За счет чего производителю удается уменьшить расход топлива в автомобиле

Секреты, благодаря которым автомобили начинают эффективней расходовать топливо

Чтобы сократить расход топлива автомобиля, автопроизводители концентрируют внимание на следующих параметрах транспортного средства:

• сокращение веса двигателя
• модификации для уменьшения внутренних потерь двигателя и повышения КПД
• сокращение объема двигателя
• сокращение числа цилиндров
• турбонаддув, для получения большего преимущества от использования двигателя меньшего размера и получения производительности как у двигателя большого размера, но с низким расходом топлива

Гибриды и электромобили постепенно завоевывают популярность в покупательской среде, а машины с водородным топливом ждут своего часа. Несмотря на это, автомобили на жидком топливе (бензин, дизель), все еще доступней и популярней автомобилей на альтернативных источниках топлива. По сути это означает, что концентрацией усилий сегодняшней автомобильной инженерии является двигатель внутреннего сгорания.

Модификации внутри двигателя

На протяжении большей части истории автомобилестроения, двигатели, как и многие другие механические компоненты автомобилей, работали по принципу компромиссов. Клапаны, например, были созданы, чтобы открываться и закрываться таким образом, чтобы работа их была эффективной только при определенных скоростях и то – время от времени. За пределами диапазона установленной скорости эффективность работы клапанов снижалась, что приводило к большим внутренним потерям КПД внутри двигателя, и как следствие повышенному расходу топлива.

Во времена, когда бензин был дешевым, человечество не задумывалось о экономии топлива в автомобиле. На тот момент вопрос в эффективности расхода топлива не стоял, была гонка мощности двигателей - "чем быстрей, тем лучше". Ярыми сторонниками такой стратегии были GM, Ford, Chrysler. В то время методы по снижению расхода топлива, может быть, и знали, но воплощать их в жизнь никто не хотел, так как они считались слишком дорогими и невостребованными. К чему привела такая стратегия американских автомобильных гигантов, показал кризис. Вовремя перестоится от технологий «мощность превыше всего», к технологии «тише едешь, экономичней будет» успели не все, что повлекло понижение продаж и не востребованность на автомобильном рынке.

Сегодня ориентиры поменялись. Погоня за мощностью снижает обороты. Высокая цена на бензин и загруженность на дорогах не дает показать удаль 5 литрового двигателя на в городских джунглях. Тогда зачем покупать прожорливый мустанг, если кроме завистливых взглядов соседей больше никакого удовольствия не получишь?

Современные технологии, помогающие снизить расход топлива в автомобиле

Теперь о новых технологиях, на которые раньше не обращали внимания, а сегодня без них не конструируется ни один автомобиль. Поговорим не о каких ни будь супер-присадках и лже-приборах экономии топлива, а о реально работающих технологиях по снижению потребления горючего. Одна из таких технологий - переменная фаза распределения бензина, улучшающая показатели расхода топлива. К сожалению не всеми автопроизводителями технология оценена по достоинству, поэтому используют ее не во всех автомобилях. Проблема в усложняющих структуру двигателя компонентах, за счет которых и происходит снижение расхода топлива. Улучшается КПД двигателя, но и повышается себестоимость производства автомобиля, а также возможное количество поломок в двигателе.

HCCI

Следующая технология имеет аббревиатуру HCCI. По сути, это старая идея, которая проходит обширные эксперименты в современных лабораториях автопроизводителей. HCCI содержит преимущества искрового зажигания бензинового и дизельного двигателя, воспламенение в котором происходит от сжатия. Горение происходит без пламени, сохраняя низкие температуры в каждом цилиндре двигателя, и сразу сжигает всю воздушно-топливную смесь.

В обычном бензиновом моторе смесь топлива и воздуха поджигается в конце такта сжатия электрической искрой (слева), а в HCCI (справа) при разогреве самой смеси от сильного сжатия.

Прямой впрыск бензина

Вместо смешивания бензина с воздухом в центральном отделении двигателя прямой впрыск отправляет топливо в каждый цилиндр по отдельности, что делает возможным более эффективный расход топлива. Эта технология уже применяется в двигателях современных автомобилей.

Сокращение потерь на холостом ходу

Каждый раз, стоя на светофоре, либо поджидая товарища на остановке в нашей машине, происходит напрасная трата топлива. Но выключать двигатель каждый раз, когда автомобиль останавливается, тоже «не по феншую». Данную проблему с успехом удалось решить гибридным автомобилям (например, Toyota Prius). При вынужденной коротковременной остановке, бензиновый двигатель глушится, и в работе остается лишь электрический, который питается аккумуляторной батареей. При начале движения, машина трогается от усилий эллектро-движка, и плавно переходит на бензиновый при ускорении.

Метод отключения двигателя при остановке автомобиля, также применяется и в двигателях внутреннего сгорания, например, BMW 5 серии в кузове F10. В Mercedes-Benz такая технология реализована за счет дезактивации цилиндров. В состоянии покоя половина цилиндров бездействует, не снижая при этом управляемости автомобилем.

Дополнительные автомобильные опции, которые приводятся в движение двигателем, также негативно влияют на расход топлива, поэтому инженеры постепенно отказываются от многих из них. Естественно системы безопасности и музыку, для понижения расхода никто из модели снимать не будет, но, например, вместо используемого в прошлом насоса с ременным приводом, сегодня используется электроусилитель руля.

Меньший вес - больше топлива в баке

Вес - одна из проблем снижения расхода топлива, но и она с успехом решается. Последние 5 лет в двигатель и ходовую автомобилей, постепенно включают детали из пластика и композитных материалов. Porsche к примеру, в этом году объявил о изготовлении некоторых запчастей ходовой, в своей новой модели Panamera 2013, из углеволокна, что снижает вес машины, а соответственно улучшает ходовые характеристики и показатели потребления бензина.

Размер имеет значение

Сокращение объема двигателя играет большую роль в экономии топлива. Если 6-цилиндровые двигатели займут место V-8, а 4-цилиндровые заменят 6-ти, то, несомненно, мировое потребление бензина сократится.

Маленькие автомобили больше распространены в Европе, чем в Америке или Азиатских странах. Точно так же дело обстоит и с дизельными двигателями, которые экономнее бензиновых. В ближайшем будущем не только автомобили, но и двигатели уменьшатся в размерах, следуя европейскому примеру.

Выходя за рамки конструкции двигателя, у инженеров есть длинный список модификаций, которые могут быть использованы для улучшения расхода топлива, например, шины с низким сопротивлением качению, которые будут как нельзя, кстати для автомобилей с полным приводом. О новых модификациях автомобилей, помогающих снижению расхода топлива, читайте в наших следующих материалах.