Формула расчета

Результат

Ваш дизельный генератор мощностью 100 кВт отработал 1 ч на нагрузке 100%.

• Средний расход: от ? до ? л/час.
• Всего выработано: ? кВт/ч.
• Всего потреблено топлива: от ? до ? л.

Постоянная мощность дизельного генератора, кВт — мощность PRP вашего генератора, резервная мощность обычно на 10% больше. 
Если вам нужен расход топлива дизельным генератором 100 кВт — просто подставляете в это поле в калькуляторе цифру 100
Если вам нужен расход топлива дизельным генератором 5 кВт — ставите цифру 5.
Если расход для 200 кВт — цифру 200.

Сколько часов работал генератор — применяется для расчета длительного потребления. Если вас интересует часовое потребление (литров топлива в час), поставьте значение «1» час. На какой нагрузке в среднем работал генератор, % — применяется для случае неполной загрузки генератора. По умолчанию используйте 100%.

Полученные результаты могут отличаться, и зависят от:

• Исправности, качества и производителя двигателя внутреннего сгорания;
• Типа дизельного топлива (зимнее или летнее) и его качества;
• Температуры окружающей среды и высоты над уровнем моря;

Можно выделить несколько основных причин,  почему у вашего дизельного генератора может быть повышенный расход топлива: нагар на форсунках, деформация или износ распылителей форсунок, поломка ТНВД, неполная проходимость воздушного тракта, неисправность турбокомпрессора, некорректная работа элементов газораспределительного механизма.

Лекарство от обжорства — журнал За рулем

ПОГОВОРИМ О РАСХОДЕ ТОПЛИВА

Как ни хороша «Волга» в глазах ее почитателей, а бензина за 100 тыс. км сожрет не меньше 12 тыс. литров! Умножьте на цену — и поймете, почему один покупатель, выбирая автомобиль, с досады воскликнул: «Да за эти деньжищи я еще „Мерседес“ куплю!».

Как бы то ни было, исправный автомобиль расходует все же столько топлива, сколько положено, и можно посчитать минимальные энергозатраты на то, чтобы машина ехала. А вот попытка их урезать вступает уже в конфликт с физическими законами — автомобиль не тянет, глохнет! У большой машины выше расход топлива. Значит, о затратах на бензин следует думать уже при выборе автомобиля.

Радикальные способы снижения расхода топлива — «в разы» — науке не известны, разве что, починив неисправную машину, сэкономите вдвое — но это не в счет! Попробуйте-ка у хорошо настроенного «Мерседеса» сократить потребление бензина процентов на двадцать! Это на Нобелевскую потянет.

Между тем в продаже столько средств снижения расхода топлива, что впору поостеречься: применишь все разом — и бак разорвется от сэкономленного горючего! «Волгарю» обычно советуют начать с покупки волшебного карбюратора — «Солекса»: заменишь, мол, «несовершенный» К-151 — и забудешь дорогу к АЗС. Что ж, однажды мы сравнивали эти карбюраторы на редакционной «Волге» (ЗР, 1997, № 3) — расход топлива оказался одинаковым!

На автомобилях с системой впрыска популярен «чип-тюнинг», были бы небольшие деньги. И все-таки чудес в технике не бывает. Изменив настройки, можно ощутимо улучшить разгонные показатели машины, но не бесплатно — бензина сгорит больше.

Так на чем же можно экономить?

Многие упиваются ощущением мощного ускорения. Даже те, кто твердо знает, что псевдоспортивная езда бьет по карману, а плавный разгон сберегает топливо и деньги. Дворовый «гонщик» взвинтит обороты до предельных — резко возрастут механические потери в двигателе, удельный расход топлива увеличится по сравнению с оптимальным раза в два. Помимо этого, при быстром разгоне система питания (например, ускорительный насос) обогащает смесь в цилиндрах. Неспешный же, с переключением передач, разгон позволяет держать обороты ближе к оптимальным (средним или чуть ниже), и энергия топлива тратится рационально.

Но еще важнее стратегия езды: и разгонов, и торможений должно быть как можно меньше: каждый лишний разгон — это потраченная зазря энергия топлива, которая при торможении подогреет окружающую среду. Зачем «рвать» машину, если тут же будешь тормозить «в пол»?

Расход топлива зависит и от плавности траектории автомобиля. Повернутые колеса создают дополнительное сопротивление: если его не компенсировать «газом», скорость падает. На этом, кстати, основан один из известных приемов замедления при отказе тормозов: если ситуация позволяет, руль быстро поворачивают из стороны в сторону, тормозя шинами.

Взгляните на рис. 1. Настоящий спортсмен пройдет эту трассу по зеленой траектории. «Чайник» — как в голову взбредет (красная). Первый едет гораздо рациональнее, при минимальных потерях. Второй неоправданно «ломает» траекторию, удлиняет путь, дополнительно тормозит. Для обычных дорог «зеленая» схема мало реальна в повседневной езде, но вести машину плавно может каждый. Отсюда вывод. Не стоит зря «топтать педали» и ерзать по рядам: плавный стиль вождения порой экономит чуть ли не половину топлива.

А ЧТО С «ОБУВКОЙ»?

Многие считают резину самым упругим материалом (понимая под этим ее эластичность), на деле все сложнее. Внутреннее трение в резине затрудняет деформацию, всячески ее сдерживая. Поэтому (рис. 2), сминаясь впереди пятна контакта (в зоне А), шина потребляет больше энергии, чем отдает, расправляясь за пятном контакта (в зоне Б). Разница израсходована на борьбу с трением. Хотите «пощупать» результат? Коснитесь шины. Горячая? Поработало трение.

Чем больше нагрузка на шину и ниже давление в ней, тем больше эти потери. Плохо катятся шины и при неверном «схождении». Неважно ведут себя в этом отношении и задубевшие на морозе. Хуже катятся по твердому покрытию зимние и «бездорожные». Бескамерные — лучше камерных. Есть и другие нюансы, но и названных хватит, чтобы сделать следующий вывод: в целях экономии комплектуйте автомобиль соответствующими шинами, следите за давлением, углами установки колес, а в мороз не выходите на высокую скорость, пока «обувка» не разогреется.

О ПОЛЬЗЕ ИЗЯЩНЫХ ИСКУССТВ

Кому как, а мне автомобили-«обмылки» (так их нарекли журналисты) нравятся: нет «архитектурных излишеств», простота, завершенность облика. Найдите лишнее у дельфина! В наше время автомобили разных производителей во многом схожи. Это продиктовано требованиями аэродинамики, которые нужно «увязать» с традиционной, доказавшей право на жизнь, компоновкой машины.

А вот и результат. Если коэффициент аэродинамического сопротивления классических «Жигулей» Сх=0,5, то у многих «обмылков» он на уровне 0,3 и даже ниже. У VAZ 2112 — около 0,32. Совсем неплохо для машины с приличным дорожным просветом. Уменьшив его, могли еще снизить Сх, но как ездить по колдобинам? Что дает Сх=0,3 вместо 0,5? При той же лобовой площади машины аэродинамическое сопротивление на 67% меньше!

Впрочем, у каждого из нас конкретный автомобиль со своим «це-икс». Уменьшить его, если говорить о доступных средствах, трудно. Не станешь же заклеивать скотчем щели и колесные арки! Важнее не увеличивать сопротивление. Скажем, очень популярны багажники поверх крыши. Кто будет спорить — удобно, но груз на них сильно портит аэродинамику: сопротивление растет вследствие увеличения как Сх, так и лобовой площади (кстати, от полуметровой коробки на крыше «десятка» потеряет больше, чем «шестерка»).

Порой наши желания не вписываются в «физические реалии». Если в жару мы открываем окна и люк — это вполне логично. Но стоит ли катать на машине сомнительный пластиковый «обвес»? От спойлера или козырька порой никакого толку, а сопротивление больше. Стоит ли устанавливать неоправданно «разлапистые» шины, расширять колею, вешать «кенгурятник», задирать кузов?

Аэродинамические силы коварны — растут «по квадрату скорости». Увеличите ее вчетверо — сопротивление поднимется в 16 раз! А уж о чем многие даже не подозревают — это о роли встречного ветра. Один пример: на спидометре «100», но в лоб дует крепкий ветер со своей скоростью — 40 км/ч. Аэродинамическое сопротивление машины определяется суммарной скоростью потока и, значит, вырастет вдвое (рис. 3). Двигаясь с большой скоростью против ветра, о топливной экономичности можно забыть.

Подведем итог. Экономичная езда на исправном автомобиле сводится к снижению до минимума всех сил сопротивления. И требует самодисциплины! Непросто заставить себя «тянуть» на высшей передаче со скоростью 50–60 км/ч, избегая активных действий. Но не переусердствуйте: создавая помехи другим, можно оказаться виновником аварии, которая всю «экономику» подорвет.

Расход топлива автомобиля | Автомобильный справочник

Расход топлива автомобиля, а если сказать точнее, удельный расход топлива автомобиля, это количество израсходованного автомобилем топлива. Как правило, он приводится к пройденному расстоянию, но для специальной техники на автомобильной базе он может определяться как часовой расход топлива. В настоящее время расход топлива автомобиля является одной из важнейших характеристик автомобиля и его двигателя. Вот о том, из каких показателей складывается расход топлива автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

Официальные данные для стандартного рас­хода топлива получены в ходе динамометриче­ских испытаний, проводимых на специальных стендах для определения количества выбросов, на которых выполняются предписанные нор­мами испытательные циклы (например, MNEDC для Европы, FTP 75 и Highway для США и JC08 для Японии). Отработавшие газы собираются в специальные мешки для сбора образцов, и затем, для определения расхода топлива, опреде­ляется содержание в них таких составляющих, как НС, СО и СО₂ (см. «Техника измерения со­держания выбросов в отработавших газах»). Содержание СО₂ в отработавших газах пропор­ционально расходу топлива.

Для Европы действительны следующие спра­вочные значения:

Дизельное топливо: 1l/100 км ≈26,5 г СO₂/км.

Бензин (Евро-4): 1l/100 км ≈ 24,0 г СO₂/км.

Бензин (Евро-5): 1l/100 км ≈ 23,4 г СO₂/км.

Переход со стандарта Евро-4 на Евро-5 связан с добавлением к бензину 5 % этилового спирта.

Масса автомобилей моделируются на испы­тательных стендах, как контрольная масса, которая, в зависимости от страны и собственной массы автомобиля, распределяется по категориям с инкрементами 55-120 кг. При отнесении автомобиля к тому или иному классу массы имеется в виду масса автомо­биля в снаряженном состоянии (включая все эксплуатационные жидкости и заполненный на 90 % топливный бак), а также дополни­тельные 100 кг в качестве эквивалента массы водителя и багажа. Разница в расходе то­плива между двумя соседними классами массы, в зависимости от типа автомобиля, составляет от 0,15 до 0,25 л/ 100 км.

Стандартный расход топлива автомобиля, в зависимости от страны и цикла испытаний, выражается в различных единицах. Например, в Европе этот параметр выражается в граммах СО₂/км или в литрах на 100 км, в США — в mpg (милях на галлон), а в Японии — в км/л.

Примеры перевода:

30 mpg → 235,215/30 → 7,8 л/100 км,

22,2 км/л → 100/22,2 → 4,5 л/100 км.

Если пренебречь влиянием, которое оказы­вает на расход топлива стиль вождения (кото­рое может достигать 30 %), можно выделить три группы факторов, оказывающих влияние на расход топлива (см. рис. «Влияние конструкции автомобиля на расход топлива» ):

Внешнее сопротивление движению опреде­ляет минимальную энергию автомобиля, тре­буемую при том или ином режиме движения. Внешнее сопротивление движению автомо­биля может быть уменьшено путем снижения массы автомобиля, улучшения его аэродина­мики и внедрения мер по уменьшению сопро­тивления качению. В среднем уменьшение на 10 % массы автомобиля, аэродинамического сопротивления и сопротивления качению при­водит к снижению расхода топлива примерно на 6,3 и 2 %, соответственно.

Формула, приведенная на рис. «Влияние конструкции автомобиля на расход топлива», проводит различие между сопротивлением разгону и сопротивлением замедлению. Она ясно по­казывает, что расход топлива на единицу расстояния возрастает, прежде всего, при ча­стом использовании тормозов и отсутствии системы отсечки подачи топлива, даже при наличии гибридной системы, используемой для рекуперации некоторой части энергии торможения.

Внутреннее сопротивление движению автомобиля вклю­чает потери в кинематической цепи привода, от коленчатого вала до колес. На рис. «Диаграмм расхода топлива двигателя» суммы внутреннего и внешнего сопротивле­ний движению представлены кривыми с и d, где автомобиль А демонстрирует значи­тельно более низкое сопротивление движе­нию, чем автомобиль В.

Так же как потери мощности в цепи при­вода, на расход топлива оказывает влияние общее передаточное отношение. Оно вы­числяется как произведение передаточных отношений трансмиссии и дифференциала. Выбор общего передаточного отношения определяет различные рабочие точки на диа­грамме расхода топлива для данной скорости движения. Более «длинное» передаточное отношение, т.е. меньшее общее передаточ­ное отношение в общем случае сдвигает ра­бочую точку в область более низкого расхода топлива. В то же время следует отметить, что это приводит к ухудшению характеристик разгона автомобиля и характеристики NVH («Шум — Вибрация — Резкость»), оказываю­щего влияние на уровень комфорта водителя. Отсюда следует, что разумный выбор передаточного отношения возможен только в определенных пределах.

Самым распространенным способом представления диаграмм расхода топлива является «график», на котором среднее эф­фективное давление и, как семейство пара­метров, линии постоянного удельного рас­хода топлива автомобиля (расход топлива, отнесенный к выходной мощности, в г/кВт⋅ч), строятся в зависимости от величины оборотов дви­гателя (см. рис. «Диаграмм расхода топлива автомобиля» ). Это дает возможность сравнить эффективность двигателей различ­ных размеров и типов.

Другим способом представления является установление как семейства параметров, рас­хода топлива или массового расхода (напри­мер, в кг/ч). Эта форма представления осо­бенно удобна в качестве входной переменной для программ автоматизированного констру­ирования (САЕ), которые могут быть использованы для моделирования расхода топлива (исходя из количества выбросов СO₂).

В обоих представлениях в качестве до­полнительной информации вводятся кривая крутящего момента при полной нагрузке, в качестве верхней ограничительной линии, обороты холостого хода и предельно допустимые обороты, как ограничивающие ча­стоты вращения, а также линии постоянной мощности (гиперболы мощности в соответ­ствии с равенством Р ∼ р_me ⋅ n).

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Экономичное и экологичное вождение — основные принципы ECODRIVING

Временные рамки, расход топлива и износ, всегда актуальные вопросы. Конкурентная борьба на рынке еще более ужесточилась. Все должно быть быстро и наименее затратно. Не важно, в снег, дождь или в солнечную погоду, вы как водитель можете многое сделать, что бы всегда безопасно достигать цели и уменьшать переменные издержки без потери времени в пути.

Около 60% затрат в перевозках на дальние расстояния являются фиксированными, переменные издержки это: 8% – ремонт и техническое обслуживания, 4% – шины, около 28% – топливо. Что означает, что экономия может быть только в этих областях. Переменные издержки – это именно те издержки, на которые, вы как водитель можете влиять напрямую, а это, все-таки, 40 %.

Основное правило – снизить обороты, увеличить мощность. Снизить обороты, где возможно, увеличить мощность, где необходимо. Не зависимо от стиля вождения, вы в любом случае, потратите на поездку тоже количество времени, что и раньше. Ваш рейс будет выполнен успешно, как с точки зрения экономичности, так и в плане временных затрат.

Ключом к качественному вождению является спокойная и уравновешенная езда. Спокойная вовсе не значит медленная. Речь идет об оптимальном управлении энергией транспортного средства, а также о сокращении излишнего торможения и ускорения. Инструктора компании Scania всегда готовы помочь своим водителям и подсказать, как добиться максимального результата.

Агрессивное вождение (в частности, резкие ускорения и торможения) негативно влияют не только на состояние самого автомобиля, но и на все, что в нем находится. А это: водитель, пассажиры, груз и т.д.

Первый шаг к экономии топлива – это использование преимуществ инерционного движения автомобиля и уменьшение общего количества торможений, не забывая, конечно, о безопасности.

Предусмотрительное вождение

Предусмотрительное вождение – является предпосылкой для безопасного, экономичного и экологичного вождения. В своих ежедневных поездках, вы можете влиять только на свои собственные действия за рулем и свой автомобиль. К другим факторам, таким как плотность движения, конфигурация дороги, правила дорожного движения, видимость и погодные условия, нам необходимо приспосабливаться для того, что бы двигаться с высокой степенью безопасности.

Поскольку человеческая способность восприятия очень ограничена, и не все что мы видим, мы сразу воспринимаем, важность вашего восприятия и оценки ситуации очень велика. Кроме того, мы все видим четко, только в очень ограниченной зрительной зоне, события на границе зрительного поле остаются не четкими. Например, пешеходов мы воспринимаем, как тени. Поэтому, как можно чаще переводите взгляд, что бы получать максимум информации для правильной оценки ситуации и выработки поведения адекватного ситуации.

Кроме того, очень важно осуществлять контроль с помощью зеркал заднего вида. Взгляд – это неосознанный инструмент управления. Куда мы смотрим, туда мы автоматически направляем автомобиль, поэтому всегда следуйте взглядом за дорогой. Будьте осторожны в случае не определенного восприятия.

Сопротивление движению

На движущийся автомобиль постоянно воздействуют силы, которые снижают его скорость, так называемые, силы cопротивления, которые должны преодолеваться тяговым усилием двигателя. В зависимости от скорости и характеристик дороги возникает сопротивление качению, аэродинамическое сопротивление и сопротивление на подъеме различной интенсивности.

Сопротивление качению – возникает при трении между шинами и дорожным полотном (или грунтом), и зависит от конструкции и размеров шин, давления в шинах и профиля, характеристики дороги, а также от скорости и веса автомобиля. Что бы уменьшить сопротивление качению и гарантировать безопасность движения, необходим постоянный контроль шин. Как минимум раз в 2 недели необходимо проверять давление в холодных шинах.

Регулярно перед началом поездки, дополнительно в течение дня, например, после перерыва проводить осмотр на предмет наличия посторонних предметов, повреждений и износа, и удалять посторонние предметы. Так можно уменьшить износ шин, повысить безопасность и уменьшить расход топлива. Например, если давление во всех шинах только на 1 бар меньше, то расход горючего увеличивается на 5-7 %. Кроме того, изношенные шины необходимо вовремя менять.

Внимание! Вода на дорогах повышает сопротивление качению, поэтому, по возможности, объезжайте мокрые участки.

Аэродинамическое сопротивление

Аэродинамическое сопротивление – это сума всех сил, которые воздух противопоставляет автомобилю. Оно изменяется в зависимости от лобовой поверхности автомобиля, скорости и коэффициента сопротивления воздуха. Чем больше скорость, тем больше сопротивления воздуха и расход топлива. Уменьшить аэродинамическое сопротивление и, соответственно, расход топлива, можно следующим образом:

• равномерно распределять сыпучие грузы. Пустой кузов самосвала накрыть брезентом (при наличии), во избежание завихрений воздуха.
• брезент со всех сторон крепко натянуть и закрепить
• порванный брезент сразу же починить. Болтающийся брезент может быть причиной увеличения расхода топлива до 10 %.
• правильно установить обтекатели

Сопротивление на подъёме

Сопротивление на подъёме – это сопротивление, которое автомобиль должен преодолеть на уклоне. Оно зависит от массы автомобиля и угла подъёма.

С увеличением скорости растут силы сопротивления движению. При увеличении скорости в диапазоне больших скоростей, сопротивление воздуха быстро нарастает, и становиться главной причиной высокого расхода топлива, поэтому не следует игнорировать силы сопротивления движению, а сознательно учитывать их при движении. И всегда помните, манера вождения должна быть равномерной и соответствовать дорожной ситуации.

Избегайте частых ускорений автомобиля, особенно в диапазоне больших скоростей, т.е. между отметками 80 и 90 км/ч.. Всегда стремитесь к равномерному, стабильному стилю вождения и старайтесь предвидеть дорожную ситуацию, ведь не нужное торможение и ускорение являются причиной не нужного перерасхода топлива, уменьшают среднюю скорость и увеличивают износ. Пример из практики, экономия времени при ускорении в диапазоне больших скоростей – минимальна.

При увеличении скорости с 80 до 90 км/ч. можно сэкономить, с математической точки зрения, максимум 8 минут на дистанции в 100 км на пустой автостраде. Как бы то ни было, на практике, экономия времени под влиянием характера дороги и плотности потока равна 0. В результате, расход топлива увеличивается примерно на 10 – 15 %, а безопасность движения снижается.

При увеличении средней скорости с 40 до 50 км/ч на дистанции в 100 км можно сэкономить полчаса, поэтому перед подъёмом вовремя переключитесь на передачу вниз, что бы уже к началу подъёма мощность двигателя передалась на заднюю ось. Расход горючего на подъёме всегда приблизительно одинаковый, независимо от того поднимаетесь вы медленно или быстро. Таким образом, минуты ценного времени можно выиграть, преодолевая подъём на высокой скорости, причем без увеличения расхода топлива.

Двигатель

У каждого двигателя есть определенный диапазон, в котором он работает наиболее эффективно и экономично. Так называемые, кривые полные нагрузки демонстрируют изменение мощности, крутящего момента и удельного расхода топлива при полной нагрузке или на полном газу. Этот оптимальный диапазон у двигателей Scania находится в средней зоне количества оборотов, по этому водителю, когда он едет на полном газу следует следить, что бы стрелка тахометра, по возможности, находилась, в этой оптимальной зоне.

Все двигатели Scania сконструированы таким образом, что они могут выдерживать полную нагрузку, начиная с оборотов холостого хода, это обеспечивается смазкой и охлаждением. Помните, что давать полный газ можно только начиная с 1100 об/мин, что бы вождение было экономичным.

В отличие от прежних двигателей, нынешние двигатели существенно более гибкие. Они вырабатывают необходимую мощность в нижнем диапазоне числа оборотов и одновременно остаются в оптимальной зоне работы. Наш пример показывает, если вы равномерно движетесь со скоростью 60 км/ч, вам необходима мощность около 65 квт или 90л.с. при 900-1000об/мин.

Чем выше обороты двигателя, например, на одну передачу ниже (1300-1400 об/мин) , тем выше расход топлива при неизменном потреблении мощности . По этому число оборотов снижаем, мощность увеличиваем. Низкие обороты по возможности, большая мощность только по необходимости

Не нужное торможение всегда означает увеличение износа и одновременно увеличение расхода топлива из-за необходимости снова разгоняться. Поэтому избегайте любого ненужного торможения. В этом вам поможет умение предвидеть ситуацию во время езды. Кто внимательно наблюдает за дорожной обстановкой, тот избегает многих ситуаций требующих торможения, потому что многие критические ситуации распознаются вовремя.

Поэтому не стоит выезжать на плохо просматриваемые участки дороги на большой скорости. Сбросьте газ, вовремя переключитесь на низкую передачу и используйте тормоз замедлитель, избегайте не нужных остановок. Например, к светофору с красным сигналом, к заторам или препятствиям следует подъезжать так медленно, что бы, по возможности, продолжить движение и снова начать разгон без остановки.

Плавно вливайтесь в быстрый поток движения, при этом пользуйтесь резервами мощности двигателя, еслинеобходимо. В любом случае, сохраняйте достаточную дистанцию до впереди идущего транспорта. Тормоза можно также сберечь, если вы еще до завершения подъёма сбросите газ и накатом без большой потери скорости переедете пик.

В результате, вам придется меньше тормозить, дополнительно экономится горючее. Перед спуском вовремя переключитесь на более низкую передачу и используйте моторный тормоз, постоянный дроссель и ретардер. Берегите ножной тормоз. Так уменьшается износ, а у вас в критических ситуациях всегда в запасе будет максимальная сила холодного ножного тормоза. Поэтому, если позволяют дорожные и погодные условия, прежде всего, пользуйтесь не изнашиваемым тормозом и тормозом замедлителем на всем спуске.

Внимание! При торможении ретардером обязательно следите, что бы число оборотов было высоким.

Преимущество:

• Большая сила не изнашиваемого тормоза замедлителя и щадящее использование ножного тормоза
• Одновременно, лучшая подзарядка аккумулятора и оптимальное обеспеченье пневматических потребителей
• Высокая охлаждающая мощность обеспечивает оптимальную температуру двигателя

Осторожно используйте не изнашиваемый тормоз при не благоприятных дорожных условиях. Дополнительные тормозные устройства воздействуют только на ведущую ось. Ведущие колеса могут блокироваться, и автомобиль может не произвольно развернуть. Поэтому, при неблагоприятных дорожных условиях, пользуйтесь преимущественно ножным тормозом, что бы передавать тормозное воздействие равномерно на все колеса, это обеспечивает более высокую курсовую устойчивость автомобиля.

Практические рекомендации

Еще несколько советов, как увеличить экономичность.

Заправка

При заправке не заливать полный бак (особенно летом). Поскольку, топливо попадает из холодного резервуара под землей в бак и нагревается, особенно если автомобиль долго стоит на солнце. Топливо при нагревании расширяется и переливается через край. Дорогое топливо теряется и наносит вред окружающей среде.

Контроль и техническое обслуживание

Профилактика – дешевле ремонта

Ежедневный контроль перед выездом и регулярное техническое обслуживание – непреложное правило. Время техобслуживания, его содержание – высвечивается на информационном дисплее водителя. В меню сервисная информация – можно в любое время посмотреть, например, сроки замены масла коробки передач или двигателя, увидеть сбои в электронных системах. Важно! Незамедлительно обращаться на сервис при обнаружении неисправностей.

Выключение двигателя

В случае длительных остановок, например, перед закрытым шлагбаумом железнодорожного переезда или на красном свете светофора, двигатель следует заглушить.

Топлива при очередном старте потребляется столько же, сколько за 3 секунды работы двигателя на холостом ходу.

При длительных остановках не оставляйте двигатель включенным. Единственное исключение, после длительной езды на полном газу и при средней температуре охлаждающей жидкости выше 100 градусов, необходимо оставить двигатель включенным около 2 мин, что бы избыточное тепло могло быть отведено охлаждающей жидкостью и особо нагревшиеся части охладились.

В фазах движения накатом ехать всегда с включенной передачей. Двигатель следует глушить только тогда, когда стрелка тахометра опускается в зону оборотов холостого хода.

Автономный отопитель

Не обогревайте кабину двигателем, работающем на холостом ходу.

Во время ожидания на таможне или площадке для отдыха выключайте двигатель. Автономный отопитель – более дешевый и эффективный способ обогрева, чем двигатель на холостом ходу.

Удельный расход топлива — обзор

III.C Подсистемы силовой установки

Хотя знание внутренней работы авиационного двигателя не является необходимым, функциональные отношения для движущей силы (тяга T ) и уровня расхода топлива , наряду с ощущением веса двигателя на фунт тяги или лошадиных сил, необходимы для анализа характеристик и предварительных проектных исследований. Все четыре типа используемых в настоящее время авиационных двигателей классифицируются как воздуховоды, поскольку они используют кислород из атмосферы для сжигания с топливом из нефтепродуктов, будь то бензин или керосин (обычно называемый топливом для реактивных двигателей).Эти четыре типа можно разделить на типы без гребных винтов, а именно, турбореактивный в чистом виде и ТРДД , и модели с гребными винтами, а именно, поршневой двигатель (комбинация поршневого двигателя и гребного винта) и турбовинтовой . . Как будет показано ниже, на летные характеристики самолета сильно влияет наличие или отсутствие винта. В следующих разделах предполагается, что двигатели имеют надлежащие размеры для самолета и интересующих режимов полета.

Турбореактивный двигатель создает тягу за счет расширения горячих продуктов сгорания через сопло. Эту тягу в первом приближении можно считать не зависящей от воздушной скорости и для данной настройки дроссельной заслонки (в процентах об / мин) прямо пропорциональной плотности атмосферы, так что:

(9) T1 / TSL = ρ / ρSL = σ1

Уравнение (9) показывает, что тяга будет максимальной на уровне моря и уменьшаться с увеличением высоты.

Уровень расхода топлива описывается в единицах удельного расхода топлива тяги (tsfc), с символом c , и определяется как массовый расход топлива в час на фунт тяги с единицами фунтов в час. на фунт, обычно выражается в обратных часах (hr ⁻¹ ):

(10) tsfc = c = dWf / dtT

Удельный расход топлива является характеристикой двигателя и считается постоянным для всех условий полета, даже если это функция воздушной скорости, положения дроссельной заслонки и высоты.На tsfc высота влияет меньше, чем на тягу. Внутри тропосферы он уменьшается как 0,2 степени отношения плотности, достигая минимума в тропопаузе, а затем очень медленно увеличиваясь в стратосфере.

Тяга, создаваемая турбореактивными двигателями, колеблется от 50 фунтов до порядка 50 000 фунтов. Неустановленное соотношение тяги к двигателю постоянно увеличивается и в настоящее время составляет порядка 4–6 фунтов тяги на каждый фунт двигателя. масса. Турбореактивные двигатели (на самом деле турбовентиляторные двигатели с очень малым байпасом) в основном используются в сверхзвуковых самолетах и ​​обычно имеют форсажную камеру , которая сжигает добавленное топливо с избыточным (несгоревшим) кислородом в газовой смеси, оставляя турбину для создания дополнительной тяги.Хотя тяга увеличивается примерно вдвое с помощью форсажной камеры, это увеличение тяги сопровождается значительным увеличением tfsc (примерно в два-три раза). Следовательно, форсажная камера устанавливается только тогда, когда ее требуют эксплуатационные требования, а затем используется экономно, например, для взлета и набора высоты, для достижения сверхзвуковой воздушной скорости и для периодов сверхзвукового полета. Когда сверхзвуковой полет можно достичь и поддерживать без использования форсажной камеры, он называется supercruise .

Поршневой двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, который сжигает воздух и бензин (дизельных авиационных двигателей пока нет) и вырабатывает мощность на валу, а не тягу. Выходная мощность обычно измеряется в лошадиных силах (л.с.), по существу не зависит от скорости полета и зависит от высоты и положения дроссельной заслонки. Уровень расхода топлива пропорционален мощности (л.с.), так что:

(11) dWf / dt = cˆHP

, где c — удельный расход топлива в лошадиных силах (hpsfc) в фунтах в час на каждую лошадиную силу.

Винт преобразует мощность на валу двигателя в силу тяги P , которая равна произведению тяги и воздушной скорости, где тяга выражается в фунтах, а воздушная скорость выражается в футах в секунду, милях в час, или узлов, в зависимости от того, что удобнее в данный момент. Мощность двигателя и тяговая мощность воздушного винта связаны выражением:

(12) P = TV = kηpHP

, где η _p — КПД воздушного винта (порядка 80–85% для винта с постоянной скоростью вращения). ) и k — коэффициент преобразования со значением 375, когда V выражается в милях в час, и 550, когда V выражается в футах в секунду.Обратите внимание, что для данной мощности тяга не зависит от воздушной скорости, но доступная тяга обратно пропорциональна воздушной скорости, уменьшаясь с увеличением воздушной скорости, тогда как тяга турбореактивного двигателя постоянна, а тяговая мощность увеличивается с увеличением воздушной скорости. . Именно эти различия в первую очередь ответственны за то, что винтовые и реактивные самолеты летают по-разному для достижения наилучших характеристик.

hpsfc имеет те же изменения с высотой, что и tsfc, и будет считаться постоянным.Изменение мощности с высотой зависит от того, есть ли у двигателя наддув. Без наддува двигатель называют безнаддувным, а мощность в первом приближении прямо пропорциональна плотности атмосферы, как и тяга турбореактивного двигателя. В современных нагнетателях используется турбина, приводимая в движение выхлопными газами двигателя, для увеличения плотности воздуха, поступающего в цилиндры, и они называются турбонагнетателями. При постоянной настройке дроссельной заслонки выходная мощность остается постоянной до критической высоты, максимальное значение которой составляет порядка 20 000 футов.Выше критической высоты мощность двигателя с турбонаддувом уменьшается с высотой так же, как и у двигателя без наддува.

Современные поршневые двигатели относительно малы (в диапазоне от ∼50 л.с. до порядка 600 л.с.), потому что они самые тяжелые из всех двигателей. Неустановленное отношение мощности к массе двигателя составляет порядка 0,8 л.с. / фунт веса двигателя.

Турбовинтовые двигатели и турбовентиляторные двигатели — это в основном турбореактивные двигатели, в которых газы сгорания более полно расширяются в турбинной части, чтобы развивать большую мощность, чем требуется для привода компрессора и вспомогательного оборудования.Эта избыточная мощность затем используется для приведения в действие пропеллера в случае турбовинтового двигателя или многолопастного вентилятора в случае турбовентиляторного двигателя. Любая энергия, остающаяся в газовой смеси, покидающей приводные турбины, затем расширяется в сопле для создания так называемой реактивной тяги. Эта реактивная тяга, очевидно, значительно меньше, чем у сопоставимого турбореактивного двигателя, а в случае турбовального двигателя равна нулю.

В турбовинтовом двигателе остаточная реактивная тяга преобразуется в эквивалентную мощность в лошадиных силах на некоторой расчетной воздушной скорости, а затем двигатель описывается в терминологии поршневой винт с использованием эквивалентной мощности на валу (eshp) и эквивалентного вала. удельный расход топлива в лошадиных силах.Поскольку мощность реактивной тяги составляет порядка 20% или менее от общей мощности, разумно рассматривать турбовинтовой двигатель как поршневой с наддувом. Турбовинтовые двигатели с пониженными номинальными характеристиками, которые работают на мощности ниже максимальной, обладают характеристиками поршневых двигателей с турбонаддувом и становятся все более популярными. Турбовинтовой двигатель имеет несколько более высокий удельный расход топлива, чем поршневой, но вес двигателя значительно меньше, даже с учетом веса гребного редуктора. Соотношение мощности к массе двигателя составляет порядка 2 л.с. на фунт веса двигателя, а самый большой двигатель в настоящее время эксплуатируется с мощностью порядка 6000 л.с.

Хотя турбовентиляторный двигатель описывается как турбореактивный, его характеристики определяются степенью двухконтурности, которая представляет собой отношение массы «холодного воздуха», проходящего через вентилятор, к массе «горячего воздуха». воздух », проходящий через горелки и турбинную секцию. Если коэффициент двухконтурности равен нулю, очевидно, что ТРДД представляет собой чистый турбореактивный двигатель. По мере увеличения степени двухконтурности процент реактивной тяги уменьшается, и ТРДД начинает приобретать характеристики турбовинтового двигателя.Например, при коэффициенте двухконтурности 10 теоретическая реактивная тяга будет порядка 17%. Текущие максимальные коэффициенты байпаса составляют порядка 5–6, а tsfc для указанной воздушной скорости составляют порядка 0,6 1b / (час · фунт). Хотя фронтальная площадь ТРДД быстро увеличивается с увеличением коэффициента байпасирования, длина уменьшается; следовательно, сопротивление и вес двигателя увеличиваются меньше, чем можно было бы ожидать. Отношение тяги к массе двигателя составляет порядка 5–6 и увеличивается, как и максимальная тяга отдельного двигателя, которая в настоящее время составляет порядка 98 000 фунтов.

Удельный расход топлива — чрезвычайно важный параметр производительности. Некоторые типичные значения, все выраженные в эквиваленте tsfc (фунт / час · фунт):

Интересно, что в этом списке по разным причинам также указан режим относительной скорости летательных аппаратов, в которых используются эти двигатели. Например, поршневые двигатели используются в самолетах с воздушной скоростью порядка 250 миль в час или меньше; турбовинтовые двигатели на повышенных скоростях полета примерно до М 0,7; турбовентиляторные двигатели на скорость полета до М 0,85; а также турбореактивные двигатели и двигатели с очень малой двухконтурностью в сверхзвуковых самолетах.ПВРД подходит для летательных аппаратов с М 3,0 и выше, а ракетные двигатели используются в баллистических ракетах и ​​космических ускорителях. Кроме того, поршневой двигатель является наименее дорогим и самым тяжелым из двигателей, вес уменьшается, а стоимость увеличивается по мере увеличения списка.

Центр данных по альтернативным видам топлива: карты и данные

Найдите карты и диаграммы, показывающие данные о транспорте и тенденции, связанные с альтернативными видами топлива и автомобилями.

Среднегодовое потребление топлива по типу транспортного средства

Для просмотра дополнительных сведений, примечаний и сокращений загрузите электронную таблицу Excel.

Для просмотра дополнительных сведений, примечаний и сокращений загрузите электронную таблицу Excel.

Печать

Типовая карта удельного расхода топлива ДВС [3].

Повышение производительности и экономической устойчивости сельскохозяйственных производителей требует интеграции многих аспектов, одним из которых является логистика. Создание эффективных и рентабельных перевозок является ключевым элементом установления устойчивых связей вдоль цепочек поставок продуктов питания между фермерами, складскими и транспортными компаниями и потребителями. В связи с этим, инфраструктурные ограничения для устойчивости сельскохозяйственного производства увеличивают транспортные расходы и риски и, таким образом, приводят к снижению производительности сельскохозяйственных производителей.Поскольку потребление топлива является, во-первых, наиболее значительными затратами в сельскохозяйственной логистике и, во-вторых, особенно чувствительно к сбоям в работе транспортной, погрузочной и складской инфраструктуры, управление расходами на топливо имеет решающее значение для обеспечения рентабельности сельскохозяйственного предприятия. Преобразуя стандартную модель экономического заказа (EOQ), авторы пытаются построить подход к оптимизации затрат на топливо. Анализ, проведенный на примере двенадцати крупных растениеводческих хозяйств на трех территориях Юга России, позволил учесть: (1) фрагментацию складской инфраструктуры; (2) изменение расхода топлива в зависимости от степени загрузки автомобиля; (3) использование собственного автопарка против аутсорсинга транспортных операций.Авторы находят, что тактика оптимизации затрат на топливо различается в зависимости от расположения фермы по отношению к зернохранилищам. В частности, фермы, расположенные в районах с высокой концентрацией складских помещений, выигрывают от использования собственного парка транспортных средств, в то время как те, кто испытывает большие расстояния транспортировки, должны передавать выполнение логистических операций третьим сторонам. Чтобы преодолеть специфический характер площадки, преобразованная модель EOQ должна учитывать специфические требования страны, в частности, уровень фрагментации транспортной и складской инфраструктуры, среднее расстояние транспортировки от фермы до приемной площадки и средние нормы расхода топлива в зависимости от типы грузовиков, обычно используемые фермерами.Ключевая рекомендация заключается в том, что при управлении логистическими затратами с целью обеспечения устойчивости следует рассмотреть возможность сочетания эксплуатации грузовых автомобилей на ферме с аутсорсингом транспортных операций для решения проблемы фрагментации транспортной и складской инфраструктуры.

Энергетическое воздействие упражнений

Мари Махер

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2011 г.

В последнее время наблюдается значительный рост побудить людей искать более экологичные способы передвижения.Сторонники этого аргумента укажут на то, что человеческий транспорт (например, ходьба / бег / езда на велосипеде) более энергоэффективна и по своей сути ископаемое топливо бесплатно. Хотя несомненно верно, что сама деятельность не потребляет ископаемое топливо и является углеродно-нейтральным, есть скрытые источники расходов на ископаемое топливо, вложенных в эту деятельность.

«Экономия топлива» человека

Исследователи обнаружили, что команда удаленных бегуны потребляют в среднем 3 штуки.5 МДж / ч при движении со скоростью 10,1 км / ч (6,25 миль / ч). [1] Чтобы сравнить этот расход топлива с автомобилем, мы можно предположить, что имеется примерно 122 МДж / галлон бензина и пересчитать экономия топлива для человека примерно до 220 миль на галлон. [2] В отдельном исследовании исследователи определили, что максимальная эффективность человека, едущего на велосипед составлял 20% в пересчете на энергию, вырабатываемую на стационарном велосипеде. по сравнению с сожженными калориями. [3] Они также указывают пиковую мощность своих учебная группа на 363 Вт.Если предположить, что пиковая мощность устойчива (что почти наверняка нет), тогда эти числа можно преобразовать в Эквивалент MPG, связанный с уравнением силы сопротивления: [4]

Максимальная выходная мощность должна равняться резистивной сила для поддержания постоянной скорости, поэтому использование опубликованных данных о площади перетаскивания позволяет рассчитать, что пиковая мощность 363 Вт соответствует устойчивая скорость 8.4 миль / ч. [5] Выработка 363 Вт при КПД 20%. требует потребления 1815 Вт, что в течение одного часа потребляет энергию, эквивалентную 0,053 галлона бензина, в качестве топлива экономия 159 миль на галлон. Эти цифры для бега и езды на велосипеде дают впечатление, что человеческий транспорт намного более экономичен по сравнению со средним автомобилем; однако это сравнение упускает из виду два основные вопросы: удельный расход топлива и энергетическая стоимость топлива производство.

Удельный расход топлива человеком

Мощность бегуна можно оценить по приведенному выше Уравнение силы сопротивления с использованием данных, имеющихся в литературе. Среднее лобовая площадь человека составляет 0,55 м ² , а среднее сопротивление коэффициент 1,16. [6] При плотности воздуха 1,225 кг / м ³ , мощность, производимая бегуном, работающим в среднем скорость 10,1 км / ч составляет 6,75 Вт. Те же бегуны потребляют в среднем 967 Вт при работе в таком темпе (так что их эффективность равна 0.7%. (Примечание что этот расчет должен недооценивать выходную мощность, потому что это не учитывает энергию, необходимую для движения конечностей относительно друг друга, что не влияет на сопротивление ветра, но является источником энергии «полезная» работа). Исходя из удельного веса бензина 0,74 и указанное выше энергосодержание, 967 Вт в течение часа потребляет эквивалент 80г топлива. [2] Обычно удельный расход топлива указано в единицах г / кВт-ч, поэтому объединение нашей выходной мощности в течение этого часа (0.00675 кВт-ч) при массе израсходованного «топлива» человек при работе достигается удельный расход топлива 11852 г / кВт-ч. Аналогичным образом велосипедист мощностью 363 Вт потребляет эквивалент 148 г бензина, при удельном расходе топлива 408 г / кВт-ч. Для сравнения: Toyota Prius (модельный год ’04) имеет относительно постоянный удельный расход топлива в пределах 225-250 г / кВт-ч и экономия топлива 65,8 миль на галлон. [7] Очевидно, что бег — это не энергоэффективный способ передвижения по городу, но велосипед не это намного хуже, чем один из самых экономичных транспортных средств.Конечно, на Prius вы можете путешествовать намного быстрее с места на место. местоположение, и в случае столкновения с другим транспортным средством вы конечно лучше защищен, чем велосипед.

Расходы на энергию при производстве топлива: множитель потерь

Недавнее европейское исследование проанализировало количество энергии требуется, чтобы вывести топливо из неочищенной формы и доставить его в топливо цистерна автомобиля. Чтобы определить наиболее эффективное топливо, необходимо Использование, исследователи определили понятие, названное «множителем потерь».Множитель потерь — это сумма содержания энергии в топливе и энергия, затраченная на производство топлива, деленная на энергосодержание топливо. Для всех видов топлива множитель потерь должен быть больше 1. величина множителя потерь показывает, насколько расточительно топливо, при больших числах расточительнее. Это позволяет сравнить энергия, необходимая для получения различных видов топлива, нормированная на энергию извлечен. Исследователи перечисляют множитель потерь для бензина и дизель быть 1.14 и 1.16 соответственно. [8] Следовательно, с точки зрения экономия энергии, мы должны скорректировать показатели топливной эффективности, чтобы учесть скрытые потери энергии в системе. Например, автомобиль с рейтинг экономии топлива 100 миль на галлон, работающий на бензине, будет иметь скорректированная экономия 100 / 1,14, или 87,7 миль на галлон. Поэтому Prius выше имеет скорректированную экономию топлива 57,7 миль на галлон.

Также можно рассчитать множитель потерь для человеческого топлива — i.е. еда. Министерство сельского хозяйства недавно опубликовал отчет об использовании энергии в продовольственной системе США, в котором утверждалось, что 15,7% от общего годового энергетического бюджета США идет на производство продуктов питания, упаковка, транспортировка, подготовка и утилизация. [9] Общий годовой потребность в энергии составляет около 1×10 ²⁰ Дж. [10] Это означает, что кормление США требует поразительных 1,57×10 ¹⁹ J. Согласно Согласно исследованию 1997 года, средний американец потребляет около 1800 килокалорий в день.[11] Это число отражает данные за 1977 и 1987 гг., Поэтому для целей расчет, мы можем предположить, что американцы потребляют около 2000 ккал в день (3,05×10 ⁹ Дж / человеко-год) предложено требуемые федеральным законодательством этикетки для пищевых продуктов. На момент написания этой статьи Население США оценивается примерно в 312 571 000 человек. [12] Следовательно, общее годовое потребление энергии населением составляет 9,53×10 ¹⁵ J. Если вычислить множитель потерь из этих чисел, мы обнаруживаем, что количество энергии, связанное с производством продуктов питания, подготовка и т. д. — 16.В 5 раз больше энергии, содержащейся в самой пище, для множителя убытка 17,5. По сравнению с бензином, человеческое топливо чрезвычайно неэффективно. Поэтому, если мы вернемся и отрегулируем цифры экономии топлива человека, чтобы обеспечить справедливое сравнение, мы находим, что бегун достигает 12,6 миль на галлон, а велосипедист — 9,1 MPG.

© Мари Махер. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях.Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] J. M. Wilson et al. , «Эффекты статики Растяжка затрат энергии и выносливости при беге », J. Прочность Cond. Res. 24 , 2274 (2010).

[2] С. К. Дэвис, В. С. Дигель и Р. Г. Баунди, «Книга данных по транспортной энергии, 30-е издание», Ок-Ридж Нэшнл. Лаборатория ОРНЛ-6986, июнь 2011, Приложение Б.

[3] T. Korff et al. , «Эффект от езды на велосипеде» позы » по эффективности и механике педалирования. «Eur. J. Appl. Physiol. 111 , 1177 (2011).

[4] H. C. Smith, Иллюстрированное руководство по Aerodynamics (TAB Books, 1992), стр. 65, 119.

[5] T. Defraeye et al. , «Вычислительная жидкость» Анализ динамики лобового и конвективного теплообмена индивидуума Сегменты тела для разных положений велосипедиста «Дж.Биомеханика 43 , 2281 (2011).

[6] А. Д. Пенварден, П. Ф. Григг и Р. Реймент, «Измерения лобового сопротивления людей, стоящих в аэродинамической трубе», Строительство и окружающая среда 13 , 75 (1978).

[7] К. Мута, М. Ямазаки и Дж. Токиеда, «Разработка гибридной системы нового поколения THS II — радикальный» Повышение мощности и экономии топлива »в гибриде Разработка бензиновых электромобилей, J.М Немецкий, изд. (SAE International, 2005).

[8] М. Симонсен и Х. Дж. Валнум, «Энергетическая цепь Анализ легкового автомобильного транспорта, Энергия 4 , 324 (2011).

[9] P. Canning et al. , «Использование энергии в пищевых продуктах США. Система «Министерство сельского хозяйства США, ERR-94, Март 2010.

[10] А. Д. Куэльяр и М. Э. Уэббер, «Пищевые отходы», Энергия впустую: энергия, содержащаяся в пищевых отходах в Соединенных Штатах «, Environ.Sci. Technol. 44 , 6464 (2010).

[11] А. Ф. Хейни и Р. Л. Вайнсьер, «Дивергент Тенденции в моделях ожирения и потребления жира: американский парадокс, Am. J. Med. 102 , 259 (1997).

[12] «Демографические прогнозы США по Возраст, пол, раса и латиноамериканское происхождение: с 1995 по 2050 год », Бюро США Census, P25-1130, February 1996.

Метод прогнозирования расхода топлива автомобилем на основе данных о поведении во время вождения, собранных со смартфонов

Транспорт — важный фактор, влияющий на потребление энергии, а поведение при вождении — один из основных факторов, влияющих на расход топлива автомобилем.Целью данной статьи является улучшение баз данных мониторинга расхода топлива на основе данных мобильных телефонов. На основе терминалов мобильных телефонов и бортовой диагностической системы (OBD), установленных в такси, извлекаются данные о поведении вождения и данные о расходе топлива, соответственно. Путем сопоставления данных о поведении при вождении, собранных мобильным телефоном, с данными о расходе топлива, собранными БД, исследуется корреляция между поведением при вождении и расходом топлива, чтобы можно было спрогнозировать расход топлива транспортного средства на основе данных мобильного телефона.Модели прогнозирования расхода топлива строятся с использованием нейронной сети обратного распространения (BP), опорной векторной регрессии (SVR) и случайных лесов. Результаты показывают, что средняя скорость, средняя скорость за исключением холостого хода (ASEI), среднее ускорение, среднее замедление, процент времени разгона, процент времени замедления и процент времени крейсерского режима являются важными индикаторами для оценки расхода топлива. Все три модели могут точно прогнозировать расход топлива с абсолютной относительной погрешностью менее 10%.Доказано, что модель случайного леса имеет высочайшую точность и работает быстрее, что делает ее пригодной для широкого применения. Этот метод закладывает основу для улучшения базы данных мониторинга и точного управления расходом топлива в городском транспорте.

1. Введение

Энергопотребление транспортных средств и выбросы загрязняющих веществ являются ключевыми проблемами для здорового и устойчивого развития городского транспорта. В связи с постоянным ростом числа владельцев автомобилей в Китае потребление энергии частными автомобилями увеличилось 4.В 2 раза, с 13,12 до 68,34 млн тонн условного угля, с 2005 по 2015 год. Исходя из роста населения, ВВП и доли вторичных и третичных отраслей промышленности Китая, можно прогнозировать будущую тенденцию потребления энергии транспортом. Энергопотребление частных автомобилей продолжит расти до 2020 года, когда ожидается, что оно достигнет 117,38 млн тонн условного угля [1]. Поэтому снижение энергопотребления стало одной из важнейших задач в сфере транспорта.

Среди многих факторов, влияющих на потребление энергии транспортными средствами, важную роль играет поведение при вождении. Исследование, проведенное Ford Motor Company [2], показывает, что улучшение поведения при вождении может улучшить экономию топлива на 25% в краткосрочной перспективе. Обеспечение водителей постоянной обратной связью с экологичным вождением в долгосрочной перспективе может привести к снижению расхода топлива на 10%. Hiraoka et al. [3] изучили влияние экологического поведения при вождении на расход топлива и обнаружили, что предоставление водителям обратной связи о расходе топлива может улучшить экономию топлива на 10%.Кроме того, инструкции водителям по экологичному вождению могут повысить экономию топлива примерно на 15%. Ан и Ракха [4] проанализировали влияние выбора маршрута водителем на расход топлива транспортным средством, и результаты показали, что потребление энергии и выбросы выхлопных газов значительно снижаются за счет минимизации поведения при вождении с высоким уровнем выбросов. Таким образом, важно изучить корреляцию между поведением при вождении и потреблением энергии и использовать поведение при вождении для прогнозирования потребления энергии.

В настоящее время проводится значительный объем исследований моделей прогнозирования потребления энергии на основе поведения при вождении. Hu et al. [5] провели несколько испытаний реальных транспортных средств и анкетный опрос для изучения влияния стиля вождения на расход топлива электромобилей на городских дорогах и построили модель прогнозирования расхода топлива электромобилей. Xu et al. [6] построили два типа моделей прогнозирования расхода топлива грузовиком, используя данные о поведении транспортных средств, полученные из Интернета о транспортных средствах.Динамическая взаимосвязь между расходом топлива грузовиком и поведением водителей грузовиков была описана с помощью индекса энергопотребления, и была создана обобщенная регрессионная модель нейронной сети для прогнозирования расхода топлива грузовиком. Zhao et al. [7] построили модель прогнозирования расхода топлива на городских участках дороги на основе поведения вождения, применив алгоритм машинного обучения, и эта модель могла интуитивно показывать характеристики распределения расхода топлива на основных участках скоростной автомагистрали в Пекине.

Источники данных, поддерживающие исследования прогнозирования расхода топлива, в основном основаны на данных, собранных с главного контроллера транспортного средства и бортовой диагностической системы (OBD) в сочетании с анкетой. Контроллер и OBD ограничены стоимостью установки оборудования и готовностью к установке драйверов, поэтому могут реализовать управление данными только в небольших масштабах и с высокой степенью неопределенности. Анкете также не хватает гибкости, и трудно гарантировать качество данных.

В связи с быстрым развитием технологии мобильных терминалов, применение датчиков мобильных телефонов было продвинуто. Терминалы мобильных телефонов использовались для сбора данных о поведении при вождении и для предупреждения об опасном вождении. Джонсон и Триведи [8] предложили систему, использующую динамическое искажение времени (DTW) и сочетание датчиков на базе смартфона для обнаружения неагрессивного и агрессивного поведения при вождении, которое давало звуковую обратную связь при обнаружении агрессивного вождения. Guido et al. [9] использовали данные слежения за автомобилем от датчиков смартфона для оценки показателей безопасности вождения (включая скорость замедления для предотвращения столкновений и время до столкновения), а также проанализировали риски столкновений на полосах движения, идущих на юг и на север.Применение терминала мобильного телефона для обеспечения безопасности движения сыграло важную роль в оценке расхода топлива автомобилем. Поскольку данные о поведении при вождении, собираемые мобильными терминалами, более подробны и их легче популяризировать, они закладывают основу для обогащения баз данных о расходе топлива на дорогах в городах.

В настоящее время данные о расходе топлива и выбросах, отслеживаемые платформой статистического мониторинга Управления городского транспорта Пекина, в основном основаны на устройствах БД.Объектами сбора данных в основном являются водители такси, водители автобусов и водители грузовиков, и они не охватывают все транспортные предприятия. Терминал мобильного телефона обеспечивает возможность сбора данных в большем масштабе. Данные о расходе топлива невозможно собрать напрямую с помощью терминалов мобильных телефонов, но его можно точно спрогнозировать, исследуя корреляцию между данными мобильного телефона и БД. В то же время на данные о поведении при вождении, собранные мобильным телефоном, влияют типы, размещение, тряска (вызванная вибрацией транспортного средства) и использование телефона водителями, что приводит к нестабильности данных о поведении при вождении, поэтому Над данными необходимо провести много калибровочной работы.Построив модель прогнозирования расхода топлива, приложение данных мобильного телефона может быть использовано для расчета расхода топлива транспортных средств, что экономит затраты на установку оборудования OBD и обеспечивает теоретическую основу для отделов управления дорожным движением для более точного контроля расхода топлива в городских условиях. .

В этом исследовании предлагается метод прогнозирования расхода топлива автомобилем на основе данных глобальной системы позиционирования (GPS), собранных со смартфона. В эксперименте участвовали таксисты.Путем сопоставления данных о поведении вождения мобильного телефона и данных о расходе топлива терминала БД были проверены индексы поведения при вождении, которые влияют на расход топлива, и были построены модели прогнозирования расхода топлива с использованием алгоритмов машинного обучения. Модель прогнозирования индивидуального расхода топлива водителями на основе данных мобильного телефона может не только дополнительно улучшить базу данных мониторинга расхода топлива в реальном времени с высокой устойчивостью к ошибкам, но также обеспечить техническую поддержку для макро-контроля потребления энергии городским транспортом и оценки эффективности транспортная энергетическая политика.

2. Метод

2.1. Структура анализа

Поскольку мобильные телефоны не могут напрямую получать данные о расходе топлива транспортными средствами, данные о поведении вождения, собранные с мобильных телефонов, и данные о расходе топлива, полученные с помощью бортовой диагностики, были сопоставлены, и была построена модель прогнозирования расхода топлива. В процессе построения модели использовались данные, собранные с мобильных телефонов и OBD. После того, как модель была построена, можно было спрогнозировать расход топлива в более крупных масштабах, используя только данные о поведении при вождении, собранные с мобильных телефонов.Структура построения модели показана на рисунке 1. Этапы прогнозирования расхода топлива следующие: (1) Сбор данных: данные о естественном поведении нескольких водителей были собраны на основе GPS, линейного акселерометра, гироскопа и других датчиков мобильных устройств. телефоны. В то же время данные о расходе топлива транспортного средства в режиме реального времени собирались терминалом OBD, установленным в транспортном средстве одновременно. (2) Извлечение индекса: данные мобильных телефонов и терминалов OBD были объединены в зависимости от времени.Путем сравнения согласованности и различий данных о поведении вождения двух терминалов были извлечены индексы для прогнозирования расхода топлива транспортным средством на основе данных мобильного телефона. (3) Построение модели: обучающий набор и тестовый набор были выбраны случайным образом, а расход топлива модели прогнозирования были построены с использованием нейронной сети обратного распространения (BP), машины опорных векторов и случайного леса. (4) Оценка эффекта: путем построения моделей прогнозирования расхода топлива несколько раз и сравнения точности и эффективности трех моделей прогнозирования с использованием различных методов предлагается лучший способ прогнозирования расхода топлива транспортным средством на основе мобильных терминалов.