Испытания автомобиля на топливную экономичность необходимо проводить только на шоссе. Оно должно иметь горизонтальный прямолинейный участок с асфальтобетонным или цементно-бетонным покрытием, длина измерительного участка должна быть не менее 1 км. На отдельных его участках длиной не более 25 м допускаются неровности с уклонами не более 0,5%.

Магистраль, на которой расположен мерный участок, должна иметь с двух его сторон дополнительные участки с таким же покрытием протяженностью не менее 2 км. Эти участки предназначены для стабилизации основных параметров автомобиля (расхода топлива, скорости движения, температуры агрегатов) перед въездом его на мерный участок. Стабилизация установившейся скорости движения и расхода топлива из измерительной системы топливоподачи должны быть достигнуты не менее чем за 200 м до начала измерительного участка.

Автомобили (автопоезда) должны находиться в технически исправном состоянии. Давление воздуха в шинах всех колес должно соответствовать требованиям государственных стандартов и нормативно-технической документации завода-изготовителя.

При всех видах испытаний на топливную экономичность автомобиль загружают полностью. Для легкового автомобиля загрузка равна массе снаряженного автомобиля с количеством пассажиров по числу мест, включая и водителя, из расчета 75 кг на человека. Масса снаряженного грузового автомобиля представляет собой его массу в рабочем состоянии, т. е. со снаряжением (инструмент, запасное колесо) и с полной заправкой, но без полезной нагрузки, водителя и пассажиров в кабине (салоне).

В качестве груза используют балласт. Для легковых автомобилей и автобусов в качестве балласта применяют мешки из плотной ткани, заполненные сыпучим наполнителем, а для грузовых автомобилей и автопоездов — балласт, не изменяющий свою массу при увлажнении.

Значение скорости, регистрируемой спидометром, в ряде случаев может отличаться от действительной величины на 10…20%.

В качестве примера на рис. 1, а и б приведены топливно-экономические характеристики наиболее распространенных отечественных легковых и грузовых автомобилей.

В процессе проведения лабораторно-дорожных испытаний кроме измерения расхода топлива и определения действительной скорости движения измеряют также разрежение за дроссельной заслонкой (во впускном трубопроводе), частоту вращения коленчатого вала, температуру масла в картере заднего моста, температуру наружного воздуха и скорость ветра. Значения разрежения за дроссельной заслонкой и частоты вращения коленчатого вала двигателя, соответствующие определенным скоростям движения и расходам топлива в дорожных условиях, в дальнейшем могут быть приняты в качестве установочных (исходных) параметров для воспроизведения реальных условий движения на динамометрических стендах.

Перед снятием дорожной экономической характеристики трансмиссию и шины автомобиля прогревают до рабочих температур, а в дальнейшем их контролируют по достижении стабилизации расхода топлива и контрольной величине выбега (свободного качения) со скорости 50 км/ч до полной остановки. Выбег осуществляют путем быстрого выключения сцепления и перевода рычага коробки передач в нейтральное положение с целью разобщения двигателя и трансмиссии автомобиля. Для легковых автомобилей он должен составлять не менее 450 м, а для грузовых — 650 м. Этот параметр характеризует ходовые качества автомобиля и состояние его трансмиссии.

Стабилизация расхода топлива наступает, как правило, после пробега 25…30 км при скорости движения, равной 75% от ее максимальной величины. Продолжительность прогрева агрегатов составляет 30 мин.

Топливная характеристика автомобиля при движении по дороге с переменным профилем представляет собой график, выражающий зависимость среднего расхода топлива от средних скоростей движения на измерительном участке длиной 10…15 км.

Контрольный расход топлива—это средний расход, измеренный при пробеге автомобиля с заданной скоростью и движении на заданном участке дороги. Его определяют путем измерения расхода топлива в л/100 км при движении автомобиля с полной нагрузкой на ровном горизонтальном участке с усовершенствованным покрытием длиной 3…5 км. Автомобили двигаются в этом случае на высшей передаче со скоростью, равной 55…65% от максимального ее значения. Уклоны дороги не должны превышать 1,5%.

Для установившегося режима движения контрольный расход топлива — это норма, ограничивающая допустимый расход топлива для указанных скоростей движения. Ее устанавливает завод-изготовитель с целью определения технического уровня автомобиля для средних условий эксплуатации. В эксплуатационных условиях контрольный расход топлива используют в качестве параметра для оценки технического состояния автомобиля и определения его запаса хода. Контрольный расход топлива с точностью 3…5% и скорость движения автомобиля, при которой он определяется, обычно указывают в технической его характеристике. Для базовых грузовых автомобилей ГАЗ-52 и ГАЭ-53А эта скорость равна 40 км/ч, для ЗИЛ-130 —50 км/ч, КамАЗ-5320 — 60 км/ч.

Все заезды при испытании автомобиля на топливную экономичность проводят в двух взаимно противоположных направлениях. Подобная методика исключает влияние дорожных и метеорологических условий на результаты испытаний.

Кроме топливной экономичности автомобиля, существует и такое понятие, как экономичность двигателя. Топливная экономичность двигателя характеризуется величиной отношения расходуемого топлива к эффективной его мощности, развиваемой на данном режиме работы. Ее определяют при стендовых испытаниях, выявляя расход топлива в объемных (л) или весовых (кг) единицах за один час работы (часовой расход топлива), а затем расчетным путем и удельный расход топлива (г/кВт-ч). Он показывает, какое количество топлива в граммах в течение часа необходимо затратить на получение единицы мощности — одного киловатта.

Для сравнительной оценки карбюраторных двигателей по топливной экономичности применяют показатель минимального удельного расхода топлива при полном открытии дроссельной заслонки, а дизелей — при его максимальной цикловой подаче. Минимальный удельный расход топлива характеризует степень превращения скрытой химической энергии топлива в механическую работу. Этот показатель определяют по внешней скоростной характеристике двигателя. Она представляет собой зависимость основных показателей работы двигателя (мощности, расхода топлива и крутящего момента на валу) от частоты вращения при полном открытии дроссельной заслонки или максимальном перемещении рейки топливного насоса высокого давления.

Величины минимального удельного расхода топлива указывают в технических характеристиках автомобильных двигателей. Следует отметить, что показатели удельного расхода топлива постоянно улучшаются. До недавнего времени для большинства карбюраторных двигателей легковых автомобилей они находились в пределах 305…325 г/кВт-ч, а грузовых — 340…365 г/кВт-ч. Практическая реализация обширного плана конструк-торско-технологических мероприятий в промышленности позволила уменьшить удельный расход топлива для карбюраторных двигателей легковых автомобилей до 280…300 г/кВт-ч, а для грузовых до 300…340 г/кВт-ч. Удельный расход топлива у современных дизелей составляет 225…235 г/кВт-ч, а у некоторых экспериментальных образцов он достиг 190…200 г/кВт-ч.

В эксплуатационных условиях двигатель работает преимущественно на режимах частичных нагрузок, при которых эффективность топливоиспользования заметно ухудшается. Кривые, показывающие зависимость часового и удельного расхода топлива в зависимости от нагрузки двигателя, называют нагрузочными характеристиками. Минимальный удельный расход топлива по нагрузочной характеристике, как правило, в среднем на 10% меньше, чем удельный расход топлива при работе двигателя по внешней скоростной характеристике. Эта закономерность может быть использована водителем с целью экономичного управления автомобилем.

Серия нагрузочных характеристик карбюраторного двигателя 3M3-53 представлена на рис. 2. По мере увеличения открытия дроссельной заслонки часовые расхода топлива возрастают, подчиняясь прямолинейному закону. В зависимости от режима работы и типа карбюратора при положении дроссельной заслонки, близком к ее полному открытию, вступление в работу экономайзера может сопровождаться ступенчатым увеличением расхода топлива.

С уменьшением нагрузки топливная экономичность двигателя заметно ухудшается. Частично это связано с увеличением насосных потерь, т. е. расходованием энергии на заполнение цилиндров свежей горючей смесью и удаление продуктов ее сгорания. Большие величины насосных потерь характерны для режимов частичных нагрузок. Это связано с тем, что во время такта впуска движение поршня тормозится высоким разрежением во впускном трубопроводе. У дизельных двигателей подобные явления отсутствуют. Поэтому изменение величины удельных расходов топлива по мере уменьшения нагрузки у дизельного двигателя возрастает в меньшей степени, чем у карбюраторного. Применение дизельных двигателей на автомобильном транспорте обеспечивает снижение расхода топлива на 25…40% по сравнению с бензиновыми двигателями.

Эксплуатационный расход топлива характеризует эффективность топливоиспользования в реальных условиях движения. Под расходом понимают количество топлива или газа, потребляемое автомобилем в зависимости от технического его состояния и условий эксплуатации.

С ростом величины расхода топлива (QT) эффективная топливная экономичность автомобиля заметно ухудшается. Чем выше в процессе движения загрузка автомобиля, тем лучше используется мощность двигателя и тем меньше расход топлива на выполнение транспортной работы. Кроме того, чем больше пройденный автомобилем в одинаковых условиях путь, тем эффективнее расход топлива. Если загрузка автомобиля отсутствует (Р = 0), то он не производит полезной транспортной работы и эффективная топливная экономичность становится бесконечно большой. Расход топлива в этом случае затрачивается на перемещение собственной массы автомобиля.

Минимальный расход топлива для грузовых автомобилей соответствует величине установившейся скорости движения, равной 25…30 км/ч, а легковых — 30…35 км/ч. Однако эффективная топливная экономичность соответствует для грузовых автомобилей скорости, равной 60…65 км/ч, а легковых — 80…85 км/ч.