Ездовые циклы

В разных странах применяются различные методы контроля токсичности и дымности ОГ. Они отличаются программами испытаний, моделирующих режимы работы двигателя, а также применяемой измерительной аппаратурой и методиками отбора проб. При оценке токсичности ОГ используют два принципиально разных метода исследований: испытание на установившихся режимах с постоянными параметрами двигателя и испытания на переходных режимах при изменении указанных параметров.

Режимы работы автомобильных моторов весьма разнообразны и зависят от характера эксплуатации транспортного средства. На основании статистических исследований установлено, что в условиях уличного движения в городах Европы время работы на разных режимах составляют: на холостом ходу при средних частотах вращения 35%, на режимах с постоянными частотами вращения с нагрузкой 29%, с ускорением 22%, с замедлением 14%. Каждый из перечисленных режимов характеризуется различиями процентного содержания токсичных компонентов в ОГ. Для определения показателей токсичности ОГ двигатели испытывают на переходных режимах - по так называемым ездовым циклам.

Европейские ездовые циклы

В Европейских странах для оценки токсичности ОГ серийных легковых и легких грузовых автомобилей полной массой до 3,5 т применяют ездовой цикл NEDC (New European Driving Cycle). Этот цикл продолжительностью 1220 с состоит из двух частей. Первая часть цикла - городской ездовой цикл UDC (Urban Driving Cycle) с максимальной скоростью движения 50 км/ч включает четыре последовательных ездовых цикла и имитирует условия движения автомобиля по городу. Вторая часть цикла - скоростной загородный цикл EUDC (ExtraUrban Driving Cycle) с максимальной скоростью движения 120 км/ч имитирует условия движения автомобиля по магистрали. В ездовом цикле NEDC автомобиль испытывается на беговых барабанах после запуска холодного двигателя и его прогрева на холостом ходу в течение 40 с. В процессе испытаний все выхлопные газы собираются в мешки по методу CVS. Массовые доли вредных веществ, которые определены при анализе выхлопных газов, собранные в мешок в процессе всего цикла испытаний, относят к пройденному пути (11 км). Определенные таким образом удельные массовые выбросы токсичных компонентов (в г/км) сравниваются с предельно допустимыми нормами. Начиная со стандарта EURO-3 (2000 г.) вместо ездового цикла NEDC используется модифицированный ездовой цикл MNEDC (Modified New European Driving Cycle), в котором отменена предварительная работа двигателя в течение 40 с до начала измерения ВГ. При этом холодный пуск включен в программу теста. Испытуемое транспортное средство предварительно должно быть выдержано при температуре -7 градусов минимум 6 часов.

В последнее время для испытаний легковых автомобилей на токсичность применяют модернизированный ездовой цикл. Этой цикл включает четыре обычных набора городских режимов и дополнительный набор режимов EUDC, имитирующего движение автомобиля по городу. При этом общее время выполнения цикла составляет 1220 с (с учетом начальных 40 с работы двигателя в режиме холостого хода), длина условного пути движения автомобиля - 11,007 км, средняя скорость движения - 33,6 км/ч, максимальная скорость движения - 120 км/ч или, для автомобиля с двигателем небольшой мощности, - 90 км/час.

Европейский городской ездовой цикл полностью воспроизводит эксплуатационные условия: работа двигателя автомобиля в режиме минимальной частоты вращения активного холостого хода (имитация ожидания зеленого света светофора на перекрестке), трогание автомобиля с места и разгон до определенной скорости, движение с установившейся скоростью на определенном участке, переключения передач с низшей на высшую или в обратном порядке, разгон автомобиля от одной скорости к другой, торможение двигателем с одной скорости к другой или к полной остановке, служебное торможение до полной остановки с использованием рабочей тормозной системы.

Японские ездовые циклы

В Японии испытания автомобилей с количеством пассажиров менее 10 и массой менее 2,5 т проводятся по двум ездовыми циклами: холодные испытания по 11 режимному циклу без предварительного прогрева двигателя, и с предварительным прогревом двигателя по 10-15 режимному циклу. Каждая фаза цикла длится 120 с, что соответствует дистанции 1021 м, средняя скорость движения составляет 30,6 км/час. Длина 10-15 режимного цикла - 4,16 км, время выполнения - 660 с, максимальная скорость движения - 70 км/ч, средняя скорость движения - 22,7 км/час.

Тестовый 10-15 режимный цикл продолжительностью 660 с, имитирующий характерные условия движения транспорта в Токио, проводится один раз с пуском прогретого двигателя. Причем, первые три цикла теста с максимальной скоростью движения 40 км/ч имеют 10 режимов, а последний цикл с максимальной скоростью движения 70 км/ч - 15 режимов. Этот тест предполагает предварительное термотестирование на режиме холостого хода, которое проходит по следующей схеме: после 15 минут движения автомобиля со скоростью 60 км/ч в выпускном тракте двигателя измеряются концентрации углеводородов, окиси углерода и углекислого газа. После дальнейшего движения в течение 5 мин со скоростью 60 км/ч начинается 10-15 режимный тест. Анализ содержания токсичных компонентов в ОГ выполняется по методу CVS: разбавленные отфильтрованным окружающим воздухом выхлопные газы собираются в один мешок. Массовые доли вредных веществ, содержащихся в собранных выхлопных газах, относят к пройденному пути, т.е. перечисляются в г/км.

Американские ездовые циклы

Более сложный ездовой цикл для испытаний легковых автомобилей используется в США. В нем практически нет установившихся режимов движения. Длина условного пути в таком цикле - 17,8 км, время его выполнения - 1877 с, максимальная скорость движения - 91,2 км/ч, средняя скорость движения - 34,1 км/час. Согласно законодательству США производители автомобилей должны обеспечить расход топлива не выше 8,55 л на 100 км для легковых автомобилей и не более 11,6 л на 100 км для легких грузовых автомобилей. Указанный расход топлива измеряется при работе двигателя в испытательном ездовом цикле FTP 75 (Federal Test Procedure - 55% времени) и тестовом цикле Highway (45% времени). Производители транспортных средств, не соответствующих этим нормам, платят штраф государству, а покупатель облагается дополнительным налогом.

- price4 - www7