Экономия – прежде всего
В наши дни одной из важнейших характеристик, которыми руководствуются при покупке автомобиля, является расход топлива. В этом нет ничего удивительного, ведь стоимость нефти растет с каждым годом, соответственно, дорожают бензин и дизельное топливо. Поэтому за последние десятилетия автомобили стали гораздо экономичнее. Попробуем же разобраться, что стоит за термином «расход топлива» и как его определяют.
Согласно определению, расходом топлива считается количество топлива, израсходованного транспортным средством за преодоленное расстояние.
Поначалу экономичность автомобиля не считалася значимым показателем. Ведь долгое время нефть была очень дешевой. Еще в конце 60-х годов литр бензина даже в самых богатых странах Европы и Америки стоил не более 4 центов. Пусть по современному курсу валют это 25 центов, но все равно такая цена очень низкая.
Большие перемены произошли в 1973 году, когда из-за ближневосточного конфликта начался топливный кризис. Стоимость нефти выросла в несколько раз. Это привело не только к росту популярности экономичных автомобилей, но и к изменениям в законодательстве некоторых стран. Так, в Конгрессе США даже проголосовали за акт CAFE, вводящий обязательные нормы среднего расхода топлива для машин различных классов.
Тем не менее, попытки создать сверхэкономичные автомобили предпринимались еще с начала ХХ века. В 1916 году в США был разработан небольшой прототип весом всего 61 кг, оснащенный маленьким мотоциклетным мотором. По сути, он представлял собой раму с колесами и двумя сиденьями. Этот концепт продемонстрировал два важных фактора, от которых зависит расход топлива.
Первый – это двигатель, который сам по себе «употребляет» определенное количество топлива. Второй показатель – масса транспортного средства. Если оно легче, то мотору нужно затратить меньше энергии для приведения его в движения и поддержания скорости и, соответственно, сжечь меньшее количество топлива. Третий важный фактор был открыт несколько позже: это аэродинамика автомобиля, ведь на преодоление сопротивления воздуха также понадобится определенное количество энергии.
Собственно на усовершенствование этих трех параметров и направлены основные усилия инженеров и конструкторов, старающихся сделать автомобили экономичнее. У автомобилей снижается коэффициент лобового сопротивления, все чаще используются легкие алюминиевые и магниевые сплавы, стеклопластик, композитные материалы. В конструкции двигателей стараются уменьшить потери энергии из-за трения, устанавливают электронную систему впрыска топлива (она может более точно дозировать соотношение топлива и воздуха в рабочей смеси, чем карбюратор).
Из новейших тенденций следует отметить оснащение моторов малого рабочего объема турбонаддувом, что повышает их мощность, но не слишком увеличивает расход топлива. Получается более экономичная альтернатива атмосферному двигателю большего объема. Довольно популярна и система автоматического глушения мотора при остановке, позволяющая приостановить сжигание топлива на холостом ходу. Более радикальный вариант – гибридная силовая установка, так как в этом случае вспомогательный электромотор немного снижает нагрузку основного двигателя внутреннего сгорания.
Также не следует забывать и о других способах улучшения экономичности – например, о подборе наиболее подходящих данному автомобилю передаточных чисел в трансмиссии. Кроме того, часть энергии двигателя тратится на поддержание вспомогательных систем автомобиля. Поэтому если, например, заменить гидравлический усилитель руля электрическим, то можно снизить расход примерно на 0,5 л/100 км. Определенную выгоду дает и система регенеративного торможения: высвобожденная при замедлении энергия питает кондиционер, отопитель или аудиосистему. Эту же функцию могут выполнять и солнечные батареи на крыше машины.
Конечно же, на уровень расхода топлива влияет и стиль вождения, ведь при активной езде он возрастет, если раскручивать двигатель до больших оборотов. Влияют также рельеф местности (для преодоления подъема понадобится больше мощности) и дорожные условия – в заторах «аппетит» мотора возрастает из-за постоянных разгонов и торможений, частого изменения режимов езды.
Поначалу стандартов измерения расхода топлива не существовало и автопроизводители либо делали это своими силами, либо полагались на замеры во время тест-драйвов независимыми экспертами и автомобильными журналистами. Первые официально утвержденные нормы вычисления экономичности появились в Европе в 1970 году и в США в 1972 году. Уже тогда отдельно замеряли расход в городском цикле и в загородном. Со временем в эти правила вносились коррективы.
В европейских странах расход топлива замеряют по методике New European Driving Cycle (NEDC), разработанной в Европейской экономической комиссии ООН. Испытания проводятся в безветренную погоду при температуре воздуха +20-30° на ровном участке дороги. Длина участка для измерения экономичности в городском цикле (ЕСЕ-15) – 4067 м. На протяжении 2 минут 15 секунд автомобиль сначала разгоняется до 32 км/ч, затем полностью останавливается, потом набирает 50 км/ч за 26 с, тормозит до 35 км/ч и снова замедляется. Этот цикл повторяется четыре раза, что имитирует движение по городским улицам со светофорами.
Загородный цикл замеряют на отрезке дороги длиной 6956 м. Автомобиль разгоняется до 70 км/ч за 41 с, едет с этой скоростью на протяжении 50 с, затем замедляется до 50 км/ч. Потом он некоторое время едет со скоростью 70, 100 и 120 км/ч. Длительность теста – 6 минут 40 секунд.
Американская методика измерения ЕРА несколько отличается. В городском цикле автомобиль разгоняется и тормозит на протяжении 31 минуты, делая при этом 23 остановки. Средняя скорость составляет 32 км/ч, а максимальная - 90 км/ч. В загородном цикле машина проезжает 16 км без остановок со средней скоростью 77 км/ч и максимальной 97 км/ч.
В Японии определяют средний расход топлива по технологии 10-15. Автомобиль проезжает отрезок длиной 6,34 км за 14 минут 52 секунды. Он несколько раз разгоняется, замедляется, останавливается, а также некоторое время едет с постоянной скоростью 70 км/ч.
Разница в методиках измерения продиктована специфическими условиями в разных странах. Ведь если в городах Европы можно встретить узкие извилистые улочки, то в США преобладают широкие многополосные авеню и бульвары.
В большинстве европейских стран расход топлива замеряется в литрах, потраченных на 100 км пути, хотя Великобритания до сих пор использует единицу измерения миль/галлон. Количество миль, проехавших на одном галлоне топлива, считают и в США, но если британский галлон равен 4,5 л, то американский – 3,78 л. В Японии расход измеряется в километрах на литр топлива.
Очень часто заявленный расход топлива существенно отличается от результатов в реальной жизни. В этом нет ничего удивительного, учитывая, что испытания проводятся в идеальных погодных и дорожных условиях. И далеко не каждый водитель, например, при езде по городу будет медленно разгоняться до 50 км/ч за 26 с, как предписывают правила NEDC.
Однако некоторые автопроизводители умышленно занижают и официальные результаты. Поэтому за последние годы сразу несколько компаний из Европы, Азии и Америки были оштрафованы представителями Европейской экономической комиссии ООН и ЕРА за предоставление потребителям недостоверных данных. Однако, несмотря на все ухищрения, автомобили постепенно становятся экономичнее и это, несомненно, радует.