Влияние кондиционера (климата) на разгонную динамику автомобиля
Все мы любим комфорт. Именно по этой причине автомобиль эволюционировав из «Баджаджей» во много более комфортабельные транспортные средства. Сейчас даже в грузовом фургоне стоит кондиционер, который обеспечивает комфортные рабочие условия. Что уж говорить про легковые автомобили, где появились не только двухзонные, но даже четырехзонные климатические установки, по одному для каждого из экипажа.
Но за комфортную температуру приходится платить как рублем, так и динамикой в движении.
И если с первым все в порядке, то почему следующей после кошелька жертвой становится динамика?
Причина в том, что для переноса тепла из салона автомобиля требуется насос кондиционера, который и потребляет часть мощности двигателя, т.к. приводится в работу путем ее отбора у силового агрегата.
Так какова она, цена прохлады в секундах?
В качестве образца возьмем грузовой фургон Lada Largus (не зря в начале я упомянул именно «рабочую лошадку») и проведем замеры разгона, как с задействованной климатической установкой, так и без нее.
Сперва пустой автомобиль:
Теперь добавим груза:
И, наконец, задействуем кондиционер на максимальной (4) скорости:
Я ожидал потерю в 1-2 секунды, но Ларгус с включенным «кондеем» под нагрузкой превращается в настоящего тихохода, чтобы более менее следовать в напряженном городском потоке, нужно буквально ввинчивать мотор до предельных оборотов. Вот такое вот влияние и плата за прохладу. Что уж говорить про увеличенный расход топлива?
Думаю многие наблюдали, как при холостых с отметки 0,6-0,7 литра при включении компрессора климата мгновенный расход возрастает на пол литра и более. Как видим охлаждение вредит и динамичной езде. Именно поэтому при замерах динамики нужно отключать климатическую установку — слишком серьезно ее вмешательство на работу двигателя. И чем менее мощен силовой агрегат, тем выше потери в динамике.
Очевидно, что не зря у спорткаров есть версии без кондиционера, отказавшись от оного автомобиль выдаст заявленный паспортный разгон всегда, и владелец не будет удивляться, что его болид словно в стену уперся. Да и расход топлива серьезно упадет.
Потому совет на кризисное время такой — отключайте кондиционер и будет Ваш бюджет сохранен, хотя вся его экономия пойдет на оплату воды в душе…
Ну и лучший коммент про динамику Ларгуса:
Я продолжил изучение темы и выпустил новое видео с реальным замером сколько теряет мощности автомобиль от включённого кондиционера или климата:
Как климат влияет на автомобиль
Климатические условия характеризуются среднегодовой температурой окружающего воздуха и ее максимальными и минимальными значениями, количеством осадков, выпадающих в год, а также влажностью воздуха и барометрическим давлением. Известно, что климатические условия оказывают большое влияние на состояние и характер дорожного покрытия.
По существующему положению при погоде с жесткостью 45 баллов работы на открытом воздухе прекращаются, а нагрузка на машины снижается на 50% и более.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Затрудняется техническая эксплуатация стандартных автомобилей и в южной зоне страны, где летом температура окружающего воздуха достигает 40—50 °С при высокой солнечной радиации. Поэтому вполне закономерно, что отечественная автомобильная промышленность работает над созданием «северного» и «южного» вариантов автомобилей (на основе базовых моделей).
Влияние климатических условий на автомобиль обусловливается прежде всего тем, что под воздействием как низких, так и высоких температур изменяются физико-механические свойства конструкционных сталей, металлических сплавов, пластических масс, резины и других материалов.
Особенно большое влияние оказывают климатические условия на физико-химические константы масел топлив, тормозной и амортизаторной жидкости, электролита и пр.
Некоторые металлы и металлические сплавы при низких температурах обнаруживают склонность к хрупкому разрушению и повышенную чувствительность к концентраторам напряжений, к быстрому разрушению сварных швов или прилегающих к ним участков.
Понижение температуры снижает величину ударной вязкости ряда металлов и сплавов, что приводит к поломке рам, полуосей, кулаков поворотных цапф и других деталей.
В ряде случаев высокая влажность воздуха (в северных районах или в приморских южных районах) вызывает интенсивное развитие атмосферной коррозии деталей автомобилей. Совместное действие коррозионной среды и нагрузок снижает предел выносливости металла, прочность и пластичность металлических деталей, увеличивает трение между движущимися частями машин и обусловливает быстрое разрушение. Детали, изготовленные из пластических масс, при низких температурах становятся хрупкими и ломаются от незначительных усилий.
При температурах —40 °С и ниже наблюдается стеклование резины (подобие кристаллизации), что вызывает повышенную хрупкость и разрушение при нагружении без предварительного подогрева. Высокая температура и воздействие солнечных лучей способствует быстрому старению резины со всеми вытекающими последствиями.
Климатические условия оказывают существенное влияние на протекание рабочих процессов двигателя, агрегатов силовой передачи и ходовой части.
С целью уменьшения влияния климатических условий на долговечность автомобиля созданы специальные сезонные сорта топлива и смазочных материалов, охлаждающих жидкостей, морозостойких и теплостойких шин и пр.
Наиболее существенное влияние на срок службы автомобиля оказывает тепловой режим двигателя и его агрегатов. Этот режим определяется температурой окружающего воздуха, степенью загрузки автомобиля и его скоростью и зависит от длины ездки, продолжительности простоя автомобиля под погрузкой и выгрузкой и качества технического ухода за ним в процессе работы (применения утеплительных средств, регулировки и др.).
Исследования показали, что температура окружающего воздуха более существенно влияет на изменение температуры охлаждающей воды и масла в картере двигателя, чем колебания нагрузки и скорости.
Между температурой охлаждающей жидкости и температурой стенок цилиндров существует прямая зависимость.
На рис. 26 показан график зависимости износа стенок цилиндров автомобильного двигателя от их температуры. При понижении температуры стенок цилиндров ниже +80 °С интенсивность их изнашивания резко увеличивается вследствие изменения условий трения на поверхности цилиндров и развития сложных тепловых и физико-химических процессов — конденсации паров воды и продуктов неполного сгорания, смывания смазки со стенок цилиндров и значительного увеличения работы трения поршней и поршневых колец о стенки цилиндров (коррозия и износ схватыванием).
Большое влияние на характер и интенсивность изнашивания цилиндров оказывает коррозия. При определенных режимах работы двигателя на верхних частях внутренних поверхностей цилиндров имеются участки, температура которых tK будет ниже критической или близкой к ней. В результате этого поверхность охлажденных участков увлажняется конденсатом воды при насыщении серным, сернистым и коррози-онно-активными газами, содержащимися в продуктах сгорания; образуется пленка электролита. На границе раздела ме-талл — электролит начинается процесс электрохимической коррозии с образованием окислов. При перемещении поршневых колец эти окислы легко отделяются от поверхности цилиндров, что способствует интенсивному развитию коррозионно-механического изнашивания цилиндров.
Если температура стенок цилиндров выше критической, при которой невозможны конденсация паров воды и образование пленки электролита, то поверхность цилиндров подвергается газовой коррозии (рис. 2).
Электрохимическая коррозия цилиндров протекает более интенсивно по сравнению с газовой, поэтому она представляет главную опасность для двигателя.
Кроме сернистой и серной кислот, в цилиндрах двигателя возможно образование угольной, азотной и некоторых органических кислот (муравьиной, щавелевой). Поэтому при пониженном температурном режиме двигателя может произойти повышенный износ цилиндров даже при работе на топливе, не содержащем серы.
Для защиты цилиндров двигателя от коррозионно-механи-ческого изнашивания в верхнюю часть их устанавливают короткие гильзы из чугуна аустенитного класса (юрезист).
Зона максимального радиального износа стенок цилиндров расположена у различных цилиндров неодинаково, тем не менее наблюдается общая тенденция: почти во всех случаях зона наименьшего износа совпадает с зоной максимального нагрева стенок цилиндров, расположенной в перемычках между клапанами или возле выпускного клапана. Это подтверждается сопоставлением данных о распределении температур в цилиндрах двигателя с эпюрой их радиального износа.
Более интенсивный износ стенок цилиндров, расположенных против клапанов, дает основание предполагать, что характер радиального износа в той или иной степени определяется направлением потока горючей смеси, поступающей в цилиндры, корродированием рабочей поверхности и смывом смазки со стенок неиспа-рившейся частью топлива, содержащейся в горючей смеси.
Следовательно, характер и скорость изнашивания цилиндров автомобильного двигателя при низкой температуре воды в системе охлаждения обусловливается совместным действием таких основных факторов:
а) наличием полусухого трения между стенками цилиндров и поршневыми кольцами;
б) коррозионным разрушением поверхностных слоев металла электролитом, образующимся в результате взаимодействия паров воды с коррозионно-активными газами, содержащимися в продуктах сгорания;
в) высоким удельным давлением между поршневыми кольцами и стенками цилиндров в их верхней части (при низкой температуре двигателя индикаторная мощность его значительно увеличивается вследствие повышения внутренних и внешних сопротивлений) с развитием износа схватыванием.
При низкой температуре окружающего воздуха резко возрастают сопротивления в силовой передаче автомобиля, особенно в начальный период движения. Величина этих сопротивлений зависит от температуры окружающего воздуха и качества смазки, применяемой для коробки передач, главной передачи, подшипников колес. Правильным подбором трансмиссионных масел для эксплуатации автомобиля в зимних условиях можно уменьшить расход топлива, износ агрегатов и силовой передачи.
Поддержание оптимальной температуры воды в системе охлаждения повышает долговечность автомобильного двигателя. Для карбюраторных автомобильных двигателей эта температура составляет 80—85 °С для двигателей с воспламенением от сжатия 85—90 °С. На всех автомобилях и особенно на тех, которые работают на коротких рейсах с продолжительными остановками, необходимо применять шторки радиаторов и утеплительные чехлы в зимний и осенне-весенний период (при температурах от 5 до 10 °С).
Для контроля температурного режима двигателя на всех автомобилях должны быть исправные указатели температуры воды в системе охлаждения. Правильность показания приборов необходимо систематически проверять.
Наличие термостата в системе охлаждения в 5—6 раз сокращает врумя прогрева двигателя и, следовательно, уменьшает его износ в период пуска. Кроме того, термостат является’дросселем, который уменьшает интенсивность циркуляции жидкости в системе охлаждения. При его удалении интенсивность циркуляции охлаждающей жидкости значительно увеличивается, двигатель постоянно будет переохлаждаться и интенсивно изнашиваться.
Эксплуатация стандартных автомобилей в районах страны с жарким климатом имеет свои специфические особенности: высокая температура окружающего воздуха обусловливает работу двигателя на предельном тепловом режиме, вызывая перегрев двигателя и других агрегатов автомобиля: при этом разжижается смазка и интенсифицируются процессы изнашивания агрегатов, увеличивается расход топлива. Большая концентрация абразивной пыли в воздухе требует тщательной защиты двигателя от попадания пыли, а также всех наружных уплотнений.
Наличие в пыли различных солей, кроме повышенного абразивного изнашивания, приводит к усиленной коррозии деталей. Как правило, в районах с жарким климатом вода имеет повышенную жесткость. Для нормальной работы систем охлаждения двигателей необходимо умягчать воду, а также систематически удалять накипь из системы охлаждения. В этих условиях особое внимание необходимо уделять своевременному и качественному проведению технического обслуживания и эксплуатационного ремонта. Большое внимание необходимо уделять также уходу за приборами системы питания, электрооборудования автомобиля, элементами ходовой части и шинами.
Как климат влияет на состояние автомобильного транспорта?
На заметку автолюбителям
Машины, эксплуатируемые в регионах с большим количеством ветреных дней в году, подвергаются интенсивному воздействию абразивных частиц. Фракции песка и пыли, поднимаемые в воздух вихревыми потоками, истирают кузов и открытые поверхности подвижных механизмов ТС. Поэтому для регионов с песчаными почвами и большим количеством ветреных дней рекомендуется подбирать автомобили с обтекаемой формой кузова, сглаживающей истирающее воздействие абразивных частиц при езде на высокой скорости.
Немалое воздействие на резиновые детали автомобильного оказывает температура окружающей среды. В частности, у машин, эксплуатируемых регионах с морозными зимами, в холодное время года быстро грубеют покрышки и теряют эластичность стеклоочистители. Эти изменения способны оказать значительное влияние не только на комфортность, но и безопасность езды. Также на резиновые детали автотранспорта оказывают немалое воздействие и высокие температуры. В частности, летом покрышки машин, проезжающих по раскаленному асфальту, становятся мягкими и в некоторых случаях могут начать деформироваться. Таким образом, для регионов с резко континентальным климатом стоит выбирать автомобили, резиновые детали которых выполнены из морозостойкой и не боящейся жары резины.
Лакокрасочное покрытие кузова, в свою очередь, подвергается разрушающему воздействию ультрафиолетового излучения: при большом количестве солнечных дней в году и высокой продолжительности светового дня ЛКП машины может начать выгорать и растрескиваться. К счастью, при эксплуатации авто в таких регионах эту проблему можно решить путем оклеивания кузова защитной полиуретановой пленкой, не пропускающей УФ-лучи. На металлические элементы кузова, не защищенные краской, оказывают немалое влияние осадки. В частности, машины, эксплуатируемые в регионах с тропическим климатом, подвергаются интенсивному ржавлению под воздействием атмосферной влаги. Для таких регионов следует приобретать авто, у которых днище детали ходовой части в заводских условиях обработаны антикоррозионным составом.
Надежность автомобиля
Эксплуатация автомобиля при жарких температурах
Особенности эксплуатации автомобилей в жарком климате и пустынно-песчаной местности.
Основные факторы, влияющие на техническое состояние автомобиля:
• высокая температура и концентрация пыли в воздухе;
• тяжелые дорожные условия (грунт, песок);
• недостаток воды, ее низкое качество. Следствия повышения температуры:
• повышенный износ трущихся поверхностей;
• повышенная вероятность пробоя проводки и понижение надежности системы зажигания;
• усиленное испарение электролита («кипит аккумулятор»);
• пониженная надежность гидропривода тормозов (подтекания, паровые пробки);
• старение шин из-за ультрафиолетового излучения;
• накипь в системе охлаждения (эта система дает до 6% отказов);
при высоких температурах, принимают меры для герметизации кабин и кузовов. В нерабочее время машины следует укрывать от действия прямых солнечных лучей и ветра с пылью и песком (навесы, тенты).
Особенности техобслуживания систем и деталей автомобиля:
• регулярно проверять исправность термостата, прокладки пробки радиатора;
• регулярно проверять герметичность системы охлаждения, чистоту воды в ней;
• при очень высокой температуре заливать в систему охлаждения антифризы марок 50 и «Тосол А-40»;
• во избежание детонации применять бензины с октановым числом на 4. 6 единиц больше, чем обычно;
• масло в картерах двигателя и агрегатов менять в 2. 3 раза чаще;
• поскольку высокие температуры ускоряют процессы окисления в маслах и гидравлических жидкостях, применять масла и жидкости с
I т- 4 антиокислительными присадками;
• прерыватели закрывать матерчатыми чехлами от пыли, но не полностью герметичными (при искрении образуются озон и оксиды азота, если их не удалять, будут окисляться контакты);
• чаще проверять уровень и плотность электролита, изоляцию электропроводки;
• закрывать вентиляционные колпачки агрегатов трансмиссии смоченными в масле сетками, а карданные шарниры матерчатыми чехлами;
• ежедневно прочищать сапуны картеров мостов, КП и РК;
• элементы подвески закрывать плотными чехлами;
• чаще проверять уровень жидкости в бачке ГТЦ;
• шины продувать сжатым воздухом;
• при ремонте собирать и разбирать агрегаты в закрытых помещениях.
Влияние климата и погоды на состояние дорог и условия движения автомобилей
Климат и погода – составные части природных факторов, которые существенно влияют на транспортно-эксплуатационные характеристики дорог, на режим и безопасность движения, т.е. на условия движения по дороге и режим ее функционирования [10, 12].
Условия движения – та реальная обстановка на дороге, в которой осуществляется движение автомобиля, включающая в себя дорожные условия, транспортный поток и состояние окружающей среды, под которой подразумевают погодно-климатические условия. Погодно-климатические условия существенно влияют на состояние поверхности дороги, по которой движется автомобиль, которую видит и воспринимает водитель при выборе режима движения. При анализе этого влияния различают следующие понятия и определения.
Погода, погодные условия, условия погоды и метеорологические условия используются как синонимы и означают состояние атмосферы, которое характеризуется совокупностью значений метеорологических явлений, факторов или элементов в данном месте, в данный момент.
Климатические или метеорологические явления, элементы (факторы) – это отдельные характеристики состояния атмосферы, которые наблюдаются на метеостанциях (атмосферное давление, температура, влажность воздуха, ветер, осадки, туман, метель и т. д.).
Каждый метеорологический фактор характеризуется вероятностью появления (повторяемостью), продолжительностью действия и последействия, интенсивностью. Данные о вероятности появления, продолжительности действия и интенсивности приведены в климатических справочниках или могут быть получены на ближайшей к дороге метеостанции.
Продолжительность последействия. Время с момента прекращения данного метеорологического явления до прекращения действия его последствий на состояние дорог и условия движения (например, время просыхания поверхности дороги после прекращения дождя) может быть получено только путем наблюдений в различные периоды года.
Климат (климатические условия) — статистический режим условий погоды за длительный период времени (от одного года до многих десятилетий), т.е. это закономерная последовательность атмосферных процессов в данной местности, обусловливающая характерный для этой местности режим погоды. Микроклимат — климат небольшой территории, возникающий под влиянием различий рельефа, растительности, состояния почвы, наличия водоемов, застройки и т.д. Воздействие метеорологических факторов на условия движения передается через состояние поверхности дороги, взаимодействие автомобиля с дорогой и восприятие условий движения водителем. Состояние поверхности дорог оценивается качественными характеристиками: сухое, влажное, мокрое (чистое и загрязненное), заснеженное (покрытие с рыхлым снегом или уплотненным слоем снега – снежный накат), гололед и т. д.
Условия движения в период действия неблагоприятных метеорологических явлений значительно сложнее, чем при сухом, чистом покрытии и обочинах. Различия определяются рядом факторов, основными из которых являются:
снижение сцепных качеств покрытия, изменение взаимодействия автомобиля с дорогой, ухудшение ровности покрытия под влиянием осадков, гололеда, тумана, повышенной влажности воздуха и других факторов;
увеличение сопротивления движению из-за отложений снега, грязи, гололеда, неровностей на дороге, в результате чего снижается свободная мощность двигателя автомобиля;
изменение очертания и внешнего вида проезжей части и обочин, параметров поперечного профиля из-за снежных отложений и образования полос наката, что приводит к изменению восприятия дороги водителем;
уменьшение метеорологической видимости в период туманов, осадков, пурги, пыльных бурь, слепящего действия солнца, изменяющих восприятие условий движения водителем;
ухудшение эксплуатационно-технических качеств автомобиля, прежде всего систем, обеспечивающих удобство и безопасность движения, к которым относятся тормоза, рулевое управление, обзорность, видимость, сигнальная система.
Степень влияния метеорологических явлений на режим и безопасность зависит от интенсивности метеорологического явления и скорости движения автомобиля (табл. 4.11).
Каждому периоду года соответствуют свои характерные условия погоды, оказывающие существенное влияние на формирование состояния поверхности дороги и условий движения. К зимнему относят период, характеризующийся устойчивой средней суточной температурой воздуха ниже 0 (рис. 4.11). В некоторых случаях под зимним подразумевают период с начала образования устойчивого снежного покрова до момента его схода. На большей части территории России зимний период самый длительный, продолжительность его колеблется от 20 до 260 дней в году.
Переходные периоды — весенний и осенний с неустойчивой погодой, при которой наблюдаются осадки всех видов (твeрдые, жидкие и смешанные). Весенним считается период со средней суточной температурой воздуха от 0 до +15 О С. В целом этот период, отличающийся резкими переходами от потепления к похолоданиям, длится от 30 до 60—80 сут.
Метеорологические факторы и условия движения на автомобильных дорогах
| Метеорологические факторы | Скорость движения, КРС | Степень опасности метеорологических условий | Интенсивность метеорологических факторов различной степени опасности для расчeтных скоростей, км/ч | ||||||
| Метель, м/с | 1,0—0,75 | МО | 0—3 | 0—3 | 0—3 | 0—3 | 0—3 | ||
| 0,75—0,5 | О | 3—9 | 3—9 | 3—9 | 3—9 | 3—9 | |||
| 9 | >9 | >9 | >9 | >9 | |||||
| Гололeд | 1,0—0,75 | МО | — | — | — | — | — | ||
| 0,75—0,5 | О | — | 0,2—0,4 | 0,15—0,35 | 0,20—0,30 | 0,20 | |||
| 0,2 | >0,2 | >0,2 | >0,2 | >1,2 | |||||
| снегопад, мм/ч | 1,0—0,75 | МО | — | — | 0,1 | >0,1 | >1,0 | >1,5 | >2,5 |
| Туман, видимость, м | 1,0—0,75 | МО | >350 | >500 | >250 | >200 | >100 | ||
| 0,75—0,5 | О | 170—350 | 200—500 | 150—250 | 100—200 | 70—100 | |||
| 12 | >20 | >20 | >30 | >30 | |||||
| Температура воздуха, 0 С: | |||||||||
| положительная | 1,0—0,75 | МО | 0—30 | 0—30 | 0—30 | 0—30 | 0—30 | ||
| 0,75—0,5 | О | 30—40 | 30—40 | 30—40 | 30—40 | 30—40 | |||
| 40 | >40 | >40 | >40 | >40 | |||||
| отрицательная | 1,0—0,75 | МО | 10—30 | 10—30 | 10—30 | 10—30 | 10—30 | ||
| 0,75—0,5 | О | 0—10 | 0—10 | 0—10 | 0—10 | 0—10 | |||
| О С до 0. Общее количество осадков осенью меньше, чем летом, но продолжительность их выпадения значительно больше. Длительность осеннего периода на территории страны колеблется в широких пределах — от 70 до 120 сут. Летний период ограничен датами перехода средней суточной температуры через +15 О С. Летом увеличивается количество осадков, но сокращается продолжительность их выпадения. Для большинства районов страны наиболее трудные условия движения наблюдаются в зимний и осенне-весенний периоды, а для районов с жарким и сухим климатом — в летний период. Наиболее трудные периоды года и должны быть приняты за расчeтные при выборе методов и средств обеспечения удобства и безопасности движения. Основные характеристики погодно-климатических факторов по их влиянию на условия движения приведены в табл. 4.12. Характеристики погодно-климатических факторов, влияющих на условия движения |