Современные авто - еще более массивные и экономные по сопоставлению с теми, которые выпускались еще 20-30 годов назад. Все же, производители автомобилей повсевременно работают над совершенствованием движков внутреннего сгорания, делая особенный упор на их экономичность и экологичность.
Многих автомобилистов переодически побеждает один и тот же вопрос: «А не очень ли много горючего потребляет моя «малышка»? Можно ли как-то умерить ее аппетиты»? Ездить приходится больше, а бензин сегодня дорог».
Многие автовладельцы замеряют расход горючего, вычисляя, сколько горючего они сожгли, проехав 100 км. Позже результаты этих вычислений сверяют с эксплуатационными чертами автоконцерна, дискуссируют с друзьями либо делятся с своими цифрами с сотрудниками по «баранке» на веб форумах. Из этого не изредка выходит, что «топливный аппетит» возлюбленного «авто» - нечто странноватое, таинственное, непредсказуемое и даже магическое.
Но, расход горючего - величина строго определенная, без всякой мистики и двусмысленности. Автомобиль – не НЛО. Все процессы происходят в движке по общеизвестным законам физики. Постараюсь тщательно, просто и доступно разъяснить сущность процессов, определяющих «расход топлива» среднего автомобиля.
В бензиновом двигателе при работе сгорает не бензин либо солярка, а топливовоздушная смесь. Поточнее, происходит процесс горения – окисление углеводородов (CH) горючего кислородом (О2) воздуха с выделением тепла. Термическая энергия расширяющихся товаров сгорания топливовоздушной консистенции преобразуется в механическую энергию, заставляющую двигаться тс.
Оказывается, что для всех бензиновых агрегатов существует наилучшее, либо так называемое, «стехиометрическое» соотношение: 1 весовая часть горючего – 14.7 весовых частей воздуха. Другими словами, в 14.7 весовых частях воздуха содержится кислорода ровно столько, сколько нужно для сгорания 1 весовой части горючего. Практически такое же соотношение является хорошим и для дизельных движков.
Воздух имеет вес: 1.2928 кг на кубометр при обычных критериях. В воздухе содержится 20.9476% кислорода, либо по весу 271г. в каждом кубометре на уровне моря при температуре 15С и давлении 101325 Па. Для справки, в воздухе также содержится 78.084% азота, 0.934% аргона, 0.0314% углекислого газа СО2 и ничтожное количество других газов.
Снова повторю, что для обычной работы мотора нужна топливовоздушная смесь, в составе которой будет 14.7 весовых частей воздуха и 1 весовая часть горючего. Если горючего будет больше, то из-за нехватки кислорода, излишнее горючее не будет сгорать и начнет вылетать в выхлопную трубу черным дымом, «коптить» свечки зажигания. При лишнем обогащении консистенции, движок «зальет» топливом и он заглохнет.
Если, напротив, горючего будет меньше, то движок на таковой топливовоздушной консистенции будет работать не ровно и, при предстоящем обеднении, вообщем заглохнет, так как переобедненная смесь с трудом воспламеняется и плохо сгорает.
Из всего этого следует, что авто движок может работать на топливовоздушной консистенции, близкой к стехиометрической (безупречной). Морально устаревшим карбюраторным движкам нужна для обычной работы обогащенная на 3-5 % топливовоздушная смесь. Более совершенные инжекторные движки стабильно и ровно работают на обедненных, на 3-8% консистенциях. Из этого следует, что движок работает в достаточно узеньком спектре состава топливовоздушной консистенции. Проще говоря, движок не будет работать, если дать горючего на 10% меньше, либо на 20% больше, чем нужно (cоотношение: 1:14.7).
Расход горючего – это то количество горючего, которое сгорело в составе топливовоздушной консистенции за время работы мотора. Разумеется, что горючее не берется ниоткуда (его заливают в бак на АЗС) и не исчезает безо всяких следов - cгорает в ДВС. Исключение составляют случаи, когда бензин либо солярку не доливают на заправках, сливают (крадут) на стоянках, либо, если горючее подтекает из топливной системы автомобиля.
Можно без особенного труда достаточно точно подсчитать количество горючего, сгорающего при работе мотора. Приведу пример такового расчета. Возьмем средний автомобиль Тоета Camry c движком 3S-FE объемом 2.0 литра. За 2 оборота (один цикл) в этом движке сгорит 2 литра топливовоздушной консистенции. А за 1 оборот – 1 литр. Подсчитаем сколько горючего содержится в 1 литре консистенции, зная вес воздуха и, беря во внимание соотношение 14.7 : 1 для стехиометрической консистенции. Легкие вычисления: 1.2928:14.7=0.0884 грамма горючего в одном литре хорошей топливовоздушной консистенции. Как следует, за 1 оборот движок «съест» приблизительно 0.09 грамма бензина. При работе на холостом ходу (750 об/мин) в движке в минуту сгорит 66 граммов бензина. Если Тоета Camry мчится по трассе со скоростью 100 км/ч, на тахометре 2000 об/мин, то за 1 час проедет 100 км и расход горючего составит: 0.0884х2000х60=10608 граммов бензина.
Разумеется, что количество топливовоздушной консистенции, нужной движку для его работы прямопропорционально объему этого мотора. Чем больше объем мотора, тем больший объем консистенции ему нужен. В почти всех автомобилях есть бортовые компы, которые с ювелирной точностью вычисляют и демонстрируют расход горючего. Топливовоздушная смесь не во всевозможных режимах работы мотора близка к стехиометрической. Есть исключения: смесь обедняется при торможении движком (режим принудительного холостого хода). Смесь краткосрочно обогащается при резком наборе оборотов. Это отлично видно на карбюраторе по работе ускорительного насоса. Также, обогащение (максимум на 15%) происходит при работе мотора под нагрузкой (разгон на затяжном подъеме). Прогрев мотора происходит на завышенных оборотах и при обогащенной консистенции. Карбюратор либо система впрыска горючего отвечают за изготовление хорошей для хоть какого режима работы мотора топливовоздушной консистенции. В среднем, для расчетов будем считать топливовоздушную смесь стехиометрической.
У автомобилей прошедших лет выпуска за изготовление подходящей топливовоздушной консистенции отвечал карбюратор – сложное механическое дозирующее устройство. Карбюраторы имели ряд регулировок, позволявших изменять состав консистенции в широком спектре. В большинстве случаев регулировки делались «на глазок», потому что тогда не достаточно кто слышал о пятикомпонентных газоанализаторах и не думал об экологии. Ну и доза горючего у карбюраторов на разных режимах далековато не безупречна. В большинстве государств уже издавна запрещено создание и даже эксплуатация автомобилей с карбюраторными движками, исходя из завышенных экологических требований.
В инжекторных движках изготовление и контроль состава консистенции производит электрический блок управления. Современные системы управления движком так надежны и совершенны, что обеспечивают на всех режимах лучший расход горючего при высочайшей мощности и малой токсичности выхлопных газов. Повышенное внимание уделяется контролю состава топливовоздушной консистенции, потому что хоть какое отклонение в сторону обеднения либо обогащения ведет к повышению токсичности выхлопа.
В большинстве цивилизованных государств экологичность мотора еще важнее его экономичности, при том, что эти характеристики плотно сплетены меж собой. Все современные авто имеют систему самодиагностики. На приборной панели имеется лампочка check engine либо значок, изображающий движок. Эта лампочка зажигается при появлении какой или неисправности в системе управления движком, в том числе при отклонении состава консистенции от рационального. С помощью специального диагностического сканера можно прочесть заглавие ошибки, чтоб осознать сущность появившейся неисправности и принять меры к ее устранению.
Основной предпосылкой завышенного расхода горючего является отклонение состава топливовоздушной консистенции в сторону обогащения, вследствие какой – или неисправности в движке либо в системе управления им. Это можно проверить на 100 с помощью газоанализатора и других исследовательских устройств. Если есть подозрение на завышенный аппетит возлюбленного «железного коня», но нет времени, чтоб заехать на диагностику в спец автоцентр, то можно без помощи других провести некие проверки.
Сперва направьте внимание на лампочку cheсk engine. Если она не зажигается при движении автомобиля, то это означает, что нет определенной неисправности в движке и в системе управления им. Дальше нужно вывернуть одну свечу зажигания и просто поглядеть, нет ли на ней темного бархатистого нагара, возникающего при очевидном переобогащении консистенции. Если свечу вывернуть не так просто, либо нет свечного ключа, то нужно разглядеть срез выхлопной трубы. Темная копоть, являющаяся следствием излишка горючего (недочета кислорода), вылезает на внешную часть выхлопной трубы в виде полосы у среза шириной 4 – 5 мм.
Очевидное переобогащение консистенции, как следствие какой-нибудь неисправности, на современных инжекторных автомобилях встречается редко. Если эти проверки подтвердили, что состав консистенции в норме, но топливный аппетит возлюбленного авто все-же кажется завышенным, то разглядим другие предпосылки завышенного расхода горючего.
Из приведенных выше рассуждений следует, что в самом общем виде расход горючего определенным автомобилем определяется количеством топливовоздушной консистенции, спаленной в его движке. А количество этой консистенции впрямую находится в зависимости от числа оборотов, которые сделал движок за всегда поездки. Объясню это на ординарном примере с той же Тойотой Камри. Если она проезжает по трассе 100 км со скоростью 100 км/ч за 60 мин при 2000 об/мин на тахометре, то получим, что движок сделал 120000 оборотов. А сейчас представьте для себя, что Вы накрутили 100 км по городку со стоянием в пробках и у светофоров, с разгонами и торможениями, при всем этом двигаясь огромную часть времени на пониженных передачах. Разница чисел оборотов будет – в разы. Во столько же раз вырастет и расход горючего.
Снова заострю ваше внимание на том, что расход горючего находится в зависимости от общего числа оборотов, которые сделал движок за время движения при условии сгорания в нем хорошей топливовоздушной консистенции. А, сколько оборотов сделает движок за время движения («скушает топлива»), находится в зависимости от очень многих причин. Ниже разглядим главные из их.
Огромную роль играют условия движения. Если Вы часто ездите по определенному маршруту, то попытайтесь приблизительно подсчитать: сколько оборотов сделал движок при прохождении этого пути деньком в час пик и ночкой, когда дорога свободна, как взлетная полоса. Разница будет существенна.
Очень нередко автомобилисты ориентируются на данные производителя автомобиля о расходе горючего на 100 км пути при разных циклах движения. Почти всегда эти данные не отражают беспристрастную действительность: они занижены из рекламно-конкурентных суждений автопроизводителей. К примеру, в «стране Восходящего солнца» движение автомобилей, невзирая на их неограниченное количество, более равномерное и упорядоченное, потому что у их меньше пробок из-за наличия многоуровневых развязок и комфортных высокоскоростных магистралей с наименьшим количеством светофоров. К тому же в Стране восходящего солнца не бывает сильных морозов и гололеда. Замечу, что прогрев замерзшего мотора до рабочей температуры происходит на завышенных оборотах при обогащенной топливовоздушной консистенции, и пробег автомобиля за этот период времени – 0 км.
Исходя из приведенных выше рассуждений, можно представить, что два автомобиля различных марок, но имеющие однообразный объем мотора, должны расходовать однообразное количество горючего при прохождении определенного участка пути. Но по сути расход горючего на участок пути индивидуален для каждого автомобиля. Количество оборотов, которое должен сделать движок для прохождения автомобилем участка пути находится в зависимости от передаточного числа коробки, другими словами от особенностей устройства и работы коробки.
Разные авто имеют различные коробки с различными передаточными числами и программками переключения. Так высокоскоростная быстрая Тоета Camry вооружена коробкой с огромным передаточным числом, чем у коробки малоразмермого джипа RAV-4 с таким же движком 3S-FE. Другими словами, для прохождения определенного участка пути движок джипа сделает оборотов больше, чем движок высокоскоростной легковушки. Вот почему более томные вэдовые машины расходуют беспристрастно больше горючего, чем легкие автомобили либо универсалы.
Для того, чтоб езда была более экономной, нужно стараться всегда выбирать таковой режим движения, при котором движок делает как можно наименьшее число оборотов. Бывалые водители – мастера могут реально сберегать горючее, выбирая лучший режим движения. Начинающие водители часто предпочитают ездить на пониженных передачах (так более уверенно), не торопясь переключаться на 4-ю либо 5-юскорость. Стиль езды «разгон – торможение» тоже не является экономным. Езда зимой на пониженных передачах из-за гололеда - соответствующая для нашего климата определенная причина завышенного расхода горючего. Для того, чтоб разогнать загруженный автомобиль, нужно большее время двигаться на пониженных передачах, что естественно, приведет к повышению расхода горючего.
Аналогичное воздействие на расход горючего, зависящий от числа оборотов мотора, оказывают и другие причины: недостающее давление в шинах, некорректно отрегулированные тормоза, замерзшая смазка в узлах трения (зимой, в мороз) и т. п. На повышение топливного аппетита влияет рост лобового сопротивления при установке багажника на крышу автомобиля, либо при повышении скорости. Самым экономным является движение со скоростью 70-90 км/ч, т.е. на высшей передаче при низком лобовом сопротивлении, которое вырастает «в квадрате» с ускорением.
2-ой, более нередко встречающейся, определенной предпосылкой (после переобогащения консистенции), является некорректная работа автоматической коробки. Если передачи в Коробка автомат переключаются с пониженных на завышенные с запозданием (затянутое переключение), то движок при всем этом делает «лишние» обороты, безизбежно сжигая близкую к стехиометрической топливовоздушную смесь. Таковой недостаток, связанный с неверной работой Коробка автомат, выявить не так просто. Это в состоянии сделать, пожалуй, только бывалые спецы трансмиссионных центров. Существует ряд особых тестов для проф диагностики коробок-автоматов. Но,бывалые водители сами ощутят отличия и некорректности в работе Коробка автомат. К огорчению, ремонт коробок-автоматов сегодня дорог.
Есть и другие предпосылки перерасхода горючего. К примеру, горючее мерзкого свойства существенно усугубляет работу мотора, не содействуя его экономичности и экологичности. Некорректная установка угла опережения зажигания либо ремня ГРМ, проблемы в системе зажигания, грязные инжектора, забитые воздушные фильтры и ряд других изъянов не наилучшим образом оказывают влияние на топливную экономичность. Забитый катализатор не дает движку развивать высочайшие обороты, что приводит к необходимости двигаться на низких передачах.
Пониженная рабочая температура мотора (недогрев) из-за морозов либо неверной работы системы остывания, является предпосылкой того, что движок работает на завышенных оборотах ,обогащенной консистенции и с более низким КПД. Лучшая рабочая температура современного мотора 95-100 С. Зимой время от времени целенаправлено «утеплить» движок. Проще всего, для этого воткнуть картонки перед радиатором.