Одним из важных факторов при экономии топлива является совершенствование системы нормирования расхода топлива в условиях автотранспортных предприятий (АТП) и при эксплуатации автомобилей в различных условиях.
Существует в настоящее время два основных вида нормирования расхода топлива: на пробег автомобиля, т.е. эксплуатационная норма и на транспортную работу (транспортная норма) [1, с. 4; 2].
Эксплуатационная норма устанавливается по месту эксплуатации автотранспортных средств (АТС) на основе базовой или транспортной нормы с использованием поправочных коэффициентов (надбавок), учитывающих местные условия эксплуатации [1, с. 5; 2].
Транспортная норма (норма на транспортную работу) включает в себя базовую норму и зависит или от грузоподъемности, или от нормируемой загрузки пассажиров, или от конкретной массы перевозимого груза [1, с. 5; 2].
В нормативных документах [1, с. 5-6; 2] практически рассмотрены все факторы, которые должны быть учтены при расчете и нормировании расхода топлива подвижного состава автомобильного транспорта [1, с. 5-6]: природно-климатические условия, рельеф местности и пробег автомобилей с начала эксплуатации, т.е. «возраст» в годах (лет), независимо от того на каком виде топлива работает двигатель автомобиля.
Целью работы является предложить методику расчета расхода топлива автомобилей в зависимости от пробега с начала эксплуатации, т.е. «возраста» автомобиля.
Вопрос о правильности расчета и назначения норм расхода топлива автомобилей в зависимости от условий эксплуатации и «возраста» автомобиля – пробега с начала эксплуатации всегда был актуальным. Но, есть определенные спорные вопросы.
Например, в нормативных документах [1, с. 6; 2] не в полной мере учитывается пробег, т.е. «возраст» – с начала эксплуатации автомобиля.
Основным недостатком системы нормирования расхода топлива [1, 2] является отсутствие объективной оценки, что приводит к невозможности назначения точных надбавок (снижений) к основным нормам расхода топлива. Диапазон изменения величин этих надбавок (снижений) слишком велик (5 – 20 %). Такие формулировки, как «увеличение нормы до 15 %», «снижение нормы до 10 %», также не соответствуют четкости в вопросе нормирования расхода топлива. В реальных условиях эксплуатации очень часто встречаются такие случаи, когда основная норма должна изменяться на незначительные величины (всего на 2-3 %) [1, с. 5-7; 2].
Многие автомобили автотранспортных предприятий, находящихся в эксплуатации и индивидуальных владельцев, имеют очень большой пробег.
Например, в Кыргызской Республике, по данным государственного предприятия «Унаа» (Государственная регистрационная служба – ГРС) от 15 февраля 2022 года зарегистрировано 1 млн. 150 тыс. подвижного состава автомобильного транспорта. Из них, «возраст», которого составляет 5 лет – всего 5 тыс. 800 автомобилей. Практически в Кыргызской Республике новых автомобилей составляет примерно 1 %. Автомобили с «возрастом» более чем 15 составляет 1 млн. 100 тыс.
Изложенное позволяет сделать вывод о том, что совершенствование системы нормирования расхода топлива на автомобильном транспорте должно идти по пути объективного учета условий эксплуатации (факторов расхода топлива). Кроме того, при нормировании расхода топлива необходимо учитывать уровень приспособленности автомобилей различных марок и моделей к переменным условиям эксплуатации, а также техническое состояние – «возраст» автомобиля в зависимости от длительности эксплуатации.
Кроме того, на эффективность и производительность автомобилей при эксплуатации в значительной степени оказывает влияние условия эксплуатации. Условия эксплуатации, при которых используются автомобили, влияют на режимы работы агрегатов и деталей, ускоряя или замедляя изменения параметров их технического состояния в зависимости от пробега. В разных условиях эксплуатации реализуемые значения показателей надежности автомобилей будут различаться, что скажется на показателях эффективности использования автомобиля, в частности на расход топлива.
Как известно, что надежность это свойство автомобиля, которое оценивает количественное измерение процесса изменения показателей свойств автомобиля (производительность, топливная экономичность, динамичность, проходимость, управляемость, экологичность и др.) по пробегу. Следует отметить, что в данной работе рассматривается процесс эксплуатации автомобилей в различных условиях, то под надежностью в этом случае понимаем эксплуатационную (реализуемую), а «возраст» автомобиля оценивается пробегом с начала эксплуатации.
Суммарная величина снижения мощности двигателя под влиянием вышесказанных факторов может достигать 18 – 20 % от номинального ее значения. Это снижение учитывается коэффициентом эксплуатационного состояния двигателя KЭ. Для нового автомобиля (с пробегом 4000 – 5000 км) KЭ = 1. Для автомобилей, пробег с начала эксплуатации которых достиг норму до капитального ремонта основных силовых агрегатов KЭ снижается до 0,82 [3].
Следует отметить, что при больших пробегах автомобиля происходит интенсивный износ деталей трансмиссии, и КПД трансмиссии может достигать минимальной величины. В зависимости от технического состояния автомобиля КПД трансмиссии снижается примерно на 8 – 10 % [4, с. 25].
Величина коэффициента полезного действия (КПД) агрегатов трансмиссии изменяется после продолжительной эксплуатации автомобиля. Для практических расчетов в справочно-нормативной литературе рекомендуется принимать следующие значения КПД трансмиссии: для легковых автомобилей – 0,92; для грузовых двухосных автомобилей с одинарной главной передачей (4×2) – 0,90; для грузовых двухосных автомобилей с двойной главной передачей (4×2) – 88; для грузовых трехосных автомобилей (6×4) – 0,84 [3].
Поэтому при расчете и нормировании расхода топлива автомобилей необходимо объективно учитывать «возраст» – пробег автомобиля с начала эксплуатации.
На рис. 1 показано изменение величин коэффициента KЭ и КПД трансмиссии в зависимости от пробега автомобиля с начала эксплуатации L. Из рис. 1 видно, что зависимости коэффициентов KЭ и КПД трансмиссии от L линейные.
Рис. 1. Изменение величин коэффициента KЭ и КПД трансмиссии в зависимости от пробега автомобиля с начала эксплуатации: 1 - KЭ; 2 – КПД трансмиссии грузовых двухосных автомобилей с двойной главной передачей; 3 – КПД трансмиссии трехосных грузовых автомобилей
С достаточной степенью точности закономерность увеличения расхода топлива в зависимости от «возраста» автомобиля можно описать линейным уравнением, так как зависимость Q от L имеет линейный вид (см. рис. 2.). В качестве примера на рис. 2 показаны автомобили ЗИЛ-431410 с бензиновым двигателем и КамАЗ-5320 с дизельным двигателем:
(1)
где QL- расход топлива в зависимости от «возраста» автомобиля, л/100 км; QO - расход топлива нового (технически исправного с малым пробегом автомобиля) автомобиля в нормальных («стандартных») условиях эксплуатации, л/100 км; L – пробег автомобиля с начала эксплуатации, км; SL - параметр чувствительности к ухудшению эксплуатационной надежности с увеличением пробега автомобиля с начала эксплуатации (этот параметр различается у разных марок автомобилей в зависимости от пробега, т.е. «возраста»), км-1.
Рис. 2. Зависимость расхода топлива от пробега автомобиля с начала
эксплуатации: 1 – ЗИЛ-431410; 2 – КамАЗ-5320
Для количественной оценки «возраста» автомобиля по расходу топлива можно использовать коэффициент «возраста» КВ и поправка на «возраст» ПВ.
Коэффициент «возраста» КВ показывает во сколько раз значение показателя эффективности (расхода топлива) QL данного автомобиля отличается от своего номинального значения QO:
(2)
Поправка на «возраст» ПВ показывает, на сколько значение показателя эффективности (расхода топлива) QL данного автомобиля отличается от своего номинального значения QO:
(3)
Коэффициент «возраста» КВ с учетом уравнения (1) можно определить по формуле
(4)
где 
– относительный параметр чувствительности, зависит от технического состояния автомобиля, его агрегатов, узлов, систем и условий эксплуатации (∙ 102 ∙л-1).
Числовые значения параметров чувствительности и коэффициента «возраста», полученные на основании имитации на компьютере движения автомобилей с увеличением пробега с начала эксплуатации (при условиях: температура окружающего воздуха t = +20 0С, средневзвешенное суммарное сопротивление дороги ΨСР = 0,016, высота над уровнем моря h = 0 м) приведены в таблице.
Дифференцированные надбавки в процентах к нормам расхода топлива в зависимости от «возраста» (пробега автомобиля с начала эксплуатации) определяются по формуле (5).
(5)
Таблица. Числовые значения показателей и коэффициента «возраста» автомобилей ЗИЛ-431410 и КамАЗ-5320 при 
|
, км |
Автомобили |
|||||||
|
ЗИЛ-431410 |
КамАЗ-5320 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 5 |
64,3 |
- |
- |
1,0 |
66,7 |
- |
- |
1,0 |
| 30 |
63,1 |
9,6×10-3 |
35,3×10-5 |
1,0106 |
66,0 |
11,6×10-3 |
57,6×10-5 |
1,0173 |
| 60 |
61,9 |
9,9×10-3 |
36,4×10-5 |
1,0218 |
65,3 |
11,8×10-3 |
58,5×10-5 |
1,0351 |
| 90 |
60,7 |
10,3× 10-3 |
37,5×10-5 |
1,0337 |
64,5 |
12×10-3 |
59,4×10-5 |
1,0535 |
| 120 |
59,4 |
10,6× 10-3 |
38,7×10-5 |
1,0464 |
63,6 |
12,2×10-3 |
60,4×10-5 |
1,0725 |
| 150 |
58,1 |
10,9× 10-3 |
40×10-5 |
1,06 |
62,7 |
12,4×10-3 |
61,5×10-5 |
1,0923 |
| 180 |
56,8 |
11,3× 10-3 |
41,4×10-5 |
1,0745 |
61,8 |
12,7×10-3 |
62,7×10-5 |
1,1128 |
| 210 |
55,4 |
11,76× 10-3 |
42,9×10-5 |
1,09 |
60,7 |
12,9×10-3 |
64×10-5 |
1,1343 |
| 240 |
54,1 |
12,2× 10-3 |
44,5×10-5 |
1,1067 |
59,7 |
13,2×10-3 |
65,3×10-5 |
1,1567 |
| 270 |
52,7 |
12,7× 10-3 |
46,2×10-5 |
1,1247 |
58,5 |
13,5×10-3 |
66,8×10-5 |
1,1802 |
В заключение можно седлать следующие выводы:
1. Анализ длительности эксплуатации («возраста») автомобилей показал, что изменение пробега с начала эксплуатации до 300 тыс. км способствовал росту расхода топлива на
15 % у автомобиля КамАЗ-5320 и 12,5 % у автомобиля ЗИЛ-431410. Начиная с 180×103 км рост расхода топлива составил в среднем 1,5 – 1,6 % на каждые 30×103 км пробега (рис. 2). Как видно из рис. 2 закономерность изменения расхода топлива в зависимости от пробега автомобиля с начала эксплуатации линейная.
В нормативных документах по нормированию расхода топлива автомобилей [1, 2] не в полной мере учитываются условия эксплуатации и «возраст» автомобилей (пробег автомобиля с начала эксплуатации), что приводит к невозможности назначения точных надбавок (снижений) к основным нормам расхода топлива. Предлагаемая методика и разработанные коэффициенты позволяют более точно и правильно устанавливать линейные нормы автомобилей на маршруте в зависимости от «возраста».
Библиографический список
- Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте. Методические рекомендации. – М.: КНОРУС, 2010. – 160 с.
- Касыкенов Ж.К., Компанцев В.И., Зинченко Р.В. ПРАВИЛА по использованию линейных норм расхода топлива и смазочных материалов на автомобильном транспорте и методика их расчета. Методические рекомендации. Утверждены приказом Министерства транспорта и коммуникаций Кыргызской Республики от 30 декабря 2015 года № 366. – Бишкек.: ОсОО «Реалком», 2015. http://cbd.minjust.gov.kg/act/view/ru-ru/200037?cl=ru-ru (дата обращения 31.05.2022).
- Великанов Д.П. Эффективность автомобильных транспортных средств и транспортной энергетики / Избранные труды. – М.: Наука, 1989. – 199 с. https://search.rsl.ru/ru/record/01001477488 (дата обращения 31.05.2022).
- Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. – М.: Транспорт, 1990. – 134 с.