28 февраля 2012
С какой скоростью рекомендуется ехать для максимальной экономии топлива?
Это довольно сложный вопрос. Если перефразировать, то Вы хотите знать, какую скорость нужно поддерживать для оптимального расхода топлива. В этой статье мы не будем рассматривать разгон и торможение. Давайте предположим, что Вы собираетесь в долгую дорогу по шоссе и хотите знать, какая скорость обеспечит Вам оптимальный расход топлива. Мы предлагаем сначала узнать, сколько мощности требуется для движения автомобиля по дороге.
Мощность, необходимая для движения автомобиля, зависит от его скорости. Для расчета необходимой мощности можно использовать следующее уравнение:
Мощность сопротивления движению = av + bv² + cv3
Переменная v обозначает скорость движения автомобиля, а показатели a, b и c обозначают три различные постоянные:
· Постоянная a обозначает сопротивление качению шин, а также трение различных компонентов автомобиля, например, трение тормозных колодок или подшипников колес.
· Постоянная b также обозначает показатели трения компонентов, а также сопротивление качению шин. Помимо этого, учитывается мощность, необходимая для работы различных насосов в автомобиле.
· Постоянная c обозначает показатели, влияющие на аэродинамическое сопротивление, например, площадь лобовой поверхности, коэффициент волочения и плотность воздуха.
Значения данных постоянных будут разными для каждого автомобиля. Но суть состоит в том, что если Вы увеличиваете скорость вдвое, согласно данному уравнению, требуемая мощность увеличивается более, чем в два раза. Предположим, что небольшому паркетнику требуется 20 л.с. при скорости 80 км/ч, тогда при скорости 160 км/ч, ему потребуется 100 л.с.
Из этого уравнения также видно, что если скорость v равна 0, необходимая мощность также равна 0. При очень низкой скорости, значение требуемой мощности также мало. Из этого Вам может показаться, что оптимального расхода топлива можно достичь при очень низкой скорости езды, например в 1 км/ч.
Но работающий двигатель полностью опровергает эту теорию. Даже если скорость автомобиля равна 0, двигатель продолжает работать. Это необходимо для поддержания работы цилиндров, вентиляторов, насосов и генераторов, что требует определенного расхода топлива. И, в зависимости от того, сколько вспомогательных систем (например, фары или кондиционер) у Вас включено, расход топлива может увеличиться.
Поэтому, даже если автомобиль просто заведен, он потребляет значительное количество топлива. При этом, автомобиль стоит на месте, а топливо расходуется. Если Вы поедете со скоростью, скажем, 1 км/ч, то расход увеличится незначительно, т.к. сопротивление движению очень мало при скорости 1 км/ч. При такой скорости будет израсходовано примерно столько же топлива, однако автомобиль уже проедет 1 км за 1 час. Пройденное расстояние значительно отличается от предыдущего примера. Теперь, если автомобиль едет со скоростью 2 км/ч, потребление топлива увеличится незначительно, а вот пройденное расстояние увеличится вдвое. Это значит, что расход топлива сократится почти в два раза!
К.п.д. двигателя
В действительности, к.п.д. двигателя увеличивается. Двигатель использует фиксированное количество топлива для поддержания собственной работы, а также работы вспомогательных систем, однако количество потребляемого топлива меняется в зависимости от мощности, необходимой для обеспечения движения автомобиля на заданной скорости. Итак, говоря о расходе топлива на 1 км, чем быстрее едет автомобиль, тем больше полезной работы выполняет данное фиксированное количество топлива.
При достижении скорости отметки 60 км/ч, каждое последующее увеличение скорости на 1 км/ч повлечет значительное увеличение мощности. В конечном счете, увеличение потребляемой мощности превышает увеличение к.п.д. двигателя. В этот момент, расход топлива начинает увеличиваться. Давайте подставим несколько значений скоростей в наше уравнение и посмотрим, насколько увеличение в 1 км/ч с 2 до 3 км/ч отличается от увеличения в 1 км/ч с 80 до 81 км/ч. Для упрощения задачи, давайте предположим, что a, b и c равны 1.
Отсюда видно, что гораздо больше мощности требуется для перехода с 80 до 81 км/ч, чем с 2 до 3 км/ч.
Таким образом, для большинства машин более экономичный расход топлива будет приходиться на 60-90 км/ч. Для автомобилей с высоким сопротивлением движению, предел экономичного расхода будет соответствовать более низким скоростям. Основными факторами, определяющими сопротивление движению, являются:
· Коэффициент волочения. Является показателем аэродинамики автомобиля в зависимости от его формы. На сегодняшний день, коэффициент волочения у наиболее аэродинамичных автомобилей вдвое меньше, чем у пикапов и больших паркетников.
· Площадь лобовой поверхности. В основном зависит от размера автомобиля. У больших паркетников площадь лобовой поверхности вдвое больше, чем у некоторых малолитражек.
· Масса. Влияет на сопротивление качению шин. Большие паркетники могут весить в два или три раза больше малолитражек.
В общем, у небольших, легких аэродинамичных автомобилей расход топлива ниже при более высоких скоростях. У больших, тяжелых и менее аэродинамичных автомобилей оптимальный расход топлива достигается при более низких скоростях.
Если Вы будете ехать со скоростью в указанных выше пределах, то сможете добиться оптимального расхода. Однако если Вы будете ехать быстрее или медленнее, то расход топлива будет увеличиваться.
Мощность, необходимая для движения автомобиля, зависит от его скорости. Для расчета необходимой мощности можно использовать следующее уравнение:
Мощность сопротивления движению = av + bv² + cv3
Переменная v обозначает скорость движения автомобиля, а показатели a, b и c обозначают три различные постоянные:
· Постоянная a обозначает сопротивление качению шин, а также трение различных компонентов автомобиля, например, трение тормозных колодок или подшипников колес.
· Постоянная b также обозначает показатели трения компонентов, а также сопротивление качению шин. Помимо этого, учитывается мощность, необходимая для работы различных насосов в автомобиле.
· Постоянная c обозначает показатели, влияющие на аэродинамическое сопротивление, например, площадь лобовой поверхности, коэффициент волочения и плотность воздуха.
Значения данных постоянных будут разными для каждого автомобиля. Но суть состоит в том, что если Вы увеличиваете скорость вдвое, согласно данному уравнению, требуемая мощность увеличивается более, чем в два раза. Предположим, что небольшому паркетнику требуется 20 л.с. при скорости 80 км/ч, тогда при скорости 160 км/ч, ему потребуется 100 л.с.
Из этого уравнения также видно, что если скорость v равна 0, необходимая мощность также равна 0. При очень низкой скорости, значение требуемой мощности также мало. Из этого Вам может показаться, что оптимального расхода топлива можно достичь при очень низкой скорости езды, например в 1 км/ч.
Но работающий двигатель полностью опровергает эту теорию. Даже если скорость автомобиля равна 0, двигатель продолжает работать. Это необходимо для поддержания работы цилиндров, вентиляторов, насосов и генераторов, что требует определенного расхода топлива. И, в зависимости от того, сколько вспомогательных систем (например, фары или кондиционер) у Вас включено, расход топлива может увеличиться.
Поэтому, даже если автомобиль просто заведен, он потребляет значительное количество топлива. При этом, автомобиль стоит на месте, а топливо расходуется. Если Вы поедете со скоростью, скажем, 1 км/ч, то расход увеличится незначительно, т.к. сопротивление движению очень мало при скорости 1 км/ч. При такой скорости будет израсходовано примерно столько же топлива, однако автомобиль уже проедет 1 км за 1 час. Пройденное расстояние значительно отличается от предыдущего примера. Теперь, если автомобиль едет со скоростью 2 км/ч, потребление топлива увеличится незначительно, а вот пройденное расстояние увеличится вдвое. Это значит, что расход топлива сократится почти в два раза!
К.п.д. двигателя
В действительности, к.п.д. двигателя увеличивается. Двигатель использует фиксированное количество топлива для поддержания собственной работы, а также работы вспомогательных систем, однако количество потребляемого топлива меняется в зависимости от мощности, необходимой для обеспечения движения автомобиля на заданной скорости. Итак, говоря о расходе топлива на 1 км, чем быстрее едет автомобиль, тем больше полезной работы выполняет данное фиксированное количество топлива.
При достижении скорости отметки 60 км/ч, каждое последующее увеличение скорости на 1 км/ч повлечет значительное увеличение мощности. В конечном счете, увеличение потребляемой мощности превышает увеличение к.п.д. двигателя. В этот момент, расход топлива начинает увеличиваться. Давайте подставим несколько значений скоростей в наше уравнение и посмотрим, насколько увеличение в 1 км/ч с 2 до 3 км/ч отличается от увеличения в 1 км/ч с 80 до 81 км/ч. Для упрощения задачи, давайте предположим, что a, b и c равны 1.
| Скорость | Уравнение | Результат |
| 3 км/ч | 3+32+33 | 39 |
| 2 км/ч | 2+22+23 | 14 |
| Увеличение мощности | 25 | |
| 81 км/ч | 81+812+813 | 538.083 |
| 80 км/ч | 80+802+803 | 518.480 |
| Увеличение мощности | 19.603 | |
Отсюда видно, что гораздо больше мощности требуется для перехода с 80 до 81 км/ч, чем с 2 до 3 км/ч.
Таким образом, для большинства машин более экономичный расход топлива будет приходиться на 60-90 км/ч. Для автомобилей с высоким сопротивлением движению, предел экономичного расхода будет соответствовать более низким скоростям. Основными факторами, определяющими сопротивление движению, являются:
· Коэффициент волочения. Является показателем аэродинамики автомобиля в зависимости от его формы. На сегодняшний день, коэффициент волочения у наиболее аэродинамичных автомобилей вдвое меньше, чем у пикапов и больших паркетников.
· Площадь лобовой поверхности. В основном зависит от размера автомобиля. У больших паркетников площадь лобовой поверхности вдвое больше, чем у некоторых малолитражек.
· Масса. Влияет на сопротивление качению шин. Большие паркетники могут весить в два или три раза больше малолитражек.
В общем, у небольших, легких аэродинамичных автомобилей расход топлива ниже при более высоких скоростях. У больших, тяжелых и менее аэродинамичных автомобилей оптимальный расход топлива достигается при более низких скоростях.
Если Вы будете ехать со скоростью в указанных выше пределах, то сможете добиться оптимального расхода. Однако если Вы будете ехать быстрее или медленнее, то расход топлива будет увеличиваться.