Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu z u yciem energoch onno ci jednostkowej

Transkrypt

1 ARCHIWUM MOTORYZACJI 3, pp (2010) Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu z uyciem energochonnoci jednostkowej JACEK KROPIWNICKI Politechnika Gdaska W pracy przedstawiono autorsk metod okrelania warunków pracy pojazdu za pomoc parametru zwanego energochonnoci jednostkow (dla fazy napdowej), który uwzgldnia ilo energii wydatkowanej do napdu pojazdu, jego mas oraz przejechany dystans w fazie napdowej. Przyjto, e energia wydatkowana na napd pojazdu wynika zarówno z warunków drogowych, jak równie temperamentu kierowcy i czynniki te s traktowane jako równowane. Miejsce eksploatacji (intensywno ruchu) oraz sposób prowadzenia pojazdu mog by w zaproponowanej metodzie jednoznacznie opisane za pomoc funkcji gstoci rozkadu energochonnoci jednostkowej. W pracy przedstawiono analiz wpywu masy pojazdu na warto redni energochonnoci jednostkowych w fazie napdowej dla wybranych syntetycznych testów jezdnych, a take profili prdkoci oraz zmian wysokoci zarejestrowanych w warunkach rzeczywistego ruchu na terenie miasta Gdaska. W pracy przedstawiono take przykady identyfikacji warunków eksploatacji pojazdu w wybranych warunkach oraz wpyw redniej energochonnoci jednostkowej na przebiegowe zuycie paliwa w fazie napdowej. 1. Wstp Poprawna identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu ma du- e znaczenie zarówno dla zwykych kierowców, jak równie dla firm zajmujcych si transportem publicznym. Jej wyniki mog przyczyni si do obnienia zuycia energii (paliwa) oraz emisji zwizków toksycznych emitowanych przez pojazdy. Do najwaniejszych celów identyfikacji rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu mona zaliczy: wyznaczenie referencyjnego zuycia paliwa dla rozpoznanych lub zao- onych warunków eksploatacji, okrelenie wpywu stosowanych rozwiza inynierii drogowej na strukturalne zuycie energii i emisj zwizków szkodliwych do atmosfery (dla okrelonej struktury eksploatowanych pojazdów), wyznaczenie optymalnej drogi przejazdu ze wzgldu na minimalizacj zuycia paliwa, energii lub emisj CO 2 do atmosfery. Mona wyróni nastpujce metody oceny warunków pracy pojazdów samochodowych [1, 2, 12, 14, 18, 19, 20]: a) ocena ekspercka (jazda w miecie, jazda poza miastem, jazda mieszana (po miecie i poza miastem), b) ocena z uyciem wskaników (energochonno przebiegowa =E/L, [J/m], energochonno jednostkowa

2 154 J. Kropiwnicki = E/(L m), [J/(m kg)], rednie przyspieszenie w fazach napdzania ar [m/s 2 ], rednia prdko Vr, [m/s], rozkad punktów pracy silnika (charakterystyka gstoci czasowej) [3, 6], n, [obr/min], Mo, [Nm]). Klasyfikacja warunków eksploatacji w metodzie eksperckiej jest konsekwencj przyjtych przez poszczególne pastwa testów jezdnych uywanych do bada homologacyjnych pojazdów na obecno skadników toksycznych w spalinach. Test NEDC (New European Driving Cycle) [2, 3, 8, 17] wykonywany jest w Europie zgodnie z obowizujc w Unii Europejskiej dyrektyw oraz w krajach wywodzcych si z RWPG. Skada si on z dwóch czci: segmentu miejskiego UDC (Urban Driving Cycle) oraz segmentu pozamiejskiego EUDC (Extra Urban Driving Cycle). Dla wspóczesnych warunków ruchu wyniki takich testów nie s jednak reprezentatywne, a obserwowane rónice w przebiegowym zuyciu paliwa osigaj bardzo due wartoci [2, 15, 19, 20]. 2. Identyfikacja warunków eksploatacji z uyciem energochonnoci jednostkowej Autorska metoda okrelania warunków pracy pojazdu za pomoc wskanika energetycznego jest rozwiniciem metody opisanej midzy innymi w pracy [18] i wykorzystuje parametr uwzgldniajcy ilo energii wydatkowanej, mas pojazdu oraz przejechany dystans w fazie napdowej. Przyjto, e energia wydatkowana na napd pojazdu wynika zarówno z warunków drogowych, jak równie temperamentu kierowcy. W odrónieniu od szeroko opisanego wykorzystania energochonnoci jednostkowej w pracy [18], w prezentowanej metodzie warto parametru bdzie obliczana bez uwzgldnienia drogi pokonanej przez pojazd w fazie hamowania oraz jazdy wybiegiem. Zmiana ta bdzie miaa istotny wpyw na moliwo dokadnego skorelowania energochonnoci jednostkowej z przebiegowym zuyciem paliwa i zostao to wykazane w dalszej czci pracy. Warto energochonnoci jednostkowej dla zaoonego czasu trwania cyklu t c mona obliczy korzystajc z nastpujcego równania [11]: E, (1) Ln m gdzie: E energia mechaniczna dostarczona przez ukad przeniesienia napdu do kó, L n droga pokonana przez pojazd w fazie napdzania przez silnik, m masa cakowita pojazdu. Energia mechaniczna przekazywana koom napdowym moe by obliczona z uyciem dwóch metod. Pierwsza metoda wymaga pomiarów momentu obrotowego silnika M o [7, 9, 10] i prdkoci obrotowej n oraz okrelenia sprawnoci ukadu przeniesienia napdu UPN :

3 Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu 155 E t c gdzie: t c dugo cyklu pomiarowego, prdko ktowa silnika. 0 ( M o ) dt (2) W drugiej metodzie energia mechaniczna przekazywana koom napdowym moe by obliczona wedug nastpujcego równania [11]: t p UPN E E E E E (3) gdzie: E t zapotrzebowanie energii na pokrycie oporów toczenia, E p zapotrzebowanie energii na pokrycie oporów powietrza pojazdu, zapotrzebowanie energii na wzrost energii kinetycznej pojazdu E k (w wyniku przyspieszania), zapotrzebowanie energii na wzrost energii potencjalnej pojazdu E h (w wyniku pokonywania wzniesie). Zapotrzebowanie energii, w czasie przyjtego cyklu pomiarowego t c, na pokrycie oporów toczenia moe by obliczone wg nastpujcej zalenoci: E t c t 0 ( Ft V ) dt gdzie: V prdko pojazdu, F t sia oporów toczenia pojazdu wyraona zalenoci: g przyspieszenie ziemskie, f t wspóczynnik oporów toczenia. t f t k h (4) F m g (5) Zapotrzebowanie energii, w czasie przyjtego cyklu pomiarowego t c, na pokrycie oporów powietrza pojazdu moe by obliczone wg nastpujcej zalenoci: E p tc ( FpV ) dt 0 gdzie: F p sia oporów powietrza wyraona zalenoci: 2 V Fp pow FCX (7) 2 F obliczeniowa powierzchnia czoowa pojazdu, gsto powietrza, C x pow wspóczynnik oporów powietrza. (6)

4 156 J. Kropiwnicki Zapotrzebowanie energii, w czasie przyjtego cyklu pomiarowego t c, na wzrost energii kinetycznej pojazdu (w wyniku przyspieszania) moe by obliczone wg nastpujcej zalenoci: gdzie: m z j 2 tc V Ek mz (8) j 2 masa zredukowana pojazdu uwzgldniajca kumulacj energii kinetycznej w elementach wykonujcych ruch obrotowy. Zapotrzebowanie energii, w czasie przyjtego cyklu pomiarowego t c, na wzrost energii potencjalnej pojazdu (w wyniku pokonywania wzniesie) moe by obliczone wg nastpujcej zalenoci: gdzie: h wysoko, na której znajduje si pojazd. h 0 tc 0 E m gh (9) Uwzgldniajc zalenoci (1) i (3) mona energochonno jednostkow w fazie napdowej przedstawi jako sum nastpujcych skadników: n 1 Et E p Ek Eh. (10) L m Analizujc zaleno (10) z uwzgldnieniem relacji (4 9) mona stwierdzi, i tylko jeden skadnik tej zalenoci pozostaje funkcj masy pojazdu: E p L m n t c 0 ( pow V 2 L n 3 FC m X )dt, (11) pozostae skadniki nie s funkcjami masy pojazdu. Istotnego udziau energii przeznaczanej na pokrycie oporów powietrza pojazdu w bilansie (10) mona oczekiwa podczas eksploatacji pojazdu w warunkach jazdy po autostradzie, gdzie udzia faz przyspieszania i ruszania z miejsca jest may, a pojazd porusza si ze sta i du prdko- ci. Mona natomiast domniemywa, e warto energochonnoci jednostkowej (1) dla zarejestrowanego przejazdu w warunkach eksploatacji w miecie w niewielkim stopniu zaley od masy pojazdu. W takim przypadku na wynik bilansu przedstawionego równaniem (10) decydujcy wpyw bd miay przede wszystkim: zapotrzebowanie energii na wzrost energii kinetycznej pojazdu (w wyniku przyspieszania) oraz zapotrzebowanie energii na pokrycie oporów toczenia. Na rysunku 1 przedstawiono porównanie energochonnoci jednostkowych w fazie napdowej dla czterech pojazdów, których wybrane parametry przedstawiono w tabeli 1. Wyniki zamieszczone na rysunku 1 s rezultatem symulacji wykonanej z uyciem parametrycznych modeli pojazdów opisanych w tabeli 1. Pierwsze wyniki (przejazdy nr 1 9) dotycz testów syntetycznych, midzy innymi testu UDC (przejazd

5 Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu 157 nr 9). Pozostae wyniki (przejazdy nr 10 33) dotycz profili prdkoci oraz zmian wysokoci zarejestrowanych w warunkach rzeczywistego ruchu na terenie miasta Gdaska. Zgodnie z wynikami przeprowadzonej powyej analizy wpywu masy pojazdu na energochonno jednostkow (10) najwikszych rónic w wartociach naley oczekiwa w przypadku przejazdów realizowanych przy maych zmianach prdkoci. S to przejazdy nr 5 8 (jazda przy staej prdkoci odpowiednio: 40, 70, 130 i 160 km/h) oraz przejazdy nr 13 i 32 (przejazdy po autostradzie ze rednimi prdkociami odpowiednio: 84 i 110 km/h). Parametr Tabela 1. Parametry pojazdów wykorzystanych w obliczeniach. Table 1. Parameters of vehicle used in calculations. Warto pojazd 1 pojazd 2 pojazd 3 pojazd 4 Masa samochodu m [kg] Rok produkcji Promie dynamiczny koa r d [mm] Przeoenie przekadni gównej i g , Przeoenie na biegu I i bi , Wspóczynnik oporu powietrza Wspóczynnik oporu toczenia (gadki asfalt) Sprawno ukadu przenoszenia napdu C X , f to ,012 0, UPN Przyjto, e maksymalne wzgldne odchylenie od wartoci redniej (dla 4 pojazdów) zostao zdefiniowane wedug nastpujcej zalenoci: max i ~ max ~ 100% (12) i1..4 gdzie: 4 ~ 1 i (13) 4 i1

6 158 J. Kropiwnicki Rys. 1. Porównanie energochonnoci jednostkowych w fazie napdowej 4 pojazdów. Fig. 1. Comparison of specific energy consumption in propulsion phase of four vehicles. Z definicji energochonnoci jednostkowej wynika, e jej zaleno od masy jest niewielka. Wpyw ten powinien si w sposób zauwaalny ujawnia przy wyszym udziale fazy jazdy ze sta prdkoci (11). Zaprezentowany przykad (rys. 1) pozwala przeanalizowa udzia tej fazy w rzeczywistych warunkach ruchu i ustali zakres stosowania metody. W przypadkach, gdy uzyskane maksymalne wzgldne odchylenie wartoci energochonnoci jednostkowej (12) osignie warto wysz ni przyjty arbitralnie próg 10% naley uzna, e udzia fazy jazdy ze sta prdkoci jest zbyt duy i nie mona w takich warunkach energochonnoci jednostkowej uywa do identyfikacji warunków eksploatacji. W takich sytuacjach obserwowane rónice w obliczonej energochonnoci jednostkowej (dla rónych pojazdów) mog wynika zarówno z rónic w masach pojazdów, jak i z rónic w warunkach eksploatacji. W przypadku jazdy przy staej prdkoci 40, 70, 130 i 160 km/h maksymalne wzgldne odchylenie od wartoci redniej wynioso odpowiednio: 3, 8, 12 i 13%, a w przypadku jazd po autostradzie przy prdkociach rednich 84 i 110 km/h odpowiednio 7 i 8%. W pozostaych przypadkach przedstawionych na rysunku 1 odchylenie (12) nie przekroczyo 4%. Mona wic stwierdzi, e warto energochonnoci jednostkowej dla przejazdu w warunkach miejskich praktycznie nie zaley od masy pojazdu (maksymalne wzgldne odchylenie od wartoci redniej wynioso 4%). Dla testu UDC (przejazd nr 9) maksymalne odchylenie wzgldne wynioso 2%. W przypadku jazdy przy maych zmianach prdkoci wpyw masy na warto ro- nie ze wzrostem prdkoci, ale w rzeczywistych warunkach ruchu (jazda po autostradzie) maksymalne wzgldne odchylenie od wartoci redniej pozostaje na niskim poziomie (8%).

7 Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu 159 Miejsce eksploatacji (intensywno ruchu) oraz sposób prowadzenia pojazdu mog by w zaproponowanej metodzie jednoznacznie opisane za pomoc funkcji gstoci rozkadu parametru : f f ( ) (14) Funkcja ta moe zosta wyznaczona na drodze okresowej rejestracji podstawowych parametrów opisujcych warunki eksploatacji pojazdu, midzy innymi: prdko- ci obrotowej wau korbowego silnika i momentu obrotowego (z modelu ukadu napdowego pojazdu w przypadku braku systemu pomiaru tego parametru), przejechanej drogi. Dla przyjtych granic zmian parametru speniony musi by ponadto warunek: max min f d 1 (15) Funkcja (15) moe by uywana zarówno w postaci cigej, jak równie dyskretnej (histogramu). Parametryczna identyfikacja warunków eksploatacji moliwa jest w kadym z tych wypadków przez obliczenie wartoci redniej rozkadu ( ) oraz jego odchylenia standardowego ( ). Poniej zamieszczono przykady takiej identyfikacji. 3. Przykady identyfikacji warunków eksploatacji pojazdu Pierwsza próba reprezentuje warunki eksploatacji wynikajce z realizacji testu homologacyjnego UDC, który jest uywany na tereni Unii Europejskiej. Wyniki tego testu pochodz z symulacji. Na rysunku 2 przedstawiony zosta przebieg prdkoci pojazdu w czasie tej próby wraz z podan prdkoci redni (V ) oraz udziaem czasu pracy silnika na biegu jaowym w stosunku do cakowitego czasu próby (t bj /t c ). Do parametrycznej identyfikacji warunków eksploatacji pojazdu wykorzystany zosta natomiast histogram rozkadu parametru w czasie tej próby. Rozkad ten zosta opisany parametrami oraz, których wartoci widoczne s na rysunku 3. Dodatkowo, na rysunku 3 podano take warto udziau drogi przejechanej w fazie napdzania przez silnik w stosunku do cakowitej drogi (L n /L). Kolejne przejazdy wykonano na terenie Gdaska, w regularnym ruchu miejskim. Wykonane zostay pomiary wybranych parametrów pracy silnika i pojazdu testowego z silnikiem o zaponie iskrowym (prdko, przyspieszenie, zuycie paliwa, pooenie nad poziomem morza itd.) z uyciem odpowiednich czujników. Moment obrotowy silnika obliczany by przy wykorzystaniu zmierzonych parametrów pracy silnika i pojazdu oraz modelu pojazdu [4, 5, 13]. Styl jazdy kierowcy podporzdkowany by stylowi prowadzenia losowo wybranego pojazdu [14]. Wybrany pojazd by ledzony przez pojazd testowy w celu ograniczenia wypywu indywidualnego stylu jazdy kierowcy testowego na wyniki próby. Na rysunkach 4 i 5 przedstawione zostay wyniki przejazdu przez centrum miasta ulic Grunwaldzk (gówna trzypasmowa arteria

8 160 J. Kropiwnicki komunikacyjna Gdaska) dla warunków najbardziej zblionych do rednich uzyskanych w 42 przejazdach w godzinach 6:00 24:00 w dni robocze. Rys. 2. Przebieg prdkoci pojazdu (test UDC). Fig. 2. Vehicle speed run (UDC test). Rys. 3. Histogram rozkadu par. (test UDC). Fig. 3. Histogram of parameter distribution (UDC test). Rys. 4. Przebieg prdkoci pojazdu (centrum miasta typowe warunki). Fig. 4. Vehicle speed run (city centre typical conditions). Rys. 5. Histogram rozkadu par. (centrum miasta typowe warunki). Fig. 5. Histogram of parameter distribution (city centre typical conditions). Na rysunkach 6 i 7 przedstawione zostay wyniki przejazdu w miecie ulic Jana Pawa II (czste zatrzymania wymuszone sygnalizacj wietln) przy maym nateniu ruchu i spokojnym stylu jazdy kierowcy. Na rysunkach 8 i 9 przedstawione zostay wyniki przejazdu w miecie ulic Jana Pawa II (czste zatrzymania wymuszone sygnalizacj wietln) przy maym nateniu ruchu i dynamicznym stylu jazdy kierowcy. Na rysunkach 10 i 11 przedstawione zostay wyniki przejazdu w miecie ulic Wyspiaskiego przy duym nateniu ruchu (korek).

9 Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu 161 Rys. 6. Przebieg prdkoci pojazdu (miasto spokojna jazda). Fig. 6. Vehicle speed run (city calm style of driving). Rys. 7. Histogram rozkadu par. (miasto spokojna jazda). Fig. 7. Histogram of parameter distribution (city calm style of driving). Rys. 8. Przebieg prdkoci pojazdu (miasto dynamiczna jazda). Fig. 8. Vehicle speed run (city dynamic style of driving). Rys. 9. Histogram rozkadu par. (miasto dynamiczna jazda). Fig. 9. Histogram of parameter distribution (city dynamic style of driving). Na rysunkach 12 i 13 przedstawione zostay wyniki przejazdu poza miastem na drodze szybkiego ruchu (obwodnica Trójmiasta). Z przedstawionych przykadów wynika, e wzrost natenia ruchu pojazdów przy racjonalnym (spokojnym) stylu jazdy kierowcy (rys. 7, 5, 11) powoduje wzrost warto- ci redniej energochonnoci jednostkowej ( ). Jest to wynikiem wzrostu liczby faz ruszania z miejsca, które odznaczaj si du energochonnoci jednostkow (dua moc przekazywana przez silnik odpowiada stosunkowo maej przejechanej drodze). Jednoczenie obserwowany jest spadek udziau drogi przejechanej w fazie napdzania przez silnik w stosunku do cakowitej drogi (L n /L). Jest on efektem wzrostu liczby faz

10 162 J. Kropiwnicki hamowania, a wic skrócenia sumarycznej drogi L n, gdy pojazd jest napdzany przez silnik. Rys. 10. Przebieg prdkoci pojazdu (miasto korek). Fig. 10. Vehicle speed run (city traffic jam). Rys. 11. Histogram rozkadu par. (miasto korek). Fig. 11. Histogram of parameter distribution (city traffic jam). Rys. 12. Przebieg prdkoci pojazdu (poza miastem). Fig. 12. Vehicle speed run (extra-urban drive). Rys. 13. Histogram rozkadu par. (poza miastem). Fig. 13. Histogram of parameter distribution (extra-urban drive). Konsekwentnie dynamiczny styl kierowania pojazdem powoduje, e wspomniane efekty s zwielokrotnione. Fazy rozpdzania pojazdu s krótkie, ale intensywne. Mona równie zaobserwowa, e rozkad parametru w sposób zasadniczy odchodzi od rozkadu normalnego obcitego, który odpowiada racjonalnemu (spokojnemu) stylowi jazdy kierowcy. Na rysunku 9 obserwowany rozkad parametru ma wyranie charakter dwumodalny. Natomiast jazda pozamiejska (rys. 12 i 13) charakteryzuje si przede wszystkim duym udziaem fazy napdowej (L n /L=0.90) i maym udziaem pracy na biegu jaowym (t bj /t c =0.05). Odchylenie standardowe obserwowanych

11 Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu 163 rozkadów parametru wskazuje na jednorodno warunków eksploatacji i osiga wysokie wartoci w sytuacjach, gdy kierowca preferuje dynamiczny styl jazdy. Porównujc wyniki z rysunków 2 i 3 oraz rysunków 4 i 5 mona stwierdzi, e uywanie testu UDC, jako wzorca dla warunków eksploatacji pojazdu w miecie, jest w przypadku obserwowanego obszaru (Gdask centrum) nieuprawnione. A warunki okre- lone testem UDC mona sklasyfikowa jako bardzo lekkie. W adnej z odbytych prób drogowych nie zaobserwowano podobnie niskich wartoci parametrów i jak w tecie UDC. Poniej przedstawiono zestawienie wyników uzyskanych dla przeszo 100 prób wykonanych w powyej opisanych warunkach. Na rysunku 14 pokazano zaleno udziau fazy napdowej (L n /L) od redniej energochonnoci jednostkowej ( ). Rys. 14. Wpyw redniej energochonnoci jednostkowej ( ) na udzia fazy napdowej (L n /L). Fig. 14. Influence of average specific energy consumption ( ) on share of propulsion phase (L n /L). Wyniki przedstawione na rysunku 14 potwierdzaj wstpnie poczynion obserwacj, e wzrostowi wartoci redniej energochonnoci jednostkowej ( ) towarzyszy spadek udziau fazy napdowej (L n /L). Jednoczenie mona zaobserwowa, e warunki eksploatacji, które sklasyfikowano jako jazda poza miastem podobnie jak lekkie warunki eksploatacji w czasie jazdy w miecie (jazda w miecie) odznaczaj si wysokim udziaem fazy napdowej (L n /L). Na rysunku 15 przedstawiono zaleno udziau pracy na biegu jaowym (t bj /t c ) od redniej energochonnoci jednostkowej ( ). Przedstawione na rysunku 15 wyniki pozwalaj stwierdzi, e zgodnie z oczekiwaniami jazda w miecie z utrudnieniami w ruchu (jazda w miecie korek) powoduje wyrany wzrost udziau pracy na biegu jaowym. Analogiczna sytuacja ma miejsce przy dynamicznym stylu jazdy (jazda dynamiczna w miecie).

12 164 J. Kropiwnicki Rys. 15. Wpyw redniej energochonnoci jednostkowej ( ) na udzia pracy na biegu jaowym (t bj /t c ). Fig. 15. Influence of average specific energy consumption ( ) on share of work at idle (t bj /t c ). Na rysunku 16 przedstawiono wpyw redniej energochonnoci jednostkowej ( ) na przebiegowe zuycie paliwa w fazie napdowej (Q n ). Rys. 16. Wpyw redniej energochonnoci jednostkowej ( ) na przebiegowe zuycie paliwa w fazie napdowej (Q n ). Fig. 16. Influence of average specific energy consumption ( ) on operating fuel consumption in propulsion phase (Q n ). Wyniki przedstawione na rysunku 16 pozwalaj stwierdzi, i linowa aproksymacja zalenoci Q n =f( ) moe by stosowana przy zachowaniu duej dokadnoci (R 2 =0.942) do prognozowania zuycia paliwa przy eksploatacji pojazdu w warunkach miejskich. W warunkach pozamiejskich, ze wzgldu na wyjtkowo korzystne warunki pracy silnika, wyniki uzyskane z zalenoci przedstawionej na rysunku 16 mog by obarczone pewnym systematycznym bdem (maa zmienno obcienia oraz korzystne, z punktu widzenia sprawnoci, pooenie punktu pracy silnika [9, 15, 16]).

13 Identyfikacja rzeczywistych warunków eksploatacji samochodu Podsumowanie Rzeczywiste warunki eksploatacji pojazdu s wynikiem zaplanowanego funkcjonowania infrastruktury drogowej, utrudnie wynikajcych z natenia ruchu, pokonywanych wniesie oraz stylu jazdy kierowcy. Jak pokazano w powyszych przykadach, wszystkie wspomniane czynniki bd wpywa na redni warto energochonnoci jednostkowej ( ), odchylenie standardowe oraz ksztat rozkadu tego parametru, jak równie udzia fazy napdowej (L n /L) i udzia pracy na biegu jaowym (t bj /t c ). Z przedstawionych przykadów wynika, e warunki eksploatacji pojazdu mog by jednoznacznie opisane za pomoc zaproponowanych wskaników. Za ich pomoc mona równie z wysok dokadnoci prognozowa zuycie paliwa. Optymalizacja parametrów sterowania, dobór materiaów eksploatacyjnych, jak równie wybór trasy przejazdu mona dziki zaproponowanej metodzie w prosty sposób powiza z rzeczywistymi warunkami eksploatacji pojazdu. Wykorzystanie do tego celu wycznie testów homologacyjnych, jako wzorcowych warunków eksploatacji, nie pozwala zachowa wysokiej zgodnoi zaoe z praktyk eksploatacyjn. Utworzenie swoistej mapy warunków eksploatacji dla wybranej aglomeracji pozwolioby zoptymalizowa dobór pojazdu lub floty pojazdów dla zakadanego miejsca eksploatacji. Przykadem wykorzystania takiej mapy warunków eksploatacji moe by: wyznaczenie wzorcowego (referencyjnego) zuycia paliwa dla przyjtego obszaru eksploatacji, okrelenie wpywu stosowanych rozwiza inynierii drogowej na strukturalne zuycie energii i emisj zwizków szkodliwych do atmosfery (dla okrelonej struktury eksploatowanych pojazdów), wyznaczenie optymalnej drogi przejazdu ze wzgldu na minimalizacj: zuycia paliwa, energii lub emisji CO 2 do atmosfery. Literatura [1] CASEY E. J., SMITH W. J., TIMONEY D. J.: Examination of low-cost systems for the determination of kinematic driving cycles and engine operating conditions in Dublin, Ireland. SAE 2009 Powertrains Fuels and Lubricants Meeting, November 2009, San Antonio, TX, USA, Session: On-Board Diagnostics. SAE 2009, [2] CAYOT J. F.: Compared fuel consumption between gasoline and diesel cars during short urban drive. Reducing automobile fuel consumption: a challenge for the turn of the century, Rueil-Malmaison, 4 X [3] CHOPEK Z.: Modelowanie procesów emisji spalin w warunkach eksploatacji trakcyjnej silników spalinowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa [4] CICHY M., KROPIWNICKI J., MAKOWSKI S.: Model silnika spalinowego w formie grafów wiza (GW). A model of the IC engine in the form of the bond graph (BG). Silniki Spalinowe - Combustion Engines, 2004 s [5] CICHY M.: Modelowanie systemów energetycznych. Wydawnictwo Politechniki Gdaskiej, Gdask [6] CICHY M.: Nowe teoretyczne ujcie charakterystyki gstoci czasowej. Silniki spalinowe Nr 2-3, 1986.

14 166 J. Kropiwnicki [7] COMBE T., KOLLREIDER A., RIEL A., SCHYR CH.: Modellabbildung des Antriebsstrangs- Echtzeitsimulation der Fahrzeuglaengsdynamik. MTZ 1/2005, s [8] GRONOWICZ J.: Ochrona rodowiska w transporcie ldowym. Politechnika Poznaska, Instytut Technologii Eksploatacji w Radomiu, Radom [9] KRETZSCH M., GÜNTHER M., ELSNER N., ZWAHR S.: Modellansätze für die virtuelle Applikation von Motorsteuergeräten. MTZ 09/2009: [10] KROPIWNICKI J.: Influence of traffic conditions on the operating fuel consumption. Developments in Mechanical Engineering, Gdask University of Technology Publishers, Gdask 2009, Volume 3. [11] KROPIWNICKI J.: Koncepcja nowego testu energetycznego dla pojazdów samochodowych. Archiwum Motoryzacji 2007, nr 2, s [12] KROPIWNICKI J.: Moliwoci parametrycznej identyfikacji warunków eksploatacji pojazdu samochodowego. Journal of KONES: Powertrain and Transport Vol. 15, nr 4 (2008), s [13] KROPIWNICKI J.: The possibilities of using of the engine multidimensional characteristics in fuel consumption prediction. J. KONES 2002, vol. 9 nr 1-2 s [14] KULKARNI A. V., SAPRE R. R., SONCHAL CH. P.: GPS-based methodology for drive cycle determination. SAE 2005 World Congress & Exhibition, April 2005, Detroit, MI, USA, Session: Testing and Instrumentation (Part 1 & 2). SAE 2005, [15] LEUNG D. Y. C., WILLIAMS D. J.: Modelling of motor vehicle fuel consumption and emissions using a power-based model. Environmental Monitoring and Assessment 65: 21 29, [16] LUDMANN J., WEILKES M.: Fahrermodelle als Hilfsmittel fuer die Entwicklung von ACC-Systemen. ATZ 5/1999, s [17] MERKISZ J.: Ekologiczne problemy silników spalinowych. Wydawnictwo Politechniki Poznaskiej, Pozna [18] SIKA W.: Teoria ruchu samochodu. WNT, Warszawa [19] TZIRAKIS E., PITSAS K., ZANNIKOS F., STOURNAS S.: Vehicle emissions and driving cycles: comparison of the athens driving cycle (ADC) with ECE-15 and european driving cycle (EDC). Global NEST Journal, Vol 8, No 3: , [20] YUNLONG W., XIANSHENG L., FENGTIAN C., YUZHE G., SHIWU L.: Fuel Consumption Model for Passenger Vehicle in China. FISITA 2008 World Automotive Congress. F Identification of real vehicle operating conditions with the use of specific energy consumption S u m m a r y Car operating conditions are identified in this work by the energy consumed per distance covered and the vehicle mass (specific energy consumption), which contains impact of the traffic conditions as well as the style of driving. The factors mentioned above have influence on the amount of mechanical energy transferred to the driving wheels. The traffic and the style of driving can finally be described with a probability density function of the parameter: specific energy consumption. An influence of the vehicle mass on the specific energy consumption for selected synthetic tests as well as registered drives in the conditions of real traffic in the city of Gdansk have been presented. Examples of vehicle operating conditions identification as well as an influence of the average specific energy consumption on the operating fuel consumption in the propulsion phase have been presented.