Прогрессивные технологии ТО, снижающие расход топлива в эксплуатации

Содержание

Введение 3
1. Причины высокого (увеличившегося) расхода топлива 4
2. Технологии и методы оптимизации расхода топлива, проводящие к его
сокращению во время эксплуатации транспортного средства 8
Заключение 21
Список литературы 23

Ключевые слова
Техническое облуживание автомобилей, затраты, снижение расхода топлива, диагностика, оптимизация, программный чип-тюнинг, опциональные настройки, крутящий момент, мощность, пробег, эксплуатация.ВведениеПроблема повышенного расхода топлива, которая вызывает последующее возрастание затрат на бензин и дизель, на сегодняшний день является, пожалуй, одной из самых актуальных. Однако техническое усовершенствование автомобилей и технический прогресс в автомобильной отрасли в целом способствует развитию технологий оптимизации расхода топлива и год от года выбрасывает на рынок новые технологии, позволяющие не только снизить расход топлива и сократить экономические затраты, но и увеличить ресурс двигателя и агрегатов топливной системы.
Но прежде, чем ставить задачу экономии топлива в автомобиле, необходимо разобраться в причинах, вызывающих его увеличенные затраты в эксплуатации. Таких причин, по которым двигатель начинает расходовать топлива больше, чем заявлено в техническом паспорте автомобиля, довольно много. Это может быть неисправность блока управления двигателем, критически низкое давление в шинах, неисправность топливного насоса, загрязненный воздушный фильтр, или даже пробоина в бензобаке. Не стоит забывать и о качестве самого топлива, продаваемого на автозаправочных станциях (АЗС), которое, несмотря на соблюдение всех государственных и мировых стандартов, часто не соответствует заявленным нормам.
Необходимо понимать, что снижение расхода топлива напрямую зависит от стиля и манеры вождения. Чем меньше водитель нажимает на педаль акселератора, тем меньше воздуха, а, следовательно, и топлива поступает в камеру сгорания, и наоборот. Кроме того, слишком "агрессивное" вождение зачастую является причиной повышенного расхода топлива.
Считается, что в городском режиме количество топлива тратится намного больше, чем при движении по трассе. Это действительно так, и объясняется тем, что во время движения по городу водителю приходится постоянно разгоняться и притормаживать. В таком режиме очень сложно уменьшить расход топлива, так как именно во время разгона топливо расходуется в большей степени, а у автомобилей с большой массой этот показатель увеличивается в несколько раз. И, конечно, не стоит забывать о том, что в городе есть риск попасть в автомобильную пробку, которая может затянуться на неопределенное время. Уменьшить расход автомобиля, который регулярно простаивает в пробке, практически невозможно [1].
Диаграмма стандартного расхода топлива для среднестатистического автомобиля выглядит следующим образом [2]:
Рис. 1. Расход топлива транспортного средства при движении в стандартных условиях
Рассмотрим подробнее, какие на сегодняшний день имеются основные причины повышенного расхода топлива во время эксплуатации автомобиля.
1. Причины высокого (увеличившегося) расхода топлива1.1. Низкое качество используемого топлива. Бензин или дизель, который заливается в бак автомобиля и качество которого не соответствует нормам, может значительно нарушить процесс горения воздушно-топливной смеси, что в свою очередь влечёт за собой повышенный расход топлива. Уровень такого повышения может достигать 20%.
1.2. Склонность водителей к быстрой езде. Движение на повышенных оборотах двигателя с неоптимально выбранной передачей также способно увеличивать расход на 10-20%.
1.3. Использование дополнительных источников потребления энергии в транспортном средстве (ТС). К таковым относится, например, кондиционер, музыкальная система, электрообогрев стекол и сидений, зарядное устройство мобильных телефонов и так далее. Весь вспомогательный функционал транспортного средства зачастую способен отбирать до 10% мощности двигателя, что в свою очередь провоцирует увеличенный расход топлива.
1.4. Нормы закона, согласно которым в определенный период установлена обязательная работа осветительных приборов. Так, ближний свет фар забирает на себя до 5% горючего, а дальний свет – до 10%.
1.5. Неправильный подход к выбору моторного масла. Вязкость используемого масла должна строго соответствовать рекомендациям производителя. Чрезмерная вязкость, как правило, может спровоцировать рост издержек на горючее на 5-10%. Производители автотранспортных средств после огромного количества опытов и разработок на сегодняшний день очень советуют водителям переходить на маловязкие моторные масла.
1.6. Уровень давления в шинах. Давление с уровнем меньше необходимого может поспособствовать увеличению расхода горючего почти в два раза. При этом необходимо помнить, что, с другой стороны, чересчур повышенное давление хотя и может помочь сэкономить топливо, но также может негативно повлиять на долговечность самих шин, не говоря о том, что комфорт управления транспортным средством также сильно пострадает.
1.7. Эксплуатация автомобиля в зимнее время года. Зимняя езда вносит большие поправки в увеличение издержек на горючее. Порядочное количество бензина расходуется, в первую очередь, на прогрев машины, который требует значительно больше времени при низкой температуре. Кроме того, езда по зимним дорогам с пробуксовкой колес на снегу, выезд с заснеженных парковок, необходимость поддерживать оптимальную температуру в салоне и кузове и прочие затруднения, возникающие в связи с осадками и минусовой температурой, вносят существенный вклад в количество съеденных литров.
1.8. Большая загруженность автомобиля. Наличие лишнего груза на крыше, в багажнике или салоне автомобилей тоже является одним из негативных факторов, которые вносят свою отрицательную лепту в расход топлива. Каждые 100 кг ненужного груза увеличивают потребление транспортным средством горючего во время передвижения примерно на 10%. Стоит отметить, что прицеп сзади авто увеличивает данный показатель до 30%! В связи с этим не рекомендуется единовременно загружать транспортное средство большим количеством тяжелых или крупногабаритных предметов.
1.9. Неисправность одного из узлов автомобиля. Например:
в системе управления двигателя. Некорректная работа датчиков, которые отвечают за правильное формирование топливно-воздушной смеси, также может сильно повлиять на потребление горючего. При этом различного рода неисправности в системе электронного блока управления без электронной диагностики и сканирования датчиков устранить практически невозможно;
механического распылителя горючего (инжектора). Загрязненные инжекторы являются одной из самых распространенных причин повышенного потребления. Неправильное распыление топлива нарушает процесс образования топливно-воздушной смеси. Как итог – значительная его часть без всякой пользы сгорает в выпускном коллекторе и катализаторе авто, тем самым значительно снижая ресурс работы;
устройства очистки выхлопных газов (катализатора). Оплавленный и «забитый» катализатор может в значительной степени уменьшить коэффициент полезного действия (КПД) двигателя и, как следствие, спровоцировать значительные расходы горючего. Чем больше "забит" катализатор, тем больше топливно-воздушная смесь расходует горючего. Основными причинами разрушения и загрязнения катализатора являются низкокачественное горючее, высокое загрязнение инжекторов и истекший срок эксплуатации свечей зажигания;
воздушного фильтра. Засоренный воздушный фильтр нарушает правильную работу датчиков-расходомеров поступающего воздуха, вследствие чего электронный блок управления рассчитывает необходимое количество бензина или дизеля для смесеобразования с ошибкой, что неизбежно приводит к повышенным затратам топлива;
автоматической коробки переключения передач. Современные трансмиссии в случае критических неисправностей переходят в аварийный режим работы, чтобы защитить коробку передач от полного разрушения. Большая часть водителей предпочитают вместо необходимой диагностики и ремонта продолжать эксплуатировать автомобиль в аварийном режиме, а это определенно заставит автолюбителей разориться на бензине или дизеле. В свою очередь, наличие неисправности сцепления в механической коробке передач также может стать проблемой, так как если диск сцепления неисправен, получается, что горючее расходуется, но машина стоит на месте. От того, насколько часто машина трогается с места, зависит уровень перерасхода горючего. Такая ситуация также может возникнуть при исправном диске сцепления, но не обеспечивающем синхронное вращение двигателя и коробки переключения передач.
Прочие причины. К таким относятся открытые при движении на большой скорости форточки, неправильно закрепленный груз на крыше, который создает парусность, буксирование прицепа и другие вещи, которые могут дополнительно приводить к необходимости автомобиля задействовать куда больше горючего и, как следствие, обязывать водителя заправляться чаще [3].
Таким образом, основные причины, являющиеся факторами увеличения расхода топлива, можно представить в виде картинки, изображённой на рис. 2
Рис. 2. Основные факторы увеличения расхода топлива
Теперь рассмотрим подробнее, какие на сегодняшний день существуют технологии технического обслуживания (ТО) автомобилей и опционального его улучшения, позволяющие снизить расход топлива в эксплуатации.
2. Технологии и методы оптимизации расхода топлива, проводящие к его сокращению во время эксплуатации транспортного средства2.1. Программный тюнинг автомобиля. На современном этапе самый простой, эффективный и проверенный временем способ уменьшения расхода топлива – это программный тюнинг автомобиля. Именно путем увеличения мощности двигателя можно достичь более низкого потребления горючего. Особенно это актуально для автомобилей с небольшим показателем объема двигателя.
Процесс программного тюнинга представляет собой изменение программы, отвечающей за параметры работы двигателя. То есть перепрограммирование электронного блока управления таким образом, чтобы расчеты впрыска топлива и количества поступающего воздуха находились в оптимальном сочетании, так как непосредственный впрыск зависит от давления воздуха, температуры окружающей среды и количества оборотов, которые совершает двигатель.
Рис. 3. Процесс программного тюнинга ТС
После проведения качественного чип-тюнинга параметры работы двигателя позволяют не только увеличить мощность мотора, но и снизить общий уровень расхода топлива. Показатель после проведения чип-тюнинга измеряет специальный прибор, о котором мы упоминали в начале статьи. В данном случае прибор будет показывать максимально точные данные, которые позволят вам убедиться в эффективности программного тюнинга в вопросе уменьшения расхода [4].
2.2. Проверка механических элементов, могущих привести к повышенному расходу топлива.
Любой автомобиль имеет огромное количество различных компонентов, неисправность которых может привести к перерасходу топлива. Например, даже малейшая неисправность в коробке передач, которая влияет на свободный ход валов, может привести к существенному расходу топлива из-за того, что колеса получают недостаточный крутящий момент и мощность для поддержания движения на заданной скорости.
Рис. 4. Автоматической коробки передач ТС
То же самое касается движения различных валов двигателя и подшипников колес. В случае сопротивления свободного хода валов двигателя будет наблюдаться заметный перерасход топлива.
В том числе существенный перерасход топлива может наблюдаться при неисправности тормозной системы. Например, при закусывании тормозных суппортов.
Рис. 5. Тормозной суппорт колеса ТС
Все дело в том, что проверить как работают поршни суппортов можно только на маленькой скорости машины. В этом случае если суппорта подклинивает, и они не разжимают до конца тормозную колодку, автомобиль на маленькой скорости на ровной поверхности быстро будет останавливаться. Также для того чтобы выявить проблемы с работой тормозного суппорта вы должны после длительной поездки проверить равномерность тепла, которое исходит от колес (от тормозных дисков). Для этого необходимо поднести ладонь к колесному диску на расстоянии нескольких сантиметров (ни в коем случае не прикасаетесь к дискам) и сравнить количество тепла, исходящего от всех колес. Если одно колесо будет горячее других, то скорее всего в этом колесе существует проблема с тормозным суппортом. Это также приведет к повышенному расходу топлива.
Кроме того, возможными причинами повышенного расхода топлива могут быть следующие:
- прогар прокладки головки блока
Рис. 6
- плохое уплотненные клапанов
Рис. 7
- изношенные поршневые кольца, снижающие компрессию в двигателе и, тем самым, уменьшая мощность всего двигателя, с одновременным повышением расхода топлива
Рис. 8
- свечи зажигания
Рис. 9
- воздушный фильтр играет важное значение для экономичности автомобиля
Рис. 10
- старый забитый катализатор как правило снижает свободный ток движения выхлопных газов, в результате чего может увеличиться потребление топлива
Рис. 11
- износ топливопроводов, особенно в старых автомобилях, способствует повышенному расходу топлива
Рис. 12
- со временем форсунки впрыскивающие топливо в камеру сгорания двигателя изнашиваются и не эффективно распрыскивают топливо. В итоге растет потребление топлива
Рис. 13
- использование качественного масла поможет сократить расход топлива и продлить жизненный цикл соприкосающихся элементов
Рис. 14
2.3. Сокращение числа вспомогательного навесного оборудования. За повышенный расход топлива могут быть ответственно различное навесное оборудование подкапотного пространства. Например, перерасход топлива может наблюдаться при неисправности компрессора кондиционера, который получает крутящий момент от двигателя через ременную передачу. В связи с неисправностью компрессора при включении кондиционера в машине, двигатель может испытывать повышенную нагрузку. В итоге расход топлива может увеличиться от 0,5 до 2,5 литров.
Рис. 15. Генератор ТС
В том числе подобный перерасход топлива может наблюдаться при неисправности генератора переменного тока, который также работает за счет крутящего момента двигателя и соединен с ним с помощью приводного ремня. В итоге при неисправности генератора двигатель может испытывать лишнее сопротивление, что в конечном итоге приведет к увеличению расхода топлива. Например, это может наблюдаться при износе подшипника или при сломанном шкиве.
Рис. 16. Компрессор ТС
2.4. Проверка исправности работы измерительной системы ТС (датчиков). Неисправность многих датчиков может существенно уменьшить экономичность автомобиля. На рисунке ниже представлено фото лямбда-зонда (датчика кислорода).
Рис. 17. Фото лямбда-зонда (датчика кислорода)
Электронная система управления двигателем может стать еще одной причиной почему ваша машина начала потреблять больше топлива. Причем перерасход чаще всего наблюдается при полностью исправном компьютере двигателя. Обычно это связано с неисправностью различных датчиков, которые ответственны за передачу важной для блока управления двигателем информации.
Ниже по версии источника [5] представлен список самых важных датчиков, неисправность которых может повлиять на расход топлива:
- Датчик массового расхода воздуха
- Датчик коленвала- Датчик кислорода
- Датчик положения распределительного вала
- Датчик положения дроссельной заслонки
- Датчик детонации
- Датчик температуры охлаждающей жидкости
- Датчик температуры воздуха
- Датчик верхней мертвой точки (BTM)
Все эти датчики передают информацию блоку управления двигателем. На основании этих данных компьютер автомобиля вычисляет угол опережения зажигания, а также время и количество необходимого впрыска топлива в камеру сгорания двигателя.
В итоге если информация с датчика или нескольких датчиков поступает неверная (например, при неисправности), то компьютер неправильно вычисляет оптимальный впрыск топлива и его необходимое количество. В итоге это приводит к большому расходу топлива.
Рис. 18. Световая индикация неисправностей на бортовой панели ТС
В большинстве случаев если из строя выходит один из датчиков автомобиля, то на приборной панели высвечивается значок "Чек двигателя", и блок управления двигателем переходит в аварийную программу. В этом случае необходимо провести компьютерную диагностику с помощью сканера или соответствующего оборудования, которое подключается в диагностический разъем OBD II, что позволит выявить причину появления ошибки двигателя (чек).
Так с помощью диагностики можно установить код ошибки, который укажет на неисправность того или иного датчика. В этом случае вам придется заменить дефектный датчик на новый.
Однако, часто даже после замены неисправных датчиков чек двигателя может остаться гореть, тогда необходимо удалить ошибки из электронной системы блока двигателя.
На рисунке 19 схематично показано, какие сервисные и бытовые методы помогут сократить расход топлива ТС [2].
Рис. 19. Способы уменьшения расхода топлива ТС
ЗаключениеПроблема сокращения и оптимизации расхода топлива транспортного средства всегда оставалась актуальной в автомобилестроительной отрасли. Для ТС решение этой задачи прямо пропорциональной выработке энергии двигателем на единицу сожженного топлива и обратно пропорциональной потерям, и возможно несколькими путями:
1. Организационные мероприятия, снижающие потери топлива и непроизводительные расходы топлива, включая поддержку ТС в технически исправном состоянии, изменение стиля вождения водителя ТС, борьбу (для организаций, владеющих ТС) с хищениями топлива;
2. Конструктивные усовершенствования как двигателя, так и всей конструкции автомобиля, снижающие потери (трение, сопротивление воздуха), увеличивающие КПД, применение для этого в конструкции более легких и прочных материалов, новых смазывающих материалов и масел и т.д. Сюда же можно отнести и гибридные топливные системы – когда вместо одного вида топлива используется другое (например, газ) или вместе с основным топливом используется другой источник энергии (электричество);
3. Снижение расхода топлива за счет организационных мероприятий, например:
исправный и отрегулированный автомобиль экономит до ~10% топлива, по сравнению с неотрегулированным;
снижение давления в колесах на 10-15% приводит к перерасходу до 3-4% топлива, на 20-25% - до 8-9%;
движение на неправильной передаче может сжечь дополнительно до 15-25% топлива;
дополнительные 50 кг груза = дополнительный расход топлива до 2%;
каждый киловатт включенного электрооборудования автомобиля увеличивает расход топлива до 1л/час;
грамотное и аккуратное вождение не только увеличивает безопасность на дороге, но и снижает удельный расход топлива до ~5% по сравнению с агрессивным стилем вождения.
В общей сложности таких факторов около двух десятков.
Все это приводит к тому, что два одинаковых автомобиля, с одним и тем же двигателем могут иметь разницу по удельному расходу топлива на 20-30% и больше.
4. Повышение эффективности сжигания топлива в двигателе. Здесь имеется два направления:
внесением изменений в конструкцию двигателя улучшить процесс горения, обеспечив более полное и эффективное сжигание топлива (как примеры – переход от карбюратора к впрыску, совершенствование системы впрыска, системы управления фазами газораспределения, изменение конструкции поршней и камеры сгорания и т.д.);
изменить характеристики топлива, повысив эффективность его сгорания, что, естественно, приводит к экономии топлива, не меняя его физико-химических свойств.
Именно в этих направлениях и следует развивать процесс усовершенствования методов и технологий, снижающих расход топлива в эксплуатации ТС.
Список литературы

Чип-тюнинг для уменьшения расхода топлива [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://tuningkod.ru/chip-tuning/ekonomiya-topliva/umenshit-raskhod-topliva-avtomobilya.html (дата обращения: 12.12.2019).
Экономия топлива [Электронный ресурс]. Адрес обращения: https://darkont.ru/articles/ekonomiya-topliva/ (дата обращения: 12.12.2019).
Повышенный расход топлива [Электронный ресурс]. Адрес обращения: https://liquimoly.ru/servis/info/rashod_topliva/ (дата обращения: 12.12.2019).
Чип-тюнинг для уменьшения расхода топлива [Электронный ресурс]. Адрес обращения: http://tuningkod.ru/chip-tuning/ekonomiya-topliva/umenshit-raskhod-topliva-avtomobilya.html (дата обращения: 12.12.2019).
Причины повышенного расхода топлива [Электронный ресурс]. Адрес обращения:http://www.1gai.ru/baza-znaniy/poleznoye/518419-prichiny-povyshennogo-rashoda-topliva.html (дата обращения: 12.12.2019).