала 1000…3000 об/хв та розвиває обертовий момент близький до номінального 230…240 Н·м. Тому, можна рекомендувати перемикання на вищу передачу на подібних двигунах в діапазоні максимального обертового моменту для отримання динамічного розгону в діапазоні 1600…2000 об/хв частот обертів колінчастого вала. Також в цьому діапазоні кутових швидкостей автомобіль має нижчу витрату палива. Дослідженнями підтверджено що під час міського режиму руху найбільш оптимальним діапазоном частот обертів колінчастого вала бензинового двигуна буде 1600…3000 об/хв, коли досягається висока динаміка розгону та знижена витрата палива. А також для зниження витрати палива необхідно використовувати під час руху в місті вищу передачу (3-ї та 4-ї). Розгін автомобіля та сповільнення для зниження витрати палива необхідно виконувати плавно і перемикати на вищу передачу при досягненні частоти обертів колінчастого вала в межах 1600…2000 об/хв. Дослідженнями встановлено, що найбільш оптимальним режимом під час міського руху є діапазон частот обертів колінчастого вала 1600…2500 об/хв, який забезпечує високий обертовий момент та мінімальну витрату палива. Об’єкт дослідження: робочі процеси та експлуатаційні параметри двигунів внутрішнього згоряння автомобілів. Предмет дослідження: вплив частоти обертання колінчастого вала на експлуатаційні параметри двигунів автомобілів під час міського режиму руху. Мета дослідження: визначити явити та оцінити вплив змін частоти обертання колінчастого вала під час в міського режиму руху на паливну ефективність, обертовий момент, потужність та інші параметри двигуна; запропонувати рекомендації для оптимізації руху в міському режимі. Ключові слова – двигун внутрішнього згоряння, експлуатаційні параметри, частота обертання колінчастого вала двигуна.