Зависимость расхода топлива от скорости: От чего зависит расход топлива: как на него влияют интенсивные ускорения | 74.ru

Содержание

Как зависит расход топлива от скорости в реальных условиях

Быстрее едешь — больше топлива тратишь, но экономишь время. Но каков проигрыш/выигрыш того и другого в реальных условиях? Чтобы узнать ответ на этот вопрос, во время очередной командировки я провел ряд измерений и готов поделиться результатами с читателями. 

В реальных условиях

Суть эксперимента проста: в одну сторону (из Минска в Полоцк) я поеду как можно быстрее, но в рамках ПДД, обратно — с расчетом на минимальный расход. Сколько времени сэкономлю в первом случае и сколько топлива во втором? 

На примере собственного автомобиля я уже измерял зависимость между скоростью и расходом топлива, но тогда испытания проводились на достаточно коротком отрезке трассы при движении с постоянной скоростью. А какой будет зависимость при движении в реальных условиях, с подъемами и спусками, разгонами и торможениями, различным направлением ветра? Все эти факторы, безусловно, влияют на чистоту эксперимента.

Особенно в данном случае, поскольку дорога туда и обратно будет одинаковой лишь по километражу и установленным скоростным режимам, а вот число спусков и подъемов, направление ветра и тот же трафик окажутся разными. 

С точностью измерений тоже не все идеально: все данные — на основании показаний бортового компьютера (впрочем, довольно правдивого, как показали многочисленные эксперименты), хронометраж — с точностью до минуты. Но ведь я и не ставлю целью получить цифры с точностью до сотых — они все равно были бы справедливыми лишь применительно к выбранной дороге и автомобилю. 

Тем более что рекордов экономичности ставить не собираюсь. Во-первых, это я уже делал. Во-вторых, экономтесты позволяют судить о том, какими экономичными могут быть автомобили, если постараться, но не говорят о том, сколько именно ты при этом сэкономил топлива и потерял времени. А меня интересует как раз эта разница! При этом тотальной экономии все равно не будет: перекачивать шины, выключать кондиционер, глушить двигатель на спусках или ехать в «воздушном мешке» за фурой я не собираюсь.

Основным моим оружием на обратном пути будет скорость не более 90 км/ч.

Где-то теряем, где-то находим

Весь маршрут от Минска до Полоцка можно разбить на несколько отрезков, каждый из них имеет свои особенности, что влияет на скорость движения и соответственно расход топлива. 

Так, первые 33 км от Минска — это двухрядная трасса, где практически сразу со старта разрешено ехать 100 км/ч, а есть небольшой отрезок и со знаком «120». Если добавить «ненаказуемые» плюс 10 км/ч от лимита, скорость доходит до 130 км/ч, а мгновенный расход подскакивает до 8 л/100 км. 

На обратном пути средняя скорость едва доходит до 80 км/ч (на затяжных подъемах мгновенная и вовсе падает до 70 км/ч), но и расход меньше 6 л/100 км. Стоит ли удивляться, что именно на этом отрезке до Логойска и будет наибольшая разница между «быстрым» и «экономичным» режимами: на 33 км дистанции — порядка 6 минут и расчетно около 0,8 л бензина!

А вот дальше начинается узкая дорога, причем отрезок до поворота на Плещеницы вы при всем желании (если только не нарушать ПДД) будете ехать со средней скоростью 80 км/ч, потому что знаки «70», запрет обгонов и медленный попутный транспорт. Но именно благодаря этому расход топлива снижается: вот он уже упал до 7 л/100 км! 

На обратном пути этот же отрезок преодолевался всего на минуту дольше, и то только потому, что впереди маячил тихоходный грузовик, который тормозил всю колонну. Зато благодаря этому даже в «экономном» режиме удалось найти резерв для снижения расхода еще на 0,1 л/100 км!

Следующий отрезок — 26 км до Бегомля. Здесь уже достаточно мест для обгона, что позволяет взвинтить темп. По пути туда я стараюсь не терять времени: как можно быстрее разгоняться после снятия скоростных ограничений, совершать обгоны, не стесняясь раскручивать двигатель. Но и зря топливо не «палю»: если вижу, что все равно «упрусь» в более медленный транспорт, заранее сбрасываю скорость, торможу двигателем, придерживаюсь высоких передач. Именно по этой причине, а также благодаря тому, что даже на свободных участках скорость не превышает 100 км/ч, расход продолжает снижаться: бортовой компьютер показывает 6,9 л/100 км. 

Обратно этот же участок проходится в совершенно другом стиле — куда медленнее (примерно на 6 минут) и с расчетом на экономию топлива. Крейсерская скорость — в районе 80 км/ч: на спусках будет чуть больше, на подъемах, наоборот, меньше, но в любом случае почти на 20 км/ч меньше, чем во время первой поездки. Здесь главная задача — очень аккуратно работать педалью «газа», не допуская ненужных ускорений, поэтому и немногочисленные обгоны будут по возможности совершаться с ходу, с минимальным изменением скорости. Куда чаще будут обгонять меня. Облегчаю коллегам маневр, прижимаясь к правой обочине. 

От Бегомля до Лепеля — отличный 48-километровый участок дороги с широкими полосами и асфальтированными обочинами, на него приходится всего несколько населенных пунктов, включая сам Бегомль. Поэтому в обоих направлениях средняя скорость близка к крейсерской, ничто не ведет к перерасходу топлива. Но разница — 5 минут и примерно 0,5 л…

Наконец, последний отрезок длиной 72 км от Лепеля, включая сам город, до Полоцка представляет собой классическую загородную трассу, где достаточно населенных пунктов, место для обгона есть не всегда (если действовать по Правилам), а медленных машин в попутном направлении хватает. Так что темп движения туда получается рваным: слишком много разгонов-торможений. Тем не менее даже на этом отрезке удается показать среднюю скорость 90 км/ч и все равно удержать расход на уровне 6,7 л/100 км. 

Обратно этот же отрезок проезжается всего на 5 минут дольше (средняя скорость 81,5 км/ч), а все потому, что крейсерскую скорость приходится держать на уровне 90 км/ч, чтобы не тормозить другие машины (обочины гравийные, смещаться некуда). Поэтому и средний расход на данном отрезке составляет порядка 6 л/100 км. 

Цена вопроса

Как видим, на разных отрезках трассы в зависимости от условий темп движения менялся, соответственно были разными скорость и расход. Ну а что получается в сумме? От Минска до Полоцка бортовой компьютер показал 214,5 км. Путь туда занял 2 часа 20 минут (средняя скорость 93,2 км/ч), обратно — 2 часа 45 минут (79 км/ч), то есть выигрыш от более высокого темпа движения составил всего 25 минут (11,6 минуты на каждые 100 км пути). 

При этом по дороге до Полоцка бортовой компьютер показал средний расход 6,7 л/100 км (фактически затрачено 14,5 л бензина), обратно — 5,8 л/100 км (потрачено 12,4 л). То есть разница составила в среднем 0,9 л/100 км, или 2,1 л на всю дорогу.              

Параметр 1-я поездка 2-я поездка Разница
Дистанция
214,5 км 214,4 км 0,1 км
Затраченное время 2 часа 20 минут 2 часа 45 минут 25 минут
Средняя скорость 93,2 км/ч 79,0 км/ч
14,2 км/ч
Затрачено топлива 14,5 л 12,4 л 2,1 л
Средний расход 6,7 л/100км 5,8 л/100 км 0,9 л/100 км

Выводы, которые из этого должны следовать, каждый сделает для себя сам. Для одних весомее экономия времени, для других — топлива. Я же очередной раз убедился, что применительно к моей машине на скорости выше 70 км/ч каждый следующий км/ч прибавляет около 1% к текущему расходу топлива. Причем, как оказалось, это правило справедливо не только для моментальных, но и для средних показателей. 

Если же абстрагироваться от цифр, то стоит обратить внимание на то, что само по себе «экономное вождение» может быть комфортным и безопасным лишь при условии, что дело не доходит до крайностей. Одно дело, когда выбранный неспешный темп соответствует дорожной обстановке (как на отрезке между Логойском и поворотом на Плещеницы) или никому не мешает (как на участке между Бегомлем и Лепелем или на широкой части дороги под Минском), и совсем другое — когда твой автомобиль является помехой для остальных, особенно на дороге с интенсивным движением. Опять же у каждого свое отношения к этому вопросу. Но, например, мне было неуютно, когда каждые несколько минут кто-то обгоняет, а я вынужден «плестись», максимально приняв к обочине.

Наш вердикт

Время — деньги. Например, в моем случае каждая сэкономленная минута «стоила» порядка 0,084 л бензина, или же около 10 копеек. Но отыграть время тоже не так-то просто: опять же в моем случае на дистанции 214,5 км разница составила лишь 25 минут, выкроить больше можно было, грубо нарушая ПДД. Если же экономить топливо, то здесь тоже эффект не бог весть какой: в данном случае всего-то 0,9 л/100 км. С другой стороны, это около 14% первоначального расхода. Причем получается, что (как минимум в диапазоне скоростей 70-130 км/ч) каждый лишний км/ч позволяет экономить около 1% времени и обходится в тот же +1% к расходу. Такая вот арифметика получается. Ну а выводы, как было сказано выше, пусть каждый для себя делает сам: что ему выиграть в этой поездке важнее, время или деньги. 

Иван КРИШКЕВИЧ
Фото автора и Ольги-Анны КАНАШИЦ
ABW.BY

Расход топлива в зависимости от скорости

Сразу несколько отступов:
1. Средняя скорость это не та скорость, которую держу на спидометре, а средняя за все время езды, та что у нас на бортовом компьютере.
2. Составлял таблицу чисто из реального расчета расхода (не по бортовому компу).
3. Тип топлива при езде ГАЗ.

В связи с тем что за последний год расход у меня возрос – я начал тщательнее следить и составил таблицу зависимости расхода от средней скорости.

Смотрите пример, как я составлял расчет, а ниже уже заключение составленное из 33 разных замеров.

А т.е при средней скорости 49 км/ч, расход 12,73 л/100км.

В принципе по трассе меня устраивает расход, от 13 до 17 литров. Но вот в городском цикле зимой порядка 30 литров и летом порядка 25+. Это не есть норма.

Поделитесь: какой у вас расход при какой средней скорости?

Сильно ли увеличивается потребление топлива при увеличении скорости.

Задумывались ли вы когда-нибудь, насколько сильно увеличивается расход топлива по мере увеличения скорости? Да, уже давно известный факт, что самый экономичный режим движения автомобиля наблюдается при скорости 90 км/ч. Разумеется, чтобы дать точный ответ на наш вопрос, нужно знать, о какой именно модели автомобиля мы говорим, так как у каждой машины индивидуальный расход топлива в зависимости от технических характеристик. Тем не менее вопрос все равно очень интересный. Мы попытались на него ответить.

Для этого нам понадобилось много времени и исследований, чтобы собрать данные о реальном расходе топлива автомобилей (к сожалению, официальная заводская спецификация по расходу топлива в большинстве случаев не имеет ничего общего с реальностью). Результат наших исследований показан ниже.

Цифры взяты из базы данных издания «Automobil Catalog», они были опубликованы с 1987 по 1996 года в швейцарском автомобильном журнале «Automobil Revue». В эти годы журнал публиковал подробные данные по различным автомобилям, которые специалисты тестировали на скорости от 60 до 180 км/ч.

К сожалению, по соображениям безопасности журнал не тестировал автомобили на скорости 200 км/ч. Но к счастью, экстраполяцией по публикуемым в те годы данным можно получить довольно точные цифры по расходу топлива на подобной большой скорости.

Вот первая таблица по бензиновым автомобилям:

Что касаемо дизельных моделей, то мы нашли только данные по трем автомобилям с двигателями с прямым впрыском. Более старые машины с непрямым впрыском топлива устарели, и их экономичность топлива больше не актуальна на сегодняшний

Результат исследований, основанных на данных замеров швейцарского автожурнала, показывает, что коэффициент увеличения топлива (R) при разгоне со 100 до 200 км/ч составляет от 1,86 до 4,49.

На приведенном выше графике показа средняя мощность в кВт, поглощаемая современным автомобилем из-за сопротивления качению (красным), аэродинамическим сопротивлением (синим) и общим сопротивлением (желтым). Для скорости движения в 100 км/ч нужно около 14 кВт. Для разгона до 200 км/ч необходимо около 80 кВт. Разница (соотношение) необходимой мощности для движения на двух скоростях составляет 5,7. Но это число нужно разделить на 2, чтобы найти потребляемую энергию для движения на определенном расстоянии.

Ниже приведена диаграмма, опубликованная компанией Volkswagen для Golf 1.4 TSI. Интересно, что этот автомобиль имеет максимальную скорость 200 км/ч, которая обеспечивается двигателем мощностью 90 кВт. В итоге получается, что расход топлива этого автомобиля на скорости 200 км/час будет составлять 15 л/100 км.

Благодаря 6-й передаче (2,66 общего коэффициента передачи крутящего момента) и резине 205/55R16 двигатель VW Golf работает на 200 км/ч со скоростью 4600 об/мин. Согласно кривой мощности и крутящего момента на 200 км/ч автомобиль расходует 89 кВт.

Кстати, вот еще одна картинка расхода топлива Volkswagen Golf с 1,4-литровым двигателем по мере увеличения скорости:

Техническое состояние автомобиля, расход горюче-смазочных материалов напрямую зависят от способа его эксплуатации. Загрузка машины, привычка «прогазовывать», разогревать двигатель перед ездой, быстрые разгоны, резкие торможения сказываются не только на состоянии мотора или протекторов, но и на расходе топлива.

У каждого авто есть своя оптимальная «крейсерская» скорость, при которой бензин расходуется в оптимальном режиме. Чаще всего это 90 км/час. Более точно определить эти данные можно с учетом конкретной модели машины.

Влияние скорости на расход

Насколько тесно связаны такие параметры, как скорость и «прожорливость», специалисты подробно исследовали на протяжении длительного времени. Швейцарский журнал Automobile Revue опубликовал результаты работ, проведенных с 1987 по 1996 год. Это были данные тестирования различных автомобилей, которые передвигались со скоростью от 60 до 180 км/час.

Стало очевидным, что при разгоне представителей различных автомобильных брендов со 100 до 180 км/час коэффициент расхода топлива может варьироваться в пределах 1,86-4,49. Этот параметр зависит от разных видов сопротивления, крутящего момента двигателя, противодействия качению и выражается в кВт.

Например, при движении на скорости 100 км/час он равен 14 кВт, а при 200 км/час данный коэффициент повышается до 80 кВт. Таким образом, во втором случае расход топлива повышается до 15 литров на 100 км.

Манера езды

Оптимальный стиль вождения автомобиля с самого начала формирует для себя каждый водитель. При этом на первых порах редко обходится без повышенного расхода топлива из-за резкого нажатия на педаль акселератора, торможения. После доведения основных навыков до автоматизма, манера управлением машиной зачастую меняется.

С другой стороны, существует группа водителей, которые пропагандируют «агрессивный» стиль езды. Они резко разгоняют авто, тормозят, передвигаются на высоких скоростях по неровным дорогам. Такие действия приводят к повышенному сгоранию бензина, дизельного топлива.

Для большей экономии рекомендуется плавное вождение без резких движений, равномерная езда на трассе. Кроме того, важно вовремя переключать передачи, избегая неоправданного повышения крутящего момента в работе двигателя.

Множество молодых водителей не представляют свое авто без мощной аудиосистемы. Они устанавливают дополнительные колонки, усилители для использования полной мощности во время езды. Следует учитывать, что, чем больше электрических приборов работает во время передвижения по дороге, тем больше бензина будет расходоваться.

Как экономить

Уменьшить расход топлива помогут правильно сформированные водительские навыки. Среди них можно выделить правильное переключение передач на авто с «механикой». Важно разгонять автомобиль на оборотах, соответствующих крутящему моменту двигателя. При этом нажимать на педаль акселератора следует плавно, избегая резких движений.

На трассе лучше придерживаться крейсерской скорости 90 км/час. Такая тактика показала свою целесообразность, поскольку на фоне ощутимой экономии время преодоления длительной дистанции остается на достойном уровне.

Если при управлении автомобилем возникает необходимость длительных остановок, то лучше в это время отключать двигатель. При этом желательно избегать пробок и не передвигаться в часы пик. Чтобы сэкономить, рекомендуется отдавать приоритет равномерной езде без резких торможений и разгонов.

На расход топлива влияет также давление в шинах, поэтому этот параметр нужно постоянно контролировать. Недостаточно накачанные шины способствуют лишним затратам на бензин.

Таким образом, максимально сэкономить топливо можно при плавной езде со скоростью 60-90 км/час. При этом важно формировать полезные привычки и навыки вождения, отрабатывая их до автоматизма.

Как расход топлива зависит от скорости машины

Большинство автомобилистов интересуется вопросом зависимости расхода топлива от скорости. Любому водителю нравится быстрая езда, но никому не хочется платить лишние деньги при не самых низких ценах на горючее. Попробуем разобраться.

Наиболее экономичной всегда является максимальная передача при условии, что топливо подается рационально. Так, при движении на скорости 60–70 км/ч расход горючего на третьей передаче будет кардинально отличаться от аналогичного показателя на пятой.

Крейсерская скорость, то есть оптимальная для расхода топлива у большинства моделей — приблизительно 90 км/ч. Многие модели BMW, даже оснащенные мощными моторами, расходуют в такой ситуации 5–6 л горючего на 100 км пути. При увеличении скорости затраты топлива возрастают, поскольку повышается воздушное сопротивление.

Расход в городе

Любой автомобиль тратит больше всего топлива при движении в городских условиях. Двигаясь по городу, невозможно соблюдать единый цикл: здесь неизбежны частые остановки и разгоны, езда на пониженных передачах. Поэтому для любой модели городской режим является самым тяжелым: как по нагрузкам на узлы и агрегаты, так и по расходу топлива.

Расход на трассе

Наиболее экономичный режим движения автомобиля — по загородной трассе, магистрали. О том, на какой скорости расход бензина или дизельного топлива будет меньше, мы уже сказали — около 90 км/ч. Поддерживать ее гораздо проще, двигаясь по прямой, относительно свободной дороге.

Как измеряют расход горючего

Заявленный производителем расход горючего измеряют не на треке, как думают многие автомобилисты, и не в городе, а на специальном стенде. Дело в том, что в реальных условиях на автомобиль влияет множество факторов, и цифры каждый раз будут разными.

Авто помещают на динамометрический стенд и вращают с помощью роликов ведущие колеса с различным усилием, симулируя движение по трассе, городу и в смешанном режиме. При этом патрубки выпускной системы снабжаются газовыми анализаторами, которые определяют по составу выхлопа, сколько топлива израсходовала модель.

Как снизить расход горючего

  • Поддерживайте воздушное давление в шинах на уровне, рекомендованном производителем.
  • Если вас обгоняет грузовой автомобиль, уберите ногу с акселератора, временно прекратив подачу горючего в цилиндры и позволив быстрее завершить обгон.
  • Внимательно следите за ситуацией на дороге, чтобы избегать резких изменений скорости.
  • Планируйте маршрут. В любом современном BMW имеется навигационная система, которая предложит оптимальный путь с минимальным количеством пробок.
  • Соблюдайте дистанцию между своим автомобилем и движущимся впереди транспортом. Это позволит избежать резких торможений и разгонов, а также связанного с ними повышенного расхода топлива.

Итак, мы разобрались, при какой скорости расход топлива будет минимальным, и как сократить его при движении по трассе. Стоит отметить, что в модельном ряде BMW одним из самых экономичных является премиальный седан 7 серии. Удивляться здесь нечему: автомобиль воплощает самые передовые технологии, обеспечивающие идеальную управляемость и высокую экономичность. Ознакомьтесь с подробными характеристиками БМВ 7 серии, в том числе и расходом топлива, на сайте официального дилера в Москве «БорисХоф».

На какой скорости минимальный расход топлива по мнению автомобилистов? | Единая топливная карта

Стиль вождения напрямую влияет на расход топлива автомобилем. Разберемся, при какой скорости движения можно достичь минимального расхода.

Исследования

Специалисты исследуют влияние скорости езды на расход бензина уже несколько десятилетий. Зависимость показателей очевидна: чем больше скорость, тем больше нужно энергии. А энергия обеспечивается топливом. Швейцарский журнал Automobile Revue публиковал результаты исследовательских работ, проведенных с 1987 по 1996 год. Эксперимент проводился с автомобилями различных марок, которые двигались со скоростью от 60 до 180 км/ч. Исследования показали, что при скорости до 100 км/ч расход топлива всех моделей автомобилей оставался относительно стабильным. Однако в пределах 100-200 км/ч набор скорости приводил к прогрессивному увеличению расхода.

Стало очевидным, что при разгоне представителей различных автомобильных брендов со 100 до 180 км/час коэффициент расхода топлива может варьироваться в пределах 1,86-4,49. Этот параметр зависит от разных видов сопротивления, крутящего момента двигателя, противодействия качению и выражается в кВт.
Например, при движении на скорости 100 км/час он равен 14 кВт, а при 200 км/час данный коэффициент повышается до 80 кВт. Таким образом, во втором случае расход топлива повышается до 15 литров на 100 км.
Рост коэффициента расхода топлива автомобилей различных марок На графике видно, как начинает расти коэффициент расхода топлива при наборе скорости

Рост коэффициента расхода топлива автомобилей различных марок

Автомобилисты считают, что скорость, при которой достигается оптимальный расход топлива без вреда для двигателя – это 60 км/ч для города и 90 км/ч для трассы.

Скорость движения и другие факторы

При выборе оптимальной скорости движения стоит учитывать также и другие факторы, которые изменяются в условиях ее набора. Если автомобиль разгоняется с 50 до 100 км/ч, сопротивление воздуха увеличивается не в 2 раза, а в целых 8 раз. Таким образом, автомобилю нужно затратить в 8 раз больше мощности на преодоление сопротивления воздуха. Чтобы поддерживать движение на скорости 50 км/ч, понадобится около 30-35 л.с., а при разгоне до 120-130 км/ч автомобилю придется «напрячь» уже 80-90 лошадиных сил. И это касается только преодоления сопротивления воздуха: масса автомобиля, дорожные условия, состояние шин и прочие факторы оказывают дополнительное влияние.

Немаловажно учитывать не только скорость, но и манеру езды в целом. Если автомобиль поддерживает крейсерскую скорость около 90-100 километров, расход топлива может быть небольшим. Однако каждое резкое ускорение и торможение, на которое затрачивается дополнительная мощность, увеличивает расход бензина лавинообразно.

Расход топлива зависит также от оборотов двигателя. На повышенных оборотах расход возрастает. Происходит это потому, что число тактов на единицу времени увеличивается. То есть нужно чаще впрыскивать топливо в цилиндр. Наиболее оптимальными оборотами считаются 30 % от оборотов, на которых достигается максимальная мощность двигателя.

Максимальной экономии топлива можно добиться при динамичном выходе на необходимую скорость, выдерживании оборотов не выше 3000 на каждой из передач и дальнейшем движении без остановок на наивысшей передаче. Однако стоит понимать, что переключение передач должно быть закономерным. Например, если автомобиль двигается со скоростью 50 км/ч на самой высокой передаче, это может плохо сказаться на двигателе. И, пусть Вы и сэкономите пару сотен на заправке, позже придется отдать тысячи за ремонт.

Какими способами можно снизить расход топлива?

Следите за стилем вождения. Старайтесь минимизировать резкие наборы скорости и торможения.

Учитывайте аэродинамику. Так как затрачиваемые мощности автомобиля напрямую зависят от сопротивления воздуха, старайтесь сохранять аэродинамику. При движении с открытыми окнами или люком на большой скорости автомобиль становится менее аэродинамичным. Например, движение на скорости выше 90-100 км/ч с открытыми окнами может вызвать перерасход топлива на 25-30%. Испортить аэродинамические характеристики также могут внешние аксессуары: спойлеры, багажники на крыше и др.

Поддерживайте оптимальную массу автомобиля. Каждые 50 кг груза увеличивают расход топлива примерно на 2%. Разгружайте багажник и не превращайте его в склад забытых вещей. Если Вы только планируете купить автомобиль и заинтересованы в небольшом расходе топлива, выбирайте наиболее легкие модели.

Поддерживайте оптимальный уровень давления в шинах. Чем ниже уровень давления в шинах, тем больше топлива расходует автомобиль. Это происходит за счет того, что при спущенных колесах увеличивается сопротивление качению, и автомобилю необходимо выделять больше сил на движение. Специалисты рекомендуют проверять давление в шинах каждые 2 недели, а при высоком пробеге – каждые 2000 километров. Следите за износом шин в целом. Для этого достаточно проверять глубину протектора покрышек.

1.2. Условия эффективного управления автомобилем при движении по дорогам общего пользования / КонсультантПлюс

1.2. Условия эффективного управления автомобилем

при движении по дорогам общего пользования

Рассмотрим задачу повышения эффективности управления автомобилем при движении в транспортном потоке более подробно. На рис. 1 приведен график изменения средней скорости сообщения Vс легкового автомобиля с конструктивной скоростью 160 км/ч в зависимости от максимальной скорости Vmax, до которой при наличии возможности разгоняется автомобиль на двухполосной дороге при различных уровнях удобства движения в транспортном потоке [4].

Уровень удобства движения определяется тем, насколько свободно водитель может выбирать скорость. Различают шесть уровней удобства движения: A — свободный транспортный поток, водитель может свободно выбирать скорость, практически все обгоны можно выполнять с хода, средняя дистанция между автомобилями — 20 с. и более;

B — частично связанный транспортный поток, водитель ограничен в выборе скорости, но может выбрать скорость, которая позволяет двигаться продолжительное время, не меняя ее, значительная часть обгонов выполняется с ожиданием, средняя дистанция — от 20 до 10 с.; C — связанный стационарный транспортный поток, водитель вынужден двигаться со скоростью транспортного потока, которая является достаточно стабильной, обгоны возможны только после длительного ожидания, — средняя дистанция от 10 до 6 с.; D — связанный нестационарный транспортный поток, движение возможно только со скоростью транспортного потока, которая является нестабильной, обгоны возможны только с нарушением ПДД, средняя дистанция — от 6 до 4 с.; E — насыщенный транспортный поток, движение возможно только со скоростью транспортного потока, которая систематически изменяется, обгоны возможны только с грубым нарушением ПДД, — средняя дистанция от 4 до 2 с; F — неустойчивый транспортный поток, маневрирование в потоке невозможно, скорость потока периодически снижается до нуля, и возможны заторы.

Рис. 1 — Зависимость средней скорости сообщения Vс от максимальной скорости на участках свободного движения Vmax при движении легкового автомобиля с конструктивной скоростью 160 км/ч по двухполосной дороге при различных уровнях удобства движения:

A — свободный транспортный поток; B — частично связанный транспортный поток; C — связанный стационарный транспортный поток; D — связанный нестационарный транспортный поток; E — насыщенный транспортный поток; F — неустойчивый транспортный поток

Приведенное описание уровней удобства движения в транспортном потоке относится к движению по шоссе, когда на большом протяжении пути отсутствуют равнозначные и регулируемые перекрестки. В городе возникновение свободного транспортного потока невозможно, поскольку даже одиночный автомобиль должен останавливаться на запрещающий сигнал светофора, пропускать транспорт, движущийся по главной дороге, пешеходов на переходе типа зебра.

Как можно видеть из графика на рис. 1, чем ниже уровень удобства движения, тем медленнее увеличивается скорость сообщения Vс при повышении максимальной скорости Vmax. После увеличения максимальной скорости до определенной величины, скорость сообщения перестает расти. И чем ниже уровень удобства движения, тем меньше эта максимальная скорость.

Если при движении в транспортном потоке с уровнем удобства ниже свободного, водитель пытается повысить среднюю скорость сообщения Vс, увеличение максимальной скорости на участках свободного движения и последующие торможения, вызываемые необходимостью ожидать очередную возможность обгона, приводит к повышению расхода топлива.

Расход топлива будет так же увеличиваться, если водитель будет разгоняться до постоянной максимальной скорости при снижении уровня удобства движения. Это означает, что при снижении уровня удобства движения в транспортном потоке необходимо уменьшать максимальную скорость автомобиля на участках свободного движения.

Комплексным показателем эффективности управления автомобилем является отношение скорости сообщения Vс к расходу топлива qs. Этот показатель называется коэффициентом преобразования топлива в скорость kqv:

kqv = Vс / qs, 100 км2/ч*л (1)

Физический смысл kqv следующий: его величина равна скорости сообщения, которую создает один литр топлива, израсходованный на 100 км пути. Его значение сначала увеличивается (скорость растет быстрее, чем расход топлива), а затем начинает уменьшаться (скорость растет медленнее, чем расход топлива).

Максимальному значению kqv при движении на высшей передаче с постоянной скоростью соответствует эффективная скорость Vэ. Для легковых автомобилей ее величина изменяется в диапазоне от 100 до 120 км/ч в зависимости от топливно-скоростных свойств автомобиля. Для грузовых автомобилей величина Vэ изменяется в диапазоне от 70 до 90 км/ч. При переходе на низшие передачи во время движения с постоянной скоростью kqv уменьшается обратно пропорционально увеличению передаточного отношения.

При движении с переменной скоростью kqv уменьшается по отношению к его величине при постоянной скорости тем больше, чем выше неравномерность движения автомобиля.

На основании изложенного можно сформулировать модель поведения водителя в транспортном потоке, реализация которой приводит к повышению эффективности управления автомобилем: в свободном транспортном потоке максимальная скорость не должна превышать Vэ; при снижении уровня удобства движения для замедления процесса уменьшения kqv необходимо ограничивать максимальную скорость на участках свободного движения тем больше, чем ниже уровень удобства движения. Для каждого уровня удобства движения и для каждой категории транспортных средств существуют оптимальные максимальные скорости, обеспечивающие движение с оптимальной скоростью сообщения Vс.опт, которая равна наиболее вероятной скорости транспортного потока (при наличии в потоке ТС различных категорий — наиболее вероятной скорости движения ТС своей категории). На рис. 1 значения максимальных скоростей, обеспечивающих движение с оптимальными скоростями сообщения Vс.опт, в транспортных потоках с уровнями удобства движения B, C, D, E, F, обозначены: VB, VC, VD, VE, VF. При этом скорость сообщения уменьшается незначительно (по сравнению со скоростью, достигаемой при реализации модели поведения гонщика) и тем меньше, чем ниже уровень удобства движения. Из изложенного следует:

— мастерство водителя при движении в транспортном потоке определяется его умением ограничивать максимальную скорость до такого значения, при котором скорость сообщения будет оптимальной Vс.опт, равной наиболее вероятной скорости транспортного потока;

— повышение эффективности управления автомобилем (увеличение коэффициента преобразования топлива в скорость kqv) возможно только за счет снижения расхода топлива. Поэтому попытки водителя повысить скорость сообщения относительно ее оптимального значения, путем реализации модели поведения гонщика, говорят о его низкой квалификации.

Чтобы эффективно управлять автомобилем водителю, необходимо знать, как он должен двигаться к этой цели — знать и уметь применять модель оптимального поведения в транспортном потоке, приведенную ниже.

Модель оптимального поведения водителя в транспортном потоке

— разгон при встраивании в транспортный поток и его пересечении, обгоне автомобилей — с необходимой для обеспечения безопасности интенсивностью;

— крейсерская скорость — по возможности равномерное движение со скоростью транспортного потока;

— максимальная скорость в свободном транспортном потоке — эффективная скорость Vэ, но не больше разрешенной скорости плюс 10 км/ч.

— ограничение максимальной скорости на участках свободного движения по сравнению с разрешенной при снижении уровня удобства движения;

— плавное снижение скорости путем применения наката и торможения двигателем;

— дистанция — не менее 3…4 с, когда лидер ТС той же категории, 4…5 с, когда лидер ТС более низкой категории.

— обгон — только тихоходных автомобилей, «выпадающих» из транспортного потока;

— смена полосы только при необходимости совершить поворот, опередить «тихоходный» автомобиль.

Экономичный алгоритм управления автомобилем задает при разгоне положение педали скорости и частоту вращения коленчатого вала в момент перехода на высшие передачи; задает передачу при установившемся движении в зависимости от скорости [4], [5]. Для каждой модели автомобиля имеется свой экономичный алгоритм управления.

Чтобы добиваться максимальной эффективности управления автомобилем, водителю необходима информация обратной связи, о том, насколько успешно он решает задачу. Такой информацией являются:

— скорость сообщения Vс;

— путевой расход топлива в сравнении с нормативным его значением.

Как скорость влияет на расход топлива

Автор admin На чтение 2 мин Просмотров 417 Опубликовано

В том, что скорость действительно неприятным образом сказывается на расходе топлива, я убедился, проведя небольшой эксперимент. В моем владении всем известный кроссовер Nissan Qashqai. Под капотом двигатель 1,6 л. Коробка передач механическая (5-ступенчатая). Как заявляет производитель, приблизительный расход топлива на трассе 5,6 литров. А в смешанном режиме на литр больше — 6,6 литров на 100 километров.

При разгоне до 90 км/ч уже было 2600 оборотов в минуту. Это неудивительно, потому что передачи в моем авто весьма короткие. Каков расход? Вполне божеский — 6,2 литра.

Дальше разогнался до 120 км/ч. И тут был весьма удивлен результату — расход вырос на 2 литра! Это было, конечно, ожидаемо. Потому что высота кузова в сочетание с работой движка на повышенных оборотах — то, что обязательно будет есть немало топлива. Но рост потребления топлива все-таки огромный.

Как зависит расход топлива от скорости

За свой стиль вождения многие автомобилисты платят немало денег. Как уже отметил выше, если кататься на повышенных оборотах, машина будет есть серьезное количество топлива. Перерасход ощущается особенно при дальних поездках.

Если говорить в общих чертах, то все сводится к динамическим характеристикам двигателя. Он может работать в разных режимах. И это замечательно, но определенные режимы требуют большой мощности. А чем больше мощность, тем больше будет и перерасход.

На какой скорости минимальный расход топлива

К слову, при трогании с места (что требуется постоянно при движении по городским улицам) обороты тоже большие. Могут доходить до 2500-3000 в минуту. Тем не менее, разгоняясь на трассе, например, до 120 км/ч, при таких же оборотах бензина будет потребляться в меньшем количестве, чем в городе, когда вы трогаетесь. Причина здесь кроется в более низком передаточном числе.

Насколько больше ваш автомобиль будет есть на серьезной скорости, единогласно сказать нельзя. Расчет примерно такой: +10 км/ч к скорости — это +10% расхода топлива. В моем случае перерасход выходит приличный из-за аэродинамики, в том числе. Но даже если у вас она идеальна, а трансмиссия дает возможность движку работать на низких оборотах при серьезной скорости, перерасход будет.

Это было подтверждено моим другом, владельцем BMW X5 (286 лс, дизель, АКПП). Расход по трассе (заявленный) — 7 литров. При разгоне до 120 км/ч расход составил около 11,5 л. Причем двигатель работает далеко не на сумасшедших оборотах. Тут снова сказывается бонусом еще и аэродинамика.

Как скорость влияет на расход топлива

Как скорость влияет на расход топлива? Является ли дизель более экономичным, чем бензиновый двигатель при быстрой езде? Сколько расходует на шоссе городской автомобиль, спортивный, лимузин или внедорожник?

Приблизительно до 60-70 км / ч сопротивление воздуха в большинстве автомобилей не оказывает существенного влияния на расход топлива. На скорости 80-90 км / ч кузов по-прежнему легко движется, поэтому поездка остается экономичной. При соответствующих условиях даже большие автомобили с мощными двигателями могут использовать 6 л/100 км.

Расход на шоссе

Дальнейшее увеличение скорости сопровождается увеличением аэродинамического сопротивления. На шоссе сопротивление воздуха вы можете почувствовать, высунув свою руку из окна. Держать ее в направлении движения легко, но поставьте вашу руку перпендикулярно и почувствуете, что испытывает двигатель, поддерживая нужную скорость.

Как расход топлива меняется со скоростью? Мы проверили это на примере автомобилей различных классов и силовых установок различных конструкций. В выборку включены бензиновые двигатели, агрегаты меньшего размера, турбодизель, полноприводные и автоматические коробки передач. Результаты иногда были удивительными. Самое большое впечатление, однако, это цена увеличения скорости движения со 100 до 140 км /ч – расход увеличивается на 2-4 л /100 км! Что не менее удивительно, дизельные двигатели не были мастерами экономии.

Расход по трассе -Городская машина (Kia Rio Sedan 1.4 CVVT XL)

Kia с атмосферным двигателем 1.4 (109 л.с. и 137 Нм) не является демоном ускорения или гибкости. Однако небольшая фронтальная площадь, небольшая вместимость и 6-ступенчатая коробка передач обеспечили более быструю езду. Увеличение скорости со 100 до 140 км /ч не сопровождалось значительным увеличением расхода топлива. К сожалению, шум в салоне увеличился с 67,5 до 74,1 дБ. Каждые 3 дБ человеческое ухо воспринимает как удвоение интенсивности звука. Быстрая езда, хотя и экономичная, в долгосрочной перспективе будет утомительной.

  • Скорость 100 км / ч – Расход топлива 4,8 л / 100 км
  • 110 км / ч  – Расход 5,2 л / 100 км
  • 120 км / ч  – Расход 5,8 л / 100 км
  • 130 км / ч – Расход 6,2 л / 100 км

Расход на шоссе –  с уменьшенным двигателем (Peugeot 308 SW 1.2 PureTech 130 Active)

Многие считают, что маленькие турбированные двигатели при быстрой езде становятся чрезвычайно жадными до топлива. Peugeot 308 с успешным и очень популярным двигателем 1.2TechTech (три цилиндра + турбо) идеально подходит для проверки. Двигатель 130 л.с. и 230 Нм при 100 км / ч потреблял 5,5 л / 100 км, а при 140 км / ч – 7,1 л / 100 км. Это по-прежнему является отличным результатом. Еще одним преимуществом Peugeot был низкий уровень шума в салоне.

  • Скорость 100 км / ч – Расход топлива 5,5 л / 100 км
  • 110 км / ч  – 5,9 л / 100 км
  • 120 км / ч – 6,2 л / 100 км
  • 130 км / ч – 6,6 л / 100 км
  • 140 км / ч  – 7,1 л / 100 км

Расход на трассе – машина среднего размера с приводом 4×4 и бензиновым двигателем (Skoda Superb Combi Outdoor 1.8 TSI 4×4 Platinum)

Тенденции в автомобильной промышленности постоянно меняются. В последние годы дизели потеряли популярность в пользу бензиновых двигателей. Многие водители мечтают о внедорожнике или универсале с увеличенным дорожным просветом и полным приводом. Мы протестировали Superb с двигателем 1.8 TSI (160 л.с.) в заземленной версии Outdoor. При скорости 100 км / ч машина была на удивление экономичной, но скорость сжигания явно возрастала. Измеренный уровень шума был высоким (73,5 дБ), но звуки, проникающие внутрь, не были утомительными.

  • Скорость 100 км / ч  – Расход топлива 5,9 л / 100 км
  • 110 км / ч – 6,7 л / 100 км
  • 120 км / ч – 7,5 л / 100 км
  • 130 км / ч – 7,9 л / 100 км
  • 140 км / ч – 8,7 л / 100 км

Расход на шоссе – лимузин с мощным дизельным двигателем, 4×4 и 8-ступенчатая коробка передач (BMW 5 Gran Turismo 35d xDrive)

Слова «Gran Turismo» в названии предполагают, что этот автомобиль был создан для преодоления огромных расстояний. И действительно, он выполняет эту задачу на отлично благодаря, двигателю, удобным сиденьям и системам поддержки водителя. Автоматическая коробка передач на восьмой передаче способна удерживать двигатель на низких оборотах даже при 140 км / ч. Мощный дизель 3.0 R6 с двойным зарядом (313 л.с., 630 Нм) обеспечивает отличную динамику даже при наклоне двигателя. Тахометр не выходит за пределы поля, обозначенного цифрой 2. Расход при 100 км / ч был впечатляюще низким. До 140 км / ч явно увеличился. Однако, 8,2 л / 100 км в автомобиле с полным приводом, который разгоняется до 100 км / ч за 5,6 с, все еще является отличным результатом.

  • Скорость 100 км / ч – Расход топлива  6,3 л / 100 км
  • 110 км / ч – 6,6 л / 100 км
  • 120 км / ч – 7,2 л / 100 км
  • 130 км / ч – 7,7 л / 100 км
  • 140 км / ч – 8,2 л / 100 км

Дизельный расход – внедорожник с дизельным двигателем (Volvo XC60 D5 AWD Geartronic Summum)

Покупатели больших внедорожников предпочитают модели с дизельными двигателями. У предыдущего поколения Volvo XC60, версия D5, 2,4-литровый дизель мощностью 215 л.с., был очень популярен. Несмотря на большую мощность, двигатель не впечатляет динамикой. Она явно задушена вялой трансмиссией. Расход топлива не был сильной стороной модели. Выше 120 км / ч дизель становился все более жадным к дизелю. При 140 км / ч он был опасно близок к порогу в 10 л / 100 км. Вполне возможно, что результат был бы лучше, если бы вместо 6-ступенчатого «автомата» XC60 имел коробку с восемью передачами. К сожалению, это не было предусмотрено в версии D5.

  • Скорость 100 км / ч  – Расход топлива 6,0 л / 100 км
  • 110 км / ч – 6,8 л / 100 км
  • 120 км / ч – 7,4 л / 100 км
  • 130 км / ч – 8,5 л / 100 км
  • 140 км / ч – 9,7 л / 100 км

Расход на трассе – спорткар (Toyota GT 86 Prestige)

Настоящие спортивные автомобили имеют низкий клиновидный корпус. В случае с Toyota GT86 низкий коэффициент лобового сопротивления и небольшая поверхность работают на низкий расход топлива. При скорости 100 км / ч заднеприводный купе и 215-сильный боксер 2.0 сжигают всего 6 л / 100 км. При скорости 140 км / ч топливо из бака исчезает со скоростью 7,8 л / 100 км, что по-прежнему является отличным результатом. Однако при длительных поездках шум становится проблемой (76,1 дБ при 140 км / ч).

  • Скорость 100 км / ч – Расход топлива 6,0 л / 100 км
  • 110 км / ч – 6,2 л / 100 км
  • 120 км / ч – 6,5 л / 100 км
  • 130 км / ч – 7,2 л / 100 км
  • 140 км / ч – 7,8 л / 100 км

Расход на автостраде – Mercedes G 500

Мощный бензиновый двигатель (5,5 V8), привод и шины, предназначенные для езды по бездорожью. До начала испытаний было ясно, что Mercedes G-класса получит худшие оценки. Уже при 100 км / ч 387-двигатель потребовал 14,1 л / 100 км. Каждые последующие 10 км / ч на спидометре стоят около 1 л / 100 км. Разница между 130-140 км / ч подскочила до 1,5 л / 100 км. Расход топлива увеличится еще больше при быстрой езде.

  • Скорость 100 км / ч – Расход топлива 14,1 л / 100 км
  • 110 км / ч – 15,1 л / 100 км
  • 120 км / ч – 15,8 л / 100 км
  • 130 км / ч – 16,5 л / 100 км
  • 140 км / ч – 18,0 л / 100 км

Как скорость влияет на уровень шума внутри автомобиля?

Быстрая езда сопровождается повышенным уровнем шума. Он исходит из нескольких источников, которые могут иметь различный вклад в громкость. Обычно наиболее интенсивным является воздушный шум, проходящий через корпус или зеркала. Чем ниже коэффициент лобового сопротивления, тем обычно тише кузов автомобиля. В автомобилях с короткозамкнутыми коробками передач (например, в городских автомобилях) слышен шум работы двигателя на высоких оборотах. Шины, чей состав или конструкция протектора влияют на шум качения, тоже имеют значение.

Измеренный уровень шума в салоне автомобиля при 100 и 140 км / ч

  • Киа Рио Седан 67,5 / 74,1 дБ
  • Peugeot 308 66,2 / 69,7 дБ
  • Skoda Superb Combi 65,1 / 73,5 дБ
  • BMW 5 GT 61,7 / 69,0 дБ
  • Volvo XC60 63,5 / 70,3 дБ
  • Toyota GT86 73,5 / 76,1 дБ
  • Mercedes G-Class 68,3 / 76,2 дБ

Как уменьшить расход топлива на трассе?

  1. Проверьте давление воздуха в шинах и накачайте их до максимального уровня, рекомендованного производителем. Некоторые бренды, кроме типичного давления, предлагают «эко» версию – примерно на 0,2 бар выше, что снижает расход топлива на несколько процентов.
  2. Проверяйте ситуацию до и после, чтобы вы могли выполнять маневры плавно и без резких изменений скорости.
  3. Соблюдайте дистанцию ​​от других транспортных средств (по крайней мере, половину скорости, выраженной в метрах – например, 70 м при 140 км / ч), чтобы избежать ненужных изменений скорости движения и облегчить торможение двигателю.
  4. Прогнозируйте развитие событий – видя обгоняющие вас грузовики и автомобильный хвост позади них, уберите ногу с газа. Это прервет подачу топлива в цилиндры и позволит вам терять скорость, не используя тормоза. Удерживая скорость до конца, а затем затормозив в последнюю минуту, вы ничего не выигрываете, а тратите впустую топливо.
  5. При ускорении используйте крутящий момент, а не мощность – поворот двигателя в красное поле улучшает ускорение, но это оплачивается значительным увеличением расхода топлива.
  6. Планируйте маршрут. Лучшие результаты приносит плавное движение по шоссе, а худшие – попытка наверстать упущенное. Лучше ехать 130 км / ч с самого начала, чем начинать со 100 км / ч, а затем ехать 160 км / ч и более.
  7. Заправьтесь перед отъездом. Топливо на дорогах дорогое, а в выходные или праздничные дни на заправках большие очереди. Стоя в них вы потеряете время, которое вы потом захотите наверстать.

Современные автомобили все чаще предлагаются с 7- или 8-скоростными коробками передач. Правильно подобранные передаточные числа увеличивают динамику на низких передачах, а удлинение при максимальной экономичности – при 110 км / ч, спидометр BMW 5 Gran Turismo 35d показывает 1450 об / мин.

Просмотров: 9 014

Экономия топлива транспортного средства в зависимости от воздушной скорости: концепция параллельных коридоров

Хотя изобретение двигателей внутреннего сгорания (ДВС) датируется до 19 века, их широкое применение было затруднено до середины 1850-х годов, когда коммерческое бурение и производство началась нефтяная [1]. С тех пор ископаемое топливо стало основным источником энергии в транспорте и путешествиях. Однако по мере того, как мир стал больше осознавать ограниченные запасы ископаемого топлива и истощение ресурсов, а также экономические и экологические последствия его использования, беспокойство начало расти.В результате на протяжении многих десятилетий, по крайней мере, еще во времена Великой депрессии в США, нация была озабочена вопросами топливной экономичности и экономии энергоресурсов. Однако вопрос не так прост и однозначен, как кажется, и есть проблемы. Например, повышение эффективности использования топлива вызывает экономическую реакцию, вызывающую дополнительные поездки, которые частично компенсируют первоначальную экономию энергии. Другими словами, по мере удешевления энергии появляется стимул для увеличения ее использования, явление, известное как «эффект отскока» [2].

В целом использование энергии оказывает непосредственное влияние на экономику [3]. Кроме того, почти во всех странах мира на транспорт приходится большая часть потребления ископаемого топлива. Например, в США сегодня 70 % всего потребляемого объема нефти направляется на топливо, используемое на транспорте, — бензин, дизельное топливо и реактивное топливо [4]. В Нигерии 96 % всего потребляемого бензина и 40 % потребляемого дизельного топлива приходится на автомобильный транспорт [5]. Помимо экономических последствий, потребление ископаемого топлива приводит к выбросу токсичных газов (CO, CO 2 , NO x , SO 2 , HC и PM) [6], которые влияют на местное и региональное качество воздуха, особенно в городских районах, что может представлять серьезную опасность для здоровья и вызывать другие экологические проблемы.На сегодняшний день эмиссия CO 2 , которая напрямую связана с потреблением углеродсодержащего топлива, считается одной из самых серьезных угроз окружающей среде из-за парникового эффекта [7], и только на транспорт приходится около 21% выбросов. глобальной эмиссии CO 2 [8].

Периодическая нехватка бензина и другого нефтяного топлива, а также экологические проблемы возродили интерес к выявлению факторов, влияющих на эффективность использования топлива транспортными средствами.С этой целью были сделаны различные предложения по снижению расхода топлива. К ним относятся простая модификация компонентов транспортного средства, такая как замена диагональных шин радиальными шинами и разработка альтернативных источников топлива и новых конструкций двигателей для оптимизации сгорания. Кроме того, в последние несколько десятилетий наметилась заметная тенденция к использованию более компактных и экономичных транспортных средств. Это достигается за счет снижения веса автомобиля за счет использования новых материалов и улучшения внешнего вида автомобилей для снижения аэродинамического сопротивления [9].Таким образом, топливная экономичность стала коммерческим аргументом в автомобильной промышленности. Хотя большинство предложений по экономии топливных ресурсов были сосредоточены на изменении конструкции транспортных средств, также учитывались некоторые внешние факторы. Одним из примеров является национальное снижение скорости на шоссе до 55 миль в час (88,5 км / ч), введенное в США в 1970-х годах. Другие примеры включают поддержание постоянной скорости на шоссе или поддержание постоянной настройки дроссельной заслонки [10].

Зависимость от нефти и глобальное потепление стимулировали исследования и разработки в области использования вторичного биотоплива и возобновляемых источников энергии, включая твердые отходы и растительное масло [11–13].Кроме того, в последние годы стали популярными альтернативные источники топлива и двигатели, и усилия по производству так называемых «более экологичных» автомобилей продолжаются. К ним относятся электрические, гибридные автомобили и автомобили на топливных элементах. Сегодня гибридные легковые автомобили широко используются и достаточно популярны. Электромобили имеют нулевой уровень выбросов, но имеют недостаток, заключающийся в необходимости частой подзарядки с длительным временем перезарядки и относительно небольшим запасом хода. С другой стороны, автомобили на топливных элементах сочетают в себе преимущества электромобилей, т.е.е., почти нулевой уровень выбросов, высокая эффективность и бесшумная работа с преимуществами обычных транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания, т. Е. Большой запас хода и короткое время дозаправки. Кроме того, они примерно в два раза превышают КПД двигателя внутреннего сгорания при типичном ездовом цикле [14]. Хотя водород является наиболее распространенным топливом, в топливных элементах иногда используются и другие виды топлива, такие как природный газ и метанол [15]. Однако транспортные средства на водородных топливных элементах очень дороги из-за стоимости платины, используемой в них в качестве катализатора, что препятствует их крупномасштабному производству.Хотя транспортные средства на топливных элементах могут когда-нибудь заменить автомобили с двигателями внутреннего сгорания, различные недостатки, особенно стоимость топливных элементов, означают, что рынок вряд ли увидит их крупномасштабное производство в течение десятилетий [16].

Возвращаясь к автомобилям с двигателем внутреннего сгорания, другими факторами, влияющими на расход топлива и выброс выхлопных газов на транспорте, являются факторы, связанные со стилем вождения и независимым стилем вождения [6, 7, 17, 18]. Было показано, что девять факторов схемы вождения оказывают существенное влияние на расход топлива и выбросы.К таким факторам относятся ускорение и торможение, переключение передач, а также скорость автомобиля [18].

В результате постоянно растущей стоимости ископаемого топлива, а также озабоченности по поводу загрязнения воздуха, расход топлива и выбросы транспортных средств стали двумя критическими аспектами в процессе планирования транспортировки на дорожных объектах. С этой целью было разработано несколько математических моделей, которые прогнозируют расход топлива и выбросы транспортных средств с использованием мгновенной скорости и ускорения [19–21].Хорошо известно, что расход топлива (и выбросы) существенно увеличивается с увеличением скорости транспортного средства, и этот вопрос широко обсуждался в литературе [22, 23]. В некоторых источниках этот рост упоминается как «экспоненциальный» [24], хотя технически это утверждение неверно.

Хотя влияние скорости автомобиля на расход топлива было тщательно исследовано, влияние его воздушной скорости не изучалось. Это связано с тем, что все исследования в прошлом были сосредоточены на транспортных средствах, движущихся в неподвижном воздухе, и в этом случае путевая скорость становится такой же, как воздушная скорость.Однако, если транспортное средство движется против ветра или против ветра, результаты будут совсем другими. На самом деле, любой опытный водитель грузовика подтвердит, что расход топлива автомобиля существенно различается при движении против ветра или против ветра в течение всего дня и, в некоторой степени, при движении при боковом ветре. В этой статье мы показываем, что то, что действительно определяет расход топлива транспортного средства при нормальных условиях вождения, — это воздушная скорость транспортного средства, а не его путевая скорость. Однако, как упоминалось выше, если транспортное средство движется в неподвижном воздухе, его воздушная скорость и путевая скорость, очевидно, одинаковы.

Целью данной статьи является разработка теоретической модели расхода топлива транспортным средством (особенно шоссейным транспортным средством) в зависимости от его воздушной скорости с учетом расхода топлива из-за движущихся частей транспортного средства. также. Насколько нам известно, влияние этих факторов на потребление топлива транспортным средством не исследовалось и не рассматривалось в литературе, по крайней мере, с количественной точки зрения. Затем мы сравниваем эту модель с фактическими экспериментальными данными, которые мы собрали, и показываем, что они находятся в хорошей корреляции.Мы также показываем, что эта модель согласуется с ранее разработанными, а также с существующими экспериментальными данными для транспортных средств, движущихся в неподвижном воздухе. Наконец, основываясь на наших результатах, мы предлагаем новый проект строительства автомагистралей, который может существенно снизить расход топлива транспортных средств на оживленных автомагистралях.

Об оценке расхода топлива и кривой скорости судна: статистический подход

https://doi.org/10.1016/j.joes.2016.02.001Получить права и содержание расход топлива на предстоящий рейс, средства для принятия решений и экономии средств.

Оперативный подход для получения точной кривой расхода топлива и скорости.

Учитываемые факторы включают осадку и водоизмещение судна, силу и направление погодных условий, шероховатость корпуса и гребного винта.

Представлен статистический анализ 418 полуденных сообщений о судне Pure Car and Truck Carrier.

Abstract

Когда на карту поставлена ​​топливная экономичность, наряду со снижением воздействия загрязнения воздуха на окружающую среду, необходимо оценить расход топлива судном на предстоящий рейс, а также средства для принятия решений и затрат сохранение.В данной статье предлагается оперативный подход для получения точной кривой расхода топлива и скорости на основе основных влияющих на нее факторов, а именно осадки и водоизмещения судна, силы и направления погодных условий, шероховатости корпуса и гребного винта. Проведен статистический анализ 418 полуденных сообщений о судне Pure Car and Truck Carrier и рассчитано влияние вышеуказанных факторов. Как и ожидалось, более сильный ветер и пасмурная погода увеличивают расход топлива, и можно было количественно определить разницу между несколькими погодными условиями.Предлагается простой и точный алгоритм, позволяющий судовладельцам, менеджерам и операторам применять предложенный метод на своем флоте. Наконец, с примерами представлены применения структурированного алгоритма при оценке расхода топлива рассматриваемого корабля для будущего рейса, а также для родственного корабля. Кроме того, предлагается планирование рейса по нескольким сценариям, чтобы помочь заинтересованным сторонам в принятии решений, направленных на экономию топлива и экологичность своих судов.

Ключевые слова

Ключевые слова

Ключевые слова

Ключевые слова

Потребление топлива

Корабль Долмичны

Погода

Погода

HULL и PROWELER Шероховатости

Сервис Сервис

Рекомендуемые статьи

Рекомендуемые статьи Статьи (0)

Рекомендуемые статьи

Сообщение Статьи

Управление скоростью

Применимость и допущения

Управление скоростью применимо для всех судов и всех возрастов.

Планирование скорости

Источник рис. 2: DNV GL

Исходя из экспоненциальной зависимости между потреблением топлива и мощностью (скоростью), судно, плывущее с переменной скоростью, обычно на том же расстоянии и продолжительности потребляет больше топлива по сравнению с плаванием с постоянной скоростью, ref.реальный случай из анализа АИС Рис. 2. Это особенно верно для всех дизель-механических судов, включая большинство дизель-электрических; однако есть примеры случаев, когда дизель-электрические суда имеют размеры двигателей, количество и характеристики удельного расхода топлива, которые делают плавание с переменной скоростью более выгодным.

Оптимальные скорости с точки зрения топливной экономичности, однако, часто могут быть сложными из-за требований фрахтователя к расписанию и других факторов. Последствия строгого соблюдения скорости, независимо от того, является ли она переменной или постоянной, также может противоречить погодным условиям, поскольку судам может потребоваться «борьба с волнами» в суровую погоду и излишнее снижение мощности при благоприятном течении и ветре.

 

Улучшенное планирование, лучшее использование знаний о конкретных судах, прогнозы погоды и связь между фрахтователем, портом и судном могут улучшить профиль скорости во время рейса и, следовательно, снизить расход топлива.

 

Медленное приготовление на пару/скорость ECO

Просто снизив скорость на 10 %, можно сократить расход топлива почти на 20 %. Медленное пропаривание или скорость ECO — это практика значительного снижения скорости плавания для снижения расхода топлива не только на части рейса, но и на период рейса, группы судов или всего флота.Снижение скорости является стратегической мерой, в отличие от ежедневной корректировки скорости в зависимости от ожидаемого времени прибытия (ETA), погоды, течений и т. д. Значительного снижения скорости можно добиться, плавая медленнее, поскольку кривая расхода топлива экспоненциальна в зависимости от скорости. Медленное пропаривание актуально для всех типов судов и имеет наибольший потенциал сокращения для судов, совершающих дальние переходы. В качестве постоянной меры в течение более длительных периодов медленная подача пара может привести к повышенному износу двигателей, поскольку они испытывают очень низкие нагрузки.Регулировки и надлежащее планирование и внимание должны быть сделаны в отношении работы вспомогательного вентилятора, тепловых нагрузок, смазки и цилиндрового масла и т. д. С другой стороны, значительно более низкие нагрузки, т. е. от 20% до 50% MCR, также могут открыть потенциал экономии. на вспомогательные системы, предназначенные для поддержки двигателей при работе с полной нагрузкой.

Сокращение потребления топлива и выбросов загрязняющих веществ с помощью интеллектуальных транспортных систем

Выбросы парниковых газов транспортным сектором во всем мире вызывают серьезную озабоченность.Чтобы свести к минимуму такие выбросы, автомобильные инженеры работали не покладая рук. Исследователи изо всех сил пытались заменить ископаемое топливо на альтернативные виды топлива и пытались использовать различные стратегии вождения, чтобы сделать транспортный поток плавным и уменьшить заторы на дорогах и выбросы парниковых газов. Автомобиль выбрасывает огромное количество загрязняющих веществ, таких как окись углерода (CO), углеводороды (HC), двуокись углерода (CO 2 ), твердые частицы (PM) и оксиды азота (NO x ).Технологии интеллектуальной транспортной системы (ИТС) могут быть реализованы для снижения выбросов загрязняющих веществ и сокращения расхода топлива. В этой статье исследуются методы и технологии ITS для снижения расхода топлива и минимизации загрязнителей выхлопных газов. В нем подчеркивается воздействие приложения ITS на окружающую среду, которое обеспечивает современное экологичное решение. Тематическое исследование также свидетельствует о том, что технология ITS снижает расход топлива и выбросы загрязняющих веществ в выхлопных газах в городской среде.

1.Введение

В настоящее время в ИТС становится все более актуальным вопрос энергосбережения. Недавний рост цен на топливо оказывает большое влияние на глобальные экономические изменения. Водители беспокоятся о расходе топлива в соответствии со своим месячным бюджетом. Чрезмерное использование нефти не только увеличивает бюджет, но и выбрасывает больше загрязняющих веществ [1]. Техасский институт транспорта A&M обнаружил, что из-за пробок городским американцам приходится путешествовать на 5,5 миллиардов часов больше, и они должны покупать дополнительные 2 часа.9 миллиардов галлонов топлива при стоимости заторов в 121 миллиард долларов, в то время как 56 миллиардов фунтов дополнительного окиси углерода (CO) и парниковых газов выбрасываются в атмосферу только в городских условиях в 2011 году. В настоящее время мир сильно страдает от загрязнения окружающей среды [2, 3]. ]. Следовательно, снижение расхода топлива может минимизировать выбросы загрязняющих веществ и сохранить окружающую среду чистой и зеленой [4]. Несмотря на то, что многими исследователями в области топлива и энергии были проведены значительные исследования альтернативных видов топлива, автомобильная промышленность также предприняла некоторые попытки улучшить модернизацию транспортных средств для повышения топливной экономичности и экономически жизнеспособных экологически чистых технологий [5, 6].

ИТС можно определить как проводную и беспроводную связь на основе информационных и электронных технологий, интегрированных с транспортной системой и транспортными средствами [7, 8]. Это современная технология «зеленых» технологий, которая не только делает экологически чистым транспортное средство, но и делает зелеными целые группы транспортных средств. ИТС уже произвела революцию в области транспортных систем [9, 10]. ITS охватывает широкий спектр методов и технологий, таких как системы информации о дорожном движении в реальном времени (TIS), электронная система взимания платы за проезд (ETCS) и автоматизированная система управления светофорами (ATLCS).Скорее всего, он станет основным инструментом для решения проблем наземного транспорта в течение следующих нескольких десятилетий, поскольку инфраструктура будет строиться вместе с физической транспортной инфраструктурой. Эта система использует средства связи, управления, электронику и компьютерные технологии для повышения производительности дорожно-транспортных систем [11]. ИТ-технологии не дальновидны и не футуристичны; они реальны, уже существуют сегодня в нескольких странах и доступны для всех стран, которые сосредоточены на их разработке и развертывании.ITS является перспективной технологией, которую можно использовать для снижения расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах, что с точки зрения защиты окружающей среды [12]. Технологии уменьшают заторы, обеспечивают повышенную безопасность и повышают производительность [13]. Приложение ITS используется для минимизации среднего расстояния, времени в пути и оценки плотности движения [14]. Его можно использовать в экологически чистых целях, информируя водителя о наилучшем пути, который может сократить значительное количество топлива, поскольку выбор транспортного средства является менее загруженным маршрутом [15].

Транспортные средства могут отправлять и получать сообщения с важными данными и выбирать лучший путь в зависимости от своего местоположения, скорости и направления [16]. Интеллектуальный автомобиль собирает данные с помощью специальных датчиков. После обработки этих данных он передает информацию другим автомобилям. Большинство транспортных средств в настоящее время работают на ископаемом топливе [17, 18]. Следовательно, необходимо значительное улучшение ИТС для снижения потребления топлива, а также загрязняющих веществ, что, в свою очередь, предотвращает глобальное потепление и выбросы парниковых газов [19–21].Технологии ITS способствуют снижению расхода топлива с двумя аспектами: во-первых, для уменьшения заторов, которые поддерживают оптимальную скорость каждого транспортного средства, и, во-вторых, для того, чтобы дать водителю предложение по экономичному маршруту [22].

Этот бумажный обзор предназначен для выяснения влияния методов и технологий ИТС на энергосбережение и сокращение загрязнения окружающей среды от транспортных средств и систем дорожного транспорта, включая V2V и V2I, зеленую навигационную систему, которая помогает найти лучший путь для минимизации расхода топлива и загрязняющих веществ в выхлопных газах, чтобы обеспечить современное экологичное решение, и, наконец, тематическое исследование защищает эти проблемы.

2. Обзор литературы
2.1. ITS Technology

Существует ряд методов и технологий, используемых для снижения расхода топлива, чтобы сделать окружающую среду более экологичной. ИТС можно было бы использовать для снижения расхода топлива, что сделало бы окружающую среду чистой и зеленой [15]. В таблице 1 показаны многие приемы и технологии, используемые для снижения расхода топлива в системе автомобильного транспорта. Расход топлива можно снизить двумя способами: сокращением расхода топлива и минимизацией среднего расстояния.Во-вторых, методика сокращения расхода топлива подчеркивает важность сокращения расхода топлива для экологичного вождения и сокращения расхода топлива за счет интеллектуального вождения, в то время как минимизация среднего расстояния может быть достигнута за счет сокращения трафика за счет навигации и сокращения трафика за счет сокращения транспорта. Методы и технологии ITS могут способствовать снижению расхода топлива за счет улучшения поведения при вождении и минимизации заторов на дорогах [35].





Параметр уменьшения Тип уменьшения Атрибут Технологии Технологии

Сокращение расхода топлива Важность снижения расхода топлива для экологичного вождения Транспортные средства Повышение топливной экономичности транспортного средства путем улучшения механических свойств Повышение механических свойств
Дороги Улучшение автомагистралей Модернизация гражданской собственности
Сокращение расхода топлива за счет интеллектуального вождения Экологически безопасное вождение Поддержание оптимального давления в шинах
Техника регулировки привода
Поддерживайте поездку
Избавьтесь от веса и уменьшите сопротивление
Избегайте ненужного холостого хода
Используйте новейшие технологии автомобиля
Traffic Management 9014 Lane
Устранение столкновения
Максимальная пропускная способность Интеллектуальная навигационная система
Устранение узкого места Electronic Toll Collection

Увеличение дорожного движения Увеличение транспортной эффективности Увеличение занятости
Другой эффективный фактор для транспорта Мультимодальность Общественный транспорт
Сокращение трафика за счет сокращения транспорта Минимизация транспорта Управление спросом ENT Road Pricing
Стратегии парковки
Связь Vanet Compact City


и технологии могут снизить потребление энергии за счет изменения поведения вождения, предлагая ровный путь без заторов, автоматический сигнал управления дорожным движением, электронный сбор платы за проезд и взвод.По механическим свойствам автомобиля автомобильный инженер доказал, что автомобиль, движущийся со скоростью 50–70 км/ч для бензиновых двигателей и 50–80 км/ч для бензинового двигателя, расходует наименьший расход топлива. На рис. 1 показана базовая зависимость скорости автомобиля от расхода топлива, из которой можно сделать вывод о загрязнённости выхлопных газов по манере вождения [36, 37]. Устраняя заторы и предлагая непрерывный путь с помощью технологии ITS, транспортное средство может поддерживать эту зеленую скорость, а затем получать наилучшую топливную экономичность и минимальное загрязнение [38].Если транспортное средство движется со скоростью, превышающей зеленую, или движется со скоростью ниже зеленой скорости, оно потребляет больше топлива [39]. Кривая С на рис. 1 показывает, что если аэродинамическое сопротивление уменьшить на высокой скорости, то и расход топлива уменьшится [40]. Зависимость скорости от расхода топлива для гибрида и электромобиля показана пунктирной линией.


На рис. 2 показано изменение расхода топлива в зависимости от переключения передач автомобиля с ручным управлением. Наилучший способ поддерживать работу двигателя в режиме низкой скорости и высокого крутящего момента — выбрать максимальное передаточное число.Двигатель потребляет меньше топлива на 3-й передаче, чем на 1-й, и меньше топлива на 5-й передаче, чем на 4-й. Низкие передаточные числа потребляют больше всего топлива, потому что они связаны с недостаточно загруженным двигателем. Автомобиль с механической коробкой передач переходит на максимальное передаточное число как можно быстрее. При движении вверх по склону избегайте переключения на более низкую передачу, чтобы поддерживать нагрузку на двигатель. По мере приближения к остановке переключитесь на более низкую передачу без торможения, чтобы восстановить энергию на большем расстоянии.С автоматической коробкой передач сложнее контролировать передаточное отношение, но это можно сделать, на мгновение убрав ногу с педали газа при движении вверх по склону, чтобы достичь верхнего передаточного числа.


Если автомобиль с автоматической коробкой передач имеет дополнительное передаточное отношение, активируйте его, чтобы получить более высокое передаточное число, что снизит скорость и расход топлива. На дороге с большим количеством перепадов уровня земли избегайте использования регулятора скорости для поддержания постоянной скорости, так как коробка передач переключится на более низкую скорость и увеличит скорость двигателя при движении вверх по склону, чтобы поддерживать ту же скорость [41].На рис. 3 представлены выбросы транспортных средств в зависимости от средней скорости [42]. Рисунок 3(а) показывает, что на низкой скорости автомобиль выбрасывает наибольшее количество CO, а на более высокой скорости выделяется минимальное количество загрязняющих веществ. Более экологичный диапазон скоростей составляет 60–100 км/ч с точки зрения выбросов. На зеленой скорости он выделяет самый низкий уровень CO [43]. Рисунок 3(b) показывает выбросы ЛОС или УВ в зависимости от средней скорости. Масум и др. [44] сообщили, что увеличивается с частотой вращения двигателя по мере сжигания большего количества топлива, что приводит к высокой температуре в цилиндрах на высоких скоростях.эмиссия возрастает более чем линейно с ростом средней скорости [45, 46]. При более низкой скорости выбросы ниже, но выбросы HC и CO выше. Обогащенная топливно-воздушная смесь и неполное сгорание являются причинами более высоких выбросов CO и HC при более низких оборотах двигателя. Немногие авторы [47, 48] получают более высокие выбросы CO и HC при более низких оборотах двигателя. При более высоких оборотах двигателя выбросы CO и HC также выше [37]. При более высоких оборотах двигателя топливовоздушная смесь получает меньше времени для полного сгорания, что приводит к более высоким выбросам HC и CO [44].Наконец, проанализировав все эти графики, мы можем сделать вывод, что 60–80 км/ч — это наилучшая средняя скорость как с точки зрения энергоэффективности, так и с точки зрения более экологичной окружающей среды.

2.2. Приложение ITS для экономии топлива

Ряд приложений ITS должен снижать расход топлива и выброс вредных веществ в выхлопные газы. Технологии, связанные с ИТС, описаны ниже.

2.2.1. Интеллектуальное управление сигналами дорожного движения

Система ITSC играет важную роль как в безопасности, так и в эффективности дорожного движения [30].Целью системы ITSC является сокращение времени ожидания в очереди в светофоре. ITSC ​​уменьшает время ожидания в сигнале управления трафиком [49]. ITSC ​​использует беспроводную связь между RSU и транспортным средством [50]. Эффекты ITSC заключаются в уменьшении заторов, экономическом эффекте и уменьшении загрязняющих веществ. Транспортные средства в режиме остановки и движения потребляют больше топлива и выбрасывают больше загрязняющих веществ, чем при движении с постоянной скоростью. Очень низкие средние скорости обычно представляют собой движение с частыми остановками, и транспортные средства не ездят далеко.Таким образом, показатели выбросов на милю довольно высоки. Когда двигатель автомобиля работает, но он не движется, скорость его выбросов на милю достигает бесконечности [51]. Транспортные средства должны быть сглажены для сокращения выбросов CO 2 за счет сведения к минимуму времени остановок и выездов. Вэнь [52] предложил трехуровневую динамическую структуру системы TLC для минимизации выбросов загрязняющих веществ за счет непрерывного вождения. Маслекар и др. [53] предложили систему ITLC, предполагающую, что каждое транспортное средство будет оборудовано GPS, OBU и навигационной системой.Устройства GPS собирают всю информацию о транспортном средстве и текущем состоянии дороги. Устройства OBU отправляют информацию о скорости автомобиля, ускорении и направлении по WAVE. Центр ETC обрабатывает всю информацию и рассуждения по алгоритму ITLC. Краткое описание трехуровневой модели управления открытым светофором [54] показано на рисунке 4.


(i) Уровень-1: уровень-1 отвечает за сбор информации о дорожном движении, получение данных о фазах освещения и отправку потока трафика. данные, а также вычисляет рекомендуемые скорости.Устройства GPS предоставят информацию о состоянии автомобиля. Для передачи текущей информации о дорожном движении в ITSC транспортное средство использует бортовые устройства. OBU рассчитает рекомендуемую скорость, когда транспортные средства получат информацию о дорожном движении от светофора. Используя ITSC, водители могут свести к минимуму время ожидания, а также минимизировать количество остановок. (ii) Уровень-2: Уровень-2 контролирует получение и сохранение данных о транспортном потоке и отправляет результат управления в ITSC с OBU. Он состоит из трех частей, то есть антенн, хранилища и светофора.Антенны устройств OBU ETC на уровне 1 могут связываться с другими устройствами посредством беспроводной связи; следовательно, светофор будет получать информацию о транспортном потоке в реальном времени. В то же время результаты управления дорожным движением будут отправлены на OBU ECT, и тогда водители смогут вовремя узнать фазы светофора. Назначение хранилища — сохранение полученных данных о потоках трафика. Светофоры — это дисплеи, отображающие результаты контроля. (iii) Уровень 3: задача обработки данных выполняется на уровне 3 из трех разделов.Извлечение данных описано в разделе 1. Антенна периодически принимает информацию о дорожном движении от транспортных средств. Задача обработки данных выполняется на этом уровне, а данные поступают с уровня 2 ITSC. Данные о дорожном движении собираются системой ETC и рекомендуют оптимальную скорость. Открытый интерфейс для стороннего приложения работает в Разделе 3.
2.2.2. Электронные системы взимания платы за проезд (ETCS)

ETCS — это система, позволяющая взимать плату за проезд и контролировать движение в электронном виде путем непрерывного движения транспортных средств [23].ETCS состоит из нескольких частей для работы, таких как беспроводная связь, дорожные / придорожные датчики, электронные метки и транспортное средство, оснащенное бортовым оборудованием. ETCS обеспечивает общий мониторинг транспортных средств и сбор данных, а также взимает плату за проезд. ETCS работает, когда транспортные средства движутся с крейсерской скоростью, близкой к шоссе, для сбора платы за проезд и повышения эффективности, сокращения заторов и времени в пути, а также уменьшения загрязнения. ETCS снижает загруженность пунктов взимания платы за проезд и, как следствие, снижает выброс загрязняющих веществ в выхлопные газы.Ежегодный выброс загрязняющих веществ сократится вдвое, если сеть городских скоростных автомагистралей будет использовать ETCS. На рис. 5 показана типичная система ETCS.


При использовании ETCS фактор CO, HC и их уровни снижаются на значительном уровне. Этот анализ также показал, что уровни выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на пунктах взимания платы снижаются для всех загрязняющих веществ.

2.2.3. Система дорожной информации

TIS очень важна для применения ИТС. Информация о количестве транспортных средств на дороге очень важна для устранения заторов на дорогах.Система информации о дорожном движении собирает данные о дорожном движении и передает эти данные водителю на дорогах [55]. В VANET каждое транспортное средство периодически обменивается информацией каждые 300 мс. Плотность движения является наиболее влиятельным фактором, влияющим на среднюю скорость транспортного средства [56, 57]. Производительность приложения ITS зависит от того, насколько точно оно может измерять скорость транспортного потока, плотность движения и среднюю скорость транспортного средства. VANET — это сеть с высокой мобильностью, которая сильно влияет на экологические показатели.Расход топлива зависит от разных скоростей, ускорений, времени остановок и стартов, разных маршрутов следования и уровня загруженности дорог.

2.2.4. Совместное вождение

Совместное вождение — это автоматическое движение по более чем 2 или 3 полосам, используемое для открытой смены полосы движения, объединения и разделения для движения без заторов. Основной целью совместного вождения является экономия энергии и минимизация загрязнения воздуха [55]. Это связь между транспортными средствами [58].Впервые система была испытана в 1997 г. АЕТАТ с использованием инфракрасного сигнала V2V [59]. Расстояние между автомобилями измерялось с помощью триангуляции между парой инфракрасных маркеров на крыше впереди идущего автомобиля во время совместного вождения. В приложении для совместного вождения требованием для связи V2V является совместимость передачи данных в реальном времени, необходимая для автоматизированного вождения.

2.2.5. Взвод

Взвод можно определить как совокупность транспортных средств, которые движутся вместе и активно координируют информацию [60].Platooning предлагает ряд преимуществ, включая повышение эффективности использования топлива и движения, безопасность и комфорт вождения. Основная цель взвода — разгрузить транспортные заторы с помощью технологий автоматизации транспортных средств. Он управляет каждым транспортным средством близко друг к другу по сравнению с условиями ручного вождения; следовательно, каждая полоса может нести примерно вдвое больше трафика, чем текущая ручная система. Это, очевидно, уменьшает заторы на шоссе. Он поддерживает близкое аэродинамическое сопротивление, что приводит к значительному снижению расхода топлива и выброса вредных веществ в выхлопные газы.Результат показал, как это снижение лобового сопротивления улучшает топливную экономичность и сокращение выбросов на 20–25 %. По этим причинам ряд проектов по взводам продолжается, например, SARTRE [61], европейский проект по взводам; PATH [60], калифорнийская программа автоматизации дорожного движения, включающая взводы; GCDC [62], инициатива совместного вождения; SCANIA [60] взвод и; Energy ITS [63], японский проект взвода грузовиков.

Сводка приложений ИТС приведена в таблице 2.


Applors Приложение

Фуяма [23] Система электронного сбора (и т.д.) Беспроводная связь между придорожная антенна в пункте взимания платы и автомобильный блок в движущемся транспортном средстве Поддержание  a  постоянной скорости зеленого цвета в пункте взимания платы за проезд
Tengler and Heft [24] Информационно-коммуникационные системы для транспортных средств (VICS) Предоставление данных о трафике и поездках водителям путем передачи с использованием беспроводной технологии. Снижение заторов на дорогах, дорожно-транспортных происшествий и улучшение дорожной обстановки
Glass et al. [25] Системы управления дорожным движением (TMS) TMS включают в себя бортовые устройства спутниковой навигации, а также динамическую помощь водителю и таблички с переменными сообщениями. Транспорт можно сделать безопаснее, дешевле, надежнее и экологичнее.
Ботрайт и др. [26] Автомобильная навигационная система (VNS) Использует информацию от глобальной системы позиционирования (GPS) для получения векторов скорости, которые включают компоненты скорости и направления. Посоветуйте водителю кратчайший и экономичный путь.
Pfeiffer et al. [27] Системы помощи водителю Основанные на интеллектуальной сенсорной технологии, они постоянно контролируют окружение автомобиля и поведение при вождении. Обнаружение потенциально опасных ситуаций на ранней стадии и активная поддержка водителя
Hoeger et al. [28] Автоматизированная система вождения Функции вождения в реальном времени, необходимые для управления наземным транспортным средством без участия оператора в реальном времени. Уменьшение пробок и полнодиапазонный автоматизированный круиз-контроль
Masum et  al. [29] Информационные системы городского движения (UTIS) Создание, анализ и обработка информации о местоположении движущегося транспортного средства для повышения удобства за счет улучшения потока транспортной логистики и анализа информации о дорожном движении для водителя. Комплексная система управления уличным и охранным освещением и снижение загрязнения окружающей среды
Wiering et al.[30] Интеллектуальная система управления светофором. Интеллектуальная система управления светофором, включающая микропроцессор, устройство ручного ввода, устройство принудительного переключения и интеллектуальное устройство обнаружения, где микропроцессор используется для управления светофором. Максимальная эффективность движения на пересечении дорог и лучший контроль за движением.
Lemelson and Pedersen [31] Система предотвращения столкновений транспортных средств В ней используется радар, а иногда и лазерные датчики и камеры для обнаружения неизбежной аварии. Чтобы уменьшить тяжесть аварии, что в перспективе уменьшит заторы.
de Fabritiiset al. [32] Система оценки и прогнозирования трафика Использование компьютеров, средств связи и технологий управления для мониторинга, управления и контроля транспортной системы. Улучшите условия движения и сократите задержки в пути.
Смит и др. [33] Масштабируемое управление городским дорожным движением SURTRAC динамически оптимизирует управление светофорами в трех секциях: во-первых, децентрализованное принятие решений на отдельных перекрестках; во-вторых, упор на реагирование в режиме реального времени на изменение условий движения и, наконец, управление городскими дорожными сетями. Цели включают меньшее время ожидания, уменьшение пробок на дорогах, более короткие поездки и меньшее загрязнение окружающей среды.
Блюм и др. [34] Интеллектуальная адаптация скорости (ISA) Существует четыре типа технологий, используемых для ISA: GPS, радиомаяки, оптическое распознавание, счисление пути.

3.Предлагаемая топливно-сберегающая навигационная система

Дизайн динамического помощника по экологичному вождению должен удовлетворять следующим целям и требованиям. (i) Использовать методы и технологии ITS для сбора информации о дорожном движении в реальном времени, а зеленая навигационная система будет обновлять информацию о дорожном движении для внесения изменений. запланированный путь адаптивно. (ii) Точно рассчитать скорость потока транспортных средств на основе теории транспортных потоков. (iii) Чтобы оценить плотность транспортных средств в определенное время, используйте историческую информацию о дорожном движении.(iv) Старайтесь поддерживать среднюю зеленую скорость (50–80  км/ч), чтобы добиться топливной экономичности, а также минимального уровня загрязняющих веществ. (v) Дизайн динамического ограничения скорости должен удовлетворять целям и требованиям экологичного вождения. (vi) ) Стратегия должна работать, даже когда только одно транспортное средство ведет экологически чистое движение; больше транспортных средств, использующих экологичное вождение, улучшит движение транспорта.

3.1. Допущение модели

Для достижения цели, лежащей в основе разработки модели выбора экономичного маршрута, необходимо согласовать некоторые допущения для выполнения требований.Например, каждое транспортное средство оснащено набором устройств, которые считаются имеющимися на транспортных средствах в настоящее время. К ним относятся OBU, предварительно загруженные цифровые дорожные карты, GPS и NS. Каждое транспортное средство, оснащенное бортовой системой, собирает собственную информацию о дорожном движении, включая местоположение, интервал, скорость и ускорение, с устройства GPS [64]. Он также может связываться с другими транспортными средствами, оснащенными системой IVC от DSRC. Следовательно, транспортные средства в транспортной системе могут обмениваться информацией на основе этой информации; водители могут определять свое поведение при вождении, чтобы сгладить движение.Эффективная навигационная система, экономящая топливо, оценивает оптимальный зеленый путь [37]. Зеленая навигационная система предлагает водителю экономичный маршрут на основе доступной информации о топливно-зависимом параметре каждого транспортного средства для устранения заторов на дорогах. Когда водитель планирует отправиться в пункт назначения, он отправляет запрос на навигационный сервер с указанием местоположения автомобиля и пункта назначения по ИТС. Сервер найдет наиболее экономичные пути к месту назначения, учитывая текущие и исторические данные о трафике.В технологии ITS на участке дороги устанавливается ряд датчиков, которые определяют плотность движения транспортных средств, интенсивность транспортного потока и среднюю скорость транспортного средства. В следующем разделе показана математическая модель того, как рассчитать эти три параметра, то есть плотность транспортного средства, скорость транспортного потока и среднюю скорость транспортного средства.

3.2. Плотность транспортных средств

Плотность транспортных средств относится к количеству транспортных средств на километр в определенное время. Плотность транспортных средств измеряет количество транспортных средств в определенном месте в определенный интервал времени и может быть измерена для участка дороги длиной как Плотность транспортных средств зависит от местоположения и времени.Таким образом, учитывая эти параметры в (1), это можно записать как где – измеренное место, – временной интервал, – участок дороги. Обычно единицей плотности транспортных средств является количество автомобилей на километр. Теперь мы можем составить общий вид, умножив числитель и знаменатель (2) на небольшой интервал времени dt . Рассмотреть возможность Числитель (3) представляет собой общее количество транспортных средств, находящихся в момент времени, а знаменатель показывает площадь интервала измерения .Таким образом, плотность транспортных средств для интервала измерения в месте и во времени может быть записана как

3.3. Транспортный поток

Транспортный поток — это количество транспортных средств, проезжающих через определенный участок дороги в единицу времени. Скорость потока транспортного средства в месте и временной интервал интервала измерения можно определить следующим образом.

Для интервала времени в любом месте скорость потока равна Число — это общее количество транспортных средств, которые проезжают через локацию в течение .Единицей расхода транспортного средства является транспортное средство в час. Умножая числитель и знаменатель на небольшой интервал местоположения dx , мы находим более общую форму скорости потока транспортных средств. В числителе получается общее расстояние, пройденное всеми транспортными средствами, а в знаменателе — площадь. Рассмотреть возможность Из (6) можно найти общее определение расхода транспортных средств следующим образом: это общее расстояние, пройденное транспортным средством.

Отчет о скорости потока транспортных средств в зависимости от часов предоставляет отчет в виде графика, который показывает исторические объемы транспортного потока и среднюю скорость транспортной сети в течение выбранного периода времени в течение дня.Эта информация полезна для анализа исторической производительности транспортной сети и реализации упреждающих мер по улучшению транспортного потока, а также полезна для принятия решения о выборе зеленого маршрута. На рис. 6 показан типичный поток трафика в зависимости от времени суток.


3.4. Средняя скорость транспортного средства

Средняя скорость транспортного средства может быть определена как средняя скорость всех транспортных средств для местоположения в определенном интервале. Средняя скорость транспортного средства также зависит от местоположения, времени и интервалов измерения.Мы можем установить взаимосвязь с плотностью транспортных средств и расходом транспортных средств следующим образом: Из (8) мы можем переписать среднюю скорость транспортного средства как основное соотношение теории транспортных потоков следующим образом: Это общее соотношение между расходом транспортного средства, плотностью и средней скоростью. Используя это уравнение, зная две из этих переменных, мы можем легко найти третью переменную. Средняя скорость транспортного средства для всех транспортных средств в интервале в месте и момент времени может быть рассчитана как Из (4) и (7) легко найти среднюю скорость

4.Методология

В предлагаемой процедуре выбора маршрута с эффективным использованием экологически чистого топлива используются различные технологии ИТС. Метод зеленой навигации находит несколько кандидатов на конкретную поездку и выбирает наиболее экономичный маршрут. Этот метод позволяет избежать ручного светофора и взимания платы за проезд, а также не выбирает маршрут к месту назначения, в котором может возникнуть пробка. Самый экономичный маршрут между источниками и пунктом назначения может отличаться от самых коротких и быстрых маршрутов. Есть несколько факторов, влияющих на расход топлива на улицах.Эти параметры подразделяются на четыре категории, то есть статические параметры улицы, динамические параметры улицы, параметры автомобиля и личные параметры. Статические параметры улицы моделируют характеристики улицы и не меняются (или меняются очень редко) с течением времени. Например, скоростные ограничения на улицах меняются очень редко, а количество светофоров на улице остается более или менее постоянным. Динамические параметры улицы — это характеристики, которые меняются со временем.например, уровни заторов на улице или средняя скорость на улице. Статические и динамические параметры улицы вместе определяют топливную экономичность конкретной улицы. Другие различия в расходе топлива могут возникать в зависимости от типа вождения автомобиля и характера вождения человека. Например, большая машина может потреблять больше топлива, чем маленькая. Точно так же человек, который более неустойчив (более сильное ускорение или резкое торможение), вероятно, потребляет больше топлива, чем более «осторожный» водитель.Эти параметры учитывают изменение расхода топлива в зависимости от типа автомобиля и поведения водителя. Предлагаемая система представляет собой линейную модель, которая может точно прогнозировать расход топлива на городских улицах. Ниже мы кратко изложим эту модель. Входные данные для модели включают (i) статические параметры улицы: количество знаков остановки (ST) от источника до пункта назначения; (ii) динамические параметры улицы: , , и , где транспортное средство означает скорость на определенной улице.

4.1. Математическая модель

Средняя скорость может быть получена из (11).

Суммарный расход топлива, потребляемый транспортным средством при движении по городу, равен расходу топлива при движении и расходу на знаке «Стоп». Рассмотреть возможность

Окончательная модель выражается как где , участка дороги i (), скорость участка дороги , потребление в секунду на холостом ходу и время в точке .

4.2. Материалы и методы

Как указывалось ранее, кратчайший маршрут или маршрут с минимальным временем в пути не всегда может быть экономичным путем.Перегруженность улиц, изменчивость высот, средняя скорость и среднее расстояние между остановками (например, знаками остановки) приводят к изменениям в количестве потребляемого топлива, в результате чего экономичные маршруты потенциально отличаются от самых коротких или быстрых маршрутов и зависят от типа транспортного средства. Для экспериментов и анализа модели экономии топлива была выбрана пара исходных пунктов назначения с несколькими маршрутами в Куала-Лумпуре. Эксперимент проводился в трех разных сценариях, то есть в условиях свободного потока, умеренной перегрузки и сильной перегруженности.

На рис. 7 показаны три различных маршрута от исходной точки A до конечной точки B. Расстояние маршрута 1 составляет 12,1 км, маршрута 2 — 10,8 км, а маршрута 3 — 11,2 км. Из рисунка 6 видно, что с 22:00 до 7:00 дорога находится в состоянии свободного потока. В период с 10:00 до 14:00 дня наблюдаются умеренные заторы, а сильные заторы возникают в два временных интервала дня; первый — утреннее рабочее время с 7:00 до 10:00, а второй — с 16:00 до 21:00.


5.Результат и обсуждение
5.1. Состояние свободного потока

В условиях свободного потока кратчайший маршрут 2 также является экономичным с точки зрения расхода топлива, а также с относительно низким уровнем выбросов загрязняющих веществ. В Таблице 3 показаны все данные, полученные в условиях свободного потока по трем различным маршрутам. На рис. 8 показана гистограмма расстояния, общего времени в пути и расхода топлива в условиях свободного потока на трех различных маршрутах.


Маршрут 1 Маршрут 1 Маршрут 2 Маршрут 3 Маршрут 3 Заметки

Расстояние (км) 12.1 10.8 10.8 11.2
Время работы (минуты) 12 м 11 м 12 м
Остановка Время остановки (минуты) 2 м 2 м 2 м
Общее время (минуты) 14 м 13 м 14 м
Общая дистанция WRT время 14 Км 13 Км 14 Км Предположение-1
Расход топлива (Литры) 1.82 1.69 1.456 1.456
0.13 0.13 0.13


5.2. Умеренная перегрузка

Чтобы продемонстрировать состояние умеренной перегрузки, в таблице 4 приведены подробные данные этого тематического исследования. Обычно в полдень заторы на дороге терпимы, а плотность движения на дороге носит случайный характер.Этот временной маршрут является наиболее экономичным и экологически безопасным; это может отличаться от других времен.


Производительность Мера Маршрут 1 Маршрут 2 Маршрут 3 Заметки

Расстояние (км) 12,1 10,8 11.2
Время работы (протокол) 17 м 18 м 18 м 18 м 18 м 18 м
Стоп остановки (минуты) 4 м 4.5 м 4 м 4 м
Общее время (минуты) 21 м 21 млн 22,5 м 22 млн 22 м
Общая дистанция W.r.t. Время 21 км 22,5 км 22 км 22 км Увеличено — 1
2.73 2.925 2.925 296
Расход Топлива (LT / KM) 0,13 0,13 0.13

На рис. 9 показана гистограмма расстояния, общего времени в пути и расхода топлива при средних пробках на трех разных маршрутах.


5.3. Сильные заторы

В условиях сильного скопления людей дорога очень загружена, так как утром большинство путешественников отправляются на работу, а после полудня возвращаются с работы домой. В таблице 5 показаны детали исследования; маршрут 3 более экономичен, чем два других маршрута, хотя маршрут 2 является самым коротким маршрутом.На рис. 10 показана гистограмма расстояния, общего времени в пути и расхода топлива в условиях сильного скопления людей на трех различных маршрутах.




Производительность Мера Маршрут 1 Маршрут 2 Маршрут 3 Заметки

Расстояние (км) 12,1 10,8 11.2
Время работы (минуты) 20 м 21 м 18 м 18 м
Stop Time (минут) 8 м 9 м 8 м
Общее время (минуты) 28 м 30 м 26 м
Общее расстояние w.р.т. Время 28 км 30 км 26 км 26 км Успенствие — 1
1 3.64 3.9 3.38
Расход топлива (LT / KM) 0.13 0.13 0.13 0.13

6. Вывод

Green Technology является одним из важнейших соображений по развитию его, приемной экологической помощи, а также экономику энергоэффективность.Важные вопросы зеленых технологий связаны с энергоэффективностью в автомобильной промышленности и продвижением экологически чистых коммуникационных технологий и систем. Технологии «зеленых» ИТС играют значительную роль в снижении энергопотребления в автомобильной и дорожной транспортной системе для различных приложений. В этом документе представлен обзор влияния методов, связанных с ИТС, на снижение расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах. В ITS большинство приложений предназначены для освещения безопасности дорожного движения и информационно-развлекательных систем.Тем не менее, в этой исследовательской работе отбираются технологии ИТС, которые используются для экономии топлива и защиты окружающей среды. Наконец, в этом исследовании была предложена зеленая навигационная технология, которая использовала текущие данные о транспортном потоке, а также историческую информацию о дорожном движении. Тематическое исследование показывает, что если водитель использует зеленую навигационную систему, это сэкономит топливо и уменьшит загрязнение окружающей среды. Для коротких расстояний и одного транспортного средства это показывает небольшое влияние, но если рассматривать его для дальних расстояний и миллионов транспортных средств, это будет иметь значительный вклад с точки зрения энергии и окружающей среды.

номенклатура
901 44 бортовой подразделения
Aetat: Aetat: Ассоциация электронных технологий для автомобильного трафика
объявления: ATM
ATLCS: Автоматизированные системы управления светофором
CMEM: Комплексные модальные выбросы модели
CO: CO: CO: Co: CO:
:
DAS: Системы помощи водителю
DSRC: Выделенный короткометражный коммуникация
EPA: Агентство по охране окружающей среды
ETCS: ETCS: ETCS: English System и т. Д.
ETC: Электронный контроль трафика
FTP: Федеральная процедура испытаний
GHG: Теплица газ 90 149
GNS: Green Navigation System
GPS: GPS: Глобальная позиция Система
HC:
ISA: Адаптация интеллектуальной скорости
Это: Информационные технологии
ITLC: ITLCS: Интеллектуальная система управления светофором
ITS: Интеллектуальная транспортная система
IVC: Межвеличная связь
LDT: Light Duty Truck
LSR: наименее квадратная регрессия
MEC: MEC: MEC Cycle
MOE: Меры эффективности
: Оксиды азота
NS: Навигационная система
бортовой компьютер:
Ornl: Ornl: Dake Ridge Национальная лаборатория
RSU: Road Board Unit
Surtrac: Масштабируемый городской контроль
TEPS: TePs И система прогнозирования
TIS: TIS: THIS: Traffic Information Systems
TMS: Трафические системы управления
UTIS: Urban Information Systems
V2i: (V2i)
V2V: Автомобиль к автомобилю
Гилютная сеть AD HOC
VCAS: Автомобильная система отчаяния столкновения
Викс: системы связи
ВМТ: Пройденные мили 9014 9
VNS: Автомобильная навигационная система
ЛОС: Летучие органические соединения
WAVE: Беспроводной доступ для автомобиля.
Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Авторы благодарят проект High Impact Research Университета Малайи и Министерства высшего образования Малайзии №. UM.C/HIR/MOHE/FCSIT/09 за их поддержку.

Стратегии экономии топлива: круизный рейс

СООБРАЖЕНИЯ, ВЛИЯЮЩИЕ НА КРУИЗНЫЕ СТРАТЕГИИ

В дополнение к одной из общих стратегических целей, перечисленных выше для крейсерского полета, пилоты часто вынуждены иметь дело с краткосрочными ограничениями, которые могут потребовать от них временного отказа от своей стратегии крейсерского полета один или несколько раз во время полета.

Эти ситуации могут включать:
  • Полет с фиксированной скоростью, совместимой с другим трафиком на указанном участке маршрута.
  • Полет со скоростью, рассчитанной для достижения требуемого времени прибытия (т. е. RTA) к контрольной точке.
  • Полет со скоростью, рассчитанной для достижения минимального расхода топлива в режиме ожидания (т. е. максимальной выносливости).
  • При указании управления воздушным движением поддерживать определенную скорость.

ВОЗМОЖНЫЕ СХЕМЫ КРУИЗА

Существует два варианта выбора теоретической скорости для крейсерской фазы полета.Традиционная скорость — дальний крейсерский полет (LRC). Скорость LRC взаимосвязана с крейсерской скоростью максимальной дальности (MRC), которая представляет собой скорость, обеспечивающую максимальное пройденное расстояние при заданном количестве сожженного топлива и минимальном сожженном топливе при заданной крейсерской дистанции.

LRC исторически определялся как скорость выше MRC, которая приводит к снижению расхода топлива на 1 процент в морских милях на килограмм или фунт сожженного топлива. В классическом тексте «Аэродинамика для морских авиаторов », пересмотренном в 1965 году, говорится: «Большинство дальних крейсерских операций выполняются в условиях полета, обеспечивающих 99 процентов абсолютного максимального удельного диапазона.Преимущество состоит в том, что 1% дальности полета обменивается на 3-5% более высокую крейсерскую скорость. Поскольку более высокая крейсерская скорость имеет множество преимуществ, небольшая жертва дальностью полета является справедливой сделкой». Эта концепция графически проиллюстрирована на рисунке 1.

Поскольку топливо — это не единственные прямые затраты, связанные с полетом, дальнейшим уточнением скорости для наиболее экономичной работы является скорость ECON, основанная на введенном CI. Эта скорость, которая включает в себя некоторые компромиссы между временем в пути и топливом в пути, основана на оценке эксплуатационных расходов, связанных с временем, которые характерны для операций каждой авиакомпании.КИ определяется как отношение затрат, зависящих от времени, к затратам на топливо.

СРАВНИТЕЛЬНОЕ СРАВНЕНИЕ MRC И LRC
Рисунок 1

Современные системы управления полетом автоматически регулируют скорость LRC во время крейсерского полета с учетом изменения веса из-за расхода топлива, а также изменения крейсерской высоты.

Зависимость коэффициентов выбросов загрязняющих веществ и расхода топлива от условий вождения и типов автомобилей с бензиновым двигателем — Университет Бирмингема

TY — JOUR

T1 — Зависимость коэффициентов выбросов загрязняющих веществ и расхода топлива от условий вождения и типов автомобилей с бензиновым двигателем

AU — Qu, Liang

AU — Wang, Weiwei

AU — Li, Mengliang

AU — Xu, Xiaohong

AU — Shi, Zongbo

AU — Mao, Hongjun

AU — Jin, Taosh Funding: 2 1

Neng, Taosh Это исследование финансировалось Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (2017YFC0212100), Национальным фондом естественных наук Китая (21477057), Национальной инженерной лабораторией Китая по технологии контроля выбросов мобильных источников (NELMS2019A09) и Международной программой талантов в области чистой энергии. 2017 Китайского стипендиального совета ( 201702660024 ).Авторское право издателя: © 2020 Турецкий национальный комитет по исследованию и контролю загрязнения воздуха Авторские права: Copyright 2020 Elsevier B.V. Все права защищены.

PY — 2020

Y1 — 2020

N2 — Типы транспортных средств, технологии и условия вождения являются ключевыми факторами, влияющими на коэффициенты выбросов и расход топлива. В этом исследовании мы измерили коэффициенты выбросов углеводородов (HC), оксида углерода (CO) и оксида азота (NOx), а также расход топлива автомобилей с (1) карбюратором (CV), (2) технологией многоточечного впрыска и тремя двигателями. катализатор (MTV) и (3) технология многоточечного впрыска, трехкомпонентный катализатор и устройство рециркуляции отработавших газов (MTEV) в реальных условиях вождения с использованием портативной системы измерения выбросов OBS-2200.Результаты показали, что коэффициенты выбросов HC, CO и NOx как на основе расстояния, так и на основе топлива для CV были в 2,7–6,6 раза выше, чем у MTV и MTEV. Средние коэффициенты неполной конверсии топлива (IFCR) CV были в 3,8 и 4,4 раза выше, чем у MTV и MTEV соответственно. Молярные отношения загрязнителей CO/HC составляли 7,6, 5,6 и 2,8 для CV, MTV и MTEV. Кроме того, корреляция между удельной мощностью транспортного средства и расходом топлива была значительной. Система рециркуляции отработавших газов (EGR) может повысить эффективность сгорания топлива и снизить выбросы транспортных средств, особенно в условиях высокой скорости и ускорения.

AB — Типы транспортных средств, технологии и условия вождения являются ключевыми факторами, влияющими на коэффициенты выбросов и расход топлива. В этом исследовании мы измерили коэффициенты выбросов углеводородов (HC), оксида углерода (CO) и оксида азота (NOx), а также расход топлива автомобилей с (1) карбюратором (CV), (2) технологией многоточечного впрыска и тремя двигателями. катализатор (MTV) и (3) технология многоточечного впрыска, трехкомпонентный катализатор и устройство рециркуляции отработавших газов (MTEV) в реальных условиях вождения с использованием портативной системы измерения выбросов OBS-2200.Результаты показали, что коэффициенты выбросов HC, CO и NOx как на основе расстояния, так и на основе топлива для CV были в 2,7–6,6 раза выше, чем у MTV и MTEV. Средние коэффициенты неполной конверсии топлива (IFCR) CV были в 3,8 и 4,4 раза выше, чем у MTV и MTEV соответственно. Молярные отношения загрязнителей CO/HC составляли 7,6, 5,6 и 2,8 для CV, MTV и MTEV. Кроме того, корреляция между удельной мощностью транспортного средства и расходом топлива была значительной. Система рециркуляции отработавших газов (EGR) может повысить эффективность сгорания топлива и снизить выбросы транспортных средств, особенно в условиях высокой скорости и ускорения.

кВт — Корреляционный анализ

кВт — Условия вождения

кВт — Расход топлива

кВт — Коэффициент преобразования топлива в CO

кВт — Выбросы транспортных средств Record.url? SCP = 85094977869 & PartnerID = 80FLOGXK

U2 — 10.1016 / J.APR.2020.10.016

DO — 10.1016 / J.APR.2020.10.016

м3 — Статья

AN — Scopus: 85094977869

Jo — Исследование загрязнения атмосферы

JF — Исследование загрязнения атмосферы

SN — 1309-1042

ER —

Энергоэффективность, стандарты CAFE — Национальные академии

Стандарты КАФЕ

Один из самых впечатляющих достижений в области эффективности современной памяти является результатом федеральных стандартов корпоративной средней экономии топлива (CAFE), принятых в 1975 году.Они установили, что средняя экономия топлива для новых автомобилей, внедорожников и легких грузовиков будет составлять 25 миль на галлон (миль на галлон) к 1985 модельному году — по сравнению с 18 милями на галлон для 1978 модельного года, т. е. номинальное улучшение почти на 50 миль. %. (Стандарты CAFE рассчитываются по средневзвешенному показателю пробега по всему автопарку производителя; они не основаны на данных о реальных дорожных характеристиках.) Министерство транспорта США указало средний расход для легких грузовиков 20,7 миль на галлон. Автопроизводители подчинились, резко улучшив топливную экономичность национального парка легковых автомобилей, снизив зависимость от импортной нефти, улучшив торговый баланс страны и сократив выбросы углекислого газа (CO2).

В декабре 2007 года Конгресс принял обновленный закон CAFE, предписывающий, чтобы к 2020 году новые автомобили, внедорожники и легкие грузовики вместе в среднем расходовали 35 миль на галлон, что на 40% больше, чем в предыдущем среднем на 25 миль на галлон. По состоянию на 2014 год производители соблюдали стандарты 34,2 миль на галлон для легковых автомобилей и 26,2 миль на галлон для легких грузовиков.

Ожидается, что самые последние федеральные стандарты эффективности увеличат экономию топлива до эквивалента 54,5 миль на галлон для автомобилей и легких грузовиков к 2025 модельному году, а также сократят выбросы CO2.

Ожидается, что самые последние федеральные стандарты эффективности, утвержденные Национальным управлением безопасности дорожного движения США (NHTSA) и Агентством по охране окружающей среды США (EPA) в 2012 году, повысят экономию топлива до эквивалента 54,5 миль на галлон для легковых автомобилей и легких грузовиков. к 2025 модельному году, а также сократить выбросы CO2. По данным NHTSA, ожидается, что стандарты 2012 года и другие текущие федеральные программы сэкономят водителям около 1,7 триллиона долларов на бензоколонке и сократят выбросы U.потребление нефти С. на 12 млрд барр.

Более высокие стандарты также находятся на пути к транспортным средствам средней и большой грузоподъемности. В 2011 году НАБДД и Агентство по охране окружающей среды выпустили стандарты топливной эффективности и выбросов парниковых газов (ПГ) для фазы 1 для моделей 2014–2018 годов, чтобы снизить расход топлива и выбросы парниковых газов для автомобилей средней и большой грузоподъемности. По их оценкам, это сэкономит 50 миллиардов долларов на расходах на топливо в течение срока действия программы.

В 2015 году НАБДД и Агентство по охране окружающей среды совместно предложили стандарты для таких транспортных средств, которые будут охватывать модели 2021–2027 годов и «применяться к полуприцепам, пикапам, автобусам и рабочим грузовикам всех типов и размеров.Стандарты для прицепов начнут действовать в 2018 модельном году».

По данным агентства, предлагаемые изменения «как ожидается, снизят выбросы CO2 примерно на 1 миллиард метрических тонн, сократят расходы на топливо примерно на 170 миллиардов долларов и снизят потребление нефти до 1,8 миллиарда баррелей в течение всего срока службы автомобилей, продаваемых в рамках программы. . Эти сокращения почти равны выбросам парниковых газов, связанным с использованием энергии всеми жителями США за один год».

Развитие автомобильных технологий оказало глубокое влияние на энергетический сектор.Электронная и компьютерная революции сделали возможными очень маленькие датчики и интегральные схемы. Многие из них используются в транспортных средствах для постоянного контроля и оптимизации работы двигателя и трансмиссии. В то же время такие инновации, как шины с более низким сопротивлением качению, более эффективные многоскоростные трансмиссии, двигатели с турбонаддувом и/или многоклапанные двигатели, которые получают больше лошадиных сил за счет топлива, растущее число переднеприводных автомобилей и большая электрификация трансмиссий, таких как как и в случае с гибридными электромобилями, помимо многих других достижений, они привели к повышению эффективности использования топлива и увеличению мощности, улучшению контроля и снижению выбросов.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.