О выборе потребной эффективной мощности двигателя грузовых автомобилей, предназначенных для участия в ралли

АННОТАЦИЯ

О ВЫБОРЕ ПОТРЕБНОЙ ЭФФЕКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ УЧАСТИЯ В РАЛЛИ

Плиев И.А., к.т.н., ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»

В статье рассмотрена возможность применения «метода определения потребной эффективной мощности двигателя полноприводных автомобилей на стадии проектирования» к автомобилям, участвующим в ралли. Приведена методика определения потребной эффективной мощности двигателя для движения автомобиля с заданной скоростью. Приведенный график показывает хорошую сходимость расчетных результатов определения средней скорости движения автомобиля с реальными скоростями, показанными автомобилем «КАМАЗ-4911 EXTREME» на отдельных этапах ралли «Париж-Дакар».

ABOUT CHOOSING NEEDED EFFECTIVE ENGINE POWER FOR TRUCK INTENDED FOR RALLY

Pliev I., Dr.Sc., FSUE NAMI

The paper deals with the possibility of using of «effective method of identifying the needs of the powerful motor vehicles at the design stage» for the cars involved in the rally. A method of determining the needs of effective motor power for the movement of the car with a given speed. The graph shows a good convergence of the calculated results determine the average speed of a car with real speed shown by truck «KAMAZ-4911 EXTREME» at certain stages of the rally «Paris-Dakar».

Плиев И.А., к.т.н. / ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»

Занимаясь проблемой выбора потребной максимальной мощности двигателя полноприводных автомобилей и предлагая пути для ее решения (более подробно — см. журнал «Автомобильная промышленность», № 11, статья к.т.н. И.А. Плиев, д.т.н В.В. Московкин «Определение потребной эффективной мощности двигателя полноприводных автомобилей на стадии проектирования»), необходимо было разобраться в возможности применения предлагаемого метода для грузовых автомобилей другого класса, в частности, для автомобилей, участвующих в ралли.

Наиболее известным ралли можно назвать ралли «Париж-Дакар», в котором участвуют десятки грузовых автомобилей, представляющих разные фирмы и разные страны. Автомобили, участвующие в ралли, должны быть омологированы, т.е. являться по сути модификациями серийно выпускаемых автомобилей. Минимальная серия должна составлять 15 штук. Как правило, грузовые автомобили имеют колесную формулу 4х4 и оснащаются двигателем, по мощности в несколько раз превышающей мощность двигателя автомобиля аналогичного класса грузоподъемности, предназначенного для эксплуатации в хозяйствах гражданского профиля или в армии.

Как известно, многодневное ралли «Париж-Дакар» проходит, как правило, по грунтовым дорогам при движении с максимально возможной скоростью, определяемой максимальной мощностью двигателя и самочувствием экипажа из условий плавности хода.

Вместе с тем, при проектировании полноприводных автомобилей в техническом задании задают требуемую среднюю скорость движения одиночного автомобиля по грунтовым дорогам удовлетворительного состояния со средним значением оценочного показателя дорог = 0,07 по ОСТ 37.001.520-96 «Категории испытательных дорог. Параметры и методы их определения». Рассмотрим, насколько эти дороги корреспондируются между собой.

Относительный коэффициент суммарного сопротивления движению — это показатель, количественно характеризующий отношение значений суммарного расхода топлива, затрачиваемого на преодоление всех суммарных сил сопротивления движению (качению, в том числе с прицепом — при его наличии, подъему, на повороте, воздуха, инерции, колебаний подрессоренных и неподрессоренных масс), к реализуемой скорости движения.

Отталкиваясь от формулы суммарного расхода топлива и заданной средней скорости движения одиночного автомобиля по грунтовым дорогам удовлетворительного состояния, можно перейти к определению потребной эффективной мощности двигателя, необходимой для движения в данных условиях. Несмотря на то, что неустановившееся движение с переменной скоростью заменяется на установившееся, величина мощности будет определять принципиальную возможность движения с заданной средней скоростью.

Можно решать и обратную задачу. При наличии автомобиля с двигателем определенной мощности можно выяснить, с какой средней скоростью он сможет двигаться по дорогам с определенным коэффициентом .

Как известно, на ралли «Париж-Дакар» многие годы успешно выступают экипажи из Татарии «КАМАЗ-МАСТЕР» на автомобилях «КАМАЗ-4911 EXTREME» (серийным прототипом является автомобиль «КАМАЗ-4911»).

Полная масса автомобиля «КАМАЗ-4911 EXTREME» — 12000 кг, двигатель ЯМЗ — 7Э 846 мощностью 730 л.с. при максимальных оборотах 2500 1/мин.

С помощью программы МВК (программа для комплексных исследований топливной экономичности, скоростных свойств и выбросов вредных веществ автомобилей, разработанная д.т.н. Московкиным В.В.) определяем контрольный расход топлива автомобиля «КАМАЗ-4911 EXTREME» при движении по асфальтовой дороге при скорости 60 км/ч — 30,0 л/100 км.





На рисунке показан график изменения потребной эффективной мощности автомобиля при движении по грунтовой дороге с различными средними скоростями. Для наглядности считаем, что контрольный расход топлива на асфальте при движении со скоростью 60 км/ч для двигателей мощностью 800 и 1000 л.с. остался прежним.

Из графика видно, что при движении по грунтовым дорогам удовлетворительного состояния автомобиль «КАМАЗ-4911 EXTREME» может двигаться со средней скоростью около 85 км/ч. Как показали результаты прохождения отдельных этапов на ралли «Париж-Дакар», средняя скорость движения этих автомобилей приближалась к указанному значению. Это говорит о хорошей сходимости результатов и возможности выбора эффективной мощности двигателя для автомобилей, предназначенных для участия в ралли, на основании разработанной методики. Увеличение средних скоростей движения возможно при снижении полной массы автомобиля или увеличении мощности двигателя.

Для сравнения, разрабатываемый на Украине автомобиль капотной компоновки КРАЗ-5173РЕ «Самум», также предназначенный для участия в различных ралли, в том числе «Париж-Дакар», имеет двигатель Deutz BF 8M 1015C (V-8) мощностью 740 л.с.