Двигатели малого объема менее экономичны, чем большого — журнал За рулем

Последнее исследование, проведенное в Великобритании, обнаружило не только расхождения между расходом топлива в реальных условиях и показателями производителей, но худшую экономичность у двигателей малого объема.

Расход топлива двигателей малого объема оказался хуже, чем у больших моторов

Британская компания Emission Analytics, занимающаяся изучением реальных уровней автомобильных выбросов в атмосферу, провела испытания более 500 машин, оснащенных двигателями разных объемов. В тестах принимали участие различные модели, с бензиновыми и дизельными моторами, каждую испытывали на дорогах в течение трех часов.

В целом, как оказалось, пробег всех автомобилей в милях на один галлон оказался на 18% меньше заявленного производителями. Наибольшие расхождения в уровнях расхода топлива пришлись на автомобили с двигателями объемом один литр и менее — их показатели экономичности оказались на 36% меньше официальных данных. В среднем, расход топлива автомобилей этой группы составил 38,6 мили на галлон (7,3 л/100 км).

С другой стороны, у машин с самыми объемными моторами — от 5 л и более, расхождения в расходе топлива между заявленным и реальным составили всего 1% — в среднем, 23,5 мили на галлон (12 л/100 км).

Объем двигателя	Расхождения	Реальный расход
До 1 л	—36%	38,6 миль на галлон (7,3 л/100 км)
1–2 л	—21%	46,7 м/г (6,1 л/100 км)
2–3 л	—15%	45 м/г (6,3 л/100 км)
3–4 л	—14%	35,7 м/г (8,1 л/100 км)
4–5 л	—15%	24,5 м/г (11,8 л/100км)
Более 5 л	—1%	23,5 м/г (12 л/100 км)

В сообщении Emission Analytics, которое приводит газета Daily Mail, отмечается, что для наибольшей экономичности покупателям стоит обратить внимание на моторы объемом от 1 до 3 литров. А еще лучше — от 2 до 3 литров, где расхождения с официальными показателями составляют только 15%.

Напомним, что по данным другого исследования, проведенного в Европе, данные о выбросах СО2 в атмосферу, которые получены автопроизводителями в лабораторных условиях и указаны в технических характеристиках автомобилей, сильно отличаются от выявленных в результате реального пробега. По оценке экспертов, более высокие выбросы означают повышенный расход топлива, что для среднестатистического европейца ежегодно оборачивается дополнительными расходами в 450 евро.

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

За рулем на Яндекс.Новости

Зависит ли расход топлива от объема двигателя? Полезные советы

3. Манера езды водителя: влияет на расход топлива не меньше, чем вышеописанные факторы. Данный пункт говорит о том, что если водитель хочет сэкономить на топливе, то он будет ездить спокойно и не превысит во время езды 3 тысяч оборотов в минуту. Справочно заметим, что стиль езды способен увеличивать средний расход топлива на 20-30 процентов от эталонных значений, которые указываются в технической документации на транспортное средство. Поэтому даже, если автомобиль обладает силовой установкой в 1.4 литра, то это не дает никакой гарантии, что он будет экономичным, так как при агрессивном стиле вождения, средний расход топлива с эталонных 6,5-7 литров может запросто вырасти до 9-10 литров на сотню.

4. Техническая исправность: этот тот фактор, который косвенно влияет на расход топлива, причем чем хуже будет состояние автомобиля в техническом плане, тем выше выйдет итоговое значение по расходу. Техническое состояние автомобиля — это в первую очередь своевременная замена расходных деталей таких, как воздушный фильтр двигателя, топливный и масляный фильтры. Кроме того, на состояние систем транспортного средства влияют моменты, касающиеся того, как часто чистится топливная рампа, форсунки и прочие компоненты топливной системы. 

Самым простым способом прочистки систем двигателя служат специальные присадки, причем, чтобы вернуть мотор в первозданное состояние, достаточно в профилактических целях хотя бы 1 раз в год заливать автохимию (справочно: топливные присадки заливаются в бензобак напрямую через горловину; присадки двигателя заливаются в моторное масло через горловину силовой установки). Таким образом, автомобиль с объемом двигателя в 1.6 литра, который не обслуживается должным образом может расходовать топлива больше, чем мотор с 2-мя литрами, в котором своевременно обновляются расходные детали. Поэтому, если мы не хотим повышенного расхода, то следить за фильтрами нужно в первую очередь.

5. Тип коробки передач: является не менее важным критерием, который напрямую влияет на расход топлива. В этом пункте все предельно ясно, если машина оснащена механической трансмиссией или инновационным автоматом, на примере робота DSG с 6-ю и более передачами, то они будут значительно экономичней, нежели вариатор и классический автомат с гидротрансформатором. Кроме того, стоит учитывать тот факт, что чем больше в автомате передач, тем экономичней будет трансмиссия. Кстати, мы забыли сказать о сравнении вариатора и классического автомата. Дек вот вариатор в плане экономичности выглядит получше, но хуже механики и робота. 

А теперь давайте рассмотрим интересный нюанс с объемом двигателя и типом трансмиссии. Дек вот, если взять автомобиль с мотором на 1.4 литра, который оснащен автоматом прошлого поколения с 4-мя передачами и современное транспортное средство с двигателем в 2.0 литра и также с автоматом, но уже с 6-ю передачами, то самое интересно то, что вторая машина имея даже более мощный мотор будет экономичней первой. Таким образом, тип трансмиссии, играет ключевую роль в общей картине экономичности современного автомобиля.

6. Наличие турбонагнетателя или компрессора: влияет на итоговое значение расхода топлива не меньше, чем тип трансмиссии. Опять же, чтобы понять, какое влияние оказывает наличие или отсутствие турбины у автомобиля на расход топлива, возьмем для рассмотрения простой пример, который может некоторых водителей удивить. Допустим у нас имеется автомобиль с атмосферным двигателем в 1.4 литра и турбированный мотор в 1.6 литра. Дек вот, что самое интересное, современный мотор с турбиной и рабочим объемом на 1600 кубических сантиметров будет не только экономичней своего собрата на 1.4 литра, он еще будет мощнее, а также более производительней. Таким образом, как видим, турбина или компрессор не всегда негативно влияют на расход топлива, очень многое зависит от технологичности силовой установки и навесного оборудования.

7. Прочие факторы: зачастую включают в себя так называемые признаки ошибочной экономии топлива. Что это значит? Для этого нужно подумать, почему мотор с объемом в 1.4 литра может быть прожорливей, чем двигатели с 1.8 или 2.0 литрами? Все довольно просто, причина заключается в мощности силового агрегата. Например, если мы возьмем два одинаковых автомобиля, но с разными атмосферными силовыми установками (1.4 и 1.6 литра), то получается для того, чтобы достигнуть оптимальных характеристик разгона двигателю с объемом 1.4 литра, нужно работать на более высоких оборотах, следовательно его практически всегда нужно будет раскручивать даже если нужно достигнуть тех же 60 километров в час, иначе машина попросту не будет ехать. 

Большой расход топлива: как его уменьшить

Но многие водители греют двигатель «до упора» даже летом: машины подолгу стоят во дворах, загазовывая воздух, забивая катализаторы и бесцельно сжигая бензин. Откажитесь от этой практики, вредной и для автомобиля, и для окружающих, и для вашего кошелька. Заводите двигатель и через 1–2 минуты трогайтесь, не давая слишком высоких оборотов, пока мотор холодный, — на ходу он прогреется намного быстрее.

А чтобы зимой садиться в тёплый салон без предварительного прогрева, используйте предпусковые подогреватели двигателя и чехлы с подогревом.

Совет 2: смените стиль вождения

В семьях, где автомобиль используют совместно, хорошо знают: расход топлива одной и той же машины у разных водителей отличается. Манера езды — определяющий фактор: разница между агрессивным и спокойным вождением может составлять 2–3 литра на 100 км.

Но не стоит ставить знак равенства между низким расходом топлива и скоростью черепахи. Ездить экономично — значит ездить эффективно, а не «по-пенсионерски». Можно передвигаться по городу вполне динамично, но продуманно: не разгоняться, если впереди затор или красный сигнал светофора; использовать торможение двигателем; чаще ехать накатом, не касаясь педали газа на спусках, а перед подъёмами, наоборот, заранее ускоряться. Хорошее чтение водителем дорожной обстановки не только повышает безопасность, но и экономит бензин.

В конечном счёте топливная эффективность езды определяется не средней скоростью, а равномерностью движения. Плавное вождение на стабильных оборотах двигателя, без резких торможений и ускорений наиболее выгодно.

Совет 3: используйте ECO-режимы

Во многих автомобилях есть функция ECO — экономичный режим езды. Реализация встречается разная: ECO может быть отдельной кнопкой, активирующей экономичную программу работы двигателя и трансмиссии, или лампочкой-подсказкой на приборной панели, информирующей о попадании в «зелёный» диапазон оборотов с минимальным расходом топлива и выбросами. В любом случае, эффект чувствуется: езда в режиме ECO наиболее экономична.

Расход топлива подвесных лодочных моторов

 — «Какой расход топлива»? – пожалуй, это третий по популярности вопрос, интересующий только что состоявшегося или будущего владельца подвесного лодочного мотора после его стоимости и скорости, которую на нём возможно развить. И если стоимость можно тут же узнать из информации на ценнике или уточнить у продавца-консультанта, скорость будет зависеть от лодки, с которой планируется использовать двигатель, то вопрос о расходе топлива лодочного мотора – это отдельная тема.

             Для начала нашего разговора расскажу небольшую страшилку про расход топлива у подвесных лодочных моторов. Я лично был свидетелем одного случая, когда для того, чтобы пройти расстояние от Санкт-Петербурга до реки Свирь по Новоладожскому каналу (общее расстояние около 230 км.) на небольшом маломерном судне длиной 4.6 метра с установленном на нём подвесным лодочным мотором мощностью 25 л.с. понадобилась полная бочка (200 литров) бензина! Так что же получается – по аналогии с автомобилями  расход топлива у подвесных  лодочных моторов равняется почти 1 литру на 1 километр пробега??? Специально для тех, кто после этой информации засомневался в целесообразности приобретения лодочного мотора, спешу успокоить — это не так. Дело в том, что описываемые мною события произошли в 1988 году во время перегона катера «Прогресс 2» с установленным на нём подвесным лодочным мотором «Вихрь-25». Это было то время, когда нынешний Санкт-Петербург назывался Ленинградом, стоимость бензина измерялась в буквальном смысле копейками, а знакомые большинству современных водномоторников только по воспоминаниям старожилов двигатели отечественной марки «Вихрь» уже в то время отличались повышенной «прожорливостью».

            Много воды утекло с тех пор… Очень многое изменилось и сегодня такой расход топлива может вызывать состояние шока. Но будем последовательны. Показателем  расхода топлива у современных подвесных лодочных моторов служит не пройденное расстояние, а время работы двигателя. Примерный расчёт расхода топлива для каждого двигателя можно произвести самостоятельно. Для этого принято пользоваться следующим алгоритмом расчёта:

За отправную точку  принято считать, что двухтактные ПЛМ потребляют 320 мл. топлива из расчёта 1 л.с. на один час работы.

Четырёхтактные ПЛМ – 250 мл. топлива на 1 л.с на один час работы.

Таким образом, если мы имеем двухтактный ПЛМ мощностью 3.5 л.с., то его расход можно рассчитать по формуле 3.5 л.с Х 0.32 мл. = 1.12 л./час

Для четырехтактного ПЛМ мощностью 15 л.с. этот расчет будет выглядеть следующим образом: 15 л.с. Х 0.25 мл. = 3.75 л./час

Однако следует сказать, что эти данные не являются окончательными и дают представление только о среднем, а не о реальном расходе топлива применительно к каждому конкретному двигателю. Реальный, или фактический расход топлива зависит от совокупности многих факторов. В частности – от режима эксплуатации и состояния двигателя. На малых оборотах расход топлива может существенно понижаться. На максимальных – возрастать. Если двигатель давно не проходил ТО, то скорее всего его расход будет больше и.т.д. Каждый владелец ПЛМ уже через пару-тройку выходов на воду начинает понимать, сколько топлива потребляет его двигатель в различных режимах и рассчитывает его запас исходя из полученного опыта. Так, для разных владельцев двигателя одной и той же модели в зависимости от интенсивности эксплуатации у одного это может оказаться штатный бак объемом 12 литров на сезон, а у другого – 20 литров топлива только на один выезд. 

            Ну и в заключение – пару лет назад я прошел тот же самый путь от Санкт-Петербурга до Свири на надувной лодке длиной 3.4 метра с двухтактным подвесным мотором мощностью 15 л.с. Общее время, затраченное на этот переход, заняло у меня 8 часов. Топлива при этом было израсходовано ровно 40 литров.  

 

Павел Прудников «Лодки-Питер»

 

Пять причин, влияющих на расход топлива автомобилем

Аргоннская национальная лаборатория, исследовательский центр Министерства энергетики США, неожиданно решила рассказать о пяти основных факторах, заметно влияющих на расход топлива автомобилем. Учитывая некоторые из них можно сэкономить пару литров бензина, проехав сто километров. Все факторы хорошо известны почти всем водителям, но повод их в очередной раз вспомнить (а заодно и немного физики) действительно неплохой.

Езда на двух колесах.

Фотография: Wikimedia Commons

Давление паров топлива

Бензин представляет собой смесь легких углеводородов с разной температурой кипения. Чем лучше испаряется топливо, тем быстрее заводится двигатель и тем больше потребляется горючего во время езды. По этой причине производители топлива комбинируют состав топлива для зимы и для лета, смешивая углеводороды с разными температурами кипения. Легкие фракции бензина испаряются быстрее, но при сгорании выделяют меньшее количество энергии. Из-за этого эффективность двигателя снижается, а расход топлива увеличивается.

Поскольку стоимость получения углеводородов с низкой температурой кипения существенно ниже, чем фракций с высокой температурой кипения, производители топлива стараются увеличивать их содержание в горючем.

Зимой бензин с высоким содержанием легких углеводородов позволяет быстрее запускать двигатель. Однако летом такое топливо при высокой температуре воздуха активно испаряется, загрязняя окружающую среду. Уменьшение доли углеводородных соединений с низкой температурой кипения позволяет повысить энергетическую отдачу топлива, а значит улучшить производительность двигателя и снизить расход бензина.

Трение

На расход топлива существенно влияет и трение. Исследователи Окриджского подразделения Аргоннской национальной лаборатории провели эксперимент. Они замерили потребление топлива несколькими автомобилями при скорости езды в 80 километров в час. Затем они замеряли расход и при более высоких скоростях. Выяснилось, что увеличение скорости на 16 километров в час уменьшает расстояние, которое можно проехать на одном баке на 12 процентов. Рост скорости еще на 16 километров в час сократит расстояние на 15 процентов.

При езде с постоянным ускорением часть мощности двигателя расходуется на преодоление трения колес о дорогу, причем чем выше скорость, тем больше мощности расходуется. Исследователи подсчитали, что на езду на скорости в 130 километров в час тратится в восемь раз больше мощности двигателя, чем при движении со скоростью в 65 километров в час. Отсюда следует вывод, что чем больше скорость автомобиля, тем больше горючего будет сожжено двигателем.

Лобовое сопротивление

Форма корпуса автомобиля также влияет на расход топлива. Чем более «парусную» автомобиль имеет носовую часть, тем с большим сопротивлением воздуха в движении он будет сталкиваться. Для того, чтобы лучше понять действие лобового сопротивления, достаточно во время езды высунуть руку в окно. Если повернуть ее ладонью перпендикулярно земле, можно почувствовать, как воздух начнет оттягивать ее назад. Сопротивление воздуха уменьшится, если развернуть ладонь параллельно земле.

Сегодня автопроизводители стараются проектировать корпуса автомобилей таким образом, чтобы во время движения они создавали как можно меньшее сопротивление. У машин с наиболее обтекаемыми формами корпуса тратится меньше мощности двигателя на преодоление сопротивления воздуха, а значит расходуется и меньше топлива.

Инерция

Понятие инерции означает способность какого-либо объекта сохранять свое устойчивость по отношению к внешнему воздействию. Инерция зависит от массы объекта. На практике это означает, что чем тяжелее автомобиль, тем сложнее двигателю его разогнать и тем медленнее машина будет останавливаться после того, как водитель уберет ногу с педали газа. При этом интенсивность разгона также влияет на расход мощности двигателя.

Чем быстрее нужно разогнать тяжелый автомобиль, тем больше будет тратиться топлива на поддержание необходимой для этого мощности двигателя. Если водитель хочет сэкономить, то трогаться на светофоре ему нужно как можно плавнее. Разгон не будет «спортивным», но и топлива потратится меньше. После же разгона не стоит давить педаль газа до следующего светофора. Можно приотпустить или вовсе отпустить педаль — автомобиль продолжит двигаться по инерции чуть-чуть замедляясь. Топливо же будет тратиться только на поддержание работы двигателя.

Сопротивление качению

Помимо трения шин о дорожное полотно, существует внутреннее сопротивление колеса качению. Чем больше спущено колесо, тем больше требуется мощности двигателя на преодоление сопротивления, и наоборот. Идеальное с точки зрения топливной эффективности — абсолютно твердое колесо. Однако при разработке шин необходимо учитывать и комбинировать несколько факторов. Например, твердое колесо из-за низкого сопротивления хуже тормозит, но замечательно передает вибрации на подвеску.

Производители рассчитывают жесткость резины для колес в зависимости от типа автомобиля, на который они будут установлены. На спортивные машины ставится более жесткая резина, поскольку в ней минимально сопротивление качению. Это означает, что двигатель машины потратит меньше энергии на преодоление сопротивления качения и автомобиль разгонится быстрее. Для обычных автомобилей резина используется более мягкая — она позволяет гасить часть вибраций, но при этом имеет небольшое сопротивление качению.

Чтобы снизить потребление топлива, водителям стоит соблюдать рекомендации производителя машины по типам шин и давлению в них — чем выше давление, тем жестче колесо.

Бонусы

Помимо основных пяти факторов, влияющих на расход топлива, Аргоннская национальная лаборатория назвала еще один. Это — температура окружающего воздуха. В жару водители как правило включают кондиционеры (если, конечно, их автомобили оборудованы такими системами), повышая тем самым расход горючего. Дело в том, что на работу кондиционера также расходуется часть мощности двигателя, поскольку он приводит в движение основные агрегаты этого устройства.

Исследователи Аргоннской национальной лаборатории отметили, что если нет возможности отказаться от использования кондиционера, то стоит хотя бы выключать его при необходимости резкого разгона. Высвобожденная выключенным кондиционером мощность может оказаться очень кстати.

Расход топлива в ТТХ: производителей уличили в обмане

Удивительное по своей наивности открытие совершили ученые из британского исследовательского центра Emissions Analytics, опытным путем доказавшие, что официальные данные расхода топлива, указываемые производителями в документации, сильно занижены.

 

Европейские эксперты, в кои-то веки решившие проверить собственных автофабрикантов «на вшивость», взяли на тестовые испытания пятьсот разных автомобилей с моторами разного объема и замерили реальный расход топлива. Оказалось, что дотошные в своей правильности и уважении к клиенту западные автоконцерны, радеющие за нормы экологичности и каждый месяц рассылающие отчеты о том, что их новые моторы вот-вот вообще перестанут потреблять топливо, по большому счету, просто врали.

Самое интересное, что был обнаружен даже коэффициент этого вранья, который оказался обратно пропорционален объему двигателя. Испытания показали, что чем меньше объем мотора, тем сильнее расхождения реальных данных расхода топлива с теми, что были указаны в технических характеристиках.

 

Рекордными по занижению оказались автомобили с двигателем 1.0 литр – расхождение аж 36%. Вместо среднего заявленного значения потребления топлива в 6,09 литра на 100 км, был выявлен средний показатель 8,2 литра. Машины с моторами объемом от 1.0 до 2.0 литров в реальности «жрут» на 21% больше заявленного. С моторами объемом от 2.0 до 3.0 и от 3.0 до 5.0 литров – превышение расхода на 14-15%. Единственные, чей реальный расход топлива почти совпал с заявленным, а разночтения не превысили 1%, оказались автомобили с двигателями объемом свыше 5.0 литров. В целом же средний показатель занижения по всей выборке составил внушительные 18%.

 

 

На самом деле удивляет не сам факт обмана – с ним как раз всё понятно. Жесткие европейские экологические требования, очень высокая стоимость топлива, а также борьба властей Старого света с нефтяной зависимостью, заставляют автопроизводителей придумывать различные ухищрения, чтобы всеми возможными способами снизить потребление топлива. Причем, если этого снижения не удаётся добиться в реальных условиях, его, как оказалось, просто приписывают. Иначе «демократические» европейские законы автоматически накладывают на автопроизводителей огромные штрафы и санкции, лишают налоговых льгот, а на некоторых рынках и вовсе могут ввести мораторий на продажи.

 

В подтверждение этому, ведущий инженер испанской компании Seat, входящей в группу концерна Volkswagen, Фермин Сонейра в интервью российским журналистам открыто заявлял, что, например, всевозможные технические решения вроде новомодных систем «Start/Stop», а также Eco-кнопок, включающих сберегательные режимы двигателя или трансмиссии, создаются только для того, чтобы пройти жесткие сертификационные требования на полигоне. В реальной жизни их эффективность слаба и даже в Европе ими мало кто пользуется.

 

 

Кроме того, ещё в феврале 2013 года Еврокомиссия выявила тот факт, что на этих самых сертификационных полигонах производители дополнительно используют ещё и различные уловки, чтобы снизить показатели расхода топлива и выбросов CO2. Например, специальные шины с низким сопротивлением качению или замеры на трассах со специальным гладким покрытием, уменьшающим потери на трение.

 

 

 

Почему же расхождения оказались так связаны с объемом двигателя?

 

Ведь если уж взялись за «приписки», так логично было бы предположить, что для разных моторов они окажутся сопоставимы, по крайней мере, в процентном отношении.

 

 

А тут уже дело не столько в технике, сколько в хитрости и психологии, а по большому счету — отношении производителей к клиентам из разных социальных слоев общества. Ведь минимальные расхождения с официальными данными оказались у автомобилей с моторами большого объема, или другими словами — высшего ценового сегмента. Кто ездит на машинах с моторами кубатурой 4.0, 5.0 и более литров? Правильно! Этим автовладельцам, во-первых, плевать, сколько потребляет их Range Rover, Mercedes-AMG или BMW M-series — не для экономии покупается.

 

 

Во-вторых, если обеспеченные граждане, отдавшие за мощный и дорогой автомобиль немалую сумму, всё-таки уличат продавцов в обмане, как факту недобросовестного отношения к себе, с гораздо большей вероятностью «достанут паяльники» и объяснят дилеру с производителем, что так лучше не делать, попутно закидывая обоих судебными исками на соответствующие суммы. Поэтому и смысла, и выгоды связываться с подобными клиентами у производителей нет. Как следствие – расхождения реального и указанно в технических характеристиках расхода топлива практически на уровне погрешности.

 

 

ФАКТ! В марте 2012 года американское подразделение компании Honda было вынуждено выплатить многомиллионную компенсацию двумстам тысячам владельцев её гибридных моделей из-за заниженного «на бумаге» расхода топлива.

 

 

 

 

В общем-то, по той же причине не настолько велики расхождения для автомобилей с двигателями от от 3.0 до 5.0 литров – этими моторами в большинстве своём обладают автомобили бизнес-класса. Да и покупателям 2.0-3.0-литровых машин всегда можно с луковой ухмылкой объяснить, мол, вы же иногда позволяете «притопить» на вашем 200-250-сильном автомобиле как следует, а? Вот оттуда и лишние 14-15% расхода. И правда, вроде как позволяю…

 

А вот на покупателей автомобилей с малообъемными двигателями такая отмазка уже не подействует. Скоростные параметры второстепенны. Подобные авто покупаются из-за огромного желания сэкономить. Ведь машины с объемом двигателя около литра – это в большинстве своем маленькие автомобильчики «А» или «B» классов, как правило, в простеньких комплектациях по соответствующей цене.

 

 

Только вот с учетом их собственной и перевозимой массы, для того чтобы такая малолитражка, что называется, поехала, её мотор придётся «крутить» взвон. Взгляните на графики характеристик любого малообъемного мотора – показатели пикового крутящего момента, как правило, за отсечкой в 3500-4000 оборотов, а максимальной мощности – за 5500-6000. На таких оборотах, даже при объеме двигателя со среднюю бутылку Кока-Колы, топливо не просто впрыскивается в камеру сгорания, оно туда льётся. Думаете покупатели малообъемных авто, особенно европейцы – сплошь неторопливы и аккуратны в вождении? Может быть и так, только к характеристикам маленьких моторов это не имеет принципиального отношения.

 

Любое движение под нагрузкой – тахометр в красной зоне, любой обгон с любой скорости – тахометр в красной зоне. А на трассе при разрешенных 90-110 км/ч или, тем более, магистральных 130 км/ч, 1.0-1.4-литровый двигатель и вовсе почти не выходит из пиковых нагрузок, с огромным аппетитом потребляя топливо всем своим маленьким моторчиком.

 

Только современному среднестатистическому европейскому, да и не только европейскому обывателю, который в большинстве своем имеет малое представление о законах физики, механики и КПД, не собирается разбираться в устройстве и принципах работы двигателя внутреннего сгорания, гораздо проще не объяснять всё вышеперечисленное, а попросту не ломать ему логику. В представлении обывателя, если машина с большим мотором, значит и «жрет» много. Соответственно, чем двигатель меньше, тем и расход должен быть меньше.

 

 

О том, что к реальности такой подход имеет, мягко говоря, не совсем прямое отношение, производители пытаются скрыть всеми возможными способами. Британские исследователи вслед за Еврокомиссией в этом наглядно убедились.

 

А ещё многие обращали внимание, что на очень многих малообъемных или «бюджетных» машинках даже сейчас нет бортового компьютера. Он либо вовсе недоступен, либо в дорогом пакете опций, либо в топовых комплектациях. Думаете просто так?

 

Увы, для того, чтобы ситуация изменилась, и производители в ТТХ начали писать данные близкие к эксплуатационным реалиям, нужны массовые иски от недовольных владельцев. В Штатах прецедент уже имел место. Европа пока терпит, раз в два года вспыхивая недовольством в новостных лентах независимых, а потому пока ни на что не влияющих экспертов.

 

 

То, что для европейцев оказалось большим сюрпризом, в России давным-давно знают. Менеджеры наших автосалонов даже не пытаются скрывать от покупателей реальных цифр расхода топлива. Во-первых, наш человек, в принципе, редко верит тому, что написано. Во-вторых, среди наших автолюбителей мало наивных и много тех, кто успел получить приличное образование, подкрепленное собственным опытом. Ну а в-третьих, назови менеджер официальный расход в 5 литров, вместо реального в 15, он через какое-то время может получить от клиента не только письменную претензию, но и вполне реальную — по собственной шее…

 

Расход топлива двигателями Lifan

Наши клиенты часто интересуются расходом топлива двигателями Lifan на разных агрегатах при изменении нагрузки на них. Важно произвести грамотный расчёт расхода топлива для двигателя конкретного оборудования в определённый временной отрезок. Конкретное описание принципа расчёта и объяснение общей формулы поможет разобраться с темой потребления и расхода топлива.

Как произвести расчёт расхода топлива

Мы имеем следующие исходные данные

1. Удельный расход топлива, который будет измеряться в г/кВт*ч.
2. Мощность самого двигателя. ВАЖНО! В качестве единицы измерения в этом случае используются не лошадиные силы (л.с.), а киловатты (кВт).
3. Плотность бензина, равная 800 г/л. Это значение всегда можно найти на самой упаковке.

Далее эти переменные необходимо подставить в простую формулу, которая позволит получить значение расхода топлива в литрах в час (л/ч).

Формула выглядит следующим образом:
«Расход бензина * Мощность / Плотность бензина = Потребление»

Тут же следует понять, что при расчёте на максимальную мощность, то есть при наибольших оборотах двигателя значения расхода будет наибольшим.

ВАЖНО! Приведенная выше формула универсальна и позволит рассчитать расход топлива для любого оборудования и техники с двигателями Lifan

Если же среди задач стоит необходимость уменьшения потребления бензина двигателем, то для этого можно использовать некоторые специальные правила, основываясь на дополнительных факторах, влияющих косвенно на расход.

В жару в пик дачного сезона бензиновые генераторы востребованы как никогда. В тех случаях, когда дом не подключён к сети электроснабжения, без генераторов такого типа просто не обойтись. И если не использовать простые правила, то статья затрат на использование генератора будет достаточно велика. Поэтому важно знать, какие нюансы влияют на расход топлива генератора.

Помимо самой нагрузки, внутренняя отладка агрегата также влияет на потребление бензина. Экономичность напрямую зависит от карбюратора. Его задачей является смешивание воздуха с бензином для получения топлива, которое будет непосредственно сжигаться в двигателе. Правильно отлаженный и отстроенный карбюратор способен уменьшить расход на треть.

Следующий фактор – это вязкость топлива. Этот параметр напрямую связан с рабочей температурой двигателя. Если температура вокруг бензогенератора снижается до минус 10°, топливо становится вязким и сгорает не до конца, что ведёт к перерасходу двигателя. Это также отражается на производительности оборудования.

Как снизить потребление топлива

Используя несколько простых правил, вы можете быть уверены в том, что держите расход топлива в двигателях Lifan под контролем, и вас не ждут неприятные сюрпризы в процессе эксплуатации.

1. Всегда проверяйте состояние фильтров топлива и масла. Производите их своевременную замену, когда обнаружите на них чрезмерное загрязнение.
2. Не экономьте на топливе и приобретайте его только у проверенных поставщиков. Плохое топливо не только существенно увеличивает потребление и уменьшает КПД агрегата, оно также способно нанести вред внутренним узлам двигателя. Это в свою очередь может привести к необходимости преждевременного ремонта и уменьшения эксплуатационного периода двигателя.
3. Располагайте генератор таким образом, чтобы он имел отличный доступ воздуха. Такая естественная вентиляция способна положительно влиять на потребление бензина, поскольку нормальная подача воздуха позволит получить отличную и хорошо сгораемую смесь.
4. Заправляйте генератор за пару часов до запуска его в работу. Это необходимо для того, чтобы частички грязи, содержащиеся в любом топливе, успели осесть на дно. Таким образом они не попадут в карбюратор до тех пор, пока уровень бензина в баке не будет слишком низок.
5. Не «гоняйте» генератор вхолостую. Если устройства, которые он подпитывает, будут потреблять меньше 35-40% от его максимальной мощности, то перерасход топлива будет огромным, при том что в таком режиме работы сам генератор и его узлы изнашивается с той же скоростью, что и при максимальной нагрузке. Это напрямую отражается на износе поршней в двигателе, что в свою очередь существенно влияет на расход топлива.

Все, что вам нужно знать

Топливная эффективность измеряет расстояние, которое автомобиль может проехать на одном галлоне бензина. По данным Управления энергоэффективности и возобновляемой энергии США, Школы инженерии Массачусетского технологического института и HowStuffWorks, экология и экономика США могут значительно выиграть от повышения топливной эффективности. Эти источники отмечают, что на легковые, грузовые и другие дорожные автотранспортные средства приходится почти 60 процентов потребления нефти и более 25 процентов выбросов парниковых газов в США.S. В результате повышение эффективности этих транспортных средств может помочь ограничить воздействие на изменение климата.

Измерение топливной эффективности

По данным Управления энергоэффективности и съемной энергии США, Школы инженерии Массачусетского технологического института и HowStuffWorks, американские автопроизводители выражают экономию топлива в милях на галлон (MPG). Хотя в Соединенном Королевстве также используется миль на галлон, в данном случае «G» означает британский галлон, что примерно на 20 процентов больше стандартного галлона. Страны, использующие метрическую систему, выражают эффективность использования топлива в километрах на литр (км / л) или в литрах на 100 километров (л / 100 км).

Согласно данным Википедии и инженерной школы Массачусетского технологического института, экономия топлива зависит от конструкции шин, конструкции трансмиссии и двигателя автомобиля. Топливная эффективность измеряет усилия, необходимые для преобразования химической энергии топлива в кинетическую энергию, необходимую вашему автомобилю для движения. Хотя термины «экономия топлива» и «топливная эффективность» часто используются как синонимы, эффективность — это более широкий термин, который охватывает то, как конкретное транспортное средство использует топливо. Последний источник отмечает, что оба термина важны при разработке стратегий по снижению выбросов парниковых газов и потребления топлива в США.С. и во всем мире.

Определение расхода топлива

Согласно данным Управления энергоэффективности и съемной энергии США, Школы инженерии Массачусетского технологического института и HowStuffWorks, меры экономии топлива не дают полностью точной картины изменений и улучшений эффективности транспортного средства. Расход топлива, который демонстрирует линейную зависимость, является гораздо более точным измерением. Расход топлива указывается в галлонах на милю (GPM), а не в милях на галлон, поэтому он показывает, сколько галлонов газа вы будете использовать, проезжая 100 миль.

В этих источниках отмечается, что GPM является наиболее важным показателем для анализа с целью повышения эффективности. Инженерная школа Массачусетского технологического института отмечает, что использование MPG для иллюстрации экономии топлива может сделать небольшие улучшения непомерными. Например, увеличение расхода бензина автомобиля с 40 до 60 миль на галлон оказывает гораздо меньшее влияние, чем увеличение расхода бензина внедорожника с 10 до 15 миль на галлон, хотя первый сценарий на первый взгляд кажется более выгодным. Это связано с тем, что за счет улучшения MPG внедорожника экономится больше топлива, чем MPG автомобиля в этом примере.Массачусетский технологический институт рекомендует производителям автомобилей сообщать о расходах на 100 миль автомобиля, а также о расходах на галлон.

Понимание улучшений в экономии топлива

По данным Школы инженерии Массачусетского технологического института и HowStuff Works, ожидается, что цены на газ будут расти экспоненциально в течение следующих 10-15 лет, поскольку в Индии, Китае и других развивающихся странах наблюдается повышенный спрос на топливо. По этой причине принятие мер в США по сокращению потребления и улучшению экономики важнее, чем когда-либо прежде.

HowStuffWorks сообщает, что переход на автомобили с батарейным питанием может значительно улучшить общую экономию топлива в США. Многие гибридные автомобили оснащены системой, которая поддерживает работу автомобиля от батареи при выключении двигателя. Однако в настоящее время только 2% автомобилей в Северной Америке оснащены такой технологией экономии топлива.

В США доступны полностью электрические автомобили, в том числе Nissan Leaf, Chevrolet Volt и Tesla Roadster. Новые источники топлива также могут ограничить или устранить зависимость от масла для повышения эффективности.Примеры включают сжиженный нефтяной газ, этанол и природный газ.

Снижение веса автомобиля также может повысить эффективность, поскольку более тяжелые автомобили потребляют больше топлива, чем более легкие. Большинство производителей теперь используют легкие материалы, такие как алюминий, в конструкции своих автомобилей. Они также используют небольшие, но эффективные изменения, такие как улучшенная аэродинамика, смазочные материалы для уменьшения трения и обновленные шины.

По данным Управления энергоэффективности и съемной энергии США, его Управление автомобильных технологий занимается исследованиями, направленными на снижение выбросов и повышение топливной эффективности.Это подразделение также ведет fueleconomy.gov, базу данных по экономии топлива для автомобилей всех марок и моделей, датируемую 1984 годом.

Агентство поставило технические цели, которые, если их примут большинство американцев, могут сократить потребление нефти почти на 2 миллиона баррелей в день. . К 2025 году производимые малотоннажные автомобили должны в среднем составлять 54,5 миль на галлон. Ключевые области исследований сосредоточены на подключаемых к электросети электромобилях, альтернативных источниках топлива и технологиях внутреннего сгорания, включая эти и другие инициативы:

• Более эффективные двигатели внутреннего сгорания с ограниченными выбросами парниковых газов
• Технологии очистки для снижения выбросов парниковых газов из выхлопных газов и программное обеспечение для более точного измерения этих выбросов
• Влияние новых источников топлива на новые системы сгорания
• Новые смазочные материалы, снижающие трение и повышающие топливную эффективность
• Устранение выбросов из-за ненужного холостого хода автомобиля
• Разработка легких материалов для транспортных средств, таких как углеродное волокно, магний, алюминий и высокопрочная сталь
• Улучшение аэродинамики за счет ограничения дополнительных нагрузок, сопротивления качению, торможения и сопротивления, факторов, известных как паразитные потери

Выбор экономичного транспортного средства

Согласно Chevrolet, несколько моделей в их состав обеспечивает t по крайней мере 30 миль на галлон по оценке EPA.Некоторые из текущих вариантов для водителей Chevy, которые хотят сэкономить топливо, включают:

• Bolt EV, полностью электрический автомобиль, который может проехать до 238 миль на одной зарядке аккумулятора
• Гибридный Volt, который может проехать 420 миль на один заряд батареи в сочетании с одним баком газа
• Седан Sonic, традиционная газовая модель, которая получает 38 миль на галлон на шоссе при оснащении механической коробкой передач и двигателем с турбонаддувом
• Седан Malibu, традиционная газовая модель, которая получает 36 миль на галлон на шоссе при оснащении двигателем с турбонаддувом, который оснащен технологией стоп-старт, прямым впрыском и регулируемыми фазами газораспределения
• Кроссовер Trax, который получает 31 милю на галлон на шоссе со стандартным двигателем с турбонаддувом
• Любой грузовик Chevy с доступным Duramax® 2 .8-литровый турбодизельный двигатель, обеспечивающий 30 миль на галлон

Выбор одного из этих автомобилей или любого другого экономичного транспортного средства поможет снизить углеродный след. Чем больше американцев перейдут на альтернативное топливо и электричество, тем больше мы сможем ограничить потребление топлива и выбросы парниковых газов.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным специалистом ASE Кейт Канете из YourMechanic.com . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу research @ caranddriver.com .

Используемые источники:

https://www.energy.gov/eere/vehicles/fuel-efficiency

https://engineering.mit.edu/engage/ask-an-engineer/whats-the-difference- Между топливной эффективностью и топливной экономичностью /

https://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency

https://www.chevrolet.com/fuel-economy

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Расход топлива, важные факторы, влияющие на эффективность

Со всеми изменениями в правилах, касающихся снижения выбросов и повышения эффективности, становится все более важным полностью понимать, как именно работает расход топлива, чтобы его можно было снизить. Чтобы получить более четкое представление, продолжайте читать руководство CARFAX по расходу топлива.

Измерение расхода топлива

На количество топлива (и как быстро) влияет несколько факторов, включая параметры двигателя, вес, аэродинамическое сопротивление и сопротивление качению.Расход топлива во всем мире измеряется как отношение пройденного расстояния к единице использованного топлива. Есть два основных метода, использующих фиксированное расстояние или фиксированную топливную единицу. Наиболее распространенные измерения следующие:

• литров на 100 километров (л / 100 км) — Используется в большинстве стран Европы, Канаде, Китае, Южной Африке, Австралии и Новой Зеландии
• Километров на литр (км / л) — Используется в: некоторых европейских странах, Северной и Южной Америке, Азии, Африке и Океании
• миль на галлон * (mpg) — Используется в: США, Великобритании и Канаде (* U.S. галлон = 3,785 литра / британский галлон = 4,5 литра)

Бензин по сравнению с дизельным

Эксплуатационные расходы бензинового автомобиля по сравнению с дизельным может зависеть от разницы в цене между видами топлива. В зависимости от того, где вы живете, один может быть значительно дороже другого или почти одинаковым.

Дизельные двигатели

традиционно считались наиболее эффективными по нескольким причинам. Во-первых, у дизельного топлива более высокая плотность энергии.Таким образом, для достижения такой же мощности, как у бензинового двигателя, требуется меньше. Другими положительными характеристиками дизельных двигателей являются их высокий крутящий момент (или тяговое усилие) на низких оборотах и ​​то, что они могут переключаться на более высокие передачи на более низких оборотах, что снижает расход топлива.

Бензиновые двигатели, как известно, тише и дешевле при покупке автомобиля. Хотя оба типа двигателей делают успехи в устранении своих слабых мест, и разница в различиях постепенно сокращается.

Технология, снижающая расход топлива

Есть несколько других технологий, помимо самих двигателей, которые могут помочь снизить расход топлива.При покупке автомобиля необходимо учитывать все эти факторы.

Гибридные трансмиссии

Использование электродвигателя параллельно с обычным двигателем быстро становится все более распространенным среди автомобилей в моделях всех автопроизводителей. Гибридные автомобили, получившие признание благодаря отличным показателям расхода топлива, действительно хорошо себя чувствуют как в постоянных остановках, так и в городе. Обычно нажатие на педаль тормоза — враг экономии топлива, но в гибридных автомобилях энергия, создаваемая трением, используется для питания аккумуляторов.Таким образом, он перерабатывается, а не тратится впустую, что снижает расход топлива.

Старт-стоп системы

Многие автомобили сегодня также оснащены функцией старт-стоп. Идея проста: когда автомобиль остановлен (и находится на нейтрали), двигатель выключается. Когда водитель нажимает на сцепление или включает передачу, двигатель снова включается. Простой, но очень эффективный для снижения расхода топлива.

Аэродинамика

Шины с улучшенными аэродинамическими характеристиками и низким сопротивлением качению могут эффективно использоваться для снижения расхода топлива.Многие автопроизводители уделяют все больше внимания таким мерам, как дефлекторы, панели днища и вентиляционные отверстия, чтобы повысить эффективность своих автомобилей.

Расход топлива и подержанные автомобили

Часто с возрастом автомобиль теряет эффективность. Это может произойти по ряду причин, таких как износ проводов, ремней и заглушек, скопление нагара и проблемы с выхлопом. Кроме того, автомобили, попавшие в аварию, часто теряют эффективность из-за несоосности колес и рамы.При покупке подержанного автомобиля эти элементы становятся особенно важными. Транспортные средства, которые имеют чистую историю аварий и прошли длительное и надлежащее техническое обслуживание, обычно остаются близкими к заводскому расходу топлива.

Проверьте CARFAX

Для покупателей подержанных автомобилей, которые сосредоточены на расходе топлива, проверка отчета об истории транспортного средства CARFAX может дать вам подробный взгляд на точные характеристики транспортного средства, а также его историю, включая записи об обслуживании и техническом обслуживании, историю аварий, структурные повреждения и многое другое. более.Эта информация поможет вам сделать правильный выбор при покупке подержанного автомобиля.

Расход топлива — обзор

3 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОДУЛЕЙ МОДУЛЕЙ

Для прогнозирования расхода топлива двигателей с различными концепциями терморегулирования требуется набор взаимодействующих модулей моделирования. Текущая имитационная модель сгруппирована в шесть модулей, см. Рис. 1. Конструкция модулей тщательно подобрана таким образом, чтобы общая модель могла быть хорошо организована и позволяла интегрировать другие модули, такие как блок управления ЭБУ, гибридный привод или контур хладагента. .Прежде чем некоторые модули будут описаны более подробно, в следующем абзаце обсуждается взаимодействие модулей, то есть обмен информацией.

Рис. 1. Взаимодействие модулей моделирования

Поскольку цикл движения, транспортное средство и трансмиссия определены, тормозная нагрузка двигателя может быть смоделирована либо путем задания скорости транспортного средства и профиля переключения трансмиссии, либо путем включения виртуального водителя. педаль акселератора и тормоза. Для моделирования обычных трансмиссий можно использовать первый метод, в то время как для более сложных конфигураций, таких как гибридные трансмиссии, последний подход более применим.

После расчета тормозной нагрузки фрикционная нагрузка для отдельной трибологической системы двигателя прогнозируется для начальной температуры запуска. Фрикционная нагрузка интерполируется по картам, полученным в результате измерений с разборкой. Тормозная нагрузка и потери на трение складываются в указанную нагрузку, на которой основан расчет тепловложения на стенки камеры сгорания. В отличие от большинства других методов, скорости тепловыделения в описанном методе не выводятся из измерений, а рассчитываются с помощью модели сгорания, встроенной в программное обеспечение для моделирования термодинамического цикла двигателя.

Для интеграции моделирования термодинамического цикла были исследованы три метода: «прямая связь», «среднее значение» и «картографический» подход. Любой подход основан на детальной имитационной модели одномерного цикла. При использовании первого метода имитационная модель цикла двигателя напрямую связана с моделью прогрева. Однако из-за меньшего размера временного шага моделирования цикла двигателя накопленное время моделирования для всего цикла движения становится большим. В настоящее время исследуется и быстродействующая модель.В качестве альтернативы, анализ цикла двигателя может быть выполнен заранее для матрицы рабочих точек, то есть по IMEP и частоте вращения двигателя, и результаты сохраняются в справочной таблице, которая используется в следующем моделировании прогрева. Эти справочные карты обычно содержат средние коэффициенты теплопередачи на стороне газа (HTC) и температуры газов сгорания для различных секций камеры сгорания. Этот подход является самым быстрым с точки зрения времени вычислений. Такой подход является разумным компромиссом, если взаимодействие горения и других компонентов систем разогрева не учитывается или не учитывается.

Если взаимодействием нельзя пренебречь, например, в случае, если включение охлаждения EGR и прямого соединения нежелательно, может быть выбран третий подход — метод среднего значения. Здесь подробная модель анализа цикла упрощена, чтобы обеспечить более длительные этапы вычислений. Из-за упрощения модели недостаток информации должен быть компенсирован использованием нейронных сетей, которые обучены точно предсказывать HTC и температуру газа. Как и «подробная имитационная модель цикла», «модель среднего значения» может быть напрямую связана с моделью прогрева двигателя, но она быстрее примерно на один порядок.

Какой бы подход ни использовался, температуры HTC и газа передаются на структурный модуль и отображаются на внутренней поверхности камеры сгорания, что более подробно моделируется с использованием параметрической дискретизации методом конечных элементов. Он включает гильзу, головку, клапаны, порты и движущийся поршень с кольцами для каждого цилиндра. Газовая сторона HTC и соответствующие температуры газа создают тепловую нагрузку на конструкцию двигателя. Здесь тепло поглощается и распределяется между маслом и охлаждающей жидкостью, позволяя обеим жидкостям нагреваться.Температуры масла и конструкции используются для обновления потерь на трение для отдельных фрикционных групп, что, следовательно, влияет на рабочую точку двигателя, то есть на указанную нагрузку.

Важно отметить, что фрикционная нагрузка не только изменяет рабочую точку и, следовательно, термодинамический КПД двигателя, но также генерирует рассеянное тепло, которое возвращается к конструкции и маслу. Охлаждающая жидкость и масло могут обмениваться теплом по всей конструкции.Преимущественно тепло передается в головке блока цилиндров, но также через теплообменники, включенные в систему.

Поскольку главный термостат открывается в конце цикла прогрева, в конечном итоге включается радиатор в передней части автомобиля. Поэтому для учета отвода тепла в окружающую среду модуль транспортного средства включает модель воздушного пути через переднюю часть автомобиля и радиатор.

Экономия топлива — обзор

1.1 Введение

Повышение топливной экономичности и контроль выбросов являются двумя наиболее важными задачами, стоящими сегодня перед автомобильной промышленностью.В Соединенных Штатах средняя экономия топлива регулируется утвержденным правительством стандартом Корпоративной средней экономии топлива (CAFE), который представляет собой средневзвешенную по продажам экономию топлива [выраженную в милях на галлон США (миль на галлон), 1 миль на галлон = 0,43 км. / L] парка легковых или легких грузовых автомобилей производителя транспортных средств. Для легковых автомобилей стандарт CAFE увеличился с начальных 18 миль на галлон в 1978 году до нынешних 27,5 миль на галлон. Цель состоит в том, чтобы увеличить его до 54,5 миль на галлон в 2025 году. Хотя стандарт 54,5 миль на галлон может быть снижен в ближайшие годы, нет никаких сомнений в том, что экономия топлива будущих автомобилей должна быть улучшена, чтобы снизить как расход топлива, так и выбросы CO _{из выхлопной трубы. 2} , NO _x и т. Д., основная причина эффекта парниковых газов (ПГ). Стандарты экономии топлива в других странах прямо или косвенно регулируются их правительствами или добровольно поддерживаются автомобильными компаниями. Эти стандарты отличаются от стандартов США, и многие из них гораздо более строгие, но все они преследуют одну и ту же двойную цель: повышение топливной эффективности и сокращение выбросов парниковых газов.

Экономия топлива транспортного средства измеряется с использованием определенного ездового цикла (ездовой цикл EPA в США) и зависит от многих факторов, в том числе требований к мощности транспортного средства, скорости транспортного средства, эффективности двигателя и трансмиссии и типа топлива.Требуемая мощность транспортного средства — это сумма требований к мощности для ускорения транспортного средства, движения по уклону, преодоления сопротивления качению на границе раздела шины с дорогой, преодоления аэродинамического сопротивления и работы с дополнительным оборудованием, таким как кондиционер, обогреватели и развлечения. модули. Первые три из этих требований к мощности прямо пропорциональны весу автомобиля. Таким образом, уменьшение веса транспортного средства может привести к значительному снижению требований к мощности транспортного средства и, следовательно, к увеличению экономии топлива.Аэродинамическое сопротивление, коэффициент сопротивления качению шин и потребляемая мощность / мощность в режиме ожидания имеют гораздо меньшее влияние на экономию топлива. Исследования показали, что каждые 10% снижения веса транспортного средства может привести к повышению эффективности использования топлива на 5–8% (Brooke and Evans, 2009). Что касается эффекта парниковых газов, снижение веса автомобиля на 100 кг приводит к снижению CO ₂ до 12,5 г / км.

Помимо основного преимущества экономии топлива, снижение веса имеет несколько второстепенных преимуществ. Например, когда вес транспортного средства уменьшается, мощность, необходимая для ускорения и торможения, также уменьшается, что создает возможность для разработки двигателей, трансмиссии и тормозных систем меньшего размера.Также есть дополнительное преимущество — более быстрое ускорение и более короткий тормозной путь. С точки зрения динамики автомобиля снижение веса не влияет на устойчивость и управляемость автомобиля. С другой стороны, снижение веса выбранных компонентов может быть использовано для выравнивания распределения массы транспортного средства между осями и понижения центра тяжести транспортного средства, что улучшает управляемость транспортного средства и снижает риск опрокидывания. Две характеристики автомобиля, на которые может негативно повлиять снижение веса автомобиля, — это комфорт и безопасность при движении.Однако на них также влияет конструкция автомобиля и выбор материалов.

Исторически снижение веса автомобилей началось в Соединенных Штатах в 1970-х годах, когда производители автомобилей начали уменьшать размеры своих автомобилей, чтобы соответствовать требованиям CAFE 1978 года в 18 миль на галлон (Brooke and Evans, 2009). Уменьшение габаритов было достигнуто в первую очередь за счет внедрения автомобилей с меньшей колесной базой и перехода от конструкций кузова на раме к конструкциям unibody или кузова в белом (BIW). Другие изменения, которые способствовали снижению веса автомобиля, включают меньшие двигатели (четырехцилиндровые двигатели вместо шести- и восьмицилиндровых двигателей) и трансмиссию с передним приводом вместо трансмиссии с задним приводом.В результате этих изменений в конструкции средний вес автомобилей в США снизился с 1839 кг в 1976 году до 1385 кг в 1986 году. Однако таблица 1.1 показывает, что в 1990-х годах средний вес автомобиля начал расти из-за добавления нескольких новых автомобилей. такие функции, как подушка безопасности и другое оборудование для обеспечения безопасности, устройства контроля выбросов и развлекательные / информационные модули. На рынке США более крупные автомобили, такие как внедорожники и пикапы, стали более популярными, чем седаны, что также способствовало увеличению веса автомобиля.Когда в 2007 году цена на бензин в США начала расти, продажи внедорожников начали снижаться, и в ответ производители автомобилей начали производить кроссоверы, которые были меньше полноразмерных внедорожников, но больше, чем среднеразмерные. седаны. Это положило начало тенденции к снижению средней массы автомобиля до стабилизации цен на бензин. Автомобильная промышленность США в настоящее время производит больше внедорожников, чем автомобилей малого и среднего размера из-за их более высокого рыночного спроса; тем не менее, необходимость повышения топливной эффективности осталась и станет более важной для будущих транспортных средств.Автомобильная промышленность в других частях мира также вынуждена производить более экономичные автомобили с меньшим выбросом парниковых газов.

Таблица 1.1. Средние характеристики автомобилей США.

Год выпуска	Вес (фунты)	Мощность (л.с.)	Время разгона (0–60 миль / ч) (с)	Реальная экономия топлива (миль на галлон)	Реальный CO 2 выбросы (г / ми)	Доля производства легковых / легких грузовиков (%)
1975	4060	137	—	13.1	681	80,7 / 19,3
1985	3271	114	14,1	21,3	417	75,2 / 24,8
	1995		1995 20,5	434	63,5 / 36,5
2000	3821	181	9,8	19,8	450	58,8 / 41,2
		19.9	447	55,6 / 44,4
2010	4001	214	8,8	22,6	394	62,8 / 37,2
9020
	8,3 24,6	361	57,4 / 42,6
2018 a	4094	237	8,0	25,4	348	51,7 / 48,3	с увеличивающейся ценой на топливо В условиях доступности нефти и более широкого осознания того, что выбросы от автомобилей чрезвычайно опасны как для окружающей среды, так и для здоровья населения, повышение экономии топлива стало главным приоритетом для производителей автомобилей во всем мире.Снижение веса транспортного средства считается одним из ключевых элементов стратегии повышения экономии топлива. Хотя уменьшение габаритов транспортных средств по-прежнему является вариантом достижения значительного снижения веса транспортного средства, по крайней мере, в ближайшем будущем, для удовлетворения потребностей клиентов будет использоваться сочетание транспортных средств малого и большого размера. Другой вариант — уменьшить вес компонентов с помощью замены материалов, консолидации деталей и оптимизации конструкции. В этой главе дается широкий обзор материалов, которые рассматриваются для изготовления легких компонентов.Многие из этих материалов более подробно рассматриваются в следующих пяти главах этой книги. Холостой ход двигателя и расход топлива Когда дело доходит до топливной экономичности, работа двигателя на холостом ходу имеет серьезные последствия. Чрезмерная работа автомобиля на холостом ходу приводит к повышенному расходу топлива, что не только увеличивает износ компонентов двигателя и сокращает срок службы автомобиля, но также отрицательно сказывается на окружающей среде. К счастью, есть способы уменьшить непродуктивную работу двигателя на холостом ходу.В этой статье мы обсудим, почему двигатели на холостом ходу могут быть дорогостоящими и вредными для окружающей среды, а также некоторые возможные решения для менеджеров автопарка. Что такое двигатель на холостом ходу? «Холостой ход» означает работу двигателя автомобиля, когда он не движется, например, когда вы находитесь на светофоре или застряли в пробке. Холостой ход является частью процесса вождения автомобиля и является довольно частым явлением для большинства водителей. Однако работа на холостом ходу может быть не лучшим фактором для вашего автомобиля, расхода топлива или окружающей среды. Сокращение времени простоя транспортных средств — простой способ сохранить и даже увеличить экономию топлива среди транспортных средств парка, особенно при повышении цен на газ. Работа на холостом ходу вредит вашему двигателю? Если автомобиль не работает на холостом ходу, это больше повреждает двигатель, чем запуск и остановка. Фактически, работа двигателя на низких оборотах (холостом ходу) вызывает вдвое больший износ внутренних деталей по сравнению с движением на обычных скоростях. По оценкам Американской ассоциации грузовиков, работа на холостом ходу может увеличить затраты на техническое обслуживание на 2000 долларов на автомобиль в год, а также сократить срок службы двигателя. Чрезмерная работа на холостом ходу также может вызвать накопление углеродных остатков в двигателе грузовика. Поскольку двигатель не работает при оптимальной температуре на холостом ходу, топливо сгорает лишь частично, что приводит к накоплению остатков топлива на стенках цилиндра. Это может привести к дальнейшему повреждению компонентов двигателя, включая свечи зажигания и выхлопные системы, увеличивая затраты на техническое обслуживание и сокращая срок службы двигателя. Холостой ход и расход топлива На холостом ходу автомобили могут потреблять больше бензина, чем вы думаете.Это напрямую влияет на то, сколько вы тратите на бензин и как часто вам нужно заправляться. Однако количество топлива, потребляемого автомобилем на холостом ходу, зависит от таких факторов, как его вес, объем двигателя и тип топлива, которое он потребляет. В некоторых штатах и ​​местных органах власти даже есть законы, запрещающие холостой ход, которые ограничивают работу двигателя на холостом ходу и налагают штрафы на водителей, которые их нарушают. Загрузите это бесплатное руководство, чтобы узнать об эффективных способах снижения стоимости топлива. Автомобильные двигатели на холостом ходу и без дизельных двигателей Как правило, чем меньше размер вашего автомобиля, тем меньше топлива он расходует на холостом ходу.Согласно исследованию, проведенному Аргоннской национальной лабораторией (Аргонн), компактный седан потребляет 0,16 галлона недизельного топлива в час холостого хода без нагрузки. Но при средних ценах на топливо, составляющих почти 2,6 доллара за галлон в 2019 году, стоимость холостого хода может возрасти для водителей, которые проводят много времени за рулем каждый год. Грузовик / полуприцеп на холостом ходу и дизельные двигатели При простое тяжелых грузовиков расходуется даже больше топлива, чем при простое среднего автомобиля. По данным Министерства энергетики, большегрузные автомобили потребляют около 0.8 галлонов топлива в час на холостом ходу. Водителям грузовиков часто приходится оставлять свои грузовики на холостом ходу во время отдыха, который может составлять до 10 часов, что приведет к потере почти 8 галлонов топлива во время сна. Кроме того, к этим расходам может добавляться простой, не связанный с работой. Ежедневный 30-минутный перерыв на обед для каждого из ваших водителей может стоить вам еще 2,5 галлона потраченного впустую топлива. В течение года грузовик для дальних перевозок мог простаивать около 1800 часов, используя почти 1500 галлонов дизельного топлива, что в 2019 году составляло почти 3 доллара за галлон.Для одного тяжелого грузовика стоимость отработанного топлива в среднем составляет около 4000 долларов. Полуприцепы расходуют 0,64 галлона дизельного топлива в час холостого хода без нагрузки. Однако, когда они несут груз, количество потребляемого топлива увеличивается. Полуприцепы и грузовики большой грузоподъемности перевозят большую часть товаров, потребляемых в Соединенных Штатах, поэтому снижение общих затрат на транспортировку имеет важное значение для экономики. Двигатель на холостом ходу и окружающая среда Холостой ход и израсходованное топливо также оказывают серьезное воздействие на окружающую среду.Работа двигателя на холостом ходу особенно плохо сказывается на качестве воздуха, и по оценкам Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха является причиной 4,2 миллиона смертей в год. По оценке Министерства энергетики Аргонны, 11 миллионов тонн углекислого газа, 55 000 тонн оксидов азота и 400 тонн твердых частиц выбрасываются в окружающую среду в результате простоя тяжелых грузовиков в периоды простоя. Эти числа не включают многие другие часы простоя небольших транспортных средств или непродуктивное время простоя, которое происходит при погрузке и разгрузке грузовиков.Выбросы в результате работы двигателя на холостом ходу способствуют изменению климата и влияют на качество воздуха, что создает отрицательный риск для здоровья для всех. Возможные решения по снижению холостого хода двигателя Для многих людей сокращение времени, затрачиваемого на работу двигателя, является приоритетом, если не необходимостью. Например, хотя каждый может получить выгоду от меньшего количества простаивающих автомобилей на дороге, владельцы бизнеса, которым приходится управлять своим автопарком, могут сэкономить деньги за счет сокращения времени простоя. Водителям небольших транспортных средств рекомендуется выключить двигатель, если вы планируете работать на холостом ходу более 10 секунд. Распространенный миф о том, что перезапуск двигателя требует больше газа и вызывает его износ. Не тратьте время на холостой ход, чтобы прогреть двигатель — просто начните движение. Двигатели нагреваются быстрее, когда они находятся в движении, чем на холостом ходу. Программное обеспечение GPS для отслеживания автопарков — один из возможных способов сокращения простоев автопарков. Это программное обеспечение можно использовать для сбора данных о том, чем на самом деле занимаются автомобили и водители, чтобы менеджеры автопарка могли увидеть, есть ли какие-либо способы улучшить производительность и сократить время простоя. Водители поездов и автобусов как возможное решение для сокращения времени простоя. Коучинг должен быть постоянным, но обучение водителей тому, чтобы они не простаивали с момента первого приема на работу, может помочь выработать передовой опыт на раннем этапе. Рекомендации по работе двигателя на холостом ходу должны быть частью вашей программы обучения и культуры безопасности. Менеджеры автопарка и отдельные операторы-владельцы должны рассмотреть возможность приобретения вспомогательных силовых агрегатов (ВСУ), чтобы сократить время простоя двигателя. ВСУ могут приводить в движение грузовики во время отдыха без использования топлива, чтобы водители могли наслаждаться комфортом своей кабины, например кондиционером и фарами, не сжигая топливо. Двигатель на холостом ходу может показаться безобидным, но на самом деле он имеет огромные последствия, которые могут отрицательно сказаться на всех. Он тратит значительные средства на топливо и выводит вредные токсины в окружающую среду. Во время вождения помните, что двигатель работает на холостом ходу, чтобы вы могли внести свой вклад в его снижение. Как снизить расход топлива В связи с кажущимся постоянным ростом цен на дизельное топливо и бензин, расход топлива двигателя вызывает беспокойство у большинства водителей в наши дни.Поскольку цена за насос влияет на все больше людей с каждым днем, многие ищут способы сократить потребление и расходы. В этой статье будут обсуждаться советы по минимизации расхода топлива. 13 советов по снижению расхода топлива Вот 13 советов относительно того, как вы водите, что у вас есть в машине, и по вопросам технического обслуживания, которые позволят вам получить максимальную отдачу от каждого доллара, потраченного на топливо. Привод только при необходимости. Лучший способ снизить расход топлива — это просто меньше водить машину.Управляйте автомобилем только тогда, когда это действительно необходимо. Если вам нужно проехать всего несколько кварталов, подумайте о прогулке или даже на велосипеде. Вы не только сэкономите деньги на насосе, но и упражнение обязательно принесет вам пользу Убедитесь, что крышка бензобака плотно закрыта. Одна из причин, по которой вы можете не получить ожидаемый пробег, заключается в том, что в вашем баке не так много бензина, как вы думаете. 147 миллионов галлонов газа было потеряно в прошлом году из-за испарения. Почему он испарился? Крышка бензобака не была плотно закрыта.Так что просто убедитесь, что он герметичен, и это позволит вам сохранить весь газ, который вы платите за . Избегайте холостого хода. Когда вам все же нужно водить машину, старайтесь по возможности избегать холостого хода. Когда ваша машина работает, но не движется, ваш расход бензина равен нулю. Поэтому, если ваш автомобиль будет оставаться на месте более минуты или около того, выключите двигатель. Однако делайте это только тогда, когда это безопасно. Ускорение и стабильное торможение. Во время движения всегда давите на педаль акселератора равномерно и равномерно.Тяжелая нога всегда приводит к сокращению расхода топлива и снижению расхода топлива Ограничьте скорость. Всегда старайтесь ехать с ограничением скорости или близким к нему. Оптимальная скорость движения для каждой марки и модели автомобиля разная. Однако чем быстрее вы едете, тем хуже будет расход топлива и расход топлива. Двигайтесь так быстро, как вам нужно, чтобы поддерживать безопасную скорость движения. Но сохраните скорость движения по шоссе для шоссе, а не для города Выбег, если возможно. Постоянное ускорение и торможение только тратят топливо и снижает расход топлива вашим автомобилем. Так что, по возможности, двигайтесь по инерции и избегайте сжигания излишков топлива. Это требует небольшой практики, но может быть отличным способом повысить экономию топлива вашего автомобиля. Используйте круиз-контроль на автомагистралях. Круиз-контроль означает, что ваш автомобиль будет двигаться с постоянной скоростью, что означает отсутствие ускорения. Отсутствие ускорения снижает объем работы, выполняемой вашим двигателем, и, следовательно, он потребляет меньше газа.Вам следует установить круиз-контроль на ограничение скорости, потому что 55 миль в час — идеальная скорость для максимальной топливной экономичности. Сделайте свой автомобиль более аэродинамичным. Это можно сделать, сняв багажники на крыше автомобиля, а также уменьшив вес автомобиля, убрав ненужные предметы. Держите окна закрытыми. Чем выше аэродинамика вашего автомобиля, тем выше его топливная экономичность. Если держать окна опущенными во время движения, ваш автомобиль будет лучше сопротивляться лобовому сопротивлению и ветру.Если вы едете со скоростью менее 35 миль в час, обычно можно не закрывать окна. Однако на более высоких скоростях вы должны держать окна в порядке, чтобы уменьшить лобовое сопротивление и снизить расход топлива. Свести к минимуму кондиционирование воздуха. Конечно, будут времена, когда летняя жара заставит вас использовать систему кондиционирования воздуха. Однако используйте AC в умеренных количествах. Если вам нужно выбирать между опущенными окнами или использованием переменного тока на высоких скоростях, используйте кондиционер на низких настройках Заменить загрязненные воздушные фильтры. Грязные воздушные фильтры заставляют двигатель вашего автомобиля работать намного тяжелее, чем должен, и всегда приводят к плохой экономии топлива. Поэтому убедитесь, что вы следуете рекомендациям производителя по периодической замене воздушного фильтра. Чистый воздушный фильтр позволяет вашему двигателю работать более эффективно, а также помогает вам сэкономить деньги на насосе . Поддерживайте надлежащую накачку шин. Проверьте руководство по эксплуатации вашего автомобиля и всегда проверяйте, накачаны ли ваши шины до надлежащего уровня давления воздуха.Неправильно накачанные шины могут снизить топливную экономичность вашего автомобиля в некоторых случаях до пяти процентов. Это просто пустая трата топлива и денег Уменьшите массу автомобиля. Избавьтесь от ненужных предметов в багажнике или других частях автомобиля. На каждые 100 фунтов веса автомобиля экономия топлива снижается примерно на один или два процента. Убедившись, что ваш автомобиль остается как можно более легким, вы можете снизить расход топлива и сэкономить деньги на счете за топливо 5 основных проблем, связанных с техническим обслуживанием, по причине которых сокращается расход бензина Часто возникают проблемы с автомобилем, из-за которых расход топлива сокращается.Есть пять ключевых проблем, на которые вы можете обратиться к механику, чтобы решить проблему с пробегом. Эти проблемы возникают из-за: Свечи зажигания Воздушные фильтры Датчики кислорода Системы впрыска топлива Шины Эти проблемы в целом могут быть самой большой комбинированной причиной того, почему ваш автомобиль расходует много топлива, не проезжая при этом на большое расстояние. Воздушные фильтры очень важны, потому что засоренные воздушные фильтры могут сократить расход топлива до 20%.Шины — это то, что вы можете сделать самостоятельно, но это также будет наименьшим приростом на 3-5%. Если вы реализуете множество из этих последующих советов, эти проценты быстро увеличатся. 5 Шокирующая статистика расхода топлива Уровень потребления топлива, происходящий в настоящее время во всем мире, вызывает тревогу. Нормы расхода топлива, а также выбросы углекислого газа находятся вне графика. Вот несколько статистических данных, которые подчеркивают некоторые из этих тревожных тенденций: С 1970 года мировое использование топлива увеличилось более чем вдвое.Это включает в себя все, от автомобилей, использования масла, заводов, самолетов и т. Д. Почти 100 миллионов баррелей в ДЕНЬ производятся во всем мире. Нефть — невозобновляемый ресурс, и по консервативным оценкам, в ближайшие 20 лет объем добычи составит треть от сегодняшнего уровня. Вот почему важно, чтобы в это время были разработаны чистое топливо и альтернативные горючие вещества. Жители Северной Америки потребляют почти в три раза больше топлива, чем другие потребители в мире Только Соединенные Штаты ежедневно потребляют около 25% нефти, что составляет около 21 миллиона баррелей в день.На втором месте Китай с 9%, но затем есть спад. Если не будут найдены возобновляемые источники энергии, этот уровень потребления невозможно будет поддерживать За последние 60 лет выбросы углерода также вышли из графика. Выбросы углерода выросли с 1000 миллионов метрических тонн углерода до более чем 7000 миллионов метрических тонн углерода в год Где найти последние данные о расходе топлива Потребители, желающие получать данные о расходе топлива из фактических и объективных источников, могут найти надежную информацию на сайте FuelEconomy.губ. Этот сайт создан совместными усилиями Управления энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (DOE) Министерства энергетики США и Агентства по охране окружающей среды США (EPA). Сайт предоставляет потребителям актуальную информацию об экономии топлива и последнюю информацию о расходах на газ, чтобы помочь людям сделать осознанный и образованный выбор при покупке автомобиля. Кроме того, он предоставляет ресурсы, которые помогают автовладельцам добиться максимальной экономии топлива для своих автомобилей. Согласно Закону об энергетической политике 1992 г., Министерство энергетики и Агентство по охране окружающей среды (EPA) обязаны предоставлять эту информацию и просвещать американских потребителей. Некоторые преимущества и полезная информация, которую предоставляет fueleconomy.gov: Загружаемый справочник по экономии топлива для оценки MPG, включая данные о расходе дизельного топлива, этанола и гибридных автомобилей Информация о налоговых льготах для автомобилей с альтернативным топливом и гибридных автомобилей Рейтинги по парниковым газам и другим загрязнениям воздуха Оценка энергетического воздействия автомобилей (с точки зрения потребления бензина) EPA рейтинги экономии топлива для грузовых и легковых автомобилей с 1985 по настоящее время Советы по техническому обслуживанию и вождению автомобиля для оптимального расхода топлива автомобиля Возможность выполнять поиск по автомобилям и сравнивать рейтинги бок о бок Образование и информация о новых технологиях, а также партнерские инициативы, такие как «Чистые города» Информация размещена на сайте FuelEconomy.Правительство важно для принятия наилучших решений о том, как потратить с трудом заработанный доллар, будь то конкретная марка или модель автомобиля, какой тип топлива вы покупаете, как вы обслуживаете свой автомобиль и водите его по дороге. Сегодня покупка автомобиля — это не просто транспортировка и доставка из пункта А в пункт Б, это отражение ответственности, личного выбора и жестких компромиссов, которые потребители делают каждый день в своих расходах. Консультации с подобным сайтом имеют решающее значение не только для получения информации о расходе топлива автомобилем, но и о том, что происходит в мире в том, что касается транспортной отрасли и экономики. Расход топлива с использованием OBD-II и модели машины опорных векторов В этом документе представлен метод оценки расхода бензина с использованием бортовой информационной системы транспортного средства OBD-II (Бортовые диагностики-II). На испытательном маршруте использовалось несколько транспортных средств, чтобы можно было сравнить их расход. Взаимосвязь между расходом топлива и скоростью двигателя измеряется в оборотах в минуту (обороты в минуту) и датчике положения дроссельной заслонки (TPS). Отношения выражаются в виде полиномиальных уравнений.Метод, который состоит из классификатора SVM (машина опорных векторов) в сочетании с интерполяцией Лагранжа, используется для определения взаимосвязи между двумя параметрами двигателя и общим расходом топлива. Модель отношений строится с помощью инструмента аппроксимации поверхности. В экспериментальном разделе предлагаемый метод тестируется на транспортных средствах на крупной автомагистрали между двумя городами Иордании. Предлагаемая модель получает свои выборочные данные из оборотов двигателя, TPS и расхода топлива. Этот метод успешно дал точный расход топлива со средней разностью квадратного корня, равной 2.43, и значения сравниваются со значениями, рассчитанными обычным методом. 1. Введение В последние несколько лет производители автомобилей были озабочены сокращением выбросов и общим использованием топливных ресурсов, связанных с транспортной отраслью. Эта развивающаяся проблема побудила государственные учреждения и лиц, принимающих решения, установить правила и стандарты по эффективности и низкому уровню выбросов [1]. Более того, высокая стоимость масла вместе с растущим беспокойством по поводу загрязнения окружающей среды и атмосферы вынудили производителей автомобилей разрабатывать и продавать энергоэффективные автомобили, принимая такие стратегии, как (i) разработка более эффективных двигателей малого рабочего объема, (ii ) уменьшение веса и коэффициента лобового сопротивления транспортного средства, (iii) использование низкопрофильных шин для минимизации сопротивления качению, (iv) добавление электрической трансмиссии вместе с обычным топливным двигателем и т. д.[2]. Во всем мире правительства требуют более эффективных транспортных средств; поэтому были достигнуты выдающиеся успехи в использовании альтернативных видов топлива с низким уровнем выбросов, таких как водородные камеры сгорания. В течение последнего десятилетия японское правительство настоятельно призывало японских производителей автомобилей увеличить объем работ по разработке электромобилей (электромобилей) с батарейным питанием и гибридных электромобилей (HEV). Электромобили на топливных элементах (FCV), такие как водородные элементы, — это еще один тип, который либо используется для выработки энергии с использованием водородного двигателя внутреннего сгорания, который перемещает транспортное средство, либо косвенно генерирует электричество для включения электродвигателя [3]. Ранее двигатели без искрового зажигания (дизельные) были известны своей слабостью с точки зрения выбросов и надежности. Однако только совсем недавно современные технологии значительно улучшили такие двигатели. В целом, дизельные двигатели имеют лучший расход топлива по сравнению с бензиновыми двигателями. Несмотря на это, в этой работе изучаются автомобили с бензиновым двигателем, потому что они производят меньше вредных выбросов и потому, что в настоящее время общая тенденция смещается в сторону бензиновых и гибридных / электрических транспортных средств.В этой статье обсуждается расход топлива в режиме реального времени с использованием мгновенных параметров транспортного средства и делается попытка оценить такой расход с помощью SVM. Эта работа не обязательно предлагает лучший стиль вождения или способы экономии топлива, но она пытается смоделировать расход топлива на определенной местности для трех транспортных средств, каждый из которых имеет разные объемы двигателя, с использованием прогнозирования машинного обучения. При оценке транспортных средств также стоит сравнить их с точки зрения топливной экономичности, чтобы попытаться ответить на вопрос, «поможет ли тип транспортного средства сократить расход бензина на конкретной местности?» Другими словами, «будет ли автомобиль с двигателем большего объема быть более эффективным, чем автомобили с относительно меньшими двигателями, когда он движется в тех же условиях?» В этом документе представлен обзор соответствующей работы и вклада в Разделе 2.Обсуждение системы OBD-II представлено в разделе 3, за которым следует краткое описание PID, обнаруженных в разъеме OBD-II. В разделе 4 показаны детали эксперимента и обсуждается экономия топлива для тестовых автомобилей. В разделе 5.1 дается обзор предлагаемого метода. В Разделе 5.2 представлены результаты уравнений прогнозирования и проверки расхода топлива для транспортных средств, за которыми следует вывод в Разделе 6. 2. Обзор литературы и вклад Между тем, пока не начнется массовое производство транспортных средств с альтернативной мощностью, эффективное использование топлива будет текущее беспокойство [4].Принимая это во внимание, экономичное вождение (или эко-вождение) является одним из эффективных методов, которые могут быть очень полезны. Как упоминалось ранее, экономичное вождение можно определить как стиль вождения, не создающий излишней нагрузки на двигатель. Хотя большинство современных автомобилей оснащены бортовым экономичным режимом, многие манеры вождения могут иметь большое значение для минимизации расхода топлива во время вождения. Исследователи, специализирующиеся в области автомобильной техники, проявили особый интерес к разработке методов определения выбросов топлива в течение ездового цикла.Алессандрини и др. [5], например, были заинтересованы в создании нового метода, который дает более точное описание взаимосвязи между расходом топлива и дорожной сетью или конкретными пользователями. Эрикссон [6] объясняет, что топливо можно сэкономить, избегая резких изменений ускорения, а при движении на высокой скорости определенно расходуется больше топлива. Вместо этого стиль вождения должен включать переключение на более высокую скорость в нужное время, избегание скоростей, превышающих 100 км / ч, прогнозирование транспортного потока, плавное ускорение и замедление с минимальным использованием тормозов и поддержание транспортного средства в хорошем механическом состоянии.Meseguer et al. [7] предлагают поддерживать менее частую тенденцию к замедлению с последующим ускорением, свести к минимуму использование пониженных передач и попытаться как можно скорее перейти на самые высокие доступные передачи, избегая при этом непрерывного переключения передач. Были внедрены различные мобильные приложения для экологичного вождения, которые помогают повысить экономию топлива [8–10]. В качестве альтернативы, на расход топлива сильно влияет характер маршрута, по которому автомобиль ежедневно едет на работу. С точки зрения информатики, в этой работе делается попытка разработать новый метод расчета расхода топлива в реальном времени на основе двух параметров OBD и проверки результатов по сравнению с традиционным методом, который ограничивается показаниями MAF (массового расхода воздуха) и скорости транспортного средства. Только.В предыдущем абзаце резюмируются темы исследований по расходу топлива в целом; однако также важно указать, какие фактические параметры и методы были введены разными авторами, исследовавшими расход топлива в транспортных средствах. Было опубликовано несколько современных документов, в которых предлагается набор параметров, которые можно использовать для расчета расхода топлива. Одна из основных категорий — определение таких переменных. Xaio et al. [11] представили формулу для вычисления функции уровня расхода топлива (FCR) путем анализа данных по различным факторам, а затем представили примеры, показывающие различные результаты, без учета TPS как фактора, влияющего на расход топлива.Другие авторы, такие как Сяхпутра [12] и Лангари и Вон [13], увеличили количество параметров и внедрили нейронечеткие методы, чтобы улучшить полученные результаты. Помимо этих исследований, которые имеют дело с переменными для оценки расхода топлива, современные современные модели предлагают оценку расхода топлива на основе типичного поведения при вождении в городе. Более того, большинство этих моделей представляют собой упрощенные математические уравнения [12, 14]. Другие представленные подходы к расчету расхода топлива и выбросов основаны на средних скоростях канала [15, 16]. Вторая категория — подходы, использующие машинное обучение. Chen et al. [17] интересовались анализом поведения за рулем с помощью классификатора машинного обучения. Они использовали классический алгоритм AdaBoost вместе с информацией от блока управления двигателем, чтобы определить, способствует ли поведение при вождении экономии топлива. Wong et al. [18] также использовали классификатор машинного обучения, но только для прогнозирования оптимальной топливно-воздушной смеси для лучшей экономии топлива. Различные инструменты предназначены для сбора данных в режиме реального времени с OBD-II.Вместе с анализатором выхлопных газов Ортенци и Костальола [19] создали модели потребления и выбросов, разработанные для автомобилей с бензиновыми двигателями. Также стоит упомянуть, что доступно несколько мобильных приложений в сочетании со специальными устройствами, которые могут считывать и контролировать несколько значений, таких как расход топлива и параметры двигателя, с помощью OBD-II. Помимо таких устройств, некоторые программы работают, измеряя мгновенное потребление с использованием различных подходов, таких как нейронные сети [20], в то время как другие фокусируются на установлении стандартов для выбросов, таких как Copert III [21]. Консенсус в большинстве предыдущих предложений заключается в том, что они включают показания MAF в свои методы. Простое использование таких значений имеет недостаток в случаях, когда движение педали газа влияет на соотношение воздух-топливо, но оно остается стабильным около фиксированного значения, когда педаль акселератора слегка нажимается, но оно изменяется с резким ускорением. , MAF остается неизменным, когда положение дроссельной заслонки поворачивается на небольшие углы и иногда остается неподвижным, несмотря на то, что нагрузка на двигатель изменяется в больших количествах, которые обязательно совпадают с изменениями положения дроссельной заслонки.Еще одно отличие состоит в том, что большинство исследований в области автомобильных технологий сосредоточено на анализе переменных данных от ECU для создания программ / мобильных приложений, которые информируют водителя о том, является ли его стиль вождения экономичным. Эта работа, однако, не создает программу, а пытается предложить новый метод расхода топлива на основе комбинации набора обучающих данных. 3. Стандарт OBD-II Стандарт бортовой диагностики (OBD) был разработан в США в основном для помощи в обнаружении неисправностей двигателя.Основная цель наличия такой системы — обнаруживать любое увеличение выбросов вредных газов, превышающее некоторые допустимые пределы. Система работает, непрерывно отслеживая различные датчики, предназначенные для отправки электрических сигналов в качестве обратной связи на главный ЭБУ автомобиля. Такие датчики контролируют функции управления двигателем; В частности, эти датчики отвечают за определение объема воздуха / топлива, поэтому ЭБУ может точно определять точную смесь в режиме реального времени. Другие датчики, такие как датчик кислорода и датчик массового расхода воздуха, также влияют на состав смеси воздух / топливо.Сканер OBD используется для связи с ЭБУ автомобиля. Сканер OBD — это инструмент для диагностики проблем в электрических и выхлопных системах транспортных средств. При обнаружении неисправности ЭБУ сохраняет код неисправности в памяти, чтобы его мог прочитать сканер. Первый стандарт OBD, известный как OBD-I, был разработан для контроля относительно меньшего количества параметров по сравнению с OBD-II. Когда в автомобильной промышленности появились системы впрыска топлива, OBD-I была в основном сосредоточена на обнаружении неисправных ошибок в системах зажигания, выбросов и впрыска двигателей.Тогда метод диагностики был базовым, и OBD-I не устанавливал стандарта приемлемого уровня выбросов для транспортных средств. Следовательно, ситуация слишком богатой или обедненной смеси, которая увеличивает расход топлива, не будет обнаружена. Системы зажигания тогда не были такими сложными и продвинутыми, как сегодня. Многие другие коды электрических ошибок, не относящиеся к двигателю, не были включены в стандарт. Сбои были просто выражены как визуальное предупреждение водителю, а ошибка сохраняется в памяти ЭБУ.Второе поколение OBD, известное как OBD-II, установило стандарты для большего количества компонентов, таких как вилка и разъем, используемые для диагностики, диагностические коды неисправностей (DTC) и протоколы сигнализации на шине сети контроллеров (CAN). . Кроме того, подробный список кодов неисправности (диагностических кодов неисправностей) также определен в стандарте. Стандарт OBD-II также определяет параметры, которые можно отслеживать, и каждому параметру (PID) присваивается код (идентификатор идентификации). Стандарт OBD-II также устанавливает несколько режимов взаимодействия подсистем, чтобы обеспечить прямое взаимодействие с системами автомобиля, такими как системы отопления и вентиляции, система трансмиссии и система двигателя / шасси, что позволяет проводить более точную диагностику в зависимости от ситуации. по функциональности.Известные производители автомобилей, такие как Daimler Mercedes и BMW, ввели дополнительные режимы взаимодействия, характерные для их автомобилей, тем самым предлагая полный контроль над их функциями. Европейские правила, эквивалентные стандарту OBD-II, известному как EOBD, устанавливают стандарт для кодов неисправностей, который состоит из пяти символов: буквы, за которой следуют четыре цифры. EOBD и OBD-II имеют одинаковые разъемы и интерфейсы. На рисунке 1 показан пример обоих разъемов OBD-II — штекера и розетки.В этом конкретном сканирующем устройстве гнездовой разъем является частью устройства CDP AutoCom OBD-II [22], которое обеспечивает соединение между внутренней шиной автомобиля и персональным компьютером с помощью соединения Bluetooth. A Схематическое описание контактов разъема «мама» OBD-II показано в таблице 1 [23]. PIN Описание PIN Описание 1 Автобус J1850 + 10 Автобус J1850 3 Опция поставщика 11 Опция продавца 4 Заземление шасси Заземление 9020 13 Вариант поставщика 6 CAN (J-2234) высокий 14 CAN (J-2234) низкий 7 ISO 9141-2 K-Line ISO 9141-2 K-Line ISO 9141-2 низкий 8 Опция поставщика 16 Питание от аккумулятора В таблице 2 показан список некоторых PID OBD-II, определенных стандартом SAE J1979, которые можно использовать в эксперименте.Дается описание каждого PID вместе с информацией о количестве байтов и единицах измерения каждого PID [24]. PID Описание Количество байтов Масштаб Ед. ° C 0A Давление топлива 1 байт 3 килопаскаль (кПа) 0B Давление во впускном коллекторе 9018 1 байт 9018 1 байт Обороты двигателя 2 байта 0.25 об / мин 0D Скорость транспортного средства 1 байт 1 км / ч 0E Опережение по времени 1 байт градусов Температура всасываемого воздуха 1 байт 1 ° C 10 Расход воздуха MAF 2 байта 0,01 г / с Положение дроссельной заслонки 1 Положение дроссельной заслонки байт 0.3922 % 1F Время работы с момента запуска двигателя 2 байта 1 Секунды II Сканеры Experiment Many539 доступны на рынке. Некоторые из них оснащены Bluetooth-соединением, которое позволяет сканеру обмениваться данными по беспроводной сети с соответствующим программным обеспечением, установленным на ПК или мобильным приложением. Как упоминалось в разделе 3, диагностический прибор CDP Autocom является одним из доступных сканеров OBD-II.CDP Autocom производится шведской компанией Delphi, занимающейся автомобильными технологиями и решениями. Сканер Autocom поддерживает все транспортные средства, совместимые с OBD-II; однако он несовместим с диагностическим программным обеспечением, написанным для интерфейсов на базе ELM327. ELM327 — это интерфейс, установленный на адаптере, предназначенный для работы в качестве моста между портом OBD-II и стандартным интерфейсом RS-232. Испытываются три тестовых автомобиля: Ford Fusion 2017 года, Toyota Camry LX 2016 года и Mercedes-Benz e280 2006 года.Все эти автомобили представляют собой седаны среднего размера, а их двигатели безнаддувные, что означает, что они не имеют турбонаддува. В этом эксперименте мы старались избегать турбомоторов. Двигатели с турбонаддувом, как правило, потребляют больше топлива из-за последующего турбо-лага. Также интересно отметить, что почти все легковые автомобили, используемые в Иордании, работают на бензине. В таблице 3 показаны некоторые из их характеристик, которые напрямую влияют на общий расход газа, такие как вес, габаритные размеры и объем двигателя.Мощность каждого двигателя также является ключевым фактором в этом контексте. Все три автомобиля имеют автоматическую коробку передач и работают на бензине. 9202 Fusion Марка Вес (кг) Размер / тип Объем двигателя (л) Мощность Средний / седан 4-цилиндровый 2,0 176 2006 Mercedes-Benz E280 1885 Среднеразмерный / седан 6-цилиндровый 3.0 231 2016 Toyota Camry 1620 Среднегабаритный / седан 4-цилиндровый 2,4 180 Amha и это около 66 километров в длину. Одна из главных характеристик этой дороги — ее крутой характер; следовательно, транспортным средствам будет нелегко подняться в гору по такой автостраде. На рисунке 2 показан предполагаемый маршрут. Как правило, в современных системах впрыска бензина используются два датчика кислорода (лямбда), один из которых устанавливается сразу после коллектора двигателя, а другой — на выхлопной трубе непосредственно перед каталитическим нейтрализатором.Оба датчика отправляют данные обратной связи в ЭБУ автомобиля, чтобы оценить соотношение воздух-топливо. Это соотношение задано химически и составляет идеальное значение 14,7 грамма воздуха на каждый грамм бензина [25]. MAF — это количество воздуха, всасываемого двигателем, в граммах в секунду. Следовательно, если значение MAF известно, количество топлива можно рассчитать, преобразовав значение MAF в галлоны в час, а затем рассчитав мили на галлон. Теоретически расход топлива f можно рассчитать с помощью следующего уравнения: где vs — скорость автомобиля в км / час, MAF — массовый расход воздуха в г / с, это константа для преобразования значения в US MPG (мили на галлон). на галлон), а β — константа для преобразования MPG в литры на 100 км.Однако показаний скорости автомобиля и массового расхода воздуха недостаточно для точной оценки; На расход топлива также влияет угол открытия дроссельной заслонки. Вращение дроссельной заслонки отвечает за определение количества топлива, поступающего в камеру сгорания. По этой причине в данной работе делается попытка оценить расход топлива на основе дополнительных переменных, таких как TPS. Три машины проходят испытания на указанном выше маршруте. В приведенном ниже обсуждении приводятся данные о скорости двигателя и автомобиля в реальном времени за 40 минут. Используя уравнение (1), мгновенный расход топлива рассчитывается на основе скорости автомобиля и показаний MAF. На рис. 3 показаны скорость автомобиля и массовый расход воздуха, измеренные для Ford Fusion, в реальном количестве с параметрами топлива и скорости автомобиля, рассчитанные по уравнению (1). Показатель расхода топлива использовался в качестве эталона для сравнения с оценочными моделями TPS (датчик положения дроссельной заслонки) и показателями оборотов, которые обсуждаются позже в этой работе. В таблице 4 показан общий расход топлива трех транспортных средств в отличие от показателей расхода топлива, указанных в техническом паспорте производителя. Mercedes e280 Автомобиль Средний расход топлива (л / 100 км) Расход топлива производителем (л / 100 км) [26] 9,4 7,9 2017 Ford Fusion 9,7 7,1 2016 Toyota Camry 9,7 6,7 значения берутся в относительно оптимальных условиях, например, автомобиль должен двигаться по ровным дорогам, а не по извилистым крутым холмам, автомобиль едет с достаточно тонкими шинами, в отличие от менее эффективных, но более широких спортивных шин, и, наконец, необходимо использовать только бензин премиум-класса. .Из таблицы 4 видно, что фактические значения расхода топлива позволяют предположить, что в некоторых коммутирующих условиях можно использовать автомобили с двигателями большого объема. 3-литровый двигатель в случае Mercedes чуть более осуществим, чем 2,0-литровый в Ford Fusion. 5. Моделирование расхода топлива Помимо сравнения расхода топлива для тестируемых автомобилей, еще одной целью является моделирование расхода топлива с точки зрения показаний TPS и RPM. Один из типичных методов — использовать методы машинного обучения.Иногда при рисовании отношений между двумя переменными отношения между переменными можно наблюдать визуально; однако такие отношения может быть непросто смоделировать и найти данное уравнение. SVM — это один из классификаторов, который используется для создания либо линейной, либо нелинейной функции отображения для заданного набора данных, называемого обучающим набором. Учитывая набор тренировок, каждый набор назначается одной категории, называемой классом данных. SVM пытается равномерно разделить эти классы категорий, используя равный и максимальный запас, называемый гиперплоскостью.Начальная форма SVM — это двоичная классификация, которая разделяет данные на две категории. Для реализации мультиклассовой классификации можно использовать несколько бинарных классификаторов для интеграции одной или нескольких категорий. На рисунке 4 показан процесс обучения SVM для этой конкретной системы. Набор данных, который необходимо смоделировать, чтобы позволить системе узнать поведение при вождении, — это положение дроссельной заслонки и скорость автомобиля. Всего с транспортных средств было собрано 160 образцов (значения x и x ).В таблице 5 показан образец данных, собранных OBD-II. 60258 9020 Время (секунды) Скорость двигателя (об / мин) (координата x) Скорость автомобиля (км / ч) TPS двигателя (%) (координата x) Расход топлива (литр / сек) 10 630 12 15 0,5 20 860 6 30 1250 45 34 0,9 40 1260 50 19 2 4,5 70 420 30 23 1,9 Алгоритм SVM должен иметь обучающий набор точек.В этом случае ось X — это TPS и RPM. Y — ось расхода топлива. Алгоритм генерирует линию, которая указывает класс (группу), к которому принадлежит точка. Предположим, это реальный вектор размера. SVM находит линию максимального запаса, называемую «гиперплоскостью», которая почти равномерно делит группу точек. Гиперплоскость определяется так, чтобы расстояние между гиперплоскостью и ближайшей точкой из любой группы было максимальным [27]. 5.1. Интерполяция Лагранжа Полином интерполяции Лагранжа используется для создания полиномиальных функций для численного анализа и подбора кривой.Интерполирующий полином наименьшей степени является предпочтительным до тех пор, пока компромисс между колебаниями и точностью сведен к минимуму, поскольку между точками данных отображается аппроксимирующая кривая. Полином Лагранжа применяется отдельно для TPS и RPM (координаты X ) относительно времени, таким образом, значения Y будут предсказаны, когда обучающие данные будут следовать определенному шаблону. Для координаты Y используется следующее выражение (2): где В приведенной выше формуле представляет x -координату местоположения во времени.Таким образом, интерполяция выполняется для координаты x относительно независимой переменной t . Образец набора данных, показанный в таблице 5, вводится в приведенное выше уравнение. Обучающая выборка содержит n точек, представленных как; допустим, это значения расхода топлива. Множественные векторы определяют наилучшее соответствие, определяя разные классы данных. Лагранж находит лучшие точки, которые образуют линию, разделяющую набор векторов на основе значений вне коллекции.Полученная модель показывает подобранную кривую, которая равномерно лежит между гиперплоскостью и ближайшими векторами. Следовательно, гиперплоскость выражается как набор точек, которые удовлетворяют следующему уравнению: где — гиперплоскость, а — постоянная. В нашем случае данные собираются с использованием наблюдений, а не математически описанных отношений, и поэтому они считаются эмпирическими моделями. На основе этих наблюдений в следующем разделе приводится оценка прогнозируемых моделей. 5.2. Оценка полученных полиномов Вышеупомянутый алгоритм обучения SVM выполняется для подгонки данных выборки в математическое выражение. Во-первых, чтобы сравнить значения, предсказанные полиномом Лагранжа, важно получить расчетные значения числа оборотов в минуту, TPS и расхода топлива. На рисунке 5 показана аппроксимирующая кривая, которая отражает взаимосвязь между расчетным расходом топлива и числом оборотов в минуту, полученными в течение определенного периода времени на маршруте испытания. Расход топлива измеряется в литрах и кратен 10 −4 в секунду.Функции регрессии оборотов и расхода топлива могут быть выражены квадратичной моделью, как показано в следующем уравнении: где,, и. Одним из основных факторов, которые также влияют на расход топлива, является то, насколько нажата педаль газа. Педаль газа электронно связана с крышкой дроссельной заслонки, которая отвечает за массу / расход воздуха (MAF). Значение MAF линейно коррелирует с TPS. Связь расхода топлива с моделью TPS выражается линейным полиномом, как показано в следующем уравнении: где и. Объединение трех параметров дает возможность разработать модель аппроксимации поверхности, которая может быть выражена как где коэффициенты (с доверительной вероятностью 95%) равны p 00 = 2,685 (2,307, 3,063), p 10 = -0,1246 ( -0,2398, -0,009341) и p 01 = 1,243 (0,1095, 2,377). Степень соответствия: SSE: 3266, R-квадрат: 0,004624 и среднеквадратичная ошибка (RMSE): 1,81. Используя функцию подгонки поверхности в Matlab, на рисунке 6 показана взаимосвязь между расходом топлива с TPS и RPM. Уравнение (2) используется для расчета значений расхода топлива для обучающей выборки с использованием того же тестового маршрута. Стоит отметить, что поддержание фиксированного соотношения между скоростью автомобиля и частотой вращения двигателя является ключевым фактором, минимизирующим расход топлива. На рисунке 7 показаны прогнозируемые значения и сравнение предложенной модели прогнозирования SVM с использованием RPM и расчетных значений расхода топлива, рассчитанных с использованием уравнения (1). На рисунке видно, что предложенный SVM успешно предсказал расход топлива с небольшими ошибками. RMSE используется для измерения различий в нашем методе и традиционной модели данных. Эти различия могут быть рассчитаны для каждого элемента или для всей модели. Как показано на рисунке, очевидно, что есть некоторые ошибки, которые можно проанализировать численно с помощью RMSE, как показано в следующем уравнении: После применения этого метода окончательное значение RMSE составляет 2,4364. 6. Заключение Компьютерный анализ параметров бортового транспортного средства был использован для демонстрации оценки расхода топлива на основе показаний оборотов двигателя и TPS, а не на основе обычных показаний MAF.Традиционный метод основан на измерении объема воздуха независимо от положения дроссельной заслонки. Метод моделирования SVM был применен для получения значений, которые отражают поведение потребления транспортного средства по отношению к TPS и RPM. Моделирование SVM сочетается с полиномом интерполяции Лагранжа и линейными функциями для прогнозирования значений расхода топлива. Предсказанная модель сравнивается с данными бортового OBD-II. Практически на расход топлива влияют рабочий объем двигателя, частота вращения и общее количество оборотов в секунду.Эксперимент показал, что рабочий объем двигателя действительно влияет на расход топлива. Результаты показали, что на определенных дорогах более целесообразно использовать автомобили, оснащенные более мощными двигателями, чем автомобили с меньшим рабочим объемом. Мы планируем воспользоваться интерфейсом мониторинга параметров OBD-II, чтобы обеспечить более полный анализ данных ЭБУ и, следовательно, дать лучшее представление о поведении вождения и экономии топлива. Более сложный диагностический прибор, предназначенный для конкретной марки автомобиля, даст набор новых параметров, которые необходимо разработать. Автор: alexxlab Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2011 - 2019 © Сайт Автолюбителей Вся информация на сайте защищена авторскими правами. Карта сайта