Как измеряют расход топлива производители автомобилей?
Оригинал статьи взят отсюда
На самом деле, никакого вселенского заговора автомобильных компаний по вопросу топливной экономичности не существует. Ларчик расхождения показаний открывается просто — всем не угодишь. Один водитель живёт, допустим, в Мытищах и каждый день продирается через пробки на работу в южную часть Москвы. Второй пользуется машиной только летом для поездок на дачу. Третий вынужден регулярно месить грязь в борьбе с распутицей на пути в родную деревню. Четвёртый работает в такси и потому из города практически не выбирается. Пятый ездит один, а шестой постоянно возит семью. Седьмой…
Таких частных случаев можно изобрести хоть миллион. И, согласитесь, даже если взять для всех этих событий один и тот же автомобиль, он будет показывать разный расход топлива. Да что там говорить, на реальную экономичность влияют также множество сторонних факторов, начиная от встречного ветра и заканчивая настроением водителя. Если бы автопроизводители попытались описать в технических характеристиках все возможные дорожные ситуации, справка о расходе занимала бы не три строчки, как сейчас, а три толстенных тома. Спрашивается — оно нам надо?
Поэтому для замеров экономичности автомобильные компании пользуются стандартными методиками. Взятыми, кстати, не с потолка, а утверждёнными законодательно. Правда, в разных уголках мира эти нормы всё же слегка отличаются друг от друга, но их суть остаётся неизменной — в любой момент времени тест можно воспроизвести, то есть добиться повторяемости результатов, и сравнить между собой различные модели.
А для этого испытателям нужны идеальные условия. Вот почему расход топлива давным-давно определяется не на трассах полигона (хотя такая возможность, в принципе, допускается), а в лабораториях — закрытых камерах с постоянно хорошей «погодой». Автомобиль устанавливают на беговые барабаны и запускают в пробег по условному маршруту с имитацией городского или загородного движения. А в итоге вычисляют ещё и средний расход, которым мы все обычно оперируем в спорах на тему, у кого машина меньше «кушает». В общем, не надо быть профессором, чтобы понять — полученные при таком раскладе данные практически всегда будут отличаться от реальных в лучшую сторону. Насколько сильно? Зависит от того, как составлена методика.
Например, в Европе сейчас действует так называемый цикл NEDC (New European Driving Cycle), описанный в Правиле ECE R101. Он был разработан ещё в 70-х годах прошлого века, и хотя с тех пор не раз модифицировался, со стороны независимых экспертов всё чаще раздаются упреки в его оторванности от современной жизни. И дело не только в том, что методика не запрещает выбирать для испытаний автомобиль после, скажем так, селективной сборки — с обкатанными узлами, маслами низкой вязкости, самыми маленькими шинами из ряда допустимых размерностей… Важнее, что NEDC также разрешает выключить фары, «музыку», обогрев заднего стекла, кондиционер и другие потребители энергии, а поскольку беговые барабаны не умеют имитировать повороты, то и усилитель руля бездействует. Иными словами, у автопроизводителей развязаны руки, чтобы слегка подшаманить результаты.
Вызывает споры и сам условный ездовой цикл. NEDC делится на две части. Первая — виртуальный «город» (UDC — Urban Driving Cycle). В поездку по нему автомобиль отправляется после отстоя при комнатной температуре 20-30 градусов. Подсчет расхода топлива и вредных выбросов начинается сразу после запуска мотора, но первые 11 секунд машина не трогается с места. А затем испытуемая модель попадает как бы на типичные европейские улицы — глухих пробок нет, но трафик весьма плотный. Такие условия имитируются циклическими разгонами и торможениями, перемежающимися с короткими остановками и отрезками движения с постоянной скоростью. Она, кстати, невелика — максимум 50 км/ч, а сами ускорения весьма неспешные (набор того же «полтинника» длится целую вечность — 25 с!). На тест отводится 780 с, за это время автомобиль успевает четыре раза преодолеть «город», проехав чуть более четырёх километров со средней скоростью 18,7 км/ч.
Второй этап NEDC — «пригород» (EUDC, Extra-Urban Driving Cycle). Он не такой длительный, всего 400 с, но итоговый пробег получается больше — без малого семь километров. Всё потому, что средняя скорость на маршруте выше — 62,6 км/ч. При этом машине дают разогнаться сильнее — аж до 120 км/ч. Но только единожды, как видно по графику, после этого следует торможение до полной остановки.
Вот и всё! Цикл NEDC полностью пройден. Общий пробег — 11 км, средняя скорость — 33,6 км/ч, длительность — 1180 с или чуть менее 20 минут. Вычисляем среднее значение между «городом» и «пригородом» — получаем средний расход (так называемый смешанный цикл). Чувствуете подвох? Правильно — современному подключаемому гибриду выдержать такое испытание почти целиком на электротяге раз плюнуть. Отсюда и фантастически низкие показатели: как вам, к примеру, 3,1 л/100 км у суперкара Porsche 918 Spyder? Или 1,7 л солярки на 100 км пути у Audi Q7 e-tron? В выигрышном положении находятся и обычные автомобили, если у них много передач в коробке или мотор выдаёт максимум тяги на малых оборотах. А таких в современной Европе становится всё больше, не так ли?
В Америке действует другой стандарт — FTP-75. В общих чертах он похож на европейский NEDC: в США также делят поездку на город и пригород, имитируют холодный старт, да и средняя скорость почти не отличается — 34,1 км/ч. И всё же именно заокеанскую методику принято считать более приближенной к реальной жизни. Во-первых, испытания по FTP-75 не такие скоротечные — они длятся 1874 с (более получаса), и за это время машина успевает проехать почти 18 км. Во-вторых, в условном городском цикле предельная скорость выше — 56 км/ч, а ускорения интенсивнее. Кроме того, темп движения получается рваным — только разгон и торможение, участков с постоянной скоростью нет совсем. Наконец, в-третьих, американская методика предписывает включать кондиционер, если он есть на данной модели. Ну и ещё одна маленькая деталь. В США принято измерять расход не в привычных нам «л/100 км», а в «милях/галлон». Эксперты полагают, что водителю так проще — считать, сколько он способен проехать на единице заправленного горючего.
В итоге одна и та же модель может показать по стандарту FTP-75 расход топлива на 10-20% выше, чем в цикле NEDC. Потребителю от этого только плюс — он получает более точные данные. А вот автопроизводители, само собой, порой пытаются смухлевать и представить в характеристиках заниженные цифры, полученные в тестах по другим методикам. Но такая практика чревата неприятными последствиями — чего стоит только скандал с концерном Hyundai и Kia, который вынужден был компенсировать клиентам стоимость перерасходованного топлива.
Впрочем, разница может быть ещё больше, если сравнить, например, американский стандарт FTP-75 с японским JC08. В нём также постоянно чередуются разгоны и торможения, без участков равномерного движения, но максимальная скорость не превышает 80 км/ч. А езда получается самой неторопливой — на отрезке 8,2 км средняя скорость составляет всего лишь 24,4 км/ч. И это ещё раз говорит о том, что всем не угодишь. Японцы просто учли в своей методике большую загрузку островных улиц и трасс.
Иными словами, идеального подхода к изучению расхода топлива пока ещё не придумали. То, что мы имеем сейчас, — вынужденный компромисс. И автопроизводители, конечно, стремятся повернуть его в свою сторону. Это не мошенничество, скорее ловкость рук. Принцип «что не запрещено, то разрешено». Но даже такие несовершенные методики имеют свой плюс. Ведь сравнивая паспортные данные, полученные в рамках единых стандартов, мы хотя бы приблизительно можем понять, какой из автомобилей экономичнее.
Расход топлива по БК. Теория и реальность.
Думаю, многие сталкивались с тем, что показания среднего расхода топлива на экране БК значительно отличаются от того, что мы предполагаем получить, в очередной раз заехав на АЗС, и уж тем более совсем не то что написано в тех. данных автомобиля.
Если включить мозг логику, то получаем следующее рассуждение:
Все что может знать компьютер о расходе топлива и из чего оно складывается это время, расстояние, скорость, остаток топлива в баке и фактическое количество топлива, проходящее через форсунки.
По всем пунктам поподробнее:
— Время. Безусловно точно, все электронные часы ныне работают без погрешностей.
— Пройденное расстояние. Довольно точное, хотя все зависит от размера и давления колес. Ведь даже устанавливая заводские колеса мы почти всегда имеем отклонения данных GPS и спидометра.
— Из времени и расстояния компутер получает среднюю скорость. При чем не надо думать, что средняя скорость, это как «в основном я езжу 80, бывает в пробках плетусь 40, значит в среднем будет 60!» Не забывайте, что средняя скорость это отношение общего расстояния на общее время. Vср=Sобщ/Tобщ. В городском цикле эта циифра редко переваливает за 30км/ч
— Остаток топлива в баке. Или стрелка на приборной панели — очень относительный прибор. У него есть только два точных показания — полный и пустой. Все остальное — весьма относительно.
— моментальный расход топлива литров в час. Это время открытия топливных форсунок, и соответственно сколько топлива за это время расходуется. Со временем открытия форсунок у нас вопросов нет, а вот сколько топлива за это время успевает пройти — это отдельный разговор. Здесь влияет и состояние самих форсунок — они могут переливать или недоливать, или вовсе полностью не перекрываться; и давление топливной магистрали — если недостаточное давление, то будет недолив, если избыточное — будет перелив. Но ЭБУ двигателя не в состоянии учесть все эти факторы, и пользуется табличными данными, передавая в БК сферические показания в вакууме (физики поймут 🙂
Далее перейдем к процессу подсчета среднего расхода топлива.
Имея все эти данные, половина из которых изначально не верна, БК постоянно суммирует пройденное расстояние, ведет подсчет времени работы двигателя, принимает сигнал с ЭБУ о текущем моментальном расходе топлива в час. При этом ошибочно полагать что расход л/100км — это количество потраченного топлива за последние 100км пути, ведь комп суммирует пройденное расстояние до тех пор, пока вы не сбросите данные. И если вы 10 000км тошнили с расходом в 5л/100км, а затем отрезок в 100км давили тапку в пол с расходом в 40л/100км — то средний расход почти не изменится и будет около 5,3л/100км.
Так так же узнать реальный расход топлива?
Как показывает практика — никак. Но можно хоть чуточку приблизиться к реальности выполнив нехитрое правило.
Во-первых проверьте соответствует ли ваш спидометр реальной скорости: двигайтесь с постоянной скоростью и включите любой приличный GPS-навигатор, который может показывать вашу скорость. Убедитесь что качество сигналов со спутников приличное, а так же что этих самих спутников не раз-два и обчелся. Допустим спидометр у вас сошелся, а значит сошелся и одометр.
Во-вторых едем на свою любимую АЗС (у каждого она своя) и встаем на самую редкую колонку (обычно это самая дальняя от кассы) в которой разливают нужный нам бензин, и заливаем полный бак до автоматического отключения. Сбрасываем все показатели пройденного расстояния, расхода и т.д.
Для чистоты эксперимента не стоит менять свой стиль езды. Ездим как обычно.
В-третьих, когда бак опустеет (не обязательно до опустошения, но результат будет точнее) едем на туже самую АЗС, и встаем на ту же самую колонку, даже если на ней очередь, а в остальных пусто. Заливаем полный бак до отсечки.
Полученные литры делим на пройденное расстояние. Профит.
Данную процедуру желательно повторить несколько раз и на разных АЗС.
За весь автопром говорить не буду, но на некоторых автомобилях можно производить корректировку под фактический расход. Отталкиваться нужно от расхода на ХХ. То есть если у вас на ХХ 1л/час, но вместо 10л/100км у вас по подсчетам 15л/100км, то нужно поправить расход на ХХ до 1,5л/час.
И проверять и проверять…
Надеюсь кому-нибудь эта запись пригодится.
PS. все это будет бесполезно, если причиной повышенного расхода будет неполадка в топливной системе, например течь бензобака. 🙂
Представляем ARDC — ездовой цикл Авторевю для оценки топливной экономичности
Цикличность циклов
Надо сказать, что и нынешний европейский метод NEDC с точки зрения реалистичности немногим лучше: он моделирует, скорее, стиль езды никуда не спешащего пенсионера. Например, разгон с места до 50 км/ч длится аж 26 секунд! Но именно расходы, полученные по методу NEDC, сейчас указываются в технических характеристиках всех продаваемых в Европе автомобилей. Большую часть NEDC составляет «городской цикл» ЕСЕ R15, который разрабатывался почти полвека назад, в том числе с учетом слабой энерговооруженности автомобилей тех лет. Применять ECE R15 стали в начале 70-х годов прошлого века, затем его дополнили «загородным циклом», ввели некоторые моменты, касающиеся подготовительных процедур (с целью сократить число лазеек для «оптимизации» результатов).
По «барабану»!
Собирая материал для этой статьи, я съездил в Тольятти и понаблюдал за замерами экономичности двух Грант, серийной и экспериментальной, отвечающей нормам Евро-5.
На АвтоВАЗе все делают точно так же, как и в Европе. Но в дополнение к замерам по ECE R101 измеряют еще расход топлива при постоянных скоростях 90 и 120 км/ч.
Замеры проводятся либо в аэроклиматической камере, либо в лаборатории токсичности. Те беговые барабаны, что стоят в аэроклиматической камере, позволяют испытывать не только моноприводные, но и полноприводные автомобили. Кроме того, в аэроклиматической камере моделируется набегающий поток воздуха (можно назвать эту камеру маленькой аэродинамической трубой). А в лаборатории токсичности перед автомобилем установлен мощный вентилятор, который не в силах полностью имитировать воздушный поток, обтекающий автомобиль.
Больше всего в лаборатории токсичности удивило то, что во время испытаний автомобиль стоит с открытым капотом! Но Виктор Тимчук, начальник бюро омологационных испытаний, пояснил, что правилами это не регламентируется, а вплоть до 1999 года стандарт предписывал проводить испытания только с открытым капотом.
Вот только покупателям невдомек, что, сравнивая при выборе новой машины «паспортные» расходы топлива, они нередко получают представление не столько о реальной экономичности, сколько о том, как тот или иной производитель преуспел в «оптимизации» испытаний!
Эксперимент в аэроклиматической камере с серийной Грантой (Евро-4), отличающийся от NEDC тем, что двигатель ВАЗ-21116 (87 л.с.) был предварительно прогрет, показал 9,18 л/100 км. А замер, проведенный с экспериментальной Грантой Евро-5 (с новыми программным обеспечением и нейтрализатором) в лаборатории токсичности уже в полном соответствии с NEDC (в частности, с холодным стартом) привел к расходу 9,28л/100 км в «городском» цикле. Но в инструкции по эксплуатации приобретенной редакцией Гранты Норма значится всего 8,5 л/100 км.
Льют не по «паспорту»!
А как более-менее быстро определить расходы топлива, которые можно было бы назвать «жизненными»? Для начала неплохо бы знать, как именно ездят наши водители, например, в Москве и области: среднюю скорость, значения ускорений и замедлений, число и продолжительность остановок, время, проведенное в пробках. И мы это узнали!
Все это мы постарались учесть, определяя конфигурацию ездового цикла Авторевю.
Строим цикл
Зачетных кругов будет три, один за одним, так что дистанция цикла с учетом «холостого» проезда от техцентра Авторевю к месту старта составила в общей сложности 62,87 км.
Звуки и литры
Серия прикидочных заездов, по ходу которых уточнялся и маршрут, и график движения, показала отличное соответствие нашего цикла средним расходам топлива при реальной эксплуатации тех же автомобилей. Но остро встали другие вопросы. Как добиться высокой воспроизводимости от заезда к заезду? Как свести к минимуму влияние «персонального фактора», то есть темперамента, степени усталости, настроения того или иного испытателя? А как выдерживать необходимое ускорение?
А ведь в самом деле, в аудиокниге можно расставить звуковые метки, относящиеся к определенным точкам маршрута (благо он не меняется), и таким образом крепко связать пространство и время! Не отвлекаясь на монитор, испытатель сможет с нужными ускорениями набирать скорость («пороговые» этапы набора скорости отмечены в аудиокниге специальными звуковыми сигналами), в нужный момент останавливаться возле знаков и вновь начинать движение. Можно, наконец, снабдить испытателей речевыми подсказками и предостережениями.
ARDC: Гранта и другие
Получается, что на практике циклы ARDC и NEDC близки? Не спешите с выводами.
Впрочем, на ниве топливной экономичности нас наверняка ждет еще немало сюрпризов. Как, например, на испытаниях по циклу ARDC проявят себя гибриды? Ведь им, гибридам, особенно подзаряжаемым, явно благоволит методика NEDC: «городской цикл» протяженностью 4052м можно запросто преодолеть только на электричестве, не потратив ни капли топлива.
Расход топлива в городских циклах, л/100 км
Ваш вопрос: Как считается смешанный расход топлива?
Как рассчитать смешанный расход топлива?
Вот формула для расчета:
Как рассчитать расход топлива по чекам?
по сохраненным чекам высчитываем, сколько литров бензина было потрачено; затем количество пройденных километров делим на объем в литрах потраченного топлива. В итоге мы определили затраты бензина на один километр пути. умножаем полученное число 100, и узнаем затраты нашего автомобиля на сотню километров.
Как рассчитать расход топлива с грузом?
Hw – норма расхода топлив на транспортную работу, л/100 т·км; W – объем транспортной работы, т·км: W = Gгр х Sгр (где Gгр – масса груза, т; Sгр – пробег с грузом, км); D – поправочный коэффициент (суммарная относительная надбавка или снижение) к норме, %.
Сколько в среднем использует автомобиль воздуха на 1 кг бензина?
Смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха (со стандартным содержанием кислорода), принято называть нормальной. Если быть точным, смесь бензина и воздуха в соотношении 1:14,7 называют стехиометрической.
Как рассчитать стоимость потраченного топлива?
Формула расчета имеет вид: Расход (литр /100 км)= (Потраченное топливо / пройденный километраж) х 100. Расшифровка формулы расчета: 1. Фиксируете оставшийся литраж топлива в бензобаке — по стрелке, датчику уровня топлива.
Как рассчитать расход топлива автомобиля?
Теперь рассчитаем расход топлива автомобиля. Для этого используется очень простая формула: израсходованное количество топлива вы делите на пройденное расстояние и умножаете получившееся число на сто (100). Дабы это не казалось вам чем-то сложным, приведем пример. Допустим, вы потратили 28 литров на 300 километров пути.
Как рассчитать расход топлива по Моточасам?
Для того чтобы рассчитать расход топлива за один моточас работы необходимо использовать соответствующую формулу: (N*t*G*%)/p.
Как рассчитать расход топлива по объему двигателя?
Удельный расход необходим при расчете затрат топлива за каждый час работы двигателя (моточас) транспортного средства либо на 1 км движения. Данный показатель рассчитывается таким образом: расход топлива за 1 час делится на мощность двигателя. 7800 г / 115 л = 67,82 (г/л.
Как рассчитать норму расхода топлива на 100 км?
Результат будет тем точнее, чем большее расстояние вы преодолеете. Чтобы посчитать потребление, в этом случае используется совсем простая формула – Со=(V/P)*100. Здесь Со – удельный расход бензина (в литрах на 100 км), V – объем израсходованного топлива (в литрах), P – пройденный путь (в километрах).
Как правильно рассчитать нормы расхода гсм?
Как рассчитать расход топлива на самосвале?
Согласно НОРМ РАСХОДА ТОПЛИВ И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ если автомобиль-самосвал работал с коэффициентом полезной работы более чем 0.5, нормативный расход топлива определяется так же, как для бортового автомобиля, т. е. по формуле: Qн = 0,01 x (Hsan x S + Hw x W) x (1 + 0,01 x D).
Как устанавливаются нормы расхода топлива?
Норма расхода топлива — это величина, которая отражает среднюю потребность в горючем (бензине, газе или дизтопливе) для различных видов автотранспорта на конкретный километраж. Норма расхода топлива, как правило, устанавливается из расчета литров горючего на 100 км пути.
Смешанный цикл расхода топлива
Расход топлива — один из самых важных показателей технических характеристик автомобиля. То, сколько топлива будет «потреблять» наш автомобиль — будет напрямую показывать как часто нам придется отдавать деньги на автозаправочных станциях. В настоящее время принято рассчитывать показатель расхода топлива на основании количества израсходованных литров бензина на 100 км пути.
Для современных автомобилей в смешанном цикле приемлем расход до 10-12 л/100км. Мощные большие джипы могут расходовать по 15-20 л/100 км и даже выше. Если вы подбираете бюджетный автомобиль и для вас очень важно добираться из пункта А в пункт Б с минимальными по топливу затратами — хорошим считается показатель до 9-10 л/100км.
Мы уже затронули слово «загородный цикл». Что же означает вообще топливный «цикл»? Это показатель расхода топлива при конкретном типе езде. В настоящий момент существуют три таких типа:
городской цикл — характеризуется резкими изменениями скорости автомобиля, низкой плавностью хода, разгонами, резкими сбросами скорости
загородный цикл — характеризуется большой плавностью хода и стабильным удерживанием определенной скорости
смешанный цикл — это та самая «золотая середина», при котором присутствуют элементы и спокойной, и городской напряженной езды.
Chevrolet Aveo Sedan ›
Бортжурнал ›
Расход топлива (трасса, город, смешанный)
Технические характеристики Chevrolet Aveo 1.6 МТ и AT — расход топлива.
Заявлено производителем:
Городской цикл (л./100 км.) — 8.9 | 9.9
Загородный цикл (л./100 км.) — 5.3 | 5.5
Смешанный цикл (л./100 км.) — 6.6 | 7.1
Суровая реальность:
По АТ ничего сказать не могу, но на практике расход больше, чем на МТ.
Бензин — АИ95 (лукойл и газпромнефть)
На МТ у меня выходит так:
Городской цикл (л./100 км.) — от 9 (летом) 10л (зимой) (меньше никогда не видел) до 12л. От дома до работы расстояние 5 км и время пути от 30 до 45 минут. Цент — Ботаника (для жителей Екатеринбурга). Зимой значение как правило больше, прогрев двигателя и всякие там попогреи тоже жрут бензин.
Загородный цикл (л./100 км.) — один раз в жизни я получил близкое значение 5.6, но ехал по трассе в сильную метель в темноте и за фурой (средняя скорость 60-70км в час). Расстояние было 173 км. В среднем при скорости 90км в час выходит не меньше 6.5-.6.7, от 100 до 110 км в час значение поднимается до 7.2-7.6. С учетом обгона на трассе значение может быть от 8.0 до 8.5
Смешанный цикл (л./100 км.) в среднем те же 9-10л.
6 передачи на МТ явно не хватает, на автомобилях потенциального противника Sonic она есть.
Топливная экономичность
Из параметров, характеризующих мощностные показатели автомобиля, в центре внимания длительное время оставались максимальная скорость и время разгона. Ощутимый рост цен на топливо привел к тому, что особое внимание стали уделять расходу топлива. При разработке нового автомобиля одной из важнейших целей является получение малого расхода топлива.
Топливная экономичность — это совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
Путевой расход топлива (иногда его называют средним расходом) определяют экспериментально при испытаниях или эксплуатации автомобилей в определенных дорожных условиях. Обычно испытания совмещаются с пробеговыми, при которых одновременно оценивают средние скорости движения и другие эксплуатационные свойства автомобилей.
Топливная экономичность непосредственно зависит от конструкции автомобиля. Она определяется степенью совершенства рабочего процесса в двигателе, коэффициентом полезного действия и передаточными числами трансмиссии, соотношением между снаряженной и полной массой автомобиля и автопоезда, сопротивлением движению.
Топливная экономичность оценивается по путевому расходу топлива — расходу топлива (в литрах или килограммах) на 100 км пути, проходимого автомобилем.
Рис. Инфографика «Расход топлива»
Для оценки топливной экономичности автомобилей используют следующие показатели:
Топливной экономичностью называют совокупность свойств, определяющих расходы топлива при выполнении автомобилем транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Это свойство автомобиля дает возможность водителю определить расход топлива на единицу километропробега. Показателем является расход топлива на 100 км. При этом различают расход топлива при движении по городскому циклу и за пределами населенных пунктов. Расход по городскому циклу естественно несколько больше.
Основным измерителем топливной экономичности автомобиля в России и в большинстве европейских стран является расход топлива в литрах на 100 км пройденного пути — (путевой расход топлива) QS, л.
Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы используется расход топлива на единицу транспортной работы (100 т·км) QW, л – отношение фактического расхода топлива к выполненной транспортной работе.
В США наряду с путевым расходом используют обратный измеритель – длину пробега на единицу объема израсходованного топлива.
Оценочные показатели топливной экономичности
Контрольный расход топлива (КРТ). КРТ определяют для всех категорий автотранспотрных средств при заданных значениях скорости движения разных, для различных категорий, при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче.
Для автомобилей, у которых ma 120 км/ч).
Для автотранспортных средств, у которых ma> 3,5 т (кроме магистральных автопоездов, городских, междугородных и туристических автобусов) КРТ определяют при V= 60 и 80 км/ч, а если Vmax Устройство автомобилей
Топливная экономичность автомобиля
Снижение расхода топлива автомобилями, оснащенными двигателями внутреннего сгорания, — важнейшее направление деятельности всех заинтересованных структур, начиная от конструкторов и разработчиков автотранспортных средств, опытно-испытательных и ремонтно-технических служб и структур, и, конечно же, юридических и физических лиц, эксплуатирующих эти средства – различных предприятий, в том числе – автотранспортных (т. е. зарабатывающих на автоперевозках), организаций и фирм, а также частных лиц.
Достаточно сказать, что затраты на автомобильное топливо в автотранспортных предприятиях составляют до 15% всех эксплуатационных затрат, а для частных лиц эта доля может превышать 60% эксплуатационных расходов.
При этом важно не только поддерживать высокую топливную экономичность автомобиля, но и организовывать правильное техническое обслуживание и хранение автотранспортных средств, а также хранение, транспортирование и раздачу топлива. В противном случае будут иметь место не только убытки в связи с неэффективным расходом топлива, но и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания в отработавших газах автомобилей, а также в результате утечки и пролива нефтепродуктов.
Топливной экономичностью называют совокупность свойств автомобиля, определяющих расходы топлива при выполнении транспортной работы в различных условиях эксплуатации.
Топливная экономичность автомобиля в значительной степени определяется такими показателями двигателя, как часовой расход топлива Gт и удельный расход топлива gе. Основным эксплуатационным показателем топливной экономичности автомобиля является расход топлива на 100 км пробега (путевой расход) – QL.
Для оценки эффективности использования топлива при выполнении транспортной работы в автотранспортных предприятиях используют такой показатель, как расход топлива на единицу транспортной работы Q, который определяется, как отношение фактического расхода топлива к объему выполненной автомобилем транспортной работы.
Удельный расход топлива рассчитывается по формуле:
где Nе – эффективная мощность двигателя.
Выразим эффективную мощность Nе через уравнение мощностного баланса:
Nе = Nψ + Nω + Nj/ηтр = v(Pψ + Pω + Pj)/ηтр,
Тогда часовой расход топлива определится из соотношения:
Gт = gеNе/(1000ηтр) = gеv(Pψ + Pω + Pj)/ηтр.
Путевой расход топлива QL зависит от часового расхода топлива:
где ρт – плотность топлива.
Выразив часовой расход Gт через удельный расход gе, получим:
QL = 1000Gт/(36vρт) = gе(Pψ + Pω + Pj)/(36000ρтηтр).
Полученную формулу называют уравнением расхода топлива.
Оценочные показатели топливной экономичности автомобилей установлены ГОСТ 20306-90. К таким показателям относятся:
Данные оценочные показатели стандартом не нормируются. Их используют при сравнительной оценке уровня топливной экономичности данного автомобиля с лучшими аналогами, а также для косвенной оценки технического состояния автомобиля.
Контрольный расход топлива КРТ определяют для всех категорий автотранспортных средств при заданных значениях скорости v, (которая может отличаться для различных категорий АТС) при движении по прямой горизонтальной дороге на высшей передаче. Скорость v, при которой определяется КРТ, зависит от типа и назначения транспортного средства, а также от его массы.
Топливно-экономические характеристики автомобиля
Топливная характеристика автомобиля представляет собой зависимость расхода топлива при равномерном движении автомобиля от скорости движения, дорожного сопротивления и включенной передачи.
Для наглядности топливная характеристика изображается в виде графика (рис. 1), по которому можно определить зависимость расхода топлива QL от скорости автомобиля v и коэффициента дорожного сопротивления ψ при движении автомобиля на заданной передаче.
Можно решить и обратную задачу: определять максимальную возможную скорость, которую способен развить автомобиль при данном расходе топлива на конкретном дорожном полотне. Задачи подобного рода возникают при выявлении экономически целесообразной скорости движения автомобиля на автомагистралях.
Каждая кривая графика топливной характеристики имеет характерные точки, определяющие минимальный расход топлива при движении по дороге с коэффициентом сопротивления ψ (например, Qmin при ψ1).
Другие характерные точки кривых (конечные) определяют расход топлива при полной нагрузке двигателя, что соответствует максимально возможной при данном коэффициенте ψ скорости движения автомобиля (точки a, b, c). Огибающая кривая А — А1, проведенная через эти точки, представляет собой изменение путевого расхода топлива при полной нагрузке двигателя на дорогах с различными значениями коэффициента ψ.
Топливно-экономическая характеристика автомобиля может быть построена по данным дорожных испытаний автомобиля. В этом случае расход топлива на 100 км пробега замеряется непосредственно для различных значений дорожного сопротивления.
Экономическая характеристика может быть построена и аналитическим путем на основании скоростной характеристики двигателя.
Топливно-экономическая характеристика автомобиля не учитывает дополнительный расход топлива при пуске и прогреве двигателя, расход топлива в пунктах погрузки и выгрузки, где автомобиль маневрирует и использует специальные средства для погрузки выгрузки (автомобили-самосвалы, автомобили-самопогрузчики и т. п.), а также простаивает под погрузкой или разгрузкой с работающим двигателем. Эти затраты учитываются специальными нормами расхода топлива.
В общем случае топливно-экономическая характеристика устанавливает зависимость расхода топлива от двух эксплуатационных факторов – скорости движения автомобиля и состояния дороги. Однако помимо этого существует большое число и других факторов, оказывающих существенное влияние на топливную экономичность автомобиля.
Факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля
Существенное влияние на топливную экономичность автомобиля оказывают следующие факторы:
Экономичность двигателя и определяющие ее факторы рассматривались в теории ДВС. Часовой расход топлива возрастает с увеличением объема цилиндров, частоты вращения коленчатого вала, коэффициента наполнения и плотности воздуха.
Если рабочий объем цилиндров (как и тактность) для данного двигателя является величиной неизменной, то частота вращения коленчатого вала зависит от условий эксплуатации, а плотность воздуха – от климатических условий. Так, с увеличением температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря плотность воздуха уменьшается.
Коэффициент наполнения характеризует качество газообмена в двигателе и на часовой расход топлива влияет прямо пропорционально. Изменение этого коэффициента находится в зависимости от множества других факторов, преимущественно конструкционных и технологических.
Улучшается топливная экономичность также при применении электронной системы зажигания, установке микропроцессоров для оптимизации регулирования состава смеси и опережения зажигания, использовании системы непосредственного впрыскивания бензина.
Для повышения топливной экономичности все более широкое распространение получает применение наддува и охлаждения нагнетаемого воздуха как в дизельных, так и в бензиновых двигателях. В результате применения наддува при неизменной максимальной мощности двигателя можно уменьшить удельные расходы на частичных нагрузках, что позволяет экономить до 10% топлива. Кроме того, при этом увеличивается запас крутящего момента, что также благоприятно сказывается на топливной экономичности.
Полную массу автомобиля желательно снижать путем уменьшения его собственной массы (т. е. без уменьшения грузоподъемности). Это можно осуществить путем рациональной компоновочной схемы автомобиля, широкого применения прогрессивных облегченных и высокопрочных материалов, создавая равнопрочные конструкции при меньшей массе.
Снижение массы автомобиля дает существенную экономию топлива, поскольку масса влияет и на силу сопротивления качению колес, и на инерционные силы, и на силы, возникающие при преодолении подъемов. Для сравнения: при уменьшении массы грузового автомобиля на 10% экономия топлива может достигать 5…6% (для дизелей) и 6…8% (для карбюраторных двигателей), а при движении по горным дорогам экономия топлива может достигать 10%.
Положительный эффект для топливной экономичности может быть получен использованием автопоездов вместо одиночных грузовых автомобилей. Масса прицепа существенно меньше массы автомобиля-тягача, а их грузоподъемность примерно одинакова. В результате общая масса автопоезда из тягача с прицепом будет меньше массы двух грузовых автомобилей при одинаковой производительности.
Использование автопоездов позволяет существенно снизить удельный расход топлива на единицу выполненной транспортной работы.
Оптимизация параметров трансмиссии позволяет получить экономию топлива до 10…15% без потери производительности автомобиля. Потери энергии на трение в узлах трансмиссии снижаются путем улучшения качества обработки трущихся поверхностей и улучшения условий смазки, особенно в зимнее время, когда повышается вязкость смазочного материала, снижая КПД трансмиссии.
Сопротивление качению зависит от величины сил внутреннего трения в шине колеса, а эти силы увеличиваются с ростом толщины протектора шины. Однако толщина протектора напрямую влияет на срок службы шины, поэтому конструкторам приходится изыскивать пути снижения толщины протектора без ущерба надежности и сроку службы покрышки. Так, шины с радиальным расположением корда оказывают меньшее сопротивление качению, чем диагональные шины. Положительно влияет на снижение сопротивления качению применение металлокордного бреккера.
Значительный перерасход топлива вызывает снижение давления воздуха в шинах и неправильно выбранный режим движения.
Инерционное сопротивление наиболее существенно при интенсивном разгоне автомобиля на низших передачах, где ускорение разгона наибольшее. Так, например, составляющая расхода топлива, обусловленная сопротивлением инерции, при разгоне автопоезда с дизелем (полная масса 28 т) с места составляет 21%, а при разгоне в интервале от 40 до 90 км/ч – до 5%. Снизить эту составляющую можно за счет уменьшения полной массы автомобиля.
Повышение топливной экономичности автомобиля достигается не только путем совершенствования подвижного состава, но и улучшением состояния дорог. Так, при ухудшении профиля дорожного покрытия от асфальтобетонного до булыжного, скорость грузового автомобиля снизится примерно на 35…40%, а расход топлива увеличится на 30…40%.
В горных и городских условиях существенное влияние на расход топлива оказывают повороты дорог, частые переключения передач с высших на низшие, что отрицательно сказывается на топливной экономичности. Характерно, что городские маршруты влияют на расход топлива даже больше, чем в горной местности.
Стиль вождения автомобиля тоже влияет на его экономичность. Это проявляется в том, что каждая случайная остановка автомобиля ухудшает его экономичность, поскольку влечет пуск двигателя и разгон на низших передачах. Увеличение расхода топлива вызывают интенсивное торможение, работа двигателя на холостом ходу при стоянке автомобиля, неправильное переключение передач при разгоне, неправильное использование выбега (движение накатом). При разгонах передачи должны переключаться с возрастающей частотой вращения коленчатого вала и уменьшением времени разгона на каждой передаче.
Показательно, что пятидневное обучение малоопытных водителей экономичному вождению автомобиля позволяет добиться экономии топлива не менее, чем на 5%, а месячные курсы – до 15…25%.
Для облегчения выбора оптимальных режимов работы двигателя и автомобиля используются электронные устройства, которые либо сами осуществляют управление двигателем и трансмиссией, либо выдают информацию, на основе которой водитель может принимать решение об оптимизации режима движения. Так, в настоящее время широкое распространение получают устройства «Стоп-старт», автоматически выключающие двигатель при переходе на холостой режим во время стоянки, и запускающие двигатель при нажатии водителем на педаль подачи топлива.
Техническое состояние автомобиля существенно влияет на непроизводительные энергетические затраты, вызывая повышение расхода топлива. Наиболее значительное влияние оказывают неисправности двигатели, особенно – системы питания.
К неисправностям шасси, негативно влияющим на расход топлива, относятся неправильная регулировка зубчатых колес главной передачи, радиально-упорных подшипников и тормозных механизмов, снижение давления воздуха в шинах, неправильно отрегулированное схождение колес. Эти неисправности могут привести к увеличению расхода топлива на 10…20%.
