Влияние плавности хода автомобиля на величину продуктов горения топлива

Влияние плавности хода автомобиля на величину продуктов горения топлива

В статье поднимается вопрос о влиянии объемов продуктов потребления топлива и условий плавности движения. Представлена корреляция между плавностью хода и средней скоростью транспортного средства, чем выше средняя скорость автомобиля, тем меньше топлива он потребляет. В статье приводятся приблизительные данные относительно стандартных объемов выхлопных газов и, в частности, количества двуокиси углерода, образующегося при сгорании.

Авторы публикации

Рубрика

Технические науки

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 43 (45), декабрь ‘21

Поделиться

Введение

Количество автомобилей за последние 20 лет возрастало интенсивнее, чем в 20 веке, чему способствовал технологический прогресс и спрос. По оценкам Navigant Research ежегодный прирост составит около 126,9 млн единиц. Так на сегодняшний день общее количество зарегистрированных автомобилей достигло величины приблизительно 1,2 млрд штук и около 95 процентов от этого числа – легковые автомобили.

По оценкам аналитического агентства «Автостат» по состоянию на 1 января 2019 года парк автомобильной техники на территории Российской Федерации составил 51,8 млн единиц при этом 84 процента от общего числа составляют легковой транспорт.

В РФ, наряду с Канадой и США, учитывая протяжённость дорог в стране, которая составляет – 982000 км по состоянию на 2009 год, автомобильный транспорт, как минимум, очень востребован и присутствует в каждой семье. Принимая во внимание, что самые экономичные автомобили расходуют около 5л на 100 км, внедорожники около 12 л и сельскохозяйственного транспорт с грузовиками могут потреблять до 25 л на 100 км. На основе этих данных усредненный расход среднестатистического автомобиля можно принять как
8-10 литров на 100 км, поскольку доля сельскохозяйственного транспорта и грузовиков по отношению к легковому транспорту существенно ниже. В этом ключе, учитывая несовершенность дорожного покрытия при такой общей протяженности, важно определять необходимые и ключевые для транспорта свойства. Например, эксплуатационные свойства и плавность хода автомобиля.

Наряду с возросшим количеством выбросов углекислого газа в атмосферу принимаются попытки найти решения по ликвидации последствий этих выбросов. Самое главное, что автомобиль в среднем влияет на данные выбросы довольно существенно. Так, например, в 2009 году легковой автомобиль в среднем расходовал 15 л каждый день и при сжигании топлива получалось 9 кг углекислого газа. Т.е. в РФ при числе автомобилей в 43,5 млн. общее количество каждодневных выбросов углекислого газа составляло 391 500 тонн. Если говорить о мировых масштабах, то общее количество составит 10,26 млрд. тонн диоксида углерода.

Влияния факторов на расход автомобиля

Причины, из-за которых повышается расход топлива автомобилей несколько, среди них можно выделить основные:

– Простой в пробках (особенно в холодный период) с включённой печкой;

– Некачественное топливо;

– Дефекты двигателя и выхлопной системы.

Метода решения для каждого из этих способов присутствуют, но в тоже время не все равнозначно легко реализовать. Например, для того, чтобы исключить простой автомобиля в пробках, необходимо перестраивать схему движения транспорта в городах, вводить ограничение на транспорт и т.д, и в реализации данных подходов требуется не только время, но и большие ресурсы.

В настоящее время внедряются новые стандарты для топлив, создаваемые для целей снижения выбросов (контроля установленного значения) в атмосферу. К таким стандартам, например, можно отнести топливо марки Евро-5 или Евро-4, где устанавливаются допустимые величины выбросов, которые топливо должно не превышать при сгорании, чтобы соответствовать данному стандарту.

Для устранения дефектов двигателя и выхлопной системы производятся регулярные осмотры на предмет поломок узлов автомобиля. В некоторых странах даже введены штрафы за превышения выхлопов транспортного средства, если оно не соответствует стандартам. Для снижения продуктов горения предусмотрена установка дополнительного оборудования, такого как – катализатор, который улавливает часть газов, тем самым, выполняя функцию фильтра

 

Влияние плавности хода на снижение расхода топлива

Однако, роль плавности хода в данном перечне отсутствует, хотя нам известно, что этот параметр влияет и на комфорт, и на безопасность, и на среднюю скорость автомобиля. Поскольку автомобиль, как и любой объект инерционной системы обладает способностью сохранять свою скорость под действием приложенных к нему сил, то повышение средней скорости ведет к уменьшению расхода при наезде на дефект дорожного полотна. Это происходит из-за того, что автомобиль при наезде на неровность тратит часть своей энергии на преодолении колебаний и в тоже время, водитель сбрасывает скорость автомобиля для уменьшений ускорений кузова от вынужденных колебаний. Затем ему требуется снова набрать необходимую скорость и приложить силу к транспортному средству, что вызывает в свою очередь дополнительные расходы топлива и увеличивают время движения, уменьшая среднюю скорость.

Зависимость, описывающая расход топлива от максимальной скорости приведена в [1, с. 294] и выражает зависимость максимального расхода от ряда коэффициентов, в том числе, КПД работы трансмиссии, сопротивления воздуха и тд.

Несмотря на то, что в первоисточнике указана зависимость расхода от максимальной скорости, можно говорить, что средняя скорость автомобиля и будет максимальной, поскольку именно она определяет время работы двигателя, при этом двигатель не будет полностью расходовать свой ресурс, поскольку средняя скорость всегда будет кратна максимальной.

Выводы

Из-за стремительного роста количества автотранспорта в мире, проблема выбросов от его использования постепенно занимает лидирующие места, наряду с тепловыми электростанциями, добычей угля и нефти. Пути снижения для выбросов предлагают уже сейчас, например, использовать общественный транспорт. Который вмещает минимум 20-30 человек (если брать в расчет метро, то гораздо больше) вместо 1-6 человек у легковых автомобилей. Проблема связана не только с повсеместным использованием, но и с некачественными экземплярами, так, например, двигатель, потребляющий большее количество топлива для разгона автомобиля будет воспроизводить больше продуктов горения и к сожалению, решение данной проблемы заключается в его замене на более совершенную модель. Проблема пробок так же актуальна на сегодняшний день несмотря на то, что автомобиль в пробке не движется на поддержание его работы расходуется все тоже топливо, особенно в жаркий летний и холодный зимний периоды, когда необходимо включать кондиционер или печку.

Для снижения выбросов углекислого газа при сгорании топлива, так же нужно обратить внимание и на плавность хода автомобиля в том числе. Повышение демпфирующих характеристик подвесок транспорта, особенно крупногабаритного, такого как сельскохозяйственные машины, у которых в принципе нет подвески на задних колесах. Для этого необходимо совершенствовать сами подвесочные системы, производить новые, а также развивать испытательное оборудование, которое способствует сокращению времени и затрат на разработку и доработку образцов.

Список литературы

  1. Агейкин Я.С., Вольская Н.С. Теория автомобиля. Учебное пособие/ Я.С. Агейкин, Н.С. Вольская. – М.: МГИУ, 2008. -318 с.

Предоставляем бесплатную справку о публикации,  препринт статьи — сразу после оплаты.

Прием материалов
c по
Осталось 3 дня до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary