Енергетичні витрати у приводі компресора гальмівної системи автомобільних транспортних засобів

The paper presents the results of the research of energy consumption in the car braking system compressor drive. The authors have determined the conditions under which the highest energy consumption occurs when operating the compressor of the vehicle. In the course of research the evaluation methodology of energy consumption of a compressor drive was designed. The value of specific power is proposed as an indicator of the operational efficiency of an automobile compressor. The in-use performance ratio of the compressor is energy consumption on its drive except the reliable supply of the braking system and the reliability of the design. This indicator directly affects the fuel economy of the vehicle and influences indirectly the reliability of the structural elements of the braking system and the car as a whole. The purpose of this work is to develop a technique for estimating the magnitude of energy costs for the drive of compressor, taking into account conditions and operating modes. In order to prevent long continuous operation of the compressor and frequent start-ups as well as to maintain normal pressure in the system with an accidental increase in air flow, vehicles use compressors which mass capacity is from 4 to 6 times greater than the mass flow rate of air for one complete brake. The values of the power consumption of the engine at the compressor drive at any time is in the range, the minimum value of which corresponds to the lack of backpressure at the outlet of the compressor and the maximum corresponds to the discharge of the compressor at the backpressure equal to the nominal value of pressure in the pneumatic system. The value of the drive power of the compressor consists of two components such as constant and variable. The constant is the cost of power in the absence of backpressure. The variable one depends on the operating conditions, to wit the intensity of the brakes that determine the duration of operation of the compressor under full load. The operational capacity is an important factor for minimization of power consumption of the engine to the compressor drive. It is advisable to take the value of its specific drive power as an indicator of the operational efficiency of the compressor – the ratio of the compressor drive power to its productivity. The specific drive power of compressors of the same power range may differ substantially almost one and a half time. It explains a big difference of mechanical efficiency of compressors. When choosing a compressor for supplying a pneumatic system of the vehicle in addition to the required productivity, it is necessary to consider the specific drive power to reduce the energy consumption of the engine compressor drive. To summarize, we have come to the following conclusions. Firstly, the conditions under which the highest energy costs occur when operating the compressor of a motor vehicle were determined. Secondly, the evaluation methodology of consumption energy of the compressor drive was designed. Finally, the authors suggest taking the value of its specific drive power as an indicator of the operational efficiency of the compressor.Визначено умови, за яких виникають найбільші енергетичні витрати під час роботи компресора автомобільного транспортного засобу (АТЗ). Розроблено методику оцінювання витрат енергії на привод компресора. Запропоновано у ролі показника експлуатаційної ефективності автомобільного компресора величину питомої приводної потужності. Показником експлуатаційної ефективності компресора, окрім надійного живлення гальмівної системи та надійності конструкції, є витрати енергії для його привода. Зазначений показник безпосередньо впливає на паливну ощадливість автомобіля та опосередковано – на надійність конструктивних елементів гальмівної системи і автомобіля загалом. Метою дослідження є спроба розробити методику оцінювання величини енергетичних витрат для привода компресора автомобіля з урахуванням умов і режимів експлуатації. Для запобігання тривалій безперервній роботі компресора і його частих вмиканням, а також для підтримання нормального тиску в системі в разі випадкових збільшень витрат повітря, у АТЗ застосовують компресори, масова продуктивність яких у 4…6 разів більша від масової витрати повітря на одне повне гальмування. Значення витрат потужності двигуна на привод компресора у будь-який момент часу знаходиться у діапазоні, мінімальне значення якого відповідає відсутності протитиску на виході компресора, а максимальне відповідає нагнітанню компресора при протитиску, рівному номінальному значенню тиску в пневмосистемі. Величина приводної потужності компресора складається із двох складових: постійної і змінної. Постійна становить витрати потужності за відсутності протитиску. Змінна залежить від умов експлуатації, тобто інтенсивності гальмувань, що визначають тривалість роботи компресора під повним навантаженням. Для мінімізації витрат потужності двигуна для привода компресора, важливою є його експлуатаційна ефективність. Показником експлуатаційної ефективності компресора доцільно прийняти величину його питомої потужності привода – відношення приводної потужності компресора до його продуктивності. Питома потужність привода компресорів одного і того самого діапазону потужності може значно відрізнятися – практично у півтора раза. Це пояснюють значною різницею механічних ККД компресорів. Під час вибору компресора для живлення пневмосистеми АТЗ, окрім необхідної продуктивності, потрібно враховувати і питому потужність привода для зменшення енерговитрат двигуна для привода компресора. Результати роботи: визначено умови, за яких виникають найбільші енергетичні витрати під час роботи компресора АТЗ; розроблено методику оцінювання витрат енергії двигуна АТЗ для привода компресора; показником експлуатаційної ефективності автомобільного компресора доцільно прийняти величину питомої потужності привода