Город и трасса: почему один двигатель расходует по-разному

Город и трасса: почему один двигатель расходует по-разному

Город и трасса: почему один двигатель расходует по-разному

Одна и та же машина с одним и тем же водителем показывает в городском цикле расход заметно выше, чем на магистрали, — и это не погрешность измерения. Разница объясняется физикой режимов работы двигателя и трансмиссии. Понимание механизма полезно практически: оно объясняет, почему нормативы задаются раздельно, какие отклонения нормальны, а какие требуют разбора, и на что вообще можно повлиять.

Материал разбирает именно физику. Как разница отражается на деньгах и как считать затраты на километр — тема отдельная, разобранная в материале о себестоимости рейса.

Разница, которую видно в любом парке

Городской расход выше магистрального почти всегда. Величина разрыва зависит от типа техники, но порядок устойчив: для лёгкого коммерческого транспорта разница обычно укладывается в 20–35%, для тяжёлых грузовиков может доходить до 40–50%.

Разрыв не свидетельствует ни о неисправности, ни о недобросовестности. Он свидетельствует о том, что двигатель работает в разных режимах, и в одном из них значительная часть выработанной энергии не идёт на перемещение.

Пять причин, по которым город дороже

1. Разгон стоит дороже поддержания скорости. Чтобы разогнать массу, нужна энергия, пропорциональная квадрату набранной скорости. Каждое торможение эту энергию превращает в тепло тормозных механизмов и рассеивает. Городской цикл — это непрерывная последовательность «разогнались — потеряли». Для гружёного грузовика, где масса велика, потеря на каждом цикле особенно заметна.

2. Работа на холостом ходу. Стояние на светофорах, в пробках, под погрузкой — двигатель работает, машина не едет, и расход в этот момент относится к нулевому пробегу. У тяжёлой техники холостой ход потребляет ощутимо, а в городском цикле его доля во времени смены может достигать четверти и более.

3. Двигатель вне зоны эффективности. Наибольшую отдачу двигатель даёт в узком диапазоне оборотов и нагрузок. В городе он большую часть времени работает вне этого диапазона: то на малой нагрузке, то в разгонном режиме на низкой передаче.

4. Постоянные переключения передач. Каждое переключение — кратковременный разрыв потока мощности и повторный выход на нужные обороты. Городской цикл требует их на порядок больше магистрального.

5. Дополнительные потребители. Гидроусилитель, компрессор, кондиционер, подъёмное оборудование в городе задействуются чаще, а компенсировать их нечем: скорость мала, и удельный вклад на километр велик.

Первые две причины дают основную часть разницы, остальные три её усиливают.

Почему на трассе расход тоже растёт после определённой скорости

Магистральный режим экономичнее, но не безгранично. С ростом скорости на первый план выходит аэродинамическое сопротивление, и растёт оно пропорционально квадрату скорости: увеличение скорости в полтора раза увеличивает силу сопротивления примерно вдвое, а мощность, необходимую для её преодоления, — существенно больше.

Практическое следствие для грузового транспорта с большой лобовой площадью: существует диапазон скоростей, в котором расход на километр минимален, и он обычно ниже разрешённого максимума. Движение «на пределе» даёт выигрыш во времени и проигрыш в горючем, причём проигрыш растёт быстрее выигрыша.

Отсюда и типичная ошибка планирования: маршрут, рассчитанный по максимально допустимой скорости, закладывает расход, которого не будет при экономичном режиме, — и наоборот, норматив, снятый на экономичной скорости, не выполняется, когда водителя торопят.

Что меняет загрузка и рельеф

Загрузка. Дополнительная масса увеличивает и сопротивление качению, и энергию, нужную на разгон. В магистральном режиме прирост расхода от загрузки умеренный — масса разгоняется один раз. В городском он усиливается кратно, потому что разгон повторяется постоянно. Именно поэтому гружёный грузовик в городе показывает наибольший разрыв с нормативом.

Рельеф. Подъём требует дополнительной работы; спуск часть её возвращает, но не всю — торможение снова рассеивает энергию в тепло. Маршрут с выраженным рельефом всегда дороже равнинного той же протяжённости, даже если начальная и конечная точки на одной высоте.

Покрытие. Сопротивление качению на разбитом покрытии или грунте заметно выше, чем на асфальте. Это отдельный поправочный коэффициент, а не частный случай городского цикла.

Все три фактора учитываются надбавками к базовой норме — механика их применения разобрана в материале о расходе в путевом листе.

gorod-i-trassa-raznyj-rashod-infografika-1.png

Четыре мифа

«Прогрев экономит горючее». Длительный прогрев на месте расходует продукт при нулевом пробеге. Современному двигателю достаточно короткого прогрева, дальше он эффективнее выходит на режим в движении под небольшой нагрузкой.

«Ехать быстрее — значит экономичнее, потому что меньше времени в пути». Верно только до определённой скорости. Дальше квадратичный рост аэродинамического сопротивления перекрывает выигрыш во времени.

«Кондиционер дороже открытых окон». На городских скоростях — как правило, да. На магистральной скорости открытые окна портят аэродинамику, и разница смещается в другую сторону.

«Нейтраль на спуске экономит». На современных системах питания при движении на передаче с отпущенной педалью подача может отсекаться полностью, а на нейтрали двигатель продолжает работать на холостом ходу. Приём чаще вредит, чем помогает, и вдобавок ухудшает управляемость.

Что из этого управляемо

Физику отменить нельзя, но часть разницы находится в зоне влияния предприятия.

Маршрут. Объезд перегруженных участков даёт больше, чем любые приёмы вождения: он убирает сами циклы «разгон — торможение».

Планирование окон. Смещение рейсов за пределы часов пик сокращает и время в пути, и долю холостого хода.

Ограничение холостого хода. Регламент, предписывающий глушить двигатель при стоянке дольше нескольких минут, — самая дешёвая мера с измеримым эффектом.

Раздельные нормативы. Отдельная норма для городского и магистрального цикла вместо одной усреднённой. Усреднённая норма делает бессмысленным сам контроль: в городе она даёт постоянный «перерасход», на трассе — постоянную «экономию».

Обучение водителей. Плавный разгон, раннее переключение, прогнозирование ситуации вместо резких торможений — приёмы, дающие измеримый эффект именно в городском цикле, где потери на разгонах максимальны. Эффект обучения обычно держится несколько месяцев и затем размывается, поэтому разовый инструктаж работает хуже, чем короткое напоминание раз в квартал, подкреплённое данными по конкретному водителю. Важная оговорка: сравнивать водителей между собой корректно только внутри одного типа маршрута — сопоставление городского развозчика с магистральщиком не говорит ни о чём, кроме того, что у них разные маршруты.

Замер, а не оценка. Разделять пробег по типам цикла и сопоставлять с расходом. Без этого любые выводы о поведении водителя опираются на догадку — а часть отклонений, которые списывают на людей, объясняется структурой маршрутов. Как отличить одно от другого по данным, разобрано в материале о сливах горючего и контрмерах.

Частые вопросы

Насколько городской расход выше магистрального

Для лёгкого коммерческого транспорта разница обычно укладывается в 20–35%, для тяжёлых грузовиков может доходить до 40–50%. Величина зависит от массы, доли холостого хода и плотности движения.

Почему на высокой скорости расход снова растёт

Из-за аэродинамического сопротивления: оно растёт пропорционально квадрату скорости, поэтому после определённого предела выигрыш во времени перекрывается ростом расхода на километр.

Нужны ли разные нормы для города и трассы

Да. Усреднённая норма делает контроль бессмысленным: в городе она даёт постоянный перерасход, на магистрали — постоянную экономию, и отличить реальное отклонение становится нельзя.

Сколько потребляет двигатель на холостом ходу

Заметно, особенно у тяжёлой техники, и весь этот расход относится к нулевому пробегу. В городском цикле доля холостого хода во времени смены может превышать четверть.

Помогает ли движение на нейтрали под уклон

Как правило, нет. На современных системах питания при движении на передаче с отпущенной педалью подача может отсекаться, а на нейтрали двигатель продолжает работать на холостом ходу.

Разделить расход по типам маршрута и получить данные для раздельных нормативов помогут специалисты ОФПТК: корпоративные топливные карты для юридических лицпрограмма «Топливо+»доставка топлива на объектсеть АЗС.

Смежные материалы: расход в путевом листе и операционный контроль остатка и лимитов.

Читайте также: