Как рассчитать расход топлива на холостом ходу

Организации, эксплуатирующие дорожно-строительную технику, часто сталкиваются с проблемами при нормировании расхода топлива. Эти проблемы решаются двумя основными способами — аппаратным и организационным. В первом случае используется бортовой компьютер либо специальный регистратор — "чёрный ящик", различные модификации которого в достаточном количестве реализуются на рынке. А во втором, когда у компании нет, как считают ее руководители, свободных средств для приобретения компьютеризированных образцов строительной и другой техники или отдельно регистраторов (с установкой, которая тоже "стоит денег"), — производится ряд административно-технических мероприятий. В их основе лежат соответствующие методические подходы, о которых и пойдёт речь в данной публикации.

Причины перерасхода топлива и пути их устранения

При приобретении техники иностранных марок, техники нового для предприятия вида инженеры, ответственные за разработку норм, как правило, не имеют ни исходных данных, ни текущих наработок по расходу топлива. В этом случае обычно назначают представителя из состава ИТР, который едет на объект и проводит замеры. По их результатам устанавли вается норма, по сути весьма далёкая от истинного положения дел.

Дело в том, что при "замерах" самоходный механизм работает, т.е. простои (холостой ход) сведены к минимуму. Часто бывает так: с приездом на объект проверяющего работа "оживает", в остальное же время, главным образом, при попустительстве бригадиров простои на холостом ходу могут составлять до 50 % от общего времени, идущего в зачет машинисту. К примеру, в минуты технологических или обеденных перерывов некоторые машинисты не выключают двигатель, величина моточасов возрастает, а количество израсходованного топлива уменьшается. В результате появляется возможность хищения остатков топлива. Поэтому, проведя замеры, обычно уменьшают норму расхода топлива примерно на треть, полагая это "золотой серединой". А в конце месяца вновь выявлен перерасход. В чем причина? Плохие погодные условия или хищение, а, может быть, просто резко уменьшилось число простоев на холостом ходу?

Итак, выделим основные причины, по которым происходит перерасход топлива:

• хищение;
• увеличение интенсивности работы (сокращение простоев);
• ухудшение погодных условий;
• скрытая техническая неисправность.

Рассмотрим эти причины подробнее.

Хищение

Ни для кого не секрет, что хищения топлива — это бич поголовного большинства предприятий, имеющих на балансе машины и механизмы. Каким образом оно происходит в случае использования самоходных механизмов, наработка которых ведется в моточасах и наглядно отражается на мотосчётчике?

Первый вариант. "Подкручивание" счетчика. В этом случае поймать расхитителя трудно, разве что только застав его на месте преступления. Поэтому предприятия должны обеспечить защиту мотосчётчиков от постороннего вторжения чисто техническими средствами и контролем со стороны должностных лиц. В противном случае размеры убытков достигнут огромных размеров.

Второй вариант. В результате простоев на холостом ходу возрастает неучтённый остаток топлива, который машинисты, обладающие базовыми знаниями математики, умело высчитывают и сливают. "Математиков" легко вычислить: из месяца в месяц у них всегда перерасход — 0, экономия — 0. Это обстоятельство хоть и радует глаз главного инженера, но служит тревожным сигналом. С этим вариантом хищения бороться можно только одним способом — жестким контролем должностных лиц и бригадиров, их действиями по пресечению простоев на холостом ходу.

Увеличение интенсивности работы

Вот это как раз яркий пример правильной работы начальника участка, прораба. Если грамотно рассчитана норма расхода топлива и пресекаются простои, ежемесячный фактический расход не должен сильно отличаться от нормированного.

А все-таки, может ли он отличаться? Может! И это не должно пугать начальников. Итак, изменение интенсивности рассмотрим на примере работающего экскаватора, загружающего карьерные самосвалы. Плечо "погрузки-разгрузки" этих самосвалов может составлять 50 м, а может иметь и несколько километров. Количество самосвалов, курсирующих по этому плечу, тоже может быть различным. Все это приводит к тому, что в одном случае экскаватор после погрузки одной машины незамедлительно приступает к погрузке другой, а в другом — ожидает подхода транспортного средства. При этом появляется время ожидания, которое и должно четко контролироваться ответственным инженером. Если по каким-то причинам работа приостановлена, должна последовать команда "заглушить двигатели".

Кроме того, если в этом месяце на данном объекте ожидается работа с вынужденными простоями (большое "плечо", мало автотранспортной техники и т.д.), есть смысл ввести для некоторых видов погрузочной техники уменьшающую поправку. Эта задача лежит на начальнике участка. Ведь это он при первоначальной оценке объекта рассчитывает количество выделяемой на объект техники, и от его компетентности зависит, будут ли машины простаивать под погрузкойразгрузкой или нет.

Ухудшение погодных условий

Это естественная, но предсказуемая причина увеличения расхода топлива. С началом дождей самодвижущейся технике все труднее преодолевать расстояния (на работе экскаваторов это сказывается в меньшей степени), начинается "пережог" топлива. Решить эту проблему просто: расход топлива для каждого вида техники должен быть замерен дважды — как в ясный день, так и в период дождей. И путем несложных вычислений можно зафиксировать величину поправок к нормам, которые, соответственно, добавляются или отнимаются в различные сезонные периоды.

Скрытая техническая неисправность

Внезапно образовавшаяся скрытая техническая неисправность также может быть причиной увеличившегося расхода топлива. В нашей практике был такой случай: внезапно увеличился расход топлива на одной из импортных машин. В ходе детального разбирательства выяснилось, что причина — в технической неисправности и для устранения перерасхода необходимо заменить насос-форсунки. Была рассчитана экономическая целесообразность и сделан вывод: менять дорогостоящую импортную деталь невыгодно,поскольку по остальным параметрам техника работала без замечаний. Разумеется, в каждом случае разбираться необходимо тщательно, с привлечением специалистов.

Методика расчета времени простоев на холостом ходу

Допустим, на предприятии установлен-таки жесткий контроль, пресекающий хищение топлива. Какие еще убытки подстерегают предприятие?

Возьмем предприятие, на котором оплата труда машинистов исчисляется по наработанным моточасам. Яркий пример убытков в этом случае — это увеличение общего количества оплачиваемых моточасов за счет простоев на холостом ходу. Обеденный перерыв — двигатель работает, вынужденный простой в работе — двигатель не заглушают. Если бригадир не пресекает простои на холостом ходу, то вычислить в конце месяца, сколько же моточасов было фактически отработано, а сколько машина проработала в холостую, довольно сложно. Периодическими выездами на объекты руководящих работников эту проблему не решить. Когда перед техническим отделом нашего предприятия встал такой вопрос, на помощь пришла математика.

Рассмотрим, как можно вычислить количество моточасов, отработанных конкретным механизмом (в нашем случае экскаватором импортного производства) с полной нагрузкой и количество моточасов холостой работы. Главное условие для расчетов: мотосчетчик недоступен для "подкручивания" и топливо не сливается.

Исходные данные: отработано за месяц — 445 моточасов, израсходовано топлива — 15440 л.

Расход топлива за 1 моточас при полной нагрузке — 51,5 л. Замеры при полной нагрузке должны проводиться практически без простоев с принудительной работой ковшом в перерывах между погрузкой.

Расход топлива за 1 моточас на холостом ходу — 15,5 л.

X — количество моточасов, отработанных механизмом за месяц на холостом ходу;
Y — количество моточасов, отработанных механизмом за месяц при полной нагрузке.

Итак, 53 % рабочего времени отработано при полной нагрузке и 47 % — на холостом ходу.

Исходя из опыта, можно говорить о следующих приемлемых соотношениях моточасов холостой работы к работе с полной нагрузкой — 1/5 — при интенсивной работе и 1/3 — при работе с обычной или нормальной интенсивностью. Если, как в нашем расчётном случае, имеет место значительное превышение количества моточасов на холостом ходу, то это или безответственность (корыстный умысел) машинистов и попустительство бригадиров, или недоработка начальника участка, неверно рассчитавшего (утвердившего) требуемое количество техники для данного участка работ.

В.Усатов, начальник технического отдела Управления механизации № 9 ЗАО "Мосстроймеханизация — 5",
К.Сурин, инженер технического отдела Управления механизации № 9 ЗАО "Мосстроймеханизация — 5"
Журнал "Спецтехника" №3’2004

Здравствуйте, уважаемые господа автомобилисты!
Зима близко. А во многих регионах она к тому же ещё и очень холодная. Поэтому в это время года приходится часто гонять двигатель на холостом ходу для прогрева, а иногда не глушить по несколько часов.
Естественно возникает вопрос, по поводу расхода топлива, тем более, на волне роста его стоимости.
Во многих современных машинах установлены электронные расходомеры отображающие расход в реальном времени. В том числе у меня. Но на холостом ходу почему то "0" показывает(BMW e39).
Существует множество методик, как расчитать этот параметр. Я предлагаю, по моему мнению, самый близкий истинному.

Ну чтож, приступим.
***
Все просто. Берем объем двигателя и делим на 2.
Допустим, объем двигателя 2.5 литра, значит расход на холостом ходу 1.25 литра в час. Это актуально как для бензиновых, так и для дизельных двигателей.

Этим способом пользуюсь давно, владею 5 по счету машиной, в том числе были дизельные. Часто,вообще, приходилось не глушить машину всю ночь. Проживаю в северном Казахстане. Перепады температур и зимы бывают дикие. Кто был в Астане зимой, меня поймет.
Естественно, существует погрешность. Но, незначительная. Надеюсь, оказался кому — то полезен.
Всем добра, ровных дорог, урчащих моторов и тёплых зим!

Цель работы. Определение прикидочного расхода топлива на холостом ходу с целью составления норм расхода топлива при прогреве двигателя, а также определения мощности механических потерь. Снятие характеристики холостого хода двигателя.

I . Расчет расхода топлива на холостом ходу может быть выполнен с учетом известного графика зависимости коэффициента избытка воздуха от нагрузки (рис. 1.1). Предполагая, что за один рабочий цикл (два оборота вала 4-тактного ДВС) в цилиндр попадает объем воздуха, равный рабочему объему цилиндра V_h ‘, можно подсчитать, что за 1 секунду в цилиндры двигателя поступает:

, м 3 /с,

где i – число цилиндров;

n – частота вращения коленчатого вала, об/мин.

Предполагая, что давление в начале сжатия Р_а близко к давлению во впускном коллекторе около впускного клапана (т.е. пренебрегая гидравлическим сопротивлением клапана), определим весовой расход воздуха за секунду:

кг/с,

где: – плотность воздуха у всасывающего клапана, кг/м 3 ;

р – давление воздуха у всасывающего клапана, Па;

Т – температура воздуха у всасывающего клапана, К;

R – газовая постоянная воздуха, равная 287 Дж/(кг × К).

Принимая коэффициент избытка воздуха на холостом ходу, по рис.1.1 находим расход топлива за 1 секунду:

кг/с,

где l – теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива.

Предполагая, что удельный расход топлива составляет 300–325 г/(кВт × ч) для бензиновых двигателей и 217–240 г/(кВт × ч) для дизельных, можно определить мощность механических потерь, с учетом потерь с уходящими газами и потерь на охлаждение.

II . Характеристика холостого хода. Характеристика холостого хода – это зависимость часового расхода топлива и других показателей двигателя при его работе без нагрузки от частоты вращения коленчатого вала. В карбюраторном двигателе начальную точку этой характеристики снимают при прикрытой до упора дроссельной заслонке, в дизеле – при наименьшей устойчивой частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу.

Рис. 1.1. Пределы изменения коэффициента избытка воздуха
в зависимости от нагрузки:
1 – карбюраторный двигатель; 2 – дизель

Удовлетворительной считается характеристика холостого хода, при которой часовой расход топлива увеличивается с ростом частоты вращения. При такой характеристике возможен сравнительно быстрый переход на нагрузочный режим.

При снятии характеристики Х.Х. измерения начинают с минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала, которую затем постепенно увеличивают в двигателях с искровым зажиганием путем открытия дроссельной заслонки, а в дизелях – смещением рычага управления регулятором. Характеристика Х.Х. зависит от теплового режима двигателя, поэтому двигатель предварительно прогревают.

При работе двигателя на холостом ходу и на принудительном холостом ходу для установления пригодности его к эксплуатации необходимо иметь сведения о компрессии и о содержании токсических составляющих в отработавших газах.

I . Расчет расхода топлива на холостом ходу.

1. Для двигателей RD 28, ВАЗ 21011 найти рабочий объем двигателя по формуле

, м 3 ,

где S – ход поршня, м;

D _ц – диаметр цилиндра, м;

i – число цилиндров.

Рабочий объем двигателя LD 20 взять по паспорту двигателя.

2. Для двигателей RD 28 , ВАЗ21011 найти объем камеры сгорания V _с путем заполнения ее тарированным объемом керосина и с учетом величины выступания или недохождения головки поршня до плоскости разъема.

3. Определить степень сжатия двигателей RD 28, ВАЗ21011 по формуле

.

Степень сжатия двигателя LD 20 равна 21,3.

4. По вышеприведенным формулам определить прикидочный расход топлива на холостом ходу при частоте вращения 800, 1200, 1600, 2000, 3000 об/мин.

II . Снятие характеристики холостого хода.

1. На двигателе LD 20 автомобиля Лаурель (или двигателе другой дизельной автомашины) определить компрессию в цилиндрах. Номинальное значение компрессии 32 кг/см 2 при 200 об/мин, предельное значение 25 кг/см 2 . Сделать заключение о состоянии цилиндро-поршневой группы.

Проверка компрессии осуществляется на прогретом до нормальной рабочей температуры двигателе. Штуцер компрессометра устанавливается в отверстия для свечей. При проворачивании вала двигателя стартером необходимо разъединить разъем от электромагнитного клапана отсечки подачи топлива (для исключения подачи топлива в процессе проверки). Проворачивание производить не более 10 секунд.

2. Установить на двигателе минимально устойчивые обороты и с помощью весов за 5 минут определить расход топлива.

3. Определить расход топлива при n = 800, 1200, 1600, 2000, 3000 об/мин. Обороты измерять с помощью дизельтестера.

4. Сравнить замеренный расход топлива с определенным по приближенным формулам.

5. Сравнить степень сжатия двигателя с компрессией.

6. На всех оборотах замерять дымность выхлопа.

7. Построить кривые расхода топлива и дымности от частоты вращения.

1. Результаты всех расчетов.

2. Первичные данные замера расхода топлива, дымности, СО, СН.

3. Характеристики холостого хода.

Цель работы Ознакомиться с конструкцией кривошипно-шатун­ного механизма (КШМ) двигателей. Сравнить конструкцию КШМ двигателей, установленных на стендах с конструкциями, описанными в теории. Сделать заключение о достоинствах и недостатках конструкций ДВС.

В конструкции поршня выделяют следующие элементы (рис. 2. 1): головку 1 и юбку 2. Головка включает днище 3, огневой (жаровой) 4 и уплотняющий 5 пояса. Юбка поршня состоит из бобышек 6 и направляющей части.

На рис. 2. 2 и 2. 3 представлены наиболее типичные в настоящее время конструкции поршней автотракторных двигателей различного типа.

Рис. 2.1. Основные элементы поршня

Рис. 2.2. Конструкции поршней дизелей:
1 – ребра, соединяющие днище и бобышки поршня,
2 – бобышка со скошенным внутренним торцом,
3 – вырез под клапан

Теплота, подводимая к поршню через его головку, контактирующую с рабочим телом в цилиндре двигателя, отводится в систему охлаждения через отдельные его элементы в следующем соотношении, %: в охлаждаемую стенку цилиндра через компрессионные кольца – 60. 70, через юбку поршня – 20. 30, в систему смазки через внутреннюю поверхность днища поршня – 5. 10.

Рис. 2.3. Поршни двигателей с искровым зажиганием:
1) – терморегулирующая вставка, 2 – Т-образная прорезь, 3 – вставка канавки
под первое компрессионное кольцо, 4 – зова выборки металла для подгонки по массе,
5 – поперечная прорезь

При проектировании поршня используются статистические данные по конструктивным параметрам его элементов, отнесенным к диаметру цилиндра D ( p и c .2.4, табл.2.1). В лаборатории кафедры выполнить обмеры поршней для сравнения полученных данных с табличными.

Высота поршня Н определяется в основном высотой головки h _г.

При выборе высоты огневого пояса h стремятся обеспечить расположение верхнего компрессионного кольца в пределах охлаждаемой части цилиндра при нахождении поршня в ВМТ. Увеличение h , диктуемое необходимостью поддержания температуры верхней канавки на уровне ниже температуры коксования масла, приводит к росту тепловой нагруженности днища поршня и, следовательно, к необходимости увеличения монтажного зазора между огневым поясом и цилиндром. Это приводит к росту вредного объема между огневым днищем и цилиндром и ухудшает, особенно у дизелей, качество рабочего процесса, повышает концентрацию токсических компонентов в отработавших газах.

Рис. 2.4. Параметры конструктивных элементов поршневой группы

Толщину днища поршня d назначают исходя из требований обеспечения необходимого теплоотвода от элементов головки поршня. С увеличением толщины днища снижается термическое сопротивление конструкции, что приводит к выравниванию и снижению температуры уплотняющего пояса, улучшению условий работы компрессионных колец. По этой же причине и с целью ограничения значений локальных градиентов температур переходы от днища поршня к уплотняющему поясу и бобышкам выполняются массивными, особенно у поршней дизелей.

Основные соотношения между размерами деталей двигателя

Страница: 1 из 10; >

Лабораторная работа №1 Прикидочный расчет расхода топлива на холостом ходу. Характеристика холостого хода двигателя