Технологии, которые экономят расход топлива
Technologies that save fuel
Садкевич А.М. студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьма
Sadkevich A.M. student branch of VPO "MGIU" in Viazma
Аннотация
В этой статья исследуются самые важные и эффективные технологии, которые способствуют максимальному снижению расхода топлива.
Аnnotation
This article examines the most important and effective technologies that maximize reduction in fuel consumption.
Ключевые слова: трение, решетка радиатора, масляный насос, электроусилитель руля, старт-стоп.
Keywords: friction, radiator grille, oil pump, electric power steering, start-stop.
Актуальность данной темы объясняется тем, что за последние пару десятилетий в автомобильном производстве произошли самые крупные изменения в технологиях двигателей внутреннего сгорания, и диктуются эти изменения стоимостью нефтепродуктов. Ни для кого не секрет, что цена на топливо постоянно растет, соответственно, содержать и обслуживать автомобиль становится все дороже. Это сильный удар для производителей, т.к. многие потенциальные покупатели не могут позволить себе приобретение авто. Поэтому практически каждый производитель стремится и разрабатывает технологии и системы, которые сводят к минимуму расход топлива. Но при этом стоит важная задача — сохранить мощность и скоростные характеристики автомобиля. Одним из основных способов реальной экономии топлива автомобиля является покупка экономителя Fuel Shark, который можно купить здесь.
Для многих покупателей основными показателями в приобретении авто становятся цена и количество расхода топлива, эти же критерии важны и для производителя.
На сегодняшний день достаточно систем, которые могут пересмотр агрегатов, все узлы и детали, подвергающиеся высокому коэффициенту трения, пересматриваются.
Для уменьшения трения все трущиеся поверхности подвергаются тщательной механической обработке (суперфиниш, лаппинг, алмазная обработка) или взаимной притирке. Наружная поверхность шатунов и нерабочие поверхности коленчатого вала также подвергаются полированию не только для повышения механической надежности, но и для уменьшения вентиляционных потерь (затраты энергии на перемешивание воздуха и трение о воздух в картере).[6] Также пересмотру подвергаются клапана, подшипники и распределительные валы. За счет компьютерного моделирования и просчета все до малейших деталей, стало возможным получение новейших сплавов с улучшенными характеристиками трения.
Казалось бы, простейший элемент - решетка радиатора, а ведь она способна экономить расход топлива. Известно, что при холодном двигателе расход топлива значительно возрастает, в момент старта и пока авто прогревается. Польза активных радиаторных решеток в том, что они закрываются, тем самым сохраняют тепло, вырабатывающееся внутри двигательного отсека, а сам двигатель быстрее прогревается. При таком раскладе экономия топлива начинается с первой секунды работы двигателя.
Но при движении автомобиля возникают ещё и потоки воздуха, попадающие в моторный отсек автомобиля, которые сильно ухудшают аэродинамические свойства автомобиля тем самым препятствуют эффективному разгону и повышают расход топлива. Частичное или полное блокирование этих потоков с помощью решетки радиатора позволит решить проблему аэродинамики, но тогда возникнет риск перегрева двигателя, особенно при передвижении на низких скоростях. Тем временем, на высоких скоростях мощного потока воздуха, как правило, достаточно, чтобы обеспечить полноценное охлаждение. В решении, предлагаемом компанией SRG Global, управляемые термостатом шторки решетки радиатора способны открываться и закрываться в зависимости от температуры охлаждающей жидкости и скорости автомобиля. Тем самым улучшается аэродинамика и снижается расход топлива. Такие разработки хорошо зарекомендовали себя на известных моделях: Cadillac ATS, Chevrolet Cruze, Ford Fiesta.[2]
Даже современные модели оснащаются стандартными масляными насосами, их недостаток в том, что они подают масло в определенном количестве и без изменений. А ведь количество масло должно меняться в зависимости от оборотов двигателя, от того, какая у него температура. В итоге происходит неправильный расход полученной энергии, что заставляет двигатель работать намного сильнее, чем нужно, а значит больше расходовать топлива.
В случае с регулируемым насосом проблема с излишней нагрузкой отпадает, а масло подается в нужном количестве в зависимости от режима работы и температуры.
Сейчас еще на многих моделях используется гидроусилитель руля, для его работы расходуется опять же энергия от двигателя, а передача происходит посредством ремня. Такая технология, как электроусилитель сразу решила эту проблему, а эффективность его очевидна, т.к. топливный расход на 6% меньше.
Основными преимуществами электроусилителя руля в сравнении с гидроусилителем рулевого управления являются:
• удобство регулирования характеристик рулевого управления;
• высокая информативность рулевого управления;
• высокая надежность в связи с отсутствием гидравлической системы;
• топливная экономичность, обусловленная экономным расходованием энергии (снижение расхода топлива до 0,5 л. на 100 км).
Электроусилитель рулевого управления открыл широкие возможности для создания различных систем активной безопасности.[4]
Гидроусилитель руля потреблял энергию от двигателя даже тогда, когда он не был задействован, т.е. при езде по прямой, когда руль не двигается. А вот электроусилитель не потребляет никакую энергию, если не задействован. На сегодня практически все новые модели, не зависимо от габаритов, оснащаются при производстве электроусилителями.
И снова вернемся к трению, ведь кроме деталей, огромное трение, а значит и сопротивление создают шины при соприкосновении с дорогой.
Не стоит думать, что они являются отдельным видом шинной продукции. Их главная особенность заключается в том, что они, в отличие от обычных шин, обладают низким коэффициентом сопротивления трению качения. То есть они меньше подвергаются трению при езде, а это означает, что потери движущей силы автомобиля сводятся к минимуму. Низкий коэффициент сопротивления в таких шинах обеспечивает высокое давление в них, а чем жестче будет шина, тем ниже будет расход топлива. Поэтому всегда нужно поддерживать давление в шинах у одной отметки. Благодаря этому, на 100 километров пробега можно сэкономить от полулитра до одного литра. По статистике, если снизить коэффициент сопротивления колес на 10%, экономия топлива вырастет примерно на 2%. Однако, этот показатель может быть различен даже у шин одинакового типа, произведенных одним изготовителем.[3]
Эта технология появилась и стала развиваться благодаря гибридным моделям авто, которые оснащаются шинами с низким трением, сюда можно отнести новые Nissan Leaf, Ford C-Max или Toyota Prius.
Цены на топливо вновь возродили популярность дизельного двигателя, ведь лет 8-10 назад некоторые модели выходили вообще без альтернативы, только с бензиновым двигателем. Дело в том, что дизельные двигатели расходуют на 20-30% топлива меньше бензиновых сородичей.
Также устранена проблема с выхлопом от дизельного топлива, теперь новейшие разработки сравняли его с уровнем бензинового. Зачастую работу нового дизеля нельзя отличить от бензина ни по звуку, ни по запаху, и уж тем более нет черной копоти при выхлопе.
Система старт-стоп экономит топливо, снижает шум и вредные выбросы в атмосферу благодаря сокращению времени работы двигателя на холостом ходу. Практика эксплуатации автомобиля показывает, что в режиме холостого хода двигатель работает до 30 % времени. Этому способствует движение с частыми остановками на светофорах и в пробках — атрибутах крупного города. Ещё совсем недавно технология старт-стоп воспринималась исключительно как элемент гибридных автомобилей. Принцип работы системы старт-стоп очень прост: при остановке автомобиля двигатель выключается, а при нажатии на педаль сцепления (если установлена механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза (если установлена автоматическая коробка передач) двигатель быстро запускается. Система стоп-старт экономит до 6% топлива, большинство авто новых поколений оснащены этой системой.[1]
Коробки передач с двойным сцеплением пришли на смену автоматическим коробкам, причем они совместили в себе лучшие качества от механики и автоматики, сделав трансмиссию более совершенной. По большей части это механическая коробка, только отсутствует привычная педаль сцепления.
Двойное сцепление позволяет при включенной передаче выбрать следующую передачу и при необходимости включить ее без перерыва в работе коробки. Поэтому другое название роботизированной коробки передач с двумя сцеплениями – преселективная коробка передач (от preselect - предварительно выбрать).
Другим преимуществом коробки передач с двойным сцеплением является высокая скорость переключение передач, зависящая только от скорости переключения муфт (DSG от Volkswagen - 0,2c, DCT M Drivelogic от BMW – 0,1c).
Сравнительно высокая скорость переключения передач в совокупности с непрерывной передачей крутящего момента позволяют добиться отменной разгонной динамики автомобиля и экономии топлива. Такие коробки по эффективности приравниваются к механическим, а по уровню комфорта использования они как автоматические. Данная технология прочно вошла в современное автомобилестроение и все новинки можно
опционально приобрести с двойным сцеплением.[5]
Совершенствование автомобилей на альтернативной энергии не останавливается, за этой ветвью будущее. Разработчики данных технологий изобрели новый вид аккумуляторов для электромобилей, это литий-ионные аккумуляторы. Сегодня такие аккумуляторные батареи очень компактны в сравнении с предшественниками, имеют совсем маленький вес, но при этом их емкость стала намного больше. Ранее использовались аккумуляторы с никель-металл гибридным составляющим, которые имели массу недостатков и ограничений.
Литий-ионные аккумуляторы позволяют разгонять автомобиль за меньшее время, протяженность поездки на батарее также увеличилась в несколько раз. Кроме того, работая в совмещенном режиме со вторым двигателем бензинового типа, экономия топлива стала значительно выше. Учитывая размеры таких батарей, они имеют недостаток — перегрев, который сложно проконтролировать.
Пока не придумана совершенная система охлаждения литий-ионных аккумуляторов, поэтому это приводит к их перегреву, нередко из-за этого происходят пожары. Тем не менее, такие батареи очень эффективны и работа по их усовершенствованию постоянно ведется, и они используются на многих новинках гибридного типа.
Литературы
1. Icarbio.ru – современный экономичный автомобиль http://icarbio.ru/articles/system-start-stop.html
2. Interfax.by – информационно-справочный портал Беларуси http://www.interfax.by/article/65690
3. Sibmehanik.ru – блог сибирского автомеханика http://sibmehanik.ru/energosberegayushhie-shiny-snizyat-rasxod-topliva/
4. Systemsauto.ru – системы современного автомобиля http://systemsauto.ru/wheel/electro_steering_gear.html
5. Systemsauto.ru – системы современного автомобиля http://systemsauto.ru/box/robot.html
6. XT-cars.ru – портал любителей гоночных автомобилей http://xt-cars.ru/umenshenie-treniya.html
