От экономичности до ресурса подвески и ставки налога. На что влияет масса автомобиля
Фото автора и производителей
Фото автора и производителей
Да, в нашей стране от указанной в техпаспорте полной массы зависит ставка транспортного налога, так что любой лишний килограмм может быть принципиальным. Ну а на что масса влияет с технической точки зрения? И от чего она зависит?
Разница – сотни килограммов
Начнем с того, что имеется несколько разных характеристик массы, которые существенно различаются между собой.
Снаряженная масса включает массу не только самого автомобиля, но также всех заправленных технических жидкостей (масел, антифриза, топлива), штатного инструмента и запасного колеса. Более того, в эту характеристику включена масса водителя (75 кг). Не учитываются лишь пассажиры и груз, ведь с ними как раз и будет полная (предельно допустимая) масса.
Но есть еще и так называемая сухая масса – без технических жидкостей, учета массы водителя и т.д. Разница со снаряженной массой даже у легкового автомобиля может достигать 150-200 кг, а в случае с коммерческим транспортом она может составлять и более полутонны.
Модель одна – параметры разные
Грузоподъемность автомобиля (полезная нагрузка) определяется по простейшей формуле: полная масса минус снаряженная масса. Так что вы легко можете посчитать, сколько можете взять на борт своего автомобиля. Главное – использовать данные, касающиеся именно вашей модификации.
Дело в том, что одна и та же модель в зависимости от варианта исполнения может иметь разные характеристики. Возьмем, к примеру, столь популярный у нас сейчас Peugeot 308 второго поколения. У версии 1.6 HDI (120 л.с.) с МКПП снаряженная масса составляет 1185 кг, полная – 1780 кг. Это если говорим про хэтчбек, а для универсала надо приплюсовать еще 15 кг. В любом случае помимо водителя вы можете перевезти 595 кг, будь то пассажиры или груз. Но если мы возьмем версию 2.0 HDI (150 л.с.), то это 1290 и 1870 кг соответственно, а полезная нагрузка составит уже только 580 кг.
И так будет у всех производителей. Модификации одной и той же модели будут различаться по снаряженной и полной массе, потому что у них разные двигатели, трансмиссии, тормоза, рулевое управление – и все это сказывается. Более того, часто данные указываются в диапазоне 50-100 кг с учетом оснащения, ведь тот же кондиционер или электролюк добавляет лишние килограммы.
В Беларуси ставки транспортного налога привязаны к полной массе автомобиля, так что этот параметр может иметь принципиальное значение. Не так давно мы писали на эту тему, так что не будем повторяться. Здесь лишь отметим, что при выборе автомобиля стоит помнить о том, что разные модификации могут иметь разную полную массу, а при «пограничных» характеристиках (скажем, «вилка» оказывается в пределах 1480-1560 кг) есть риск того, что вы можете «попасть» на более высокую ставку налога.
Что влияет на массу?
На этот вопрос мы частично ответили: сказывается даже дополнительное оборудование и шумоизоляция, не говоря уже о «железе» – элементах трансмиссии, силовом агрегате и кузове. Между тем с каждым поколением автомобиль, как правило, становится крупнее, кузов прибавляет и в размерах, и в прочности, появляются дополнительные системы комфорта и безопасности, а в последние годы взят курс на гибридизацию, и это тоже дополнительный вес. «Гонка вооружений» приводит к повышению характеристик, соответственно и тормоза становятся мощнее, и колеса приходится ставить крупнее. Разумеется, все это тянет за собой увеличение массы.
Возьмем, к примеру, Opel Astra. В поколении G снаряженная масса (хэтчбек, 1.4, МКПП) составляла 1060 кг, полная – 1605 кг. Astra H весила уже 1155 и 1705 кг соответственно. Astra J – 1300 и 1870 кг. Но Astra K «села на диету» – 1278 и 1820 кг. И это тоже тенденция: производители стараются снизить вес, применяя более современные технологии и облегченные материалы.
Редкий кузов современного автомобиля обходится без прочных и сверхпрочных сплавов (они применяются не только для повышения жесткости, но и для снижения массы), на многих моделях внешние элементы кузова выполнены из алюминия или пластика. Впрочем, многие другие детали, будь то составляющие кузова, двигателя или ходовой части, тоже теперь производят из легких материалов, что в сумме позволяет экономить десятки килограмм.
Облегчают и детали подвески, тормозов, но уже в большей степени для того, чтобы уменьшить неподрессоренные массы, так как от этого зависят ходовые качества (управляемость, ездовой комфорт).
На что влияет масса
Разумеется, от нее зависит и динамика, и топливная экономичность автомобиля. Но не только. Масса также влияет на замедление (более тяжелый автомобиль нуждается в более мощных тормозах), сказывается на управляемости и устойчивости (об этом ниже), элементарно – на ресурсе многих узлов, начиная с двигателя, коробки, трансмиссии и заканчивая деталями подвески и рулевого управления.
Неслучайно в зависимости от установленного двигателя, коробки, а также типа кузова могут применяться разные по характеристикам пружины, амортизаторы, стабилизаторы и тормозные механизмы. Соответственно важно при покупке запчастей выбирать детали, положенные именно вашей модификации автомобиля.
Соответственно, загружая по полной и уж тем более перегружая сверх меры автомобиль, надо понимать, что теперь его поведение на дороге изменится. Разгонная динамика станет хуже (а значит, те же обгоны на трассе уже будут даваться сложнее), тормозной путь увеличится, автомобиль станет более инертным в своих реакциях, а в поворотах будет больше крениться, на скользком покрытии будет проще спровоцировать снос или занос. С учетом этого следует откорректировать стиль езды и делать больший запас при потенциально опасных маневрах.
Вопрос распределения
Вернемся к управляемости. На нее влияет не только сама масса, но и ее распределение, в частности, расположение центра масс, ведь чем выше эта точка, тем больше крены, хуже устойчивость в поворотах, больше риск опрокидывания при влиянии прочих негативных факторов. Расположения центра масс также влияет на развесовку, что сказывается на характере управляемости, поворачиваемости (она может быть нейтральной, избыточной или недостаточной).
Вот вам несколько примеров. В спортивных автомобилях даже элементарное расходование горючего влияет на изменение характера управляемости, поэтому форма и размещение бака играют немалое значение. В обычной технике это не так важно, однако установка дополнительного оборудования может привести к смещению центра масс.
Скажем, в гибридах тяговую батарею обычно ставят над задней осью, что влечет перемещение центра масс. Но производитель это учитывает и как-то компенсирует негативные последствия, например, перенастраивая ходовую часть.
А вот перевод на газ означает появление тяжелого баллона, который обычно размещают или над задней осью в багажнике, или в заднем свесе в нише «запаски». Здесь также имеет место смещение центра масс, но если это не заводская версия, то изменения в конструкции автомобиля никак не корректируются. В итоге на скользких покрытиях такой автомобиль, вероятно, будет демонстрировать более избыточную поворачиваемость, чем она была изначально.
Или вот еще пример – большой багажник на крыше, который способен вместить 50 кг груза. В этом случае центр масс также будет смещаться вверх, что негативно скажется на устойчивости автомобиля. Его поведение в поворотах действительно изменится. Впрочем, при создании модели производитель учитывал такой ход событий и сделал поправку на тяжелый груз на крыше. Так что, если не превышать допустимую нагрузку, последствий не будет. А вот перегруз уже на совести водителя.
И отдельно коснемся распределения массы по осям. Наверняка все слышали про оптимальное соотношение 50:50, к которому стремятся производители «интересных» с точки зрения управляемости автомобилей. Ради этого они готовы сдвигать ближе к базе силовой агрегат, отправлять на заднюю ось коробку передач (вспомните схему transaxle), перемещать в багажник тяжелый аккумулятор…
Добиться равного распределения проще всего при классической компоновке (двигатель спереди, привод на заднюю ось), а также при центральномоторной схеме. Переднеприводные автомобили, особенно хэтчбеки, обычно имеют слишком много массы на передней оси и недостаточно на задней. А у заднемоторных суперкаров двигатель, вывешенный за задней осью, и вовсе выполняет роль маятника, делая автомобиль слишком требовательным к действиям водителя в поворотах. Конечно, ездовой характер корректируется параметрами шасси и настройками подвески, и все же распределение массы по-прежнему играет важную роль в данном вопросе.
У электромобилей все иначе
Да, «электрички» заметно тяжелее обычных машин. А если EV-модель создана на базе автомобиля с ДВС, то традиционные компоновочные ограничения означают и компромисс в распределении веса, ведь не так-то просто найти оптимальное место для тяговой батареи.
Другое дело создаваемые с чистого листа электромобили, где уже на этапе проектирования закладывается размещение аккумулятора, электромоторов и силовой электрики. Вот здесь хоть масса и будет большой, но она сразу будет распределяться удачно, благо в случае с EV возможности компоновки гораздо шире. Распластать по всему полу батарею? Не вопрос! Поставить двигатели аккурат на осях? Пожалуйста! В итоге пресловутые 50:50 или максимально опущенный центр масс достаточно легко достижимы.
Машины на разбор в базе объявлений Автобизнеса
Как вес автомобиля влияет на расход топлива
Чем тяжелее машина, тем расход топлива выше, не зависимо от того, какой стоит двигатель.
Мотор меньшего объема по расходу горючего может обогнать двигатель большего объема при одном и том же весе авто, так как для получения необходимой динамики и тяги, мотор приходится раскручивать сильнее и продолжительнее, что ведет к повышенному аппетиту автомобиля.
Поэтому, при выборе транспортного средства стоит обратить внимание на его вес, чем веса меньше, тем меньший будет расход топлива.
Для максимальной минимизации расхода топлива стоит убрать всё лишнее из багажника, ведь каждые дополнительные 100 кг веса увеличивают прожорливость авто до 5%.
Багажник должен быть заполнен только нужным весом
Если посчитать вес всего, что появилось в автомобиле после его покупки (новым), то цифра будет весьма внушительной, потому как даже обычные чехлы на сидения весят до нескольких килограмм, что уже говорить о сабвуферах, шинных компрессорах, домкратах, запасной канистры с бензином, 5-10 литров воды, фонари и так далее.
Вывод напрашивается сам собой, при выборе и покупке авто принадлежностей обращайте внимание на их вес, а так же продумайте до мелочей, что необходимо в машине, а что нет.
В случае с облегчением авто отлично впишутся легкосплавные диски, если такие еще не стоят, по сравнению со штампованными дисками их разница в весе может исчисляться несколькими килограммами, а значит, минус, примерно, 10 кг веса авто с 4 дисков.
При выборе покрышек, обратите внимание, что увеличение их размерности от рекомендованной производителем увеличивает их вес и ведет к повышению расхода топлива.
Кроме веса, увеличивается сопротивление за счет увеличившегося диаметра и ширины колеса, что тоже ведет к увеличению аппетита двигателя.
Можно вычесть от снаряженного веса авто еще 20-30-50 кг веса, если авто заправлять не до полного бака, а только до половины.
Такое возможно, если ритм жизни не позволяет за день искатать даже трети топливного бака. Есть в этом и минус, заправляться придется в несколько раз чаще, но при этом экономить 1-2% топлива.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Эксперимент: как загруженность авто влияет на расход топлива
Американские исследователи некоторое время назад выяснили, что несмотря на развитие технологий и улучшение эффективности и топливной экономичности двигателей внутреннего сгорания, сколь-нибудь заметного снижения потребления топлива в глобальном масштабе пока не наблюдается. Оказывается, проблема кроется в том, что американцы становятся все толще, а значит – тяжелее. Эксперты установили, что рост средней массы пассажиров автомобилей в США на 1 фунт (0,45 килограмма) влечет за собой увеличение расхода топлива на 39 миллионов галлонов (147,5 миллиона литров) в масштабе страны в год!
Чем сильнее нагружен автомобиль, тем больше бензина он израсходует. Но вот вопрос: насколько больше? Для теста был выбран бестселлер в в России и Украине– Hyundai Solaris (Accent) в кузове седан, в самой популярной модификации со 123-сильным бензиновым двигателем 1.6 и 4-ступенчатым «автоматом».
Бак «под пробку» заливали с помощью канистры и «воронки». Каждые 100 километров снимались данные бортового компьютера, а их корректность проверялась путем долива топлива из специальной мерной емкости.
Эксперимент проходил по тестовому маршруту протяженностью ровно 100 километров. Примерно половина его дистанции составляли федеральные шоссе с двумя полосами движения в каждом направлении. Еще 40 километров – это «двухполоски» местного значения с частыми обгонами грузовиков и двумя железнодорожными переездами на пути. Оставшиеся 20 километров нужно было проехать по двум подмосковным городам. Движение здесь довольно интенсивное, с частными торможениями и разгонами на светофорах или пешеходных переходах, а порой приходилось постоять и в небольших заторах.
Во время эксперимента за рулем находился один и тот же водитель, который двигался в обычном ритме с соблюдением всех ПДД и действующих на тех или иных отрезках трассы ограничений скорости. Правда, в случае обгонов на шоссе ему разрешалось превысить установленный скоростной лимит на 20 км/ч для совершения маневра.
Как высчитывали максимальную грузоподъемность: снаряженная масса Hyundai Solaris (заправленный автомобиль плюс водитель) составляет 1198 кг, а полная допустимая – 1565 кг. Максимальная грузоподъемность определяется простым вычитанием: 1565 – 1198 = 367 килограммов. Для имитации полной загрузки мы использовали балласт: по 75 кг на оставшихся четырех посадочных местах (300 килограммов) плюс 50 килограммов в багажном отделении. Еще 17 килограммов пришлись на частично заполненную бензином канистру.
Для того, чтобы избежать влияние возможно некачественного топлива, тестовый Солярис во время эксперимента заправлялся бензином Аи-95 из канистры. Запасы топлива в канистре пополняли на одной и той же заправке, и даже из одной и той же колонки.
Сама методика испытаний очень простая. Четыре заезда по 100 километров с разной загрузкой: только водитель; водитель и передний пассажир; водитель и три пассажира; водитель, четыре пассажира и еще 67 килограммов груза в багажнике.
Только водитель
Средний расход на 100 километров пробега превысил заявленные заводом-изготовителем данные почти на два литра (8,4 литра вместо 6,5 литра в смешанном цикле).
Динамика Hyundai Solaris с одним водителем за рулем (75 килограммов, именно столько весит водитель на официальных заводских испытаниях) вполне достойна. И было бы еще лучше, если бы не простенький четырехступенчатый «автомат». Он не блещет скорострельностью, а на обгонах часто опускается аж до второй ступени. Автомобилю на «ручке» наш Solaris проигрывает в разгоне до 100 километров в час полторы секунды!
Водитель и один пассажир
Средний расход на 100 километров пробега увеличился на 0,3 литра до отметки 8,7 литра и превысил заявленные заводом-изготовителем данные уже на 2,2 литра.
Наличие дополнительного пассажира, по ощущениям, никак не сказалось ни на динамике, ни на управляемости Hyundai Solaris. Весьма спокойный, но уверенный разгон в большинстве диапазонов скоростей. Обгоны даются Солярису по-прежнему без напряжения.
Водитель и три пассажира
Средний расход на 100 километров пробега увеличился до 9,5 литра (плюс 1,1 литра по сравнению с пустой машиной) и превысил заявленные заводом-изготовителем данные на треть.
Характер автомобиля изменился. Даже частично загруженный Соляриса разгоняется лениво. «Автомат» вынужден чаще использовать пониженные ступени. Мотор звучит более натужно. Наличие трех «пассажиров» в салоне усугубило раскачку (хотя пробоев не случалось), «размазало» обратную связь на рулевом колесе и заметно увеличило крены. К тому же тяжелый автомобиль стал хуже тормозить.
Водитель, четыре пассажира и 67 килограммов груза
Средний расход на 100 километров пробега увеличился до 10,3 литра (+1,9 литра) и превысил заявленные заводом-изготовителем данные на 3,8 литра.
С пятью пассажирами и грузом в багажном отделении Солярис справляется с трудом. Звук двигателя, который и налегке-то был малоприятным, сменился нудным гудением. Разгоняется полностью загруженный автомобиль совсем неохотно, а передачи стали переключаться с рывками. Гонять на такой машине уже не хочется, да и не получится. Нужно ли говорить, что тормозить груженый Solaris стал совсем неохотно?
Данным завода-изготовителя по расходу топлива лучше не доверять. Повторить «паспортные» результаты в России оказалось невозможно даже на шоссе.
Проверка точности показаний бортового компьютера с помощью долива бензина из мерной емкости показала: реальный расход редко отличался больше, чем на 100 миллилитров на 100 километров пробега. В обычной жизни этой погрешностью можно пренебречь.
Что в итоге? Заметное увеличение расхода топлива при загрузке машины. Но один пассажир влияет на топливную экономичность незначительно – разница составляет всего 0,3 литра бензина на 100 километров. Это лишние 60 литров в год при пробеге в 20 тысяч километров или девять дополнительных рублей с каждой сотни километров.
Однако при полной загрузке расход топлива возрастает куда более ощутимо.
С тремя пассажирами на борту Hyundai Solaris расходует уже на 1,1 литра бензина больше, чем с одним водителем – это означает, что на каждые 100 километров придется дополнительно тратить по 33 рубля. А при годовом пробеге в 20 000 километров увеличение расходов на бензин составит 6600 рублей – больше 200 «лишних» литров топлива! Не стоит забывать и про заметно ухудшающуюся в этом случае динамику и управляемость.
Попутно с нашим экспериментом с разной загрузкой автомобиля, мы провели еще один: проехали с двумя пассажирами 100 километров в городских условиях, с «пробками», светофорными торможениями и стартами, и частым использованием первой передачи «автомата». Результат в 14,3 литра сложно назвать адекватным для автомобиля с двигателем объемом всего 1,6 литра. Но таковы московские реалии.
Снижение массы машины всего на 45 килограммов позволит уменьшить расход топлива на два процента. Или проезжать лишние полкилометра на каждом литре топлива.
Что же касается полной нагрузки, то на таком автомобиле лучше ездить только в случае крайней необходимости. Расход топлива увеличивается на четверть – до 10,3 литра, а годовое потребление топлива возрастает на 400 литров бензина! Это значит, что, например, от Москвы до пляжей Краснодарского края (3000 километров в оба конца) придется потратить как минимум на 1710 рублей больше, чем при поездке в одиночку.
И все это на машине с динамикой черепахи, управляемостью слона и тормозами, как у древнего грузовика. Плюс, общее водительское удовольствие от путешествия, а точнее, его полное отсутствие, которое трудно измерить в денежном эквиваленте.
Для справки: снаряженная масса тестового Hyundai Solaris 1.6 4АТ составляет 1198 кг. На машине стояла резина размерностью 195/55 R16. Официальный расход – 6,5 л/100 км.
Вес автомобиля и расход топлива
Расход топлива зависит от расхода энергии. Энергия тратится на:
Расход топлива тем меньше, чем совершеннее двигатель и силовая передача и чем меньше внешние сопротивления. Отсюда ясно, что если нужно снизить расход топлива, необходимо обеспечить уменьшение расхода энергии на преодоление внутренних и внешних сопротивлений.
Условимся, что во всех рассматриваемых случаях двигатель находится в отличном состоянии. Потери в силовой передаче составляют, как известно, примерно одну десятую всех прочих затрат энергии, поэтому главное внимание нужно направить на внешние сопротивления, отнимающие львиную долю расхода энергии и топлива.
Автомобиль сравнительно редко движется с большими скоростями, на которых сопротивление воздуха очень велико. Поэтому в течение большей части времени движения энергия двигателя расходуется главным образом на сопротивление качению, на разгон автомобиля, на преодоление подъемов. Развиваемая двигателем мощность почти прямо пропорциональна расходу топлива.
Отсюда вывод: расход топлива как будто должен быть пропорционален весу автомобиля. И действительно, достаточно выписать значения веса автомобилей и соответствующие этим автомобилям расходы топлива, чтобы убедиться в этой пропорциональности. Французский инженер Ш. Фару предложил даже такую простую формулу для определения расхода топлива автомобилем:
Q = KGc,
где Q — эксплуатационный расход топлива в л/100 км;
Gc — сухой вес автомобиля в кг;
К — постоянный коэффициент, равный по расчетам Фару 0,01.
Таблица. Расход топлива и вес автомобилей
| Марка автомобиля | Год выпуска | Эксплуатационный расход топлива в л/100 км | Вес автомобиля в кг | Эксплуатационный расход топлива в л/100 км на тонну веса | |||||
| сухой | полный | сухого | полного | ||||||
| ГАЗ-А | |||||||||
| Марка автомобиля | Вес при половинной нагрузке в кг | Число мест или грузоподъемность в тоннах | Удельный расход в г/э л.с.ч. | Эксплуатационный расход топлива в л/100 км | |
| на 1 т эксплуатационного веса | на одного пассажира или на 1 т груза | ||||
| ГАЗ-А | |||||