Что влияет на расход топлива?

Среди критериев выбора автомобиля на одном из первых мест стоит расход топлива. Однако, основные факторы, влияющие на экономичность, уже давно вышли из разряда технологий двигателестроения и всё больше зависят совсем от других обстоятельств.

Стехиометрический состав

Теория бензинового двигателя внутреннего сгорания утверждает, что для наиболее оптимального сгорания топливно-воздушной смеси необходимы 1 часть бензина и 14.7 частей воздуха. Именно такое соотношения горючего и окислителя (кислорода воздуха) обеспечивает наибольшую отдачу мотора и наилучшие экологические показатели. Современные технологии позволяют осуществлять точное дозирования подаваемого в цилиндры двигателя бензина и воздуха практически в любом режиме работы мотора. И вы уже, наверное, заметили оговорку «практически». Дело в том, что тот самый стехиометрический состав горючей смеси (1: 14.7) подразумевает соотношение масс, а все дозирующие системы в двигателе отсчитывают объём. Но бензин — это не вещество с заранее известными физико-химическими свойствами, а сложная смесь из разных углеводородов, состав которой зависит и от нефти, и от используемых на нефтеперерабатывающих заводах процессов.

Действующий в настоящее время Технический регламент вообще не содержит такой показатель, как плотность бензина. Но в ГОСТ есть границы — от 720 до 775 г/л при температуре 15 °C. И эти границы уже не позволят предельно точно отсчитать соотношение 1: 14.7 в реальном двигателе.

А ведь бензиновый мотор в реальном автомобиле крайне редко работает в установившемся режиме, особенно в городских условиях. Чтобы обеспечить приемлемый разгон, адекватный степени нажатия на педаль «газа», приходится идеальное соотношение изменять в пользу бензина. И от этого оно перестаёт быть идеальным.

Термический КПД

Работа любой тепловой машины в целом, и ДВС в частности, подчиняется термодинамическом циклу Карно. Из которого следует, что эффективность двигателя напрямую зависит от разницы между начальной и конечной температурой цикла. То есть — если сделать двигатель более «горячим», то можно увеличить КПД и снизить расход топлива. Но у этого соблазна есть пределы в виде стойкости моторного масла и огромного списка других ограничений.

Подбор передаточных чисел в трансмиссии

Бензиновый ДВС обеспечивает наилучшую экономичность в очень узком диапазоне оборотов и нагрузок. И чем чаще используется именно этот режим, тем экономичнее автомобиль. Теоретически наилучшая трансмиссия для автомобиля — это бесступенчатый вариатор, который в состоянии постоянно поддерживать систему «двигатель — трансмиссия» в наиболее экономичном режиме. Постоянный рост количества ступеней классических автоматических коробок — тоже из этой же «оперы».

Настройка системы управления силовым агрегатом

Одно и то же сочетание двигателя и трансмиссии (а это и есть — силовой агрегат) можно настроить совершенно по-разному. Ориентированная на экономичность настройка подразумевает очень вялые отклики на нажатие педали «газа» и страсть к раннему переходу на более высокие передачи. В настоящее время я как раз на таком автомобиле и езжу — мУка та ещё, особенно в московском городском потоке. Но я точно знаю, что это же сочетание двигателя и вариатора можно настроить совершенно по-другому. Автомобиль поедет гораздо веселее, но и топлива будет потреблять в полтора раза больше.

Иногда рядом с селектором «автомата» располагается кнопка «S» (спорт) или «Power». В современных автомобилях она может не только менять алгоритм смены передач в коробке, но и переводит мотор в более «весёлый» режим. С соответствующим ростом расхода.

Аэродинамика

Сопротивление воздуха начинает существенно сказываться уже на скорости 50−60 км/ч. И дальше необходимая для преодоления этого сопротивления отдача мотора растёт пропорционально квадрату скорости. На «трассовых» скоростях именно необходимость рассекать воздух требует львиной доли мощности двигателя.

Масса автомобиля

Тут всё просто: чем большую массу имеет автомобиль — тем больше энергии нужно потратить на его разгон. Второй закон Ньютона, физика, 7 класс средней школы. Масса практически не сказывается на расходе при равномерном прямолинейном движении. Но в городской толчее — ещё как!

Полный привод

Не обольщайтесь, если в описании системы полного привода вашего автомобиля упоминается режим движения с приводом только на одну ось. Муфта, распределяющая крутящий момент между осями, может быть разомкнута, но валы остаются присоединёнными к колёсам, и на их раскрутку тоже нужно потратить энергию. Есть конструкции с колёсными муфтами, отсоединяющими привод на колёса, но это прерогатива отдельных настоящих внедорожников с подключаемым принудительно «передком».

А что на деле?

Всё вышесказанное говорит, по большей части, только об одном — все современные моторы (и даже российские — это не шутка) умеют очень точно дозировать бензин. И этот бензин они сжигают с максимальной эффективностью. Эпоха «прожорливых» «Мазд» или «Фордов» безвозвратно ушла. Поэтому говорить об экономичности можно только с точки зрения настроек и главное — с точки зрения манеры езды и загрузки автомобиля. Энергичные разгоны и торможения — это жирный крест на тех цифрах расхода, которые заявляет производитель. Багажный бокс на крыше и открытые окна на трассе — ещё один жирный крест. Полный багажник не совсем нужного хлама — ещё один крестик. И так далее.

Обратная сторона экономичных и «экологичных» настроек… — безопасность. Вялые реакции на «газ» могут сыграть злую шутку, например, при выезде налево со второстепенной дороги на главную. Мы жмём на «газ», а машина еле-еле выползает на дорогу.

Безусловно, самые современные двигатели с непосредственным впрыском топлива экономичнее более «старых», оснащённых впрыском распределённым. Но такие «высокотехнологичные» моторы и гораздо более капризны, и потребуют огромных сумм денег при выходе из строя. Поэтому небольшая экономия денег на топливе может потом вылезти боком в случае ремонта.