Как тратить меньше бензина: все об экономичном вождении

Помните анекдот: «Как вы расслабляетесь?» — «А я не напрягаюсь!»? С точки зрения экономичной езды в нем заложен глубокий смысл. При движении на автомобиле мы за счет мощности его двигателя преодолеваем различные силы сопротивления движению. Основных сил четыре: это сила сопротивления качению, сила сопротивления подъему, сила сопротивления воздуха и сила сопротивления разгону. Чем больше суммарная сила сопротивления, тем больше мощности требуется от двигателя для ее преодоления. В какой-то момент двигатель может выйти на максимальную мощность. Если в таком режиме он будет работать какое-то время, то автомобиль при включении соответствующей передачи выйдет на свою максимальную скорость. Двигаться быстрее он уже не сможет: на преодоление силы сопротивления разгону у двигателя больше нет сил. Самую большую скорость можно развить на спуске, когда сила сопротивления подъему меняет знак и начинает помогать двигателю.

Сила сопротивления дороги (это сумма сил сопротивления качению и сопротивления подъему) до 50 км/ч практически не зависит от скорости, но с дальнейшим ее ростом начинает расти. Сила же сопротивления воздуха зависит от квадрата скорости: с ростом последней она значительно увеличивается. Отсюда вывод: чем выше скорость, тем больше суммарная сила сопротивления, тем больше мощности требуется от двигателя. Все эти очевидные факты приведены для того, чтобы понять: можно двигаться быстро, преодолевая значительные сопротивления, а можно медленно, минимизируя их. В последнем случае обычный легковой автомобиль может преодолеть по шоссе 100 км, затратив всего 2 л топлива. Но для этого потребуется заменить стандартный двигатель аппаратом небольшой мощности. Штатный мощный мотор работал бы при небольшой скорости с очень невысоким КПД и свел бы все достоинства такого режима к минимуму.

Если же перевести машину на педальную тягу и оснастить ее маховиком (для безопасного преодоления подъемов), то можно достичь нулевого расхода топлива. Правда, такой автомобиль будет ездить уж слишком медленно, и желающих пойти на столь бескомпромиссные решения найдется немного. С одной стороны, никто не любит ездить слишком медленно, с другой — при определенном снижении мощности двигателя езда становится просто небезопасной. Перестав мечтать о кардинальном снижении расхода топлива, попробуем разобраться, как посадить «слона» на диету, принципиально ничего не меняя.

Большинство двигателей современных легковых автомобилей можно назвать излишне прожорливыми: ведь они скорее помогают автомобилю развивать высокую скорость, чем экономить топливо. Между тем, зная характеристики своего двигателя, можно добиться того, чтобы он работал максимально эффективно. Внешняя скоростная характеристика работы каждого двигателя показывает, как зависят мощность, крутящий момент и удельный расход топлива от частоты вращения при максимальной подаче топлива. Есть и частичные характеристики, описывающие те же зависимости при промежуточном положении дросселя. Удельный расход топлива обычно принимает минимальное значение при максимальном значении крутящего момента и открытии дроссельной заслонки примерно на 70%. Именно на этом режиме двигатель развивает максимальный КПД. Однако ехать так по трассе практически невозможно: двигатели наших машин достаточно мощны, так что при выходе на такой режим силы сопротивления окажутся ниже сил тяги и автомобиль начнет разгоняться. В реальности для достижения высокой экономичности профессиональные водители отнюдь не стараются вывести двигатель на режим минимального удельного расхода топлива — вместо этого на высшей передаче обычно выбирают режим работы двигателя с меньшим КПД — обороты и открытие дроссельной заслонки ниже оптимальных. Однако за счет того, что скорость автомобиля при этом меньше, а значит, и действующие силы сопротивления ниже, — автомобиль едет экономичнее, чем мог бы при гипотетическом выходе на работу двигателя с максимальным КПД.

Рассмотрим способы, которые используют участники различных экоралли. Их цель — проехать определенный путь с минимальным расходом топлива. Стратегия победителей на трассе обычно такова: при старте пилот активно разгоняется на первой и второй передачах (дроссель открыт примерно на 70%) до скорости 70 км/ч, а затем переходит сразу на высшую, обычно пятую, передачу и, набрав около 90 км/ч, начинает ехать с постоянной скоростью. Оптимальная скорость зависит от типа автомобиля и его двигателя. У автомобиля аэродинамической формы с мощным высокооборотистым мотором максимально экономичная скорость наверняка будет выше, чем у маломощной машины с плохой аэродинамикой. Но в среднем такая скорость близка к 90 км/ч — это объясняется тем, что силы сопротивления движению на такой скорости еще не высоки, а двигатель уже работает с достаточно высоким КПД.

Второе очень важное правило экономичной езды состоит в том, что при выходе на постоянную скорость надо забыть о педали тормоза. Именно по этой причине экоралли может быть безумней обычной гонки.

Ради того, чтобы не тормозить, пилоты могут проехать перекресток на загорающийся красный свет или объехать колонну машин, вставших на светофоре, по обочине. Ведь каждое торможение — это выход на неблагоприятный режим работы двигателя и потери топлива на последующее ускорение. Опасными могут стать для участников экоралли и любые обгоны: ведь, обгоняя, они стараются сохранить скорость неизмененной, а не ускоряются, как обычные водители.

Если же торможения все-таки не избежать, то в экоралли может применяться движение накатом (передача не включена) или вообще с выключенным двигателем. При обычной езде такие режимы не просто не рекомендуемы, но и недопустимы. При отключении двигателя перестанет помогать водителю гидроусилитель руля, может раньше времени израсходоваться вакуум в вакуумном усилителе тормозов. Поэтому при обычной езде для достижения экономичности лучше всего при необходимости тормозить двигателем, убирая при этом ногу с педали газа. В этом случае топливо перестает поступать в двигатель и торможение становится минимально энергозатратным. Тут можно вспомнить автомобили-гибриды, которые во время каждого торможения рекуперируют энергию. Но рекуперация эффективна не на 100%, так что и при езде на гибридах приемы экономичной езды не меняются.

Итак, совершаем динамичный разгон на низких передачах, переход на высшую, едем с постоянной наиболее экономичной скоростью и по возможности не тормозим — такая стратегия оптимальна для движения по трассе.

При езде по городу с неизбежными частыми торможениями стратегию придется изменить: здесь лучше сильно не разгоняться и постоянно следить за тем, чтобы дроссельная заслонка никогда не открывалась более чем на 70%, а также не забывать убирать ногу с педали газа при торможении двигателем. Очень важно не перегазовывать при трогании с места (как это делают новички) — только эта мера может сэкономить около 1 л бензина на 100 км.

При остановке более чем на пять секунд рационально выключить двигатель. В Западной Европе все популярнее становятся системы Stop & Go, которые отключают и включают двигатель в автоматическом режиме. Они следят за уровнем заряда аккумуляторной батареи и, когда от нее работает много потребителей — например, «дворники» и фары, — отключают двигатель реже. Об этом надо помнить водителю, когда он сам отключает двигатель. Кстати, такой способ в условиях большого города может сэкономить до 10−15% топлива.

Еще один крайне важный фактор для эффективного сбережения топлива — техническая исправность машины. Требующий замены воздушный фильтр может повысить расход топлива на 10%, неисправные свечи зажигания — на 5−10%, неотрегулированные зазоры в приводе клапанов — на 5−10%, неисправный глушитель — на 10%. Большое значение имеют колеса: неправильные углы установки колес снизят экономичность примерно на 5%, а падение давления шин на 0,4 атм ниже нормы — еще на 10%. Лишний груз в багажнике повышает расход не столь заметно, зато если он перевозится на крыше автомобиля — топлива будет сжигаться ощутимо больше из-за ухудшения аэродинамических свойств.

Любопытный факт: при движении с высокой скоростью пользоваться кондиционером или климат-контролем экономичней, чем ехать с опущенными стеклами. А вот при небольшой скорости — наоборот. Это стоит учитывать, если топлива осталось мало, а АЗС еще далеко.

Впрочем, главный принцип экономии за рулем, как ни странно, заключен в правиле «скупой платит дважды». Пытаться достичь очень низкого расхода топлива обычно означает ездить небезопасно и подвергать себя риску. Так что в итоге в самом большом выигрыше оказывается тот, кто соблюдает приемы экономичной езды не в ущерб безопасности.