| Устанавливаемые на автомобиле приборы можно разделить на три группы: пилотажные, контрольные и индикаторы. Первые позволяют водителю оптимизировать управление автомобилем. Вторые и третьи — предотвратить выход из строя агрегатов и систем автомобиля. О контрольных приборах и индикаторах достаточно полно написано в руководстве по эксплуатации автомобиля. Что же касается пилотажных, то прежде всего необходимо определить: какие приборы можно отнести к этой группе и что следует понимать под оптимизацией управления автомобилем? Будем считать, что мы используем автомобиль по его прямому назначению. Поэтому важно не забывать, что скорость достижения конечной цели маршрута определяется с учетом всех задержек в пути. Поэтому быстро ехать и быстро приехать — совсем не одно и то же. Значит, необходим выбор оптимальной величины максимальной скорости на участках свободного движения. Увеличивать максимальную скорость, если это не ведет к повышению скорости сообщения, неразумно. Очевидно и то, что нет необходимости для достижения поставленной цели затрачивать средств больше, чем возможно. Поэтому вторым показателем, характеризующим качество управления автомобилем, является расход топлива, снижение которого автоматически ведет к уменьшению затрат на техническое обслуживание и ремонт, повышению ресурса автомобиля, снижению экологического ущерба. Третьим показателем является уровень ускорений. Их высокий уровень не только создает дискомфорт для пассажиров, но и повышает расход топлива, снижает ресурс автомобиля и безопасность управления, которая является четвертым показателем. Существуют два оптимальных алгоритма управления автомобилем: экономичный и скоростной. Первый необходимо применять всегда, второй в случае необходимости, в следующих ситуациях: при встраивании в транспортный поток, при пересечении транспортного потока, при обгоне. Процесс движения автомобиля представляет набор циклов, каждый из которых включает три фазы: разгон, движение с постоянной скоростью, замедление. Чтобы снизить расход топлива, в каждой фазе необходимо выполнять заранее определенный алгоритм действий, и помогут в этом пилотажные приборы: эконометр, тахометр, спидометр. Для определения средней скорости и расхода топлива применяется бортовой компьютер, который становится штатным оборудованием все большего числа автомобилей. При его отсутствии за расходом топлива приходится следить по указателю уровня топлива в бензобаке.Для реализации экономичного алгоритма регулирования скорости необходимо знать насколько следует переместить педаль скорости и при какой частоте вращения коленчатого вала следует переходить на высшие передачи? Чтобы ответить на эти вопросы необходимо знать, как изменяется энергия, затрачиваемая на разгон, в зависимости от ускорения, и как изменяется расход топлива при разгоне на различных передачах. Оказалось, что количество энергии, затрачиваемой на разгон, не зависит от его интенсивности, а определяется разностью начальной и конечной скоростей. В то же время, расход топлива при разгоне сильно зависит от положения педали скорости, которое определяет степень загрузки двигателя. Это связано с тем, что от величины загрузки двигателя изменяется эффективность сжигания топлива, КПД двигателя. Его величина возрастает при увеличении загрузки двигателя (перемещении педали скорости) до определенного предела, а затем немного снижается из-за обогащения смеси при максимальной загрузке (см. рисунок.). Поэтому лучше всего перемещать педаль скорости до положения, соответствующего максимальному КПД двигателя. Несколько хуже будет результат, если мы переместим педаль «до пола», так как и уменьшение и увеличение перемещения педали скорости относительно ее оптимального положения снижает КПД. Но, нажав на педаль «до пола», мы уменьшим время разгона, и поэтому расход топлива будет меньше, чем в случае отклонения положения педали в меньшую сторону. На рисунке показано как изменение КПД двигателя от загрузки связано с применяемыми видами шкал эконометра. Из изложенного видно, что при разгоне оптимальное положение стрелки эконометра — начало красной зоны, не худшее вся красная зона. Теперь рассмотрим ситуацию когда необходимо переходить на высшие передачи. Каждое переключение снижает расход топлива. Поэтому общее правило заключается в том, чтобы при более низких скоростях переходить на высшие передачи. |
Рис. Зависимость
КПД двигателя от
нагрузки, связь с
нагрузкой шкал
эконометра:
зеленый цвет —
низкая нагрузка;
белый цвет — средняя нагрузка;
красный цвет — большая нагрузка.
Однако для каждой передачи есть оптимальная скорость, уменьшение относительно которой приводит к увеличению расхода топлива. Здесь лучше всего поможет тахометр, пользоваться которым намного удобнее, так как переходить на высшие передачи необходимо при одних и тех же оборотах двигателя.
Переключение на высшие передачи для заднеприводных автомобилей ВАЗ при 2500—2700 об/мин, по сравнению с переключением при 4500 об/мин, снижает расход топлива при разгоне до 60— 120 км/ч на 20— 10% соответственно. При снижении скорости, вследствие повышения сопротивления движению, переключение на низшие передачи необходимо производить при 1500—1700 об/мин. Таким образом, тахометр является прибором, наличие которого существенно повышает возможности водителя точно выполнить экономичный алгоритм управления. Если же его в автомобиле нет, можно использовать спидометр но это менее удобно.
Разгон необходимо выполнять до скорости, выбранной заранее. Понятно, что ее величина не должна превышать ограничений, установленных ПДД. Однако чаще всего ограничения на максимальную скорость на шоссе накладывает транспортный поток. А в городе к этому добавляется влияние задержек на перекрестках. Еще раз вернемся к эконометру. Расход топлива на высшей передаче пропорционален скорости автомобиля, что и отражает шкала эконометра: чем меньше разряжение во впускной трубе (выше
Поэтому выбирать скорость на высшей передаче можно не по эконометру, а по спидометру.
Тем не менее при движении с постоянной скоростью эконометр помогает найти оптимальное положение педали скорости. Дело в том, что на высшей передаче значительное перемещение педали скорости относительно оптимального положения не вызывает заметного изменения скорости, но увеличивает расход топлива. Поэтому после достижения заданной скорости необходимо, медленно, ступенями отпуская педаль скорости заметить положение стрелки, при котором начинается снижение скорости, и далее держать стрелку, чуть-чуть не доводя до этого положения. С помощью эконометра можно также определить на пологом уклоне момент, когда необходимо перейти к движению накатом. Сигналом об этом будет перемещение стрелки в зону разряжений, превышающих разряжение на холостом ходу.
Следует добавить, что ежедневный контроль средней скорости и расхода топлива является одним из средств диагностики технического состояния автомобиля. Если при сохранении средней скорости расход топлива начинает расти, это является сигналом для проведения диагностики автомобиля.
Результатом оптимизации управления является снижение расхода топлива на 15-25% при практически неизменной средней скорости. Одновременно на столько же снижаются вредные выбросы двигателя, на 30—40% уменьшаются затраты на эксплуатацию автомобиля и повышается безопасность, так как скорость перестает быть самоцелью и вероятность выхода за границы безопасности становится меньше. Чтобы реализовать скоростной алгоритм разгона необходимо так же нажать на педаль скорости «до пола», но переходить на высшие передачи необходимо тогда, когда двигатель раскрутится до оборотов, соответствующих максимальной мощности. Для большинства современных легковых автомобилей они равны 5500—6000 об/мин. Для контроля состояния систем автомобиля применяются контрольные приборы: указатель температуры охлаждающей жидкости, указатель давления масла в смазочной системе, напряжение тока в системе электропитаня. На современных легковых автомобилях указатели давления масла и напряжения тока часто не устанавливаются. Их заменяют аварийными световыми индикаторами, которые загораются при снижении давления масла и напряжения тока ниже допустимых значений. При наличии контрольных приборов такие индикаторы устанавливаются как дополнительные средства информирования водителя о возникновении неисправности.Тормоза являются одной из систем, влияющих на активную безопасность. Поэтому на многих автомобилях устанавливаются индикаторы, сигнализирующие о падении уровня тормозной жидкости в бачке и необходимости замены тормозных накладок. Отдельную группуо бразуют индикаторы,сигнализирующие о включении отдельных систем и приборов: указатели поворота, аварийной сигнализации, дальнего света фар, стояночного тормоза. На автомобилях с инжекторным питанием двигателя применяется система бортовой диагностики, сигнализирующая о неисправности датчиков, входящих в ее состав.
О.В. Майборода «Уроки вождения»
