Топливная экономичность автотранспортных средств и ее влияние на себестоимость перевозок и экологическую безопасность

Топливной экономичностью называют совокупность свойств, которые определяют расход топлива при выполнении АТС транспортной работы в различных условиях эксплуатации. Эти свойства весьма важны для оценки эффективности транспортного процесса, поскольку стоимость топлива составляет около четверти всех затрат, определяющих себестоимость перевозок.

Топливная экономичность АТС в значительной степени определяется расходом топлива двигателя, установленного на нем. Основным показателем топливной экономичности двигателя является удельный расход топлива.

Удельный расход топлива зависит от режима работы двигателя, характеризуемого частотой вращения его коленчатого вала и степенью использования мощности двигателя.

Часовой расход топлива, полученный на стенде, у дизелей приводится к нормальным условиям, характеризуемым теми же значениями атмосферного давления, температуры и влажности, что и скоростные характеристики.

У карбюраторных двигателей часовой расход к нормальным условиям не приводится.

В нашей стране и большинстве европейских стран является расход топлива на 100 км пробега (л/100 км):

Для каждого автотранспортного средства устанавливается государственная норма путевого расхода топлива. Эти нормы указываются в технических характеристиках на автотранспортные средства и в справочных материалах.

С целью оценки соответствия топливной экономичности автотранспортных средств устанавливаются следующие оценочные параметры и характеристики топливной экономичности:

- контрольный расход топлива (определяется при движении автотранспортного средства на высшей передаче по горизонтальной дороге с постоянной скоростью, установленной для каждого типа автотранспортных средств);

- расход топлива в магистральном цикле на дороге;

- расход топлива в городском цикле на дороге;

- расход топлива в городском цикле на стенде;

- топливная характеристика установившегося движения;

- топливно-скоростная характеристика на магистрально-холмистой дороге.

Эти параметры не имеют нормированных значений и используются при сравнительных оценках уровня топливной экономичности различных АТС-аналогов и косвенной оценки технического состояния. Стандарт дает подробное определение каждого параметра и методы испытаний АТС.

Основными конструктивными факторами, влияющими на топливную экономичность, являются тип и конструкция двигателя. Одним из основных путей уменьшения расхода топлива является дизелизация – замена бензиновых двигателей дизелями.

Преимущества двигателей заключаются в значительно более низких минимальных значениях удельных расходов топлива, в меньшей зависимости этих показателей от степени использования мощности двигателя. Кроме того, экологические параметры дизеля выше, чем у бензинового, что важно для снижения воздействия на окружающую среду.

Существенным фактором, сдерживающим применение дизелей, особенно на легковых автомобилях, являются большие масса, размеры и шум при работе.

Топливная экономичность АТС с бензиновыми двигателями существенно зависит от его степени сжатия. Повышение ее на две единицы позволяет снизить расход топлива на 15 %. Правда, при этом необходимо применение бензинов с высокими октановыми числами, что повышает его стоимость, увеличивает токсичность отработавших газов.

Улучшению топливной экономичности способствует применение систем электронного управления зажиганием, впрыска топлива и использования наддува как у дизелей, так и у бензиновых двигателей. Уменьшаются расходы топлива при применении двигателей с отключением части цилиндров на частичных нагрузках.

Расход топлива можно снизить путем правильного подбора передаточных чисел трансмиссии и увеличением числа ступеней, улучшением аэродинамических свойств АТС и энергетических характеристик шин.

В настоящее время большое внимание уделяется снижению расходов топлива за счет улучшения аэродинамических характеристик автомобилей.

Влияние технического состояния на расход топлива многообразно: техническое состояние систем питания и зажигания, тепловой режим двигателя, углы установки колес и давление воздуха в них, качество смазочных материалов и применяемого топлива. Кроме того, расход топлива существенно зависит от режимов движения АТС.

Из эксплуатационных факторов наибольшее влияние на топливную экономичность оказывают скорость движения и состояние дороги, степень использования вместимости, техническое состояние АТС.

Для экономии топлива могут быть рекомендованы следующие приемы вождения:

- оптимальная экономичная скорость движения – на горизонтальном участке дороги – на 25% ниже максимальной;

- средняя частота вращения коленчатого вала – на 30 – 40% ниже номинальной;

- на горизонтальном участке дороги необходимо использовать более высокие передачи, отдавая предпочтение прямой;

- во всех случаях необходимо обеспечить равномерное движение автомобиля без лишних разгонов и торможений и лишних переключений передач.

Взаимосвязь топливной экономичности с экологической безопасностью. В результате работы автомобильного двигателя в атмосферу выбрасываются вредные вещества, отрицательно влияющие на окружающую среду. На долю отработавших газов автотранспортных средств приходится свыше 50 % всех вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, а в городах стран с большим автомобильным парком автомобили являются основным источником загрязнения воздуха. За каждый километр пробега автомобиль выбрасывает в атмосферу около 100 г токсичных газов.

Практически все мероприятия, направленные на улучшение топливной экономичности, влияют как на количество выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, так и на их состав.

Вредными компонентами отработавших газов являются оксид углерода СО, углеводороды СН, окислы азота NO_x, твердые частицы (сажа), оксиды серы, соли свинца. В России установлены следующие нормы среднесуточных предельно допустимых концентраций в атмосфере (в г/м³): СО - 0,0010, СН - 0,0015, NO_x - 0,000085.

Количество токсичных веществ в отработавших газах в значительной степени зависит от технического состояния систем и агрегатов автомобиля, которые влияют на расход топлива. Своевременное техническое обслуживание этих систем и агрегатов может существенно замедлить повышение токсичности отработавших газов автомобилей, находящихся в эксплуатации.