Расход топлива прогноз и ближайшие перспективы
Топливные кризисы, периодически сотрясающие экономику стран, заставляют производителей автомобилей, в том числе и коммерческой техники, искать пути уменьшения расхода топлива. Как правило, перевозчики не могут адекватно и быстро среагировать на повышение цен на топливо и компенсировать возросшие затраты на перевозки. В течение короткого времени расходная часть на приобретение топлива может повыситься в два и более раз. Но сегодняшний день удельный вес топлива в затратах на перевозку в России составляет около 30%, в лучшие времена - 15 -1 7% в зависимости от марки и состояния машины. В некоторых странах перевозчики позволяют себе тратить на горючее до 50% от дохода. Работы по улучшению экономичности двигателей, по разработке технических решений, позволяющих сократить потребление топлива, продолжаются постоянно. За 30 лет расход топлива автопоездом (тягач + полуприцеп) снизился на треть, в то время как мощность двигателя в среднем увеличилась вдвое.
Есть ли резервы для дальнейшего уменьшения потребления топлива? На рис. 1 показаны четыре основные фактора, на которые тратиться значительная часть энергии работы двигателя при движении автопоезда (тагач + полуприцеп) на скорости 90 км/ч. Это - трение качения, аэродинамическое сопротивление, механические потери энергии при передаче усилия от двигателя к ведущим колесам и затраты, связанные с работой аксессуаров: кондиционера, гидроусилителя, воздушного компрессора, генератора и т.п. Если общие потери энергии работы двигателя на эти четыре фактора принять за 100%, то картина получается следующая.
Больше всего энергии уходит на преодоление трения качения - 55%. Исследования показали, что уменьшение давления воздуха в покрышках на 1 атмосферу приводит к увеличению потребления топлива на 1 л на 100 км (для автопоезда). Ведущие производители коммерческой техники ведут активную работу по созданию систем для контроля и поддержания давления в шинах прямо на ходу из кабины водителя. Аналогичные системы применяются на военных и спортивных грузовиках, но необходима работа по упрощению конструкции, увеличению ее надежности и уменьшению веса. Количество покрышек автопоезда, их размер, площадь контакта резины с дорогой заставляют конструкторов разрабатывать новые типы покрышек. Активные испытания проходят односкатные колеса, призванные в ближайшее время если не полностью, то значительно потеснить двухскатные конструкции. Все эти меры и разработки способны снизить затраты на преодоление трения качения на 10%.
Аэродинамические потери составляют 25%. Аэродинамические щитки колесных арок и нижнего пояса тягача и полуприцепа, уменьшение щели между полуприцепом и тягачом, применение новых материалов и конструкции боковых стенок полуприцепа, уменьшение лобового сопротивления позволят, по мнению разработчиков, снизить затраты но аэродинамическое сопротивление автопоезда на 30%.
Механические потери между двигателем и колесами составляют 13%. Резервы по уменьшению этих потерь конструкторы видят в применении новых масел в трансмиссии и новых материалов при производстве и конструировании коробки передач и заднего моста.
7% теряются на работу аксессуаров, которые необходимы для работы тормозной системы, рулевого механизма, электрических систем и создания комфортных условий работы водителя. Вполне возможно, что вместо механического привода этих систем появится только электрический привод. Нагнетание воздуха в воздушную систему машины и привод гидроусилителя руля, работа кондиционера будут происходить не с помощью ремней, как сегодня, а индивидуальными электродвигателями. Это потребует перехода на новый электрический стандарт 42 V вместо 24 V, применяемого сегодня. Все это позволит
уменьшить потери энергии на аксессуары и трансмиссию до 1 0%. Улучшение эффективности работы двигателей - оптимизация фаз газораспределения, применение новых облегченных материалов, новые системы подачи топлива в цилиндры - позволяет в течение 7-8 лет поднять эффективность работы двигателя на 10%.
Таким образом, все вышеперечисленные факторы способствуют снижению потребления топлива автопоездами на 23% к 2008 году.
Исследования, проведенные Volvo Truck Corporation, убедительно показывают зависимость потребления топлива от характера движения. Так, но участке в 10 км при 10 остановках и следующих за ними трогании и разгоне, что имитирует езду автопоезда по городу с остановками у светофора, потребление топлива возрастает на 240% по сравнению с тем, если бы этот участок автопоезд прошел с ходу без остановок. Муниципалитеты некоторых европейских городов рассматривают вопрос об изменении характера и графика движения грузовиков, вплоть до выделения для них отдельной полосы или целых дорог, где бы количество остановок было минимальным.
Резервы для уменьшения потребления топлива есть, и работы в этом направлении идут полным ходом. Самое печальное, что это мало коснется России и нам придется еще долго, если не всегда, быть мировой помойкой устаревших и отживших свое технологий. Благо территория у нас большая. Пока большая.
