От чего зависит расход топлива в автомобиле?

От чего зависит расход топлива в автомобиле во время движения? Положение педали или скорости, с которой вы едите, или и то, и другое вместе?

Теперь что правильно? Правда ли, что одинаковое количество топлива всегда впрыскивается при одном и том же положении педали, независимо от частоты вращения двигателя и других факторов? Для меня это не имеет никакого смысла, так как смесь должна быть сбалансирована, а количество всасываемого воздуха зависит от скорости, не так ли?  Если вас интересует тема расход топлива на ВАЗ 2112, смотрите здесь.

Мгновенное потребление более или менее пропорционально мгновенной мощности. Важно понимать термины крутящий момент, скорость, работа и мощность.

Механическая работа – это количество энергии, которое преобразуется при сгорании определенного количества топлива в камере сгорания. В ходе термодинамического цикла в двигателе внутреннего сгорания от одной трети до почти половины теплоты сгорания может быть преобразовано в механическую работу из энергии сгорания (= теплоты).

Эта работа «вырабатывается» один раз за рабочий цикл, т. е. каждую секунду оборота в одноцилиндровом четырехтактном двигателе, дважды за оборот в четырехцилиндровом четырехтактном двигателе и три раза за оборот в шестицилиндровом четырехтактном двигателе. Дополнительная работа, конечно, достигается за счет большего количества впрыска, разделенного между задействованными цилиндрами.

Крутящий момент создается давлением, оказываемым горячими газами сгорания на днище поршня, которое передает его через шатун на шатунную шейку коленчатого вала. Именно эта сила, умноженная на плечо рычага кривошипа, и есть крутящий момент.

Количество топлива за рабочий цикл всегда ограничивается подачей кислорода. Большее количество впрыска топлива только увеличивает расход, несгоревшие компоненты топлива бесполезно покидают двигатель и наносят вред окружающей среде (угарный газ, сажа, углеводороды).

Если двигатель работает медленно, в единицу времени расходуется меньше топлива, поскольку нельзя разумно превышать определенный объем впрыска за цикл. Если он работает быстро, то работа одного рабочего цикла высвобождается за более короткое время. Это не имеет никакого отношения к крутящему моменту, а только к количеству тепла, рассеиваемому за время.

По этой причине все двигатели работают лучше (вплоть до расчетного предела) на более высоких скоростях, где мощность определяется как «работа за время».

Конечно, использование двигателей в автомобилях имеет смысл только в том случае, если вы можете регулировать их работу. Это делается путем дозирования количества топлива, сжигаемого за рабочий такт.

В «классическом» бензиновом двигателе (бензиновый двигатель с карбюратором) дроссельная заслонка управляется механически педалью, и поток воздуха в карбюраторе создает разрежение в сопле Вентури (сужение впускной трубы), которое затем высасывает примерно нужное количество топлива из сопла карбюратора. Так что даешь не "газ", а "воздух", остальное следует.

В более современных бензиновых двигателях это осуществляется с помощью впрыска с электронным управлением, дроссельная заслонка приводится в действие электрическим серводвигателем, рассчитывается соответствующее количество топлива для измеренного расхода воздуха, и это количество впрыска корректируется с помощью измерений лямбда-зонда. (Хотя я не очень разбираюсь в этой технике.)

В дизельных двигателях с помощью педали регулируется только количество топлива, а современные двигатели измеряют расход воздуха, устанавливая максимальный предел, чтобы предотвратить образование сажи из-за недостатка кислорода.

Таким образом, вы можете (к счастью) использовать все распространенные двигатели с уменьшенной энергией сгорания и, как следствие, с уменьшенным крутящим моментом. В зависимости от принципа работы двигателя КПД более или менее хуже, чем при полной нагрузке (определенно в двузначном процентном диапазоне).

То, как блок управления двигателем переводит положение педали акселератора в «запрос производительности», не обязательно должно быть одинаковым для всех автомобилей, и наличие автоматической коробки передач также может привести к различным интерпретациям.

Однако в конечном счете педаль акселератора всегда приблизительно соответствует крутящему моменту двигателя.

Мощность (единица измерения [Вт] = [Дж] в секунду = [Дж/с]) также равна крутящему моменту, умноженному на скорость:

Крутящий момент соответствует работе, единица [Джоуль] = [Н] x [м] = [Нм])

скорость содержит время, единица измерения "1 в секунду" = [1/с])

Это означает, что вы можете добиться одинаковой производительности на низких скоростях с высоким крутящим моментом и, наоборот, на высоких скоростях с низким крутящим моментом. Последующая коробка передач затем должна преобразовать это в соответствующую скорость вращения колеса.

Однако высокие обороты двигателя увеличивают внутренние потери (газообмен, трение, дроссельные потери), из-за чего коленчатый вал выдает несколько меньшую полезную мощность при том же расходе топлива; но это в диапазоне однозначных процентов. Поэтому производитель рекомендует всегда ездить на настолько низких оборотах, насколько это разумно.

Если вы переключаетесь на более низкую передачу, а двигатель набирает обороты быстрее, он производит больше мощности при том же положении педали при аналогичном крутящем моменте двигателя и, наоборот, также требует больше топлива в единицу времени.

Если раньше автомобиль ехал с постоянной скоростью на малой скорости, то теперь он будет разгоняться за счет возникающей избыточной мощности. Если вы теперь уменьшите положение педали акселератора до тех пор, пока автомобиль снова не будет поддерживать стабильную скорость, соответственно уменьшится впрыск топлива, так что на один оборот будет расходоваться меньше топлива, но из-за более высокой скорости (т.е. большего количества рабочих циклов за раз) расходуется почти такое же количество топлива.