Регистрация Войти
Вопрос

Увеличивает ли расход топлива резкое нажатие на педаль газа при движении на низкой скорости?

Я заметил, что при движении в гору на автомобиле с механической коробкой передач у меня есть два варианта:




  1. Переключитесь на пониженную и сильнее нажмите на газ

  2. Не переключайте передачу и сильнее нажмите на газ



Я не измерял, но обычно на высшей передаче я выжимаю газ до упора, а на низшей мне не нужно так сильно газовать.



Трачу ли я бензин впустую, если остаюсь на высокой передаче, или двигатель просто не способен потреблять столько топлива, поэтому я просто создаю запас бензина, но двигатель его не всасывает?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/37628/does-flooring-the-throttle-while-traveling-at-lower-speeds-increase-fuel-consump
2
+ Читать

19 Комментариев

  1. Переключая передачу на пониженную, вы просто увеличиваете крутящий момент, чтобы иметь возможность ускоряться на подъёме. Если вы не хотите ускоряться на подъёме, вы можете уменьшить подачу топлива и продолжать движение. Это приведёт вас к ситуации, когда вы едете в гору с постоянной скоростью (с постоянным сопротивлением).



    Если обобщить ситуацию с дурацким двигателем 70-летней давности, то получится следующее: чем выше обороты, тем больше мощности двигателя теряется из-за внутреннего трения, повышенной активности масляного насоса и других устройств, напрямую связанных с оборотами двигателя ремнём.



    Но если у вас слишком низкие обороты, двигателю придётся сжигать всё топливо, которое вы подаёте с помощью педали. Это может быть слишком много. Давление на уплотнения возрастает, и масло сильно нагревается в местах трения. Это плохо.



    Кроме того, вы теряете мощность из-за сопротивления... поскольку детали двигателя быстро набирают обороты при запуске, но затем внезапно замедляются из-за выбранной вами высокой передачи и подъёма.



    Общее Руководство



    Если ваш двигатель издает визжащий звук, это означает, что он работает с трением и расходует топливо. Если ваш маленький 1,3-литровый двигатель рычит и булькает, как огромный 3-литровый Ford Mustang, значит, вы прямо сейчас разрушаете уплотнения головки блока цилиндров.



    Теперь о современных двигателях: в настоящее время большинство автомобилей оснащены двигателями с адаптивным впрыском топлива. Эта технология не получила широкого распространения, так как большинство людей не обращают внимания на технические характеристики при покупке автомобиля. Большинство этих технологий активно тестируются в автоспорте, например в «Формуле-1», но в основном в ралли, таких как «Париж — Дакар».



    Дело в том, что цилиндры современных двигателей не плоские сверху. Они изогнуты под разными углами в разных местах. Есть несколько форсунок, которые направлены на эти изогнутые поверхности. Когда струя топлива сталкивается с этими поверхностями, она распределяется по-разному, что определяет, будет ли она плотной (и быстро сгорит) или рассеянной и будет гореть медленно.



    (Есть даже зоны, в которых топливо сгорает быстро или поздно в сочетании с плотным или рассеянным горением. В современном автомобиле на каждый цилиндр приходится более трёх форсунок, которые можно комбинировать для достижения различных свойств «сгорания топлива» в каждом цикле. Программное обеспечение выполняет расчёты несколько тысяч раз в секунду.)



    Программное обеспечение двигателя определяет, как сжигать топливо. В качестве входных данных программное обеспечение двигателя использует информацию о положении педали газа.




    • Как далеко вы продвинулись? (Хотите ещё топлива?)

    • Как быстро вы ускорились? (Хотите быстро разогнаться?)

    • В вашем автомобиле активирован «экорежим»?

    • Вы отпустили после быстрого нажатия? (ускорение не требуется.)



    Современные двигатели (выпущенные за последние 5–10 лет) регулируют усилие, прилагаемое к педали, в зависимости от встроенного программного обеспечения (да, двигатели теперь тоже являются IT-устройствами).



    Краткие сведения



    При слишком высоких оборотах двигателя его прошивка не может справиться с внутренним трением. Вы тратите топливо впустую, если программное обеспечение не обеспечивает быстрое управление.



    При слишком низких оборотах двигателя все нагрузки ложатся на сальники. Но прошивка двигателя пытается поддерживать обороты.



    Если система недостаточно умна, чтобы отключить вас и уменьшить подачу топлива программно, вы будете активно разрушать свой двигатель каждый раз, когда он будет издавать булькающие звуки на пониженной передаче.
    (Например, DodgeViper по-прежнему позволяет полностью вывести двигатель из строя вручную за 10 минут. Я видел, как за это время у людей лопались уплотнения цилиндров Viper.)



    Двигатели не рассчитаны на работу при очень низких оборотах (менее 2000) в течение нескольких минут во время подъёма. Они рассчитаны на 2000–5000 оборотов в минуту, так как от количества оборотов напрямую зависит сброс давления в минуту через клапаны.



    Просто поддерживайте приятный рокот (2200–3600 об/мин) и поднимайтесь на холм, не (!) ускоряясь. Остальное сделает программное обеспечение, разработанное людьми, за которыми стоит целая армия инженеров, если у вас автомобиль 2007 года выпуска или новее.

  1. Это было проще объяснить во времена карбюраторов. Когда газ всасывался. Чем выше были обороты, тем сильнее было всасывание. Чем больше была дроссельная заслонка, тем шире открывался клапан подачи газа. Таким образом, даже на низких оборотах, когда вы выжимаете газ в пол, подается больше газа. На более высоких оборотах подается еще больше газа из-за более сильного всасывания. Система впрыска топлива работает так же: обороты являются частью уравнения, определяющего, сколько газа нужно подать. Таким образом, на двух разных передачах фактический расход топлива будет примерно одинаковым.

  1. Не торопитесь, я сначала развею один миф, а потом отвечу на ваш вопрос. Вы увидите, что они связаны.



    Увеличенная подача топлива не означает увеличение числа оборотов в минуту. Увеличенная подача топлива означает лишь то, что в камеру сгорания поступает больше топлива. Это приведет к ускорению работы двигателя, но если он работает под возрастающей нагрузкой (увеличивающийся уклон) на постоянной передаче, то двигатель не обязательно будет ускоряться. Однако он будет расходовать больше топлива.



    Тем не менее, когда вы переключаетесь на пониженную передачу, двигатель совершает больше оборотов в минуту. Теперь в камеру сгорания поступает меньше топлива, но оно поступает гораздо чаще.



    Всё это означает, что при работе под нагрузкой двигатель должен находиться в точке баланса между подачей тонн топлива в камеру сгорания при очень низких оборотах и подачей тонн топлива в камеру сгорания при очень высоких оборотах.



    Для большинства автомобилей этот показатель находится в диапазоне от 1500 до 3000 оборотов в минуту. Другими словами, топливная экономичность зависит не только от того, на какой передаче вы едете, но и от того, насколько вы близки к оптимальным оборотам двигателя.



    Исключение составляют случаи, когда вы не едете под нагрузкой (не ускоряетесь, не поднимаетесь в гору). Когда вы едете по ровной поверхности или спускаетесь с горы, вам нужно поддерживать минимально возможные обороты.

  1. В моей Volvo V70 (2006 года выпуска) есть цифровой индикатор расхода топлива на приборной панели. По дороге на работу мне часто приходится подниматься в гору, так что у меня была возможность опробовать разные методы. Это автомобиль с механической коробкой передач.



    Судя по показаниям автомобиля, расход топлива практически не меняется, независимо от того, переключаюсь ли я с пятой на четвёртую передачу и немного отпускаю педаль газа (при скорости 70–80 км/ч; ограничение скорости — 80 км/ч) или остаюсь на пятой передаче и полностью нажимаю на педаль. Оба способа позволяют мне развивать примерно одинаковую скорость на вершине подъема и расходуют топливо со скоростью примерно 15–18 л/100 км во время подъема (по сравнению с примерно 6–9 л/100 км во время движения по ровной дороге на полной мощности, в зависимости от особенностей).



    Большая разница в том, что если что-то случится и я перейду на четвертую передачу, у меня будет намного больше запаса для ускорения - вероятно, я смог бы разогнать машину хотя бы до 100 км / ч, не вспотев при подъеме в гору, если бы пришлось. (Нет, я не буду этого делать, если только в этом не будет крайней необходимости.) Если я еду на пятой передаче и выжимаю педаль до упора, чтобы поддерживать скорость, то такого запаса нет, и в итоге мне приходится переключаться на пониженную передачу при движении в гору. При этом я теряю значительную часть скорости (примерно 10 км/ч) за то короткое время, которое требуется для переключения.
  1. Кроме того, я бы не советовал указывать конкретные диапазоны оборотов. Конкретные значения будут сильно зависеть от двигателя. Мой собственный Renault в сравнении с Volvo наглядно продемонстрировал это: Renault работал на холостом ходу при значительно более высоких оборотах (хотя точные цифры я забыл).
  1. «да, двигатели теперь тоже являются ИТ-устройствами» Современный автомобиль — это компьютерная сеть, оснащённая колёсами и дворниками.
  1. Важно помнить, что ватт — это ватт, ватт — это ватт, ватт — это ватт. Точка. Никаких ожиданий. Никогда. Любой, кто говорит иначе, скорее всего, не разбирается в модных словечках, которые использует. Если у вас есть [X] фунтов/кг массы и вы хотите поднять её на [X],000 футов/м, вам понадобится [X] ватт энергии. Насколько далеко от этого минимального значения находится расход топлива, зависит от эффективности вашего вождения/двигателя. С помощью OBDII можно подключить адаптер и отслеживать показания соответствующих датчиков ЭБУ в режиме реального времени, если кто-то хочет максимально повысить эффективность движения в гору. Хотел добавить это в дополнение к другим замечательным ответам, которые уже были здесь
  1. А что, если посмотреть на это с точки зрения использования форсунок? Когда форсунки будут распылять топливо чаще всего?
  1. Главным исключением является электродвигатель — частота вращения практически не влияет на топливную экономичность или крутящий момент. Паровые двигатели, конечно, тоже сильно отличаются, но в современных автомобилях они встречаются довольно редко :D
  1. @PaŭloEbermann: «Как дроссельная заслонка обеспечивает подачу одинакового количества топлива в двигатель при разных настройках?» — Ну, во-первых, дроссельной заслонки не существует. Дроссельная заслонка автомобиля не регулирует подачу газа в двигатель, она регулирует подачу воздуха в двигатель, приводя в действие дроссельную заслонку в карбюраторе. Это можно увидеть, сняв воздушный фильтр и вручную приведя в действие трос дроссельной заслонки. Увеличенный поток воздуха приводит к тому, что в двигатель всасывается больше газа, но дроссельная заслонка не регулирует поток газа напрямую.
  1. @PaŭloEbermann: на пятой передаче в двигатель поступает меньше топливно-воздушной смеси, потому что цилиндры движутся медленнее.
  1. +1 за эмпирические данные, но я согласен с njzk2 в том, что последний абзац не очень актуален, потому что даже самые лучшие современные двигатели внутреннего сгорания далеки от совершенства с точки зрения эффективности и особенно сильно теряют в эффективности при изменении крутящего момента и частоты вращения.
  1. Как дроссельная заслонка обеспечивает подачу одинакового количества топлива в двигатель при разных настройках?
  1. Что касается вашего последнего абзаца: доступная мощность, крутящий момент и топливная эффективность не одинаковы во всех режимах.
  1. Или, другими словами (упрощённо): каждый оборот двигателя приводит к потере энергии. Более высокая передача = меньше оборотов на км = меньше энергии тратится на км.
  1. Сколько лет автомобилю? Для автомобиля с тросовым приводом дроссельной заслонки ответ будет отличаться от ответа для более современного автомобиля с электронным приводом дроссельной заслонки. В последнем случае педаль газа больше похожа на рычаг управления крутящим моментом, и ЭБУ определяет оптимальное открытие дроссельной заслонки для выполнения этого запроса.
  1. Вам нужно знать, каков объёмный КПД (VE) при двух оборотах в минуту. Произведение VE и оборотов в минуту является косвенным показателем расхода. Как правило, VE увеличивается с ростом оборотов в минуту, поэтому однозначного ответа нет, однако для определённых режимов работы можно сделать обоснованное предположение. VE показывает, сколько смеси фактически попадает в цилиндр по сравнению с его объёмом.
  1. @JimmyB не совсем так, при более полном открытии дроссельной заслонки потери на насосных циклах меньше, но на такте сжатия требуется больше энергии. А для поддержания стехиометрического соотношения требуется больше топлива, поэтому в реальных условиях при прочих равных условиях более низкие обороты обеспечивают более высокую эффективность. Фактическая точка оптимальной эффективности — это пиковый крутящий момент двигателя, обычно составляющий около 50 % от красной зоны.
  1. В разумных пределах: чем ниже обороты, тем меньше расход топлива. «Езда на полугазу» может быть не самым эффективным решением, но следует стремиться к тому, чтобы дроссельная заслонка была открыта на 80 %. В идеале нужно всегда ездить с полностью открытой дроссельной заслонкой (например, на 80 % выше) и менять скорость только с помощью переключения передач. На самом деле это невозможно, но при одинаковой скорости 80 % газа на более высокой передаче в большинстве случаев эффективнее, чем, например, 30 % на более низкой передаче.
Вы уже ответили на этот вопрос