Какое влияние оказывает атмосферное давление на топливную экономичность автомобиля

Содержание статьи

Как погода влияет на настроение двигателя вашего автомобиля

Каждый автолюбитель наверняка замечал: бывает, автомобиль в буквальном смысле летит над дорогой, а к табунчику в моторе будто прибивается несколько резвых мустангов; в другие дни машина «тупит» и не едет. Этому явлению есть логичное объяснение.

Невероятно, но факт: на настроение двигателей внутреннего сгорания действительно влияет погода. Всё дело в воздухе, который поступает в цилиндры мотора, а именно в его качестве, температуре и давлении.

Топливовоздушная смесь горит благодаря наличию в составе воздуха, а точнее, кислорода, который входит в состав воздуха. Повлиять на качество и объёмы подачи топлива водитель может — достаточно выбрать правильную заправку и нужное октановое число, а также с нужной силой давить на гашетку. А вот с воздухом всё обстоит немного сложнее. Количество кислорода в воздухе регулирует сама природа — иногда его больше, иногда — меньше. Разбег температуры воздуха может достигать в российских условиях почти сотни градусов (летом воздух прогревается до плюс 30 и выше, зимой — на те же величины в обратную сторону). Влажность воздуха также вносит свою лепту в работу ДВС. Максимальное количество воздуха, которое может попасть в цилиндры сильно ограничено.

Описать влияние количества кислорода в топливовоздушной смеси на мощность мотора можно буквально двумя словами: чем больше кислорода попадает в цилиндры, тем выше температура горения, а значит, и отдача самого ДВС. Кислород засасывается во впускной коллектор прямо с улицы — в тех количествах, в которых он доступен. Поэтому первостепенное значение имеет масса кислорода, содержащегося в воздухе. На этот параметр, в свою очередь, влияют температура и влажность.

К примеру, при нуле градусов в одном кубометре воздуха может содержаться 1,7 кг кислорода, а при +25 — только 1,2. Разница огромна! Машина становится заметно более флегматичной. По умолчанию в воздухе содержится в среднем 78% азота, 21% кислорода и 1% углекислого газа. Если азот при повышении и понижении температуры почти никак не изменяется, то кислород — сильно расширяется и сжимается. Так, при повышении температуры воздуха с 0 до +30 градусов по Цельсию его содержание в 1 кг воздуха падает на 20%. Автомобилю, как и человеку, становится трудно дышать.

При повышении атмосферного давления содержание кислорода в воздухе возрастает, а значит, растёт и мощность мотора. Водитель чувствует, что отдача мотора увеличивается, а машина — просто летит. Этот эффект особенно заметен в горах: чем выше вы будете подниматься, тем больше сил будет терять движок, и наоборот. К примеру, на уровне моря давление составляет 760 мм ртутного столба, а на высоте 100 м — 751 мм. Если подняться до уровня 1 км, давление упадёт до 674,1 мм. Нетрудно представить, как это скажется на моторе. Каждые 100 метров высоты будут забирать около 1% мощности.

Высокая влажность уменьшает объём содержания кислорода в воздухе. В сухую погоду автомобиль будет ехать бодрее. Объясняется это просто: при повышении влажности происходит вытеснение сухого воздуха и кислорода негорючими парами воды. Это, в свою очередь, снижает отдачу мотора. Также негативное влияние оказывает увеличение соотношения горючее-сухой воздух в смеси.

Однако здесь важно учесть один момент: вода, влияющая на отдачу мотора, — это не капли дождя и не туман. Она находится в воздухе в газообразном состоянии. Обычная же вода не просто не снижает мощность, но и может её повышать: в конденсированном состоянии она иногда специально применяется для снижения детонации при большом давлении наддува. Понижение температуры увеличивает плотность воздуха, а значит — и кислорода. Движок обретает дополнительные силы. Повышение температуры поступающего в двигатель воздуха на 10° F снижает мощность примерно на 1%. Сильно влияет температура воздуха и на турбированные моторы.

Максимальное снижение мощности ДВС можно заметить, поднявшись в ясную жаркую погоду высоко в горы. Там машина будет недополучать кислород по естественным причинам, а датчики, влияющие на смесеобразование, начнут фиксировать повышенное содержание побочных продуктов горения в выхлопе и уменьшать подачу топлива в камеры сгорания в угоду экологическим нормам.

Как бы то ни было, в большинстве ситуаций при эксплуатации автомобиля влияние погоды на мощность настолько незначительно, что его едва ли заметит рядовой водитель. Скорее, потеря или увеличение мощности будут зависеть от настроения самого драйвера, нежели от настроения мотора.

Источник

Какое влияние оказывает атмосферное давление на топливную экономичность автомобиля

Влияние аэродинамики кузова на потребление топлива

Движению автомобиля препятствуют несколько факторов. Во-первых, ему мешает сопротивление качению — это сила, которая приложена в точках контакта колес с дорожным покрытием и направлена противоположно вектору скорости. Вторая сила — это аэродинамическое сопротивление со стороны воздуха. От аэродинамических свойств зависит, сколько энергии требуется потратить на «проталкивание» автомобиля сквозь воздух. Поэтому аэродинамика транспортных средств влияет, в том числе и на расход топлива.

Впервые влияние аэродинамики на максимальную скорость авто и расход топлива заметили еще на заре автомобилизма. В начале ХХ века появились автомобили с кузовами, напоминающими торпеды или капли. С тех пор объем знаний об аэродинамике значительно увеличился — настолько, что она стала одним из самых важных факторов в процессе разработки дизайна автомобилей.

Аэродинамические свойства автомобиля и коэффициент СХ

Аэродинамическое сопротивление потоку набегающего воздуха иногда называют обтекаемостью. Это слово очень точно раскрывает истинное значение аэродинамики в области автомобилестроения. Когда говорят о небольшом аэродинамическом сопротивлении, то подразумевают, что воздух легко обтекает поверхность кузова, не встречая существенных препятствий, и не создает завихрений и зоны пониженного давления за автомобилем, которые тормозят транспортное средство.

Коэффициент аэродинамического сопротивления СХ — это условная безразмерная величина, которая показывает качество проработки аэродинамики авто. Для современных легковых автомобилей хорошим показателем считается СХ

Влияние аэродинамического сопротивления на расход топлива

Взаимодействия воздушного потока с транспортным средством — это фактор, от которого существенно зависит расход топлива. Сопротивление воздуха растет пропорционально квадрату скорости авто. Если на скорости до 10-15 км/ч оно практически не ощущается, то при движении на скорости около 60 км/ч на преодоление сопротивления воздуха тратится больше энергии, чем на сопротивление качению колес. Поэтому многие производители подчеркивают, что езда со скоростью больше 80-90 км/ч невыгодна, так как она приводит к резкому увеличению расхода топлива.

Взаимодействие между автомобилем и набегающими потоками воздуха зависит от множества нюансов. Каждая выступающая деталь, будь то большие зеркала заднего вида или дополнительная антенна на крыше, увеличивают сопротивление и расход топлива. Это относится даже к таким малозначительным, казалось бы, деталям, как открытые окна. Езда с открытыми окнами приводит к завихрению воздушных потоков, которые тормозят автомобиль. Поэтому с точки зрения топливной экономичности лучше включать кондиционер, чем открывать окна при движении на скорости более 40-50 км/ч.

Можно ли самостоятельно улучшить обтекаемость автомобиля?

Что может сделать владелец автомобиля, чтобы улучшить аэродинамику автомобиля? Строго говоря, ничего. Современные автомобили уже имеют неплохую обтекаемость, потому что автопроизводители уделяют этому вопросу много внимания. От владельца авто требуется только не испортить аэродинамику автомобиля установкой различных обвесов и дополнительных приспособлений.

Существует целая индустрия, которая занимается производством пластиковых и карбоновых обвесов для автомобилей различных марок и моделей. Многие автомобилисты увлекаются подобным тюнингом своих транспортных средств. При этом часто забывают, что большинство обвесов являются просто элементами автомобильного дизайна, которые придают автомобилю «спортивный» или «брутальный» внешний вид, но никак не улучшают обтекаемость авто. Даже наоборот: пластиковые и карбоновые элементы тюнинга во многих случаях отрицательно влияют на аэродинамические свойства автомобилей, увеличивая сопротивление воздуха и расход топлива.

Поэтому, если вам важна топливная экономичность автомобиля, и вы внимательно следите за ценами на бензин и расходами на горючее, не стоит устанавливать элементы, которые увеличивают сопротивление потоку воздуха:

дополнительные багажники и крепления на крыше авто;
спойлеры и антикрылья, кроме тех, которые одобрены автопроизводителем;
пластиковые ветровики, «мухобойки» на капот, дополнительные антенны и др.

Источник

Факторы, влияющие на топливную экономичность автомобиля

Существенное влияние на топливную экономичность автомобиля оказывают следующие факторы:

экономичность двигателя
масса автомобиля
расход энергии на преодоление сил трения в трансмиссии
сила сопротивления качению колес автомобиля
сила сопротивления инерции
условия движения
стиль вождения автомобиля
техническое состояние автомобиля

Экономичность двигателя и определяющие ее факторы рассматривались в теории ДВС.

Полную массу автомобиля желательно снижать путем уменьшения его собственной массы. Это можно осуществить путем рациональной компоновочной схемы автомобиля, широкого применения прогрессивных облегченных и высокопрочных материалов, создания равнопрочных конструкций. При этом экономию топлива следует определять с учетом увеличения энергозатрат на производство новых материалов.

Для грузовых дизельных автомобилей при движении по ровной дороге со скоростью 60-80 км/ч снижение массы на 10 % дает экономию 5-6 % топлива, а для автомобилей с карбюраторными двигателями — 6-8 %. При движении по горным дорогам экономия топлива составляет 10 % и более.

Тип и параметры трансмиссии оказывают влияние не только на скоростные качества, но и на топливную экономичность автомобиля. Это было отчасти изложено при рассмотрении тягового расчета автомобиля. По данным исследований оптимизация параметров силовой передачи и грузовых автомобилей и автобусов позволяет повысить их топливную экономичность на 10-15% (без снижения производительности, а иногда и повысив ее).

Потери энергии на трение в узлах трансмиссии снижаются путем повышения качества обработки трущихся поверхностей, улучшения условий смазки. Например, в зимнее время вязкость масла в агрегатах трансмиссии повышается и КПД трансмиссии падает. Такое уменьшение КПД можно частично предотвратить, утеплив агрегаты трансмиссии путем установки специальных тепловых экранов, которые предотвратят интенсивный отвод теплоты в окружающую среду.

Сопротивление качению зависит от величины сил внутреннего трения в шине колеса, а эти силы увеличиваются с ростом толщины протектора шины. Вместе с тем, увеличение толщины протектора повышает срок службы шины. Для устранения этого противоречия используют шины новых конструкций.

Установлено, что шины с радиальным расположением корда (радиальные) имеют почти на 25 % меньшее сопротивление качению, чем шины с диагональным расположением корда. Еще лучшие показатели имеют шины с металлокордным бреккером или полностью металлокордной конструкции.

Значительный перерасход топлива вызывает снижение давления воздуха в шинах. Например, снижение давления в шинах грузовых автопоездов на 10 % ведет к перерасходу топлива до 5,5 %, а на 20 % — до 7,5 %.

Неплохие результаты дает и правильно выбранный режим движения: при снижении скорости движения на 10 % сопротивление качению снижается примерно на 15 %, а расход топлива как минимум на 3 %.

Аэродинамическое сопротивление для грузовых автомобилей и автобусов при скоростях движения до 60 км/ч незначительно; при скорости 70-80 км/ч оно приравнивается к силе сопротивления качению, при более высоких скоростях становится доминирующим. Доля расхода топлива на преодоление сопротивления воздуха может достигать 30 % от общего расхода топлива. Путем улучшения обтекаемости грузовых автомобилей можно уменьшить расход топлива на 7-10 %. Пути улучшения аэродинамики автомобилей были рассмотрены ранее.

Инерционное сопротивление наиболее существенно при интенсивном разгоне автомобиля на низших передачах, где ускорения разгона наибольшие. Так, например, составляющая расхода топлива, обусловленная преодолением сопротивлений инерции, при разгоне автопоезда с дизелем (полная масса 28 т) с места составляет 21 %, а при разгоне в интервале 40-90 км/ч — до 5 %. Снизить эту составляющую можно за счет уменьшения полной массы автомобиля.

Окружающая среда, т. е. атмосферные и дорожные условия влияют на работу двигателя, силовой передачи и ходовой части, а следовательно, и на его топливную экономичность.

Так при повышении температуры отработавших газов на 10 °С мощность двигателя снижается на 1,8-2,2% (больше у дизелей). Изменение температуры окружающей среды на 10 °С приводит к тому, что суммарное сопротивление движению изменяется примерно на 8-10 %, расход топлива на 6-7 %. При снижении температуры окружающего воздуха на 30 °С расход топлива может увеличиться на 25 %.

Тип и сложность маршрута влияют на среднее передаточное число трансмиссии, число переключений коробки передач, и загрузку низших ступеней трансмиссии, а следовательно, и на расход топлива. Характерно, что городские маршруты влияют на расход топлива даже больше, чем в горной местности.

В горных и городских условиях значительно влияние радиусов поворота дорог и скоростей движения по ним. Так, при прохождении грузовым автомобилем с колесной формулой 6 х 4 со скоростью 25 км/ч поворотов радиусом 20 и 40 м разница в расходе топлива составляет 40 %; если поворот радиусом 30 м проходить со скоростями 25 и 35 км/ч, то разница в расходе топлива составит 45 %.

При ухудшении профиля дорожного покрытия от асфальто-бетонного до булыжного, скорость грузового автомобиля снизится примерно на 35-40 %, а расход топлива увеличится на 30-40 %.

Таким образом, повышение топливной экономичности автомобильного транспорта достигается не только путем совершенствования подвижного состава, но и улучшением дорог.

Стиль вождения автомобиля также влияет на его экономичность. Это проявляется в том, что каждая случайная остановка автомобиля ухудшает его экономичность; чем выше степень использования высоких передач при движении, тем экономичнее работа; использование выбега на пологих спусках выгодно, а на горизонтальных участках малоэффективно; езда с интенсивным торможением не экономична; работа на холостом ходу на остановках значительно снижает экономичность двигателя; при разгонах передачи должны переключаться с возрастающей частотой вращения коленчатого вала и уменьшением времени разгона на каждой передаче и т. д.

Пятидневное обучение малоопытных водителей экономичному вождению автомобиля позволяет добиться экономии топлива не менее чем на 5 %, а месячное обучение — 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 такое управление выполняет водитель. Получил широкое распространение прибор «Стоп-старт», который автоматически выключает двигатель при переходе на холостой режим работы во время непродолжительных стоянок. При трогании прибор осуществляет быстрый пуск двигателя при нажатии водителем на педаль подачи топлива. Это исключает непроизводительный расход топлива во время стоянок, которые особенно часты при движении автомобиля в городских условиях.

Техническое состояние автомобиля влияет на непроизводительные энергетические затраты автомобиля. Наиболее значительное влияние на экономичность автомобиля оказывают неисправности двигателя. К неисправностям шасси автомобиля, способным увеличить расход топлива, относятся неправильная регулировка зубчатых колес главной передачи, радиально-упорных подшипников и тормозных механизмов, небольшое давление воздуха в шинах, неправильно отрегулированное схождение колес Данные неисправности могут увеличить расход топлива на 10-20 %.

Источник

Факторы, увеличивающие расход горючего.

Здравствуйте уважаемые читатели.

В связи с растущими ценами горючего на АЗС многие автовладельцы начали задумываться о поиске возможности экономии собственных средств на заправку автомобиля. Причём некоторые и вовсе отказываются от эксплуатации собственного транспорта предпочтя общественный с целью сокращения затрат семейного бюджета на эксплуатацию своего автомобиля.

Попробуем разобраться, что может негативно отражаться на топливной экономичности машины. Нужно учесть, что транспортное средство при этом технически исправно.

Многие автовладельцы для экономии заправляют свои автомобили бензином с октановым числом ниже предписанного автопроизводителем. В некоторых случаях такая экономия кажется оправданной, особенно если заправка идет под полный бак — удастся сэкономить сотню-другую рублей. Однако, как оказалось, фактическая экономия может оказаться под большим вопросом.

В целом, сейчас не существует единого мнения относительно того, какой бензин экономичный, однако нужно помнить о и том, какого качества заправляемое топливо. Не всякий Аи-92 может быть плохим, равно как и Аи-95 — хорошим. Зачастую АЗС обманывают потребителя и намеренно разбавляют низкооктановый бензин специальными присадками для поднятия его октанового числа, из-за чего тот же, якобы Аи-95 может неприятно пахнуть — всякий раз помните об этом, когда заправляетесь.

Многие полагают, что основной задачей воздушного фильтра в автомобиле является сдерживание пыли, грязи от попадания в камеры сгорания двигателя. Что ж, это действительно так. Но воздушный фильтр влияет не только производительность работы силовой установки. Также он может оказывать непосредственное влияние и на топливную экономичность.

В частности, воздухопропускная способность фильтра становится меньше пропорционально его загрязнению. Скапливающиеся инородные частицы на поверхности фильтра препятствуют корректному прохождению воздушных масс через впуск, из-за чего возрастает расход, при этом могут несколько падать тягово-мощностные характеристики двигателя.

Не прогретый двигатель.

Маркетологи и автопроизводители повсюду учат водителя не прогревать двигатель, а сразу начинать движение машины после запуска ее силовой установки. Они обосновывают данное утверждение тем, что, прогрев силового агрегата губительно сказывается на экологии.

Более того, если вы проживаете в жилом комплексе либо во многоэтажном доме, то за стоянку во дворе с работающим двигателем вполне можете поплатиться штрафом, ибо в жилых зонах долго работать мотору нельзя.

Ехать «на холодную»? Данный вариант также не рекомендован. Доказано, что езда на непрогретом силовом агрегате увеличивает расход топлива аж на 20%. Причем таким образом вы снижаете его ресурс двигателя.

Не буду советовать вам прогревать машину по 15-20 минут (хотя зимой это и бывает необходимо), а попробуем найти компромисс. Итак, оптимальное время прогрева двигателя составляет около 2-3 минут — за это время масло уже разойдется по всем трущимся деталям ДВС, поэтому высокого расхода удастся избежать.

Во-первых, отметим езду при полной загрузке салона — это могут быть как дополнительные седоки в салоне, так и тяжелый груз в багажнике. Суть одна — мотору приходится работать на повышенных оборотах, что и приводит к неизбежному возрастанию расхода топлива. К этому пункту так же можно отнести не достаточное давление в колёсах.

Во-вторых, сюда относится манера езды. В частности, оптимальным режимом для топливной экономичности будет переключение передач на оборотах между 2 и 3 тысячами. Если вы — приверженец активного стиля вождения и часто крутите двигатель до 4-5 тысяч оборотов в минуту, то в таком случае готовьтесь на увеличение расхода топлива в 2-3 литра относительно размеренной езды, и это — как минимум. Для автоматических, роботизированных коробок передач или вариаторов активный стиль вождения так же увеличит расход горючего.

В-третьих, электронные системы комфорта. Отметим использование кондиционера и ближнего света фар в светлое время суток создает дополнительную нагрузку на генератор и повышает расход топлива примерно на 10 — 15%. Поэтому имеет смысл пользоваться дневными ходовыми огнями при дневной эксплуатации. Ну а на счёт кондиционера каждый должен рассчитывать сам, что ему выгодней.

Существует ещё множество факторов увеличивающих расход топлива. Дополняйте в комментариях.

Удачи на дорогах и приятных впечатлений от поездок.

Источник