Регистрация Войти
Вопрос

Зависит ли расход топлива от положения педали газа

На днях я задавался этим вопросом. Влияет ли на расход бензина в автомобиле только положение педали газа?



Например, если я уберу ногу с педали газа и буду двигаться накатом в течение 30 секунд, будет ли расход бензина таким же, как при простое в пробке в течение 30 секунд?
Или если я буду ехать по зоне с ограничением скорости с педалью газа, нажатой на 30 %, будет ли расход бензина таким же, как при движении по автомагистрали на высшей передаче с педалью газа, нажатой на 30 %?



Влияют ли на расход топлива подъёмы/спуски? Предположим, я еду в гору на высокой передаче с постоянной выжатой педалью газа. Автомобиль замедляется, но добирается до вершины, а затем едет как обычно. Повлиял ли подъём на расход топлива или он был постоянным, потому что педаль не двигалась?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/11832/is-petrol-usage-proportional-to-gas-pedal-position
1
+ Читать

32 Комментария

  1. В ответах не упоминается, что речь идёт о двигателе с впрыском топлива, что на сегодняшний день является безопасным предположением. Важный момент: дроссельная заслонка регулирует количество воздуха, поступающего в двигатель. Затем компьютер анализирует различные входные данные и определяет, сколько топлива нужно впрыснуть, используя датчик абсолютного давления в коллекторе (не помню, что это такое). Во времена карбюраторов всё было иначе: у меня был компьютер, который точно контролировал подачу топлива. Для Olds V 8 (5,6 л) с карбюратором Rochester 4 GC практически одинаковое количество топлива расходовалось на холостом ходу (500 об/мин) и при скорости около 64 км/ч (1500 об/мин). Излишне говорить, что общий расход топлива был невысоким.

  1. Я согласен со всеми ответами, опубликованными здесь, однако есть один аспект топливной эффективности, который не был затронут. На YouTube-канале «Инженерное объяснение» есть видео, посвящённое топливной эффективности обычных двигателей внутреннего сгорания. Автор объясняет, что нагрузка на двигатель и топливная эффективность также играют важную роль, то есть вам нужно поддерживать максимальную нагрузку на двигатель, выбирая самую высокую передачу, учитывая скорость движения, уклон, загруженность автомобиля, чтобы дроссельная заслонка была максимально открыта для поддержания желаемой скорости.



    Он объясняет это гораздо подробнее, так что вы можете посмотреть здесь: https://www.youtube.com/watch?v=iNspNdVkslA


  1. Расход бензина - это сумма многих факторов, которые в повседневной езде не имеют значения для водителя. Наибольшие показатели расхода топлива достигаются при использовании максимально возможной передачи с минимальным усилием газа для поддержания скорости автомобиля или желаемого ускорения. Рассмотрим новый Jeep, оснащенный девятиступенчатой коробкой передач. В итоге получается, что на скорости 70 миль в час обороты двигателя составляют всего 1700, что означает "ВАУ!" для миль на галлон. При подъёме в гору расходуется больше топлива, так как автомобилю приходится выполнять работу, чтобы взобраться на холм. Двигаться накатом, чтобы сэкономить немного топлива, — это игра для дураков, лучше так не делать. С технической точки зрения, если автомобиль движется накатом, то он юридически выходит из-под полного контроля водителя.

  1. Здесь была ветка под названием Расход топлива и другие данные, связанные с расходом топлива, на основе базовых параметров OBD-II, в которой автор интересовался расходом топлива. Хотя на этот вопрос так и не было «ответа», была опубликована статья, которая проливает свет на ваш вопрос. Это PDF-файл под названием Оценка расхода топлива с использованием параметров автомобиля, авторами которого являются Мин Гу Ли, Ён Кук Пак, Кён Квон Чон и Джун Джэ Ю (извините, я должен указать авторов). Целью статьи была оценка расхода топлива с помощью системы OBD-II.


    Вы спросите, какое отношение это имеет к вашему вопросу? Два основных фактора, которые эти люди использовали для получения данных, — это число оборотов в минуту (частота вращения двигателя) и датчик положения дроссельной заслонки (TPS). В своей статье они приводят несколько наглядных графиков. На первом графике (рис. 8) показано соотношение расхода топлива и частоты вращения двигателя.


    Изображение из упомянутой выше статьи.


    Каждый синий «крестик» — это точка данных. Когда я впервые увидел этот график, я был озадачен тем, почему на нём так много точек, показывающих отсутствие (то есть ноль, зед, нил, нинада) расхода топлива в диапазоне ~1000–1500 об/мин. Затем я понял, что когда автомобиль движется накатом с выключенным двигателем, в какой-то момент расход топлива становится нулевым, потому что топливо не нужно для поддержания работы двигателя (то есть двигатель в какой-то степени тормозит, но не полностью). Это один из способов, который автопроизводители используют для снижения расхода топлива. Вот почему при торможении двигателем расходуется меньше топлива, чем при движении накатом в нейтральной передаче. В каждом автомобиле с электронным впрыском топлива (почти все новые автомобили на рынке сегодня оснащены той или иной системой электронного впрыска топлива) в компьютере хранится топливная карта. Модуль управления силовым агрегатом (PCM, также известный как модуль управления двигателем или ECM и т. д.) получает данные от нескольких различных датчиков, расположенных на двигателе. Эти датчики считывают такие параметры, как температура охлаждающей жидкости двигателя, температура воздуха на впуске, давление в коллекторе, количество воздуха, поступающего в двигатель, а также положение дроссельной заслонки, частоту вращения двигателя, скорость автомобиля и текущую передачу коробки передач (обратите внимание, что он считывает и другие данные, это лишь некоторые из основных параметров ... каждый производитель автомобилей может делать что-то своё). PCM принимает все эти входные данные, обрабатывает их с помощью алгоритмов и определяет точное время, в течение которого форсунка должна оставаться открытой.


    На следующем графике показана зависимость расхода топлива от положения дроссельной заслонки:


    Изображение из упомянутой выше статьи.


    Этот график показывает, что расход топлива очень линейно зависит от положения дроссельной заслонки. Чем сильнее вы нажимаете на педаль (и тем самым влияете на положение дроссельной заслонки), тем больше топлива вы расходуете.


    Учитывая эти факты, давайте попробуем ответить на ваши вопросы:



    Если я отпущу педаль газа и буду двигаться накатом в течение 30 секунд, будет ли расход топлива таким же, как при 30-секундной остановке в пробке?



    Для меня очевидно, что простой на холостом ходу приводит к наименьшей экономии топлива. Почему? Потому что вы не двигаетесь. Если одним из факторов, влияющих на экономию топлива, является пройденное расстояние, в данном случае «0» (ноль, зед, нада, нуль) ... вы потратили 30 секунд топлива на то, чтобы двигатель работал, но это ничего не дало, кроме пустой траты топлива. Движение на любом расстоянии в течение 30 секунд, независимо от скорости двигателя или транспортного средства, обеспечивает более экономичное расходование топлива, чем стояние на месте. Именно поэтому некоторые производители внедряют в свои автомобили системы, которые позволяют полностью останавливать двигатель во время стоянки на светофоре. Как только вы отпускаете тормоз и нажимаете на педаль газа, двигатель снова запускается, и вы едете дальше.



    Или если я еду по зоне с ограничением скорости, нажав на педаль газа на 30 %, будет ли расход топлива таким же, как при движении по автомагистрали на высшей передаче с нажатой на 30 % педалью газа?



    Вы упускаете из виду несколько важных факторов, один из которых — соотношение скорости автомобиля и частоты вращения двигателя. Помните, что по мере увеличения скорости (по крайней мере, при автоматической коробке передач) трансмиссия переключается на более высокую передачу, пока не перейдёт на высшую передачу или на передачу, соответствующую желаемой скорости автомобиля. Допустим, при скорости 48 км/ч двигатель работает на 2000 об/мин (эти цифры приведены здесь для наглядности и могут быть неточными). Ваш двигатель совершит в общей сложности 1000 оборотов, а ваш автомобиль проедет 1320 футов. Теперь при движении по шоссе (70 миль в час) с частотой вращения двигателя 2000 об/мин и 30-процентным открытием дроссельной заслонки ваш автомобиль проедет ~3080 футов. Вы должны понимать, что при увеличении скорости в игру вступают другие факторы. Во-первых, в коробке передач ограниченное количество передач. Как только вы переключитесь на высшую передачу, это будет всё, что у вас останется. В этот момент для увеличения скорости потребуется повысить обороты двигателя. Все транспортные средства по-разному сопротивляются ветру, поэтому по мере увеличения скорости начинает играть роль и воздух вокруг транспортного средства. Чем выше скорость, тем сильнее сопротивление ветра и тем сильнее нужно нажимать на педаль газа, чтобы поддерживать эту скорость (или ехать быстрее). Все это влияет на расход топлива. Существует точка убывающей отдачи, когда скорость автомобиля перестает влиять на расход топлива.


    ПРИМЕЧАНИЕ: Пожалуйста, помните, что при движении с заданной скоростью (например, 70 миль в час) положение дроссельной заслонки будет намного меньше 30 %. Для поддержания постоянной скорости не требуется много лошадиных сил. Дроссельная заслонка не должна быть полностью открыта, чтобы поддерживать заданную скорость. Положение дроссельной заслонки зависит от того, ускоряетесь вы или замедляетесь. Водитель управляет автомобилем непосредственно с помощью дроссельной заслонки.



    Влияют ли склоны/холмы на ситуацию?



    Совершенно верно. Как было показано выше на графиках, если вы едете под уклон и не хотите ускоряться, первое, что вы делаете, — убираете ногу с педали, что снижает положение дроссельной заслонки до 0%. Бортовой компьютер регистрирует это и через некоторое время уменьшает ширину импульса форсунки до нуля, позволяя инерции автомобиля поддерживать работу двигателя (через коробку передач). Как только вы немного откроете дроссельную заслонку, компьютер начнет подавать топливо обратно в двигатель. Имейте в виду, что это очень упрощённая версия того, что происходит на самом деле, и каждый производитель автомобилей делает это немного по-своему.


    С другой стороны, чтобы подняться в гору, нужно сильнее нажать на педаль газа при заданной скорости. Это связано с тем, что для поддержания заданной скорости на подъёме требуется больше энергии. Другими словами, двигателю потребуется больше воздуха и топлива, чтобы подняться в гору, поэтому дроссельная заслонка будет открыта сильнее, а компьютер увеличит ширину импульса форсунки, чтобы этого добиться.

  1. На расход топлива влияет множество факторов, и, пожалуй, самый важный из них — фактическое положение педали. Частота вращения двигателя оказывает НЕКОТОРОЕ влияние, но далеко не такое сильное, как положение педали... и во многом причина влияния частоты вращения двигателя заключается в том, что при разных оборотах двигателя момент зажигания будет разным (среди прочих второстепенных факторов), а момент зажигания также влияет на расход топлива.



    Движение накатом с переключенной на нейтраль передачей по расходу топлива в единицу времени полностью эквивалентно работе двигателя на холостом ходу. Движение накатом с включенной передачей менее эффективно, чем работа двигателя на холостом ходу, из-за торможения сжатием.



    Уклоны оказывают незначительное влияние, поскольку они изменяют частоту вращения двигателя (на подъёмах частота вращения двигателя снижается, а на спусках — повышается), но В ОБЩЕМ СЛУЧАЕ, если вы удерживаете педаль в одном и том же положении (или просто используете обычный ограничитель акселератора), расход топлива на спусках должен быть примерно таким же, как и на подъёмах. Кроме того, на подъёмах немного снижается давление топлива, и это изменение давления топлива оказывает незначительное влияние. Перераспределение веса на передние или задние колёса может даже повлиять на сопротивление качению шин, что скажется на топливной эффективности.



    Если мы изучим ВСЕ детали, то обнаружим бесчисленное множество факторов влияния, большинство из которых незначительны или вовсе незаметны.
  1. MAP = абсолютное давление в коллекторе, отсюда и название датчика MAP.
  1. Спасибо за добрые слова, я интересуюсь двигателями с четырёхлетнего возраста. Может быть, может быть, когда-нибудь... :-)
  1. Отличный ответ, и не беспокойтесь о том, что я еду накатом, чтобы сэкономить бензин. Я спрашиваю об этом не для того, чтобы сэкономить несколько капель этого вещества. Мне просто любопытно, что происходит в двигателе.
  1. Ты пробудил во мне любопытство, Полстер, поэтому я скачал PDF-файл и изучил графики (рисунки 6a/b/c и 7). Если вы посмотрите на них, то заметите, что 24 нуля на рисунке 7 не очень хорошо соотносятся с несколькими (всего их восемь) замедлениями, а на графиках гораздо больше (и они шире) отклонений, которые можно объяснить 800-секундным путешествием, описанным в тексте, или скоростью, указанной на рисунке 6a.
  1. @TDHofstetter ... вам нужно спросить у разработчиков. Я уверен, что некоторые из тех, кто занимается настройкой PCM для высокопроизводительных приложений, могли бы рассказать вам, как PCM настроен на заводе, но я действительно не знаю. Как я уже сказал, я не разрабатывал его, я просто рассказываю о том, как он работает.
  1. При спуске по склону X и за время Y, какое расстояние проедет автомобиль N, двигаясь накатом? Какое расстояние он проедет, тормозя двигателем? При движении накатом он проедет гораздо дальше (и быстрее), и в обоих случаях двигатель работает... хотя и минимально в обоих случаях. При работе двигателя расходуется достаточно топлива, чтобы поддерживать его работу и поддерживать каталитический нейтрализатор в «горячей зоне».
  1. @TDHofstetter ... вам также следует помнить, что зона 1000–1500 об/мин при 0 % сигнала датчика положения дроссельной заслонки довольно узкая. Как только двигатель выходит за пределы этих зон, подача топлива возобновляется. При обычной езде двигатель находится в этих зонах очень недолго. Однако неверно утверждать, что нейтральная передача при работающем на холостом ходу двигателе обеспечивает более экономичный расход топлива, чем торможение двигателем, потому что это просто не работает таким образом. Раньше я думал точно так же, но оказался неправ. Составление карты расхода топлива — непростая задача. Из-за большого количества факторов очень сложно получить полную картину.
  1. Я бы тоже подумал, что... если бы форсунки вообще не получали топливо во время торможения двигателем, каталитический нейтрализатор «исчерпал бы себя» и «вышел из строя», что потребовало бы повторного запуска двигателя. Я думаю, что эти нули объясняются чем-то другим... но, не прочитав документ, я не буду гадать, в чём причина.
  1. @TDHofstetter ... нет. PCM автоматически подстраивается под это. Я не разрабатываю то, как это работает, я просто сообщаю то, что знаю.
  1. То есть... вы хотите сказать, что двигатель с компрессионным торможением фактически «не работает»? То есть, если его внезапно перевести в нейтральное положение, он мгновенно заглохнет?
  1. @TDHofstetter — я склонен с вами согласиться. Автоматические коробки передач — это, похоже, дорогостоящая бомба замедленного действия! Но они дешевле и легче обычных автоматических коробок передач (просто не такие дешёвые и лёгкие, как обычные механические). Но у меня в качестве повседневного автомобиля MX5, а он довольно простой.
  1. @Kickstart... конечно, стоит задаться вопросом, действительно ли (если только речь не идёт о «высокотехнологичном» соревновании с высокими ставками) разница в 1,2 мкс в переключении действительно чего-то стоит, особенно учитывая, что для этого требуется значительно усложнить конструкцию и использовать гораздо больше электроэнергии/топлива. Ещё один пример современного безумия. 8)
  1. Хороший ответ. Я никогда не водил машину с автоматической коробкой передач, поэтому мой вопрос о положении педали акселератора был чисто теоретическим, исходя из того, что я не переключаю передачи. Я не слишком беспокоюсь об экономии топлива, мне просто интересно, что происходит у меня под ногами. Мне просто было интересно, действительно ли педаль акселератора просто нажимает на топливный шланг и является единственным фактором, влияющим на количество сжигаемого топлива.
  1. @TDHofstetter, в старых автоматических коробках передач мне не хватало прямой связи между двигателем и дорогой, и мне нравится управлять автомобилем с механической коробкой передач. Автоматические коробки передач были привлекательны, и хотя они, без сомнения, могут переключать передачи гораздо быстрее, чем я, мне было неприятно сидеть и ничего не делать в ожидании переключения. По крайней мере, с обычной механической коробкой передач я хоть что-то делаю.
  1. @Kickstart... мы с тобой. За все эти годы у меня было всего несколько автоматических коробок передач, и мне кажется позорным, что они так стремительно исчезают из США. Меня тоже не особо впечатляют «автоматические» коробки передач или коробки с переключением вслепую. Общество стремительно движется в мир Уолл-стрит...!
  1. @TDHofstetter — я стараюсь избегать автоматических коробок передач (предпочитаю механику), но во многих современных европейских моделях используются автоматизированные механические коробки передач, в которых ЭБУ управляет сцеплением (или сцеплениями в некоторых моделях) без использования гидротрансформатора.
  1. @Kickstart... гидротрансформатор. Вот что блокируется. Он содержит механическую муфту с гидравлическим приводом. Но... для этой муфты требуется гидравлическое давление, которое подается от переднего насоса, и когда обороты двигателя падают (например, при движении под уклон), давление в переднем насосе пропадает и муфта разъединяется. Вот почему на глупых автомобилях с автоматической коробкой передач и тахометрами четко видно, что при движении под уклон обороты двигателя падают до холостых. Этого не может произойти, если муфта гидротрансформатора все еще включена.
  1. @TDHofstetter — большинство современных автоматических коробок передач блокируют трансмиссию при достижении определенных оборотов, поэтому она перезапускается. А единственная автоматическая коробка передач, к которой у меня есть доступ, — это старый автомобиль, в котором расход топлива был далеко не главным приоритетом при разработке!
  1. @Kickstart... Если хотите, проведите для меня быстрый тест на автомобиле с автоматической коробкой передач. Выберите длинный спуск, желательно довольно крутой. Двигаясь по этому спуску, уберите ногу с педали газа и выключите зажигание (недостаточно просто заблокировать руль). Через несколько секунд снова включите зажигание (но НЕ запускайте двигатель). Во время эксперимента
  1. @Kickstart ... второй вопрос: учитывая, что у большинства автомобилей с автоматической коробкой передач нет заднего насоса, как двигатель продолжает вращаться во время длительного замедления, если в него не поступает топливо? Без заднего насоса трансмиссия не может вращать двигатель.
  1. @tdHofstetter — да, я именно это и имею в виду, и катализатор немного остынет. Обратите внимание, что во многих современных автомобилях есть функция отключения двигателя при остановке, поэтому катализаторы остывают, а в большинстве автомобилей основные катализаторы находятся в зоне выпускного коллектора, где они быстро нагреваются.
  1. Практически любой двигатель с впрыском топлива будет сокращать подачу топлива при движении накатом с закрытой дроссельной заслонкой, если обороты превышают определённый уровень (например, ~обороты холостого хода). Это не столько работа на обедненной смеси, сколько вообще отсутствие работы.
  1. @Kickstart... Если в двигатель не поступает топливо, вы не должны были почувствовать никакой разницы при включении/выключении зажигания... а когда вы нажмёте на педаль газа, вы должны будете обнаружить, что двигатель «по-прежнему» (снова) работает нормально, несмотря на то, что вы его не запускали. Однако если топливо поступает в двигатель во время замедления с отпущенной педалью, то при выключении зажигания двигатель остановится, а при повторном включении зажигания он НЕ запустится, поэтому вам придётся запустить его самостоятельно, прежде чем вы сможете продолжить движение.
  1. @Kickstart ... то есть вы хотите сказать, что при очень длительном спуске выхлопная система (включая каталитический нейтрализатор) будет охлаждаться... а это значит, что температура нейтрализатора будет ниже каталитической, когда спуск закончится, что приведёт к неконтролируемым выбросам, пока он снова не нагреется? Двигатель с впрыском топлива должен потреблять достаточно топлива, чтобы температура нейтрализатора оставалась в пределах каталитического диапазона. Конгресс никогда бы не стал рассматривать другие варианты.
  1. Вы, вероятно (почти наверняка), правы насчёт давления топлива в инжекторных автомобилях с регулятором давления на рампе. Что касается торможения двигателем... Компьютер НЕ позволит двигателю работать с переобедненной смесью (из-за проблем с выбросами и температурой), а двигатель с компрессионным торможением всасывает больше воздуха, чем двигатель на холостом ходу, и автомобиль с компрессионным торможением теряет скорость гораздо быстрее, чем автомобиль с инерционным торможением. Следовательно, автомобиль с компрессионным торможением будет расходовать больше топлива на единицу расстояния, чем автомобиль с инерционным торможением, независимо от системы подачи топлива — карбюраторной или инжекторной.
  1. Вам действительно стоит изучить, как торможение двигателем влияет на расход топлива. Я полагаю, что ваши рассуждения касаются карбюраторных двигателей, а не новых инжекторных. Я бы также хотел увидеть ссылки на то, как движение в гору или под гору влияет на давление топлива.
  1. Отличный ответ, именно такое объяснение мне было нужно, спасибо!
Вы уже ответили на этот вопрос