ALGORYTM OBLICZANIA ZUŻYCIA PALIWA SAMOCHODU OSOBOWEGO W WARUNKACH JAZDY RZECZYWISTEJ NA PODSTAWIE ZUŻYCIA W WYBRANYCH CYKLACH JEZDNYCH

Seria: TRA N SPO R T z. 48 N r kol. 1604

A leksander U BY SZ

ALGORYTM OBLICZANIA ZUŻYCIA PALIWA SAMOCHODU OSOBOWEGO W WARUNKACH JAZDY RZECZYW ISTEJ

NA PODSTAWIE ZUŻYCIA W WYBRANYCH CYKLACH JEZDNYCH

Streszczenie. W pracy zaprezentow ano algorytm obliczeń p rzebiegow ego zużycia paliw a sam ochodu osobow ego z a p o m o c ą zużycia paliw a w w y b ran y ch cyklach jezdnych dobieranych na podstaw ie takich param etrów , ja k średnia p ręd k o ść przejazdu, czasu zatrzymań, czasu i drogi ja z d y w potoku, zredukow anej m asy, C x oraz w spółczynnika oporów toczenia.

ALGORITHM OF M ILEAGE FUEL CONSUMPTION IN CARS AT REAL DRIVING CONDITIONS TAKING INTO ACCOUNT THE SELECTED DRIVING CYCLES

Sum m ary. The procedures o f calculating the m ileage fuel co nsum ption in a car at real driving conditions taking into account the selected driving conditions h ave been presented in the paper.

W STĘP

N a św iecie zagadnienie obliczeń przebiegow ego zużycia p aliw a p ojazdów stanow i je d e n z podstawow ych problem ów najpilniej strzeżonych przez ośrodki badaw cze. Pom im o prow adzonych licznych prac nad tym zagadnieniem w literaturze naukow ej brak jakichkolw iek szczegółow ych opracow ań na ten temat.

W niniejszym opracow aniu au to r n a podstaw ie sw oich opracow ań zebranych w m onografii [1] prezentuje szczegółow y algorytm do obliczeń przebiegow ego zu ży cia p aliw a sam ochodu osobow ego jadącego w w arunkach rzeczyw istych na podstaw ie zużycia paliw a w 5 w ybranych cyklach jezdnych: dw u Stop & Go, m iejskiego, drogow ego i autostradow ego.

Podstaw ę do takiego p o d ejścia do problem u stanow ią w yniki optym alizacji zużycia paliw a sam ochodów osobow ych z silnikam i ZI i ZS w m odelu teoretycznym o stałym poziom ie energetycznym pojazdu. W nioski są następujące: jeżeli kierujący p ojazdem nie je d zie na

„pełny gaz”, to zużycie p aliw a zależy w zasadzie od średniej prędkości jazd y , dynam iki napędu w yrażonej w skaźnikiem m o cy na jed n o stk ę m asy sam ochodu oraz dynam iki jazd y , przez pojęcie której należy rozum ieć i średnią prędkość jazd y , i intensyw ność ham ow ania oraz przeciwstaw nej ham ow aniu ja z d y w ybiegiem .

A LG O RY TM

W przedstaw ionym n a ry s .l algorytm ie najpierw należy przeprow adzić adaptację charakterystyki ogólnej silnika ZI lub ZS na podstaw ie podanego w d anych technicznych przebiegow ego zużycia p aliw a d la cyklu m iejskiego i drogow ego (2). Po takim przeliczeniu m acierzy jednostkow ego zużycia p aliw a charakterystyki ogólnej, że b łąd obliczeń Q m i Qd

przebiegow ego zużycia paliw a sam ochodu za p om ocą zużycia w w ybranych cyklach j ezdnych dla zredukow anych param etrów f, Cx i m , j ak to p rzedstaw ia algorytm na rys. 1.

i

W p ro w a d z a n ie d a n y c h p o ja z d u : PARAMETRY POJAZDU:

rodzaj silnika ( ZI lub ZS) - pojem ność skokow a

m oc m aksym alna, N

m aksym alny m om ent obrotow y, M max katalogow e zużycia paliw a, Qm/Qd/Qi

przełożenia poszczególnych biegów i przekładni głów nej, i m aksym alna prędkość, V max

ro zm iar opon m asa w łasna, m w

w ym iary (długość, szerokość, w ysokość) STAŁE

przyspieszenie ziem skie

czas pracy na biegu jałow ym dla poszczególnych testów , Tj w spółczynnik oporów aerodynam icznych, C x

w spółczynnik w ypełnienia pow ierzchni czołow ej, A w artość opałow a paliw a

w spółczynnik oporów toczenia f,

i

D obór charakterys tyki ogólnej silnika i r

W prow adzanie danych pom iarow ych Tc, Lc, Tp, Ts&g, Ls&g

N

Średnia prędkość ja z d y Stop& G o Vs&g = Ls&g / Ts&g [km /h]

- V 3

U dział czasow y cyklu m iejskiego

U TM = ( V S &G - 6 , 7 1 ) / ( V M - V s & G fas,)

Lmi = U Tm * Vm *Ts&g [km]

U dział czasow y Stop& G ofast U S&G fast = 1 - U M Ls&g fast = U S&G fast * V S&G fast * Ts&g

U dział czasow y cyklu Stop& Gofast

U Ts & g f e t = ( V s & g - 2 , 4 3 ) / 4 , 2 8 L s & g f a s t= U1s & g fast * V s & g fast * T s & g [km]

U d ział czasow y cyklu Stop& G osiow U S& G slow =

1

Ls&g ^slow = U s&g ^{slow *} Vs&g ^slow * Ts&g [km]

’ r

O bliczenia dla cyklu S top& G os)ow O bliczenia d la cyklu Stop& G ofast u

W yliczenie V p s & G s io w [dm 3] W yliczenie V pS&g ^fast [dm 3]

i

1

DO WYNIKÓW

Rys. 1. A lgorytm obliczania p rzebiegow ego zużycia paliw a sam ochodu osobow ego w jeźd z ie rzeczyw istej za p o m o c ą zużycia paliw a w 5 w ybranych cyklach je zd n y c h

Fig. 1. A lgorithm o f calculating the p articipation o f individual driving cycles

w ynikający ze zbyt „szy b k ieg o ” p rzejazdu odcinka drogi w cyklu S& G oraz trzeci będący rezultatem zbyt w olnego przejazd u na odcinku reszty drogi zarezerw ow anej dla ja z d y w cyklu drogow ym i autostradow ym (przedział prędkości poniżej 62,6 km /h zam iast pow yżej).

W algorytm ie generalnie udział drogi przejechanej w każdym cyklu jezd n y m obliczany je st na podstaw ie udziału czasow ego przeliczanego następnie z charakterystycznej dla każdego cyklu prędkości średniej n a udział drogow y. N a w yniki sk ład ają się objętości Vp zużytego paliw a na danej trasie pojazdu w każdym cyklu jezdnym oraz średnie przebiegow e zużycie paliw a Q.

WNIOSKI

N a podstaw ie założeń przyjętych w pow yższym algorytm ie do obliczeń przebiegow ego zużycia paliw a sam ochodu osobow ego m ożna w yciągnąć następujące w nioski ogólne:

1. A daptow ana na p o d staw ie hom ologacyjnych cykli jezdnych, a p rzy jęta obligatoryjnie charakterystyka o gólna w cale n ie m usi odw zorow yw ać dokładnie charakterystyki rzeczyw istej silnika w pozo stały ch przedziałach jeg o pracy charakterystycznych dla cykli jezdnych niehom ologacyjnych.

2. Przyjęty do obliczeń niem iecki cykl autostradow y w w arunkach polskich z w iadom ych pow odów nie m a w iększego zastosow ania i dlatego praw dopodobnie b ęd zie w ym agał korekcji, analogicznej do zm ian zastosow anych dla cyklu jezd n e g o S&G .

3. W algorytm ie do ob liczan ia przebiegow ego zużycia p aliw a sam ochodu należy rów nież uw zględnić dynam ikę ja z d y , któ ra w skrajnych przypadkach m oże prow adzić do częstej jazd y na „pełny gaz” lub ja z d y spokojnej z w ykorzystaniem przew idyw ania sytuacji na

drodze i ja z d y w ybiegiem .

Literatura

1. U bysz A.: E nergochłonność sam ochodu a zużycie paliw a w złożonych w arunkach ruchu.

M onografia, W ydaw nictw o Pol.SI., G liw ice 2003.

2. Ubysz A.: P rzesłanki do sym ulacji zużycia paliw a przez sam ochody osobow e w w arunkach ja z d y rzeczyw istej z a p om ocą w ybranych cykli jezdnych. ZN Pol.SI. nr 44, G liw ice 2002.

Recenzent: Prof. dr hab. inż. Stanisław Jarnuszkiew icz

Abstract

The procedures o f calcu latin g the m ileage fuel consum ption in a car at real driving conditions taking into account the selected driving conditions have been presented in the peper.

Pracą w ykonano w ram ach p r a c w łasnych B W -453/RT-2/2003