Выгодная скорость автомобиля. При какой скорости расходуется меньше топлива?

Вероятно, многие сочтут, что ответ вполне можно уложить в известную всем поговорку "тише едешь - дальше будешь", и окажутся не столь уж далеки от истины. Но если говорить всерьез, эта "формула" не может служить водителю исчерпывающим методическим указанием. Факторов, влияющих на зависимость между скоростью и расходом топлива, много, и они достаточно непросты. Попробуем, допуская определенные упрощения, разобраться в сути основных вопросов.

Чем быстрее движется автомобиль, тем большая мощность требуетется от его мотора - это положение понятно каждому, поскольку оно подтверждается житейское практикой. Но связь между мощностью - скоростью не прямая. Ее характер определяете" многими условиями, а более всего - затратами на преодоление сопротивления воздуха, которые растут пропорционально кубу скорости движения. В конечном счете получается зависимость, которая графически выглядит круто возрастающей кривой (кривая 1 на графике). Отсюда следует, что бесспорно правильным было бы такое утвержден""*: тмвво едешь - резко снижаешь необходимую мощность, затрачиваемую на преодоление все ж дорожных сопротивлений.

А как при езде мы снижаем мощность двигателя? Очень просто: отпуская педаль газа, прикрываем дроссельную заслонку в карбюраторе. Но тем самым во впускной тракт вводится помежа на пути потока горючей смеси, а это не только ведет к ограничению мощности, но и несколько ухудшает протекание самого рабочего процеса вследствие так называемых насосных потерь. Проще говоря, двигатель начинает менее эффективно использовать энергию топлива. Кстати, именно этим объясняется отрицательный результат при использовании самодельных устройств, которые кое-кто встраивает во впускной тракт с целью улучшить смесеобразование и получить экономию бензина.

Тем не менее при снижении скорости движения расход бензина существенно падает. Почему? Да потому, что выигрыш от уменьшения дорожных сопротивлений (аэродинамика, качение колес) гораздо более весом, чем проигрыш от увеличения насосных потерь в двигателе. Особенно ярко это проявляется при больших скоростях движения. В итоге зависимость расхода топлива от скорости приобретает вид, показанный на графике (кривая 2). Таким образом, снижение скорости неуклонно, хотя и не в прямой пропорции, ведет к уменьшению потребления бензина. Естественным ограничителем здесь служат минимально устойчивые обороты коленчатого вала при работе мотора под нагрузкой (эта величина у разных машин обычно колеблется в пределах 1300-1600 об/мин). Таким образом, чтобы "тянуть" по шоссе до АЗС, нужно стремиться ехать на высшей передаче, равномерно и с небольшими оборотами, близкими к минимально устойчивым.

А что же означает понятие "экономичная скорость"? Ныне это словосочетание в качестве технического термина не применяется. А раньше оно вызывалось к жизни следующим обстоятельством. При недостаточном совершенстве карбюраторов, да и самих двигателей, систему холостого хода регулировали "побогаче", чтобы обеспечить устойчивую работу мотора в таком режиме. Это приводило к отклонению вверх "хвоста" экономической характеристики (кривая 3 на графике), поэтому появлялась зона скоростей, при которых расход минимален. У современных машин, как уже было показано (кривая 2), такого явления нет.

Для полноты картины нужно упомянуть о следующем. Как мы видели, при прочих равных условиях каждой скорости соответствуют совершенно определенные затраты мощности. Эту требуемую мощность двигатель "поставляет" при заданных оборотах коленчатого вала, которые зависят от передаточного числа в трансмиссии (в случае движения на прямой передаче - от редуктора ведущего моста). Однако теоретически одна и та же частичная мощность (то есть меньше максимальной) может быть получена при разных оборотах разной спепенью дросселирования. Если исходить из соображения топливной экономичности, желательно, чтобы обороты были поменьше, тогда на каждом отрезке пути количество тактов впуска будет небольшим, в то время как открытие дроссельной заслонки - увеличенным, снижающим помехи на пути рабочей смеси и способствующим наиболее эффективному использованию топлива. Высказанное положение может быть проиллюстрировано данными, приведенными в таблице.

Наиболее простой путь к реализации упомянутых преимуществ заключается в уменьшении передаточного числа редуктора ведущего моста, что также следует из приведенных в таблице данных. Именно поэтому заводы стремятся применять такие редукторы в новых моделях и модификациях своих автомобилей. Однако делается это, как правило, лишь в сочетании с другими конструкторскими мерами, такими, как облегчение машины, улучшение ее аэродинамики и т. д. В противном случае могут недопустимо ухудшиться ее динамические качества - способность быстро разгоняться, преодолевать подъемы, достигать заданной максимальной скорости.

С учетом этих факторов идеальной была бы автоматическая бесступенчатая трансмиссия, которая в любой момент обеспечивает передаточное число, необходимое для оптимальных оборотов двигателя. Но пока такое решение для массового производства неприемлемо: слишком сложной, дорогой и трудоемкой была бы эта конструкция. Создатели автомобилей идут компромиссным, но достаточно эффективным путем. Смысл заключается в использовании дополнительной, повышающей передачи. Достичь максимальной скорости на ней нельзя - не хватит запаса , мощности. Но в диапазоне реально используемых скоростей и при благоприятных дорожных условиях повышающая (обычно пятая) передача позволяет заметно снизить обороты коленчатого вала по сравнению с прямой, четвертой, и тем самым заметно сократить потребление топлива. А при необходимости резко разогнаться не составляет труда перейти на прямую передачу.


Зависимость затрат мощности и расхода топлива от скорости движения автомобиля ВАЗ-2105:
1 - требуемая мощность (кривая применима ко всем моделям "жигулей");
2 - расход топлива;
3 - примерно так выглядела бы кривая расхода топлива при переобогащенной регулировке системы холостого хода.