Линии постоянного расхода топлива универсальной характеристики, представленные на рис. 9, позволяют не только выделить области минимального расхода топлива, но и являются исходными данными для разработки правил экономичного управления автомобилем. Рассматриваемая область расположена всегда ниже границы внешней скоростной характеристики.

Минимальный удельный расход топлива при работе двигателя по нагрузочной характеристике с постоянной частотой вращения коленчатого вала соответствует мощности приблизительно 75% от максимального ее значения для данного режима.

Отклонение режима работы двигателя от оптимального сопровождается ухудшением его топливной экономичности. Увеличение удельного расхода топлива при пониженной частоте вращения и мощности двигателя обусловлено ростом относительных насосных и тепловых потерь, а также ухудшением процессов смесеобразования. Для обеспечения стабильности воспламенения на этих режимах необходимо обогащать горючую смесь, что связано с дополнительным ухудшением топливной экономичности двигателя. Экономичная область работы двигателей грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями находится в пределах 1500…2000 об/мин, а легковых — 2500—3000 об/мин.

Повышение удельного расхода топлива на режимах максимальных или близких к ним нагрузок является следствием увеличенных потерь на трение, дополнительного расхода мощности на привод вспомогательных агрегатов силовой установки и обогащения горючей смеси. Наиболее экономичен предэкономайзерный режим. В случае применения карбюраторов с последовательным включением камер экономичным считают режим, соответствующий началу включения дополнительной камеры, а на высоких скоростях движения — эко-ностата.

Закономерность изменения универсальной характеристики дизеля отличается от такой же закономерности карбюраторного двигателя. Снижение частоты вращения высокооборотного двигателя до 2200 об/мин сопровождается улучшением топливной экономичности.

В городских условиях автомобильные двигатели по различным причинам работают вне экономичной области, при низкой частоте вращения и частичных нагрузках, для которых характерны повышенные удельные расходы топлива. Экономичная же область работы двигателя находится между 45 и 75% максимальной частоты вращения коленчатого вала, что вытекает из анализа универсальных характеристик двигателя.

Режимы работы автомобилей.

Из таблицы следует, что режимы разгона наиболее представительны как по продолжительности, так и по расходу топлива. Этим и можно объяснить повышенное внимание к ним со стороны водителей и работников технических служб АТП.

Продолжительность работы автомобиля на постоянных режимах относительно невелика, а их влияние на основные показатели автомобиля весьма заметно.

Холостой ход. Продолжительность работы двигателя на холостом ходу автомобилей составляет 17…22%, автобусов 29%, достигая у легковых таксомоторов

В условиях междугородного сообщения эта продолжительность в зависимости от параметров и состояния дорожной сети, а также от характеристик транспортных потоков составляет 1…5%. Большие значения относятся к насыщенным автомагистралям, например к дорогам Московской области.

Двигатель на холостом ходу, как известно, не производит полезной работы, поэтому водитель должен стремиться к ограничению продолжительности этого режима. Если работа автомобиля на холостом ходу не связана прямо или косвенно с безопасностью дорожного движения, то при любой остановке, превышающей две минуты, необходимо выключать двигатель.

Режимы ускорения. В городских условиях продолжительность работы автомобиля на неустановившихся режимах достигает 67%. В часы пик доля режимов разгона дополнительно увеличивается на 10…20%. Протяженность участков разгона и замедления, существенным образом влияющих на среднюю техническую скорость движения, составляют 70…80% от общего пути, пройденного автомобилем.

На долю режимов разгона падает 45…51 % общего количества потребляемого топлива. Во время разгона расход топлива в 1,35…1,45 раза больше, чем при равномерном движении автомобиля на этом же участке. Это можно объяснить тем, что значительная часть топлива, расходуемая на приобретение автомобилем кинетической энергии, при замедлении может быть обращена в полезную работу лишь частично. В процессе разгона грузового автомобиля средней грузоподъемности с карбюраторным двигателем с места путем последова-.

тельного переключения передач до скорости 40 км/ч на преодоление инерционных сил дополнительно расходуется 50…60 г топлива.

Расход топлива на режимах разгона прежде всего зависит от средней величины ускорения автомобиля, производительности ускорительного насоса, частоты и качества выполнения приемов переключения передач, а также от суммарного числа оборотов коленчатого вала, приходящихся на единицу пути.

Испытания автомобиля с различными типами ускорений показали, что наиболее экономичный разгон достигается при ускорении 1 м/с2.

Средние величины ускорений грузовых автомобилей, работающих о прицепами, в 1,3…1,5 раза меньше, чем у одиночных автомобилей.

Важный резерв снижения расхода топлива — совершенствование организации дорожного движения путем уменьшения его неравномерности. Снизить неравномерность можно правильным формированием однородности транспортного потока, сокращением числа остановок перед светофорами и перекрестками, а также использованием водителем менее напряженных объездных магистралей.

Влияние количества остановок на расход топлива может быть показано на примере испытания автомобиля на участке протяженностью 4 км.

Организация безостановочного движения на маршрутах, обеспечивающих более высокие эксплуатационные скорости, снижает расход топлива на 20…25% по сравнению с расходом на загруженных магистралях города. В связи с этим, выбирая маршрут движения, водитель должен помнить, что кратчайший путь с точки зрения экономии топлива не всегда является оправданным.

Наиболее целесообразно использование объездных (кольцевых) или хордовых автомагистралей (с интенсивностью до 250 авт/ч) вне центральной части города. Специальные опыты позволили установить, что при проезде грузового автомобиля через центральную часть города Москвы (кратчайшее расстояние) расход топлива увеличивается на 15…20%, а продолжительность движения возрастает в 1,5…1,7 раза по сравнению с теми же данными на маршрутах с менее интенсивным движением. Объяснить это можно прежде всего ростом интенсивности автомобильного движения, которая в центральной части города ежегодно возрастает на 8… 10%.

Заметное влияние на расход топлива оказывает и расстояние между светофорами. Измерения в реальных условиях эксплуатации позволили выявить следующую закономерность.

С точки зрения экономической эффективности транспортных средств, расстояние между светофорами должно составлять не менее 750…1000 м.

Введение ограничения скорости движения тесно связано с расходом топлива (рис. 10). Анализ показывает, что грузовой автомобиль средней грузоподъемности при ограничении максимальной скорости на междугородных магистралях до 50 км/ч расходует топлива на 12% больше, чем при эффективной экономичной скорости 60…65 км/ч. Эта разница еще больше при уменьшении максимальной скорости до 40 км/ч.

Следует отметить, что ограничение максимальной скорости движения в городах и на междугородных магистралях не противоречит созданию двигателей с достаточным запасом мощности. В разумных пределах этот запас необходим для обеспечения высоких динамических качеств, эффективного преодоления пйдъемов и выполнения быстрых обгонов и маневров.

Установившиеся режимы. Продолжительность работы автомобиля на установившихся режимах относительно невелика, но ее влияние на основные показатели автомобиля весьма заметно.

Около 40% грузовых автомобилей двигаются на междугородных магистралях со скоростью 60 км/ч, в центральной части города — 22 км/ч, а на хордовых маршрутах — 29 км/ч. Движение автомобилей с постоянными скоростями обеспечивает снижение расхода топлива до 35…42% по сравнению с расходом топлива на неустановившихся режимах.

Минимальный расход топлива у грузовых автомобилей с карбюраторными двигателями при движении по горизонтальному участку на прямой передаче (без помех) соответствует скорости 25…30 км/ч, а с дизелями — 35…40 км/ч. Однако при таких скоростях резко снижается производительность автомобиля.