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.