Ухудшает ли ускорение расход топлива?

Результаты из реальной жизни

У меня Nissan Armada 2005 года выпуска с системой впуска CAI, кастомным выхлопом и тюнингом. Моя жена водит его как старушка — разгон плавный и медленный, при торможении она экономит около 12–14 миль на галлон в среднем.

Я вожу этого зверя так, будто украл его, куда бы я ни направлялся. Хотя я всё равно предугадываю торможение и снижение скорости, в среднем я расходую 14,8–15 миль на галлон. Я расходую на 1–3 мили на галлон меньше, чем она, и объясняю это тем, что разгоняюсь до крейсерской скорости как можно быстрее, а затем дольше, чем она, удерживаю эту скорость.

Когда вы смотрите на индикатор расхода топлива, не имеет значения, насколько сильно вы ускоряетесь, — расход топлива будет низким, пока вы не достигнете крейсерской скорости. Чем дольше вы едете с низким расходом топлива, тем больше бензина вы расходуете. Индикатор расхода топлива не врёт, как и реальные результаты.

Заправьте 3 полных бака и двигайтесь с крейсерской скоростью, как будто у вас есть напарник. Посмотрите, какой вариант лучше подходит для вашего автомобиля! У меня тоже Toyota Yaris, на которой я каждый день проезжаю 180 км до работы и обратно. При ускорении, как будто у меня есть напарник, а затем при движении с крейсерской скоростью расход топлива в среднем на 6 баках был на 1,3 мили на галлон меньше, чем при медленном ускорении.

Для того чтобы разогнать определённое количество массы до определённой скорости, требуется определённое количество энергии. Таким образом, исходя из этих факторов, можно предположить, что скорость разгона указанной массы не имеет большого значения.

Но в реальном мире всё устроено иначе. Проблема в том, что двигатели внутреннего сгорания и многие другие устройства, с которыми они связаны, поразительно неэффективны. В них присутствует значительное трение. Чтобы быстро разогнать автомобиль, двигатель должен работать быстрее. Чем быстрее должен двигаться поршень, тем большей нагрузке подвергаются подшипники. Работа, необходимая для втягивания воздуха в цилиндры и выпуска его через клапаны, на высоких оборотах значительно возрастает, причём экспоненциально. И этот список можно продолжать.

Кроме того, двигателю вашего автомобиля приходится тратить ещё больше энергии на высоких оборотах, чтобы вращать генератор, водяной насос, насос гидроусилителя руля и т. д.

Если сложить все эти факторы, становится понятно, почему ваш двигатель более эффективен на низких оборотах.

Как вы и сказали, суть проблемы заключается в том, чтобы извлечь максимум энергии из единицы топлива. Это можно считать общей топливной эффективностью.

Для разгона автомобиля с места до 60 миль в час или 100 км/ч потребуется фиксированное количество энергии, зависящее от веса автомобиля (без учёта сопротивления ветра, трения и качения).

Поэтому вам нужно использовать двигатель наиболее эффективным образом, чтобы выработать такое количество энергии. Например, вы можете просто нажать на педаль газа до упора и быстро выработать необходимое количество энергии, но вы не сможете узнать, будет ли такой способ более эффективным, чем выработка энергии в течение более длительного периода времени.

Чтобы это понять, вам нужно знать свой двигатель. В частности, вам нужно знать удельный тормозной расход топлива (УТРТ). УТРТ показывает, сколько энергии вырабатывает двигатель на единицу топлива (обычно на один грамм топлива). УТРТ вашего двигателя будет разным при разных оборотах и значениях крутящего момента. Вам нужно настроить двигатель так, чтобы он работал с наименьшим УТРТ (наименьшим расходом топлива на единицу вырабатываемой энергии). Итак, если вы посмотрите на диаграмму BSFC, на которую я дал ссылку, то увидите, что для этого двигателя минимальное значение BSFC составляет 206 при частоте вращения около 2100–2200 об/мин, близкой к пиковому крутящему моменту. Это означает, что двигатель наиболее эффективен в этом рабочем диапазоне.

Как правило, двигатели работают наиболее эффективно при максимальном крутящем моменте, полностью открытой дроссельной заслонке и минимально возможных оборотах. Этот диапазон будет разным для каждого двигателя и транспортного средства, потому что все двигатели разные, а у каждого транспортного средства свои паразитные нагрузки. Возможно, вы сможете рассчитать этот диапазон для своего транспортного средства, если заставите его работать на динамометрическом стенде, чтобы измерить мощность, а затем будете отслеживать расход топлива и делить значения на кривой, чтобы определить, при каких условиях двигатель работает наиболее эффективно.

Теперь, когда вы знаете, при каких условиях эксплуатации ваш автомобиль наиболее эффективен, вам будет сложнее поддерживать эти условия во время ускорения. Это становится сложнее при наличии коробки передач, поскольку при ускорении автомобиля обороты двигателя должны увеличиваться.

При использовании механической коробки передач я бы поступил следующим образом: при полностью открытой дроссельной заслонке на 1500–2500 оборотах в минуту переключал бы передачи на 2500 оборотах в минуту для каждой передачи. Я уверен, что можно рассчитать точные точки переключения для достижения максимальной эффективности, но я не готов тратить на это столько сил.

С автоматической коробкой передач это очень сложно, потому что, если вы попытаетесь разогнать двигатель на полностью открытой дроссельной заслонке, автоматическая коробка передач перенесёт точку переключения на более высокие обороты, что приведёт к очень низкому коэффициенту полезного действия и, как следствие, к снижению эффективности. С автоматической коробкой передач вам придётся разгоняться гораздо медленнее, чтобы коробка передач переключалась в нужных точках и поддерживала обороты двигателя на уровне, при котором он может работать с максимальной эффективностью. Возможно, этого можно добиться, нажимая на педаль акселератора наполовину, но вам придётся действовать на ощупь.

В заключение я бы сказал, что лучший способ ускориться — это ускориться как можно быстрее на самых низких оборотах.

Надеюсь, это объяснение вам хоть немного помогло.

Удельный расход топлива при торможении Wiki

Ухудшает ли ускорение расход топлива?

ДА.

Очевидно, что при более интенсивном ускорении в двигатель закачивается
больше топлива, но вы быстрее достигнете оптимальной крейсерской скорости
при которой расход топлива намного меньше. Так стоит ли игра свеч
или нет?

Нет.

Это легко измерить с помощью порта OBD II. Например, мой Accessport мгновенно выдает данные о мгновенном расходе топлива. Комбинация автоматического ключа и смартфона позволяет получать такую же подробную информацию (хотя и без возможности перепрограммирования ЭБУ). Как говорится в их рекламном туре: «Быстрое ускорение. Резкое нажатие на педаль газа снижает топливную экономичность и приводит к напрасной трате денег». С помощью такого устройства вы сможете точно измерить, сколько денег вы теряете из-за резкого старта.

Для ускорения требуется больше энергии, чем для движения с постоянной скоростью, поэтому требуется больше топлива. Для быстрого ускорения требуется больше энергии, чем для медленного. Существует сверхлинейная зависимость между скоростью ускорения и расходом топлива (при более высоких скоростях ускорения расходуется больше топлива на метр/секунду^2).

Если вам нужна наглядная демонстрация того, как черепашье ускорение может сэкономить топливо, я отсылаю вас к демонстрации Джереми Кларксона в его эпическом путешествии из Лондона в Эдинбург и обратно на одном баке топлива в Audi с двойным турбонаддувом V8 (прокрутите вниз до 4-й серии 4-го сезона). Он подробно описывает, как избежать перерасхода топлива при ускорении. Самое главное — он не превышал 1200 оборотов в минуту.

Это измеримые величины. Нет никаких оснований для экономии топлива при трогании с места на светофоре.