Как увеличивается расход топлива в дождливую погоду?

В дождь дорога покрывается лужами, которые создают для транспортных средств дополнительное сопротивление движению, из-за чего нагрузка на силовой агрегат возрастает и заметно растет потребление топлива. Для того чтобы машина могла поддерживать прежнюю скорость, на колесах требуется уже больший крутящий момент.

На сколько же больше потребуется бензина для езды по лужам?

В качестве экспериментального автомобиля был выбран Renault Duster с 1,3-литровым турбированным двигателем и вариатором. Привод полный, однако в обычном автоматическом режиме работы трансмиссии машина почти не задействует заднюю ось, из-за чего характер поведения кроссовера на дороге остается исключительно переднеприводным. Машина даже допускает небольшую пробуксовку передних колес при резком старте.

Согласно заявленным производителем техническим характеристикам, автомобиль потребляет за городом около 6 л высокооктанового бензина. Первые проверки показали примерное соответствие реальных показателей теоретическим. Правда, для этого нужны идеальный асфальт, яркое солнце и выдержка водителя. Скорость машины не должна превышать 80 км/ч. Если ехать по автотрассе быстрее и удерживать темп езды в пределах разрешенных 90 км/ч, то потребление бензина АИ-95 поднимется до 7-8 литров.

Сопротивление движению автомобиля складывается из нескольких факторов. В первую очередь это сила сопротивления атмосферного воздуха, а также сила тяжести транспортного средства и сила трения поверхности асфальта. Чем больше скорость, тем выше лобовое сопротивление, которое нарастает пропорционально квадрату скорости машины. Таким образом, при удвоении скорости движения сила сопротивления учетверяется. Поэтому даже прибавка в 40 км/ч вызывает резкий рост потребления бензина. Автомобиль стабильно демонстрирует рост потребления на пару литров при выходе за пределы 110 км/ч. Если дальше жать на педаль и ехать на скорости 120-140 км/ч, то небольшой кроссовер может сравниться по потреблению с крупным внедорожником. Расход подскакивает до 10-12 л бензина.

Тяга на колесах при этом пропорциональная кубу скорости. Таким образом, даже небольшой 1,3-литровый турбированный агрегат для достижения тяги в 250 Нм вынужден затрачивать больше энергии. А при движении по мокрой дороге сопротивление еще больше нарастает.

Водяной клин

Если посмотреть на таблицы сопротивления поверхности дороги, то можно увидеть, что коэффициент сцепления у мокрого асфальта ниже, чем у сухого. В самом начале дождя даже небольшая влажность формирует на дороге тонкую вязкую пленку грязи, которая действует как смазочный материал. Пока грязь не смыта потоками воды, коэффициент сцепления с 0,7 снижается до 0,5-0,4 и более.

При появлении луж возникает эффект, препятствующий движению машины. Это так называемый водяной клин перед колесами. Дело в том, что протектор шины не может отводить всю воду из пятна контакта. Большая часть ее разбрасывается по сторонам и собирается в волну перед передней кромкой протектора. Этот водяной вал и является препятствием, которое колесо постоянно пытается преодолеть. Колеса пытаются взобраться на него, но разбрызгивают воду и держатся за асфальт.

Это сопротивление вызывает рост потребления топлива. Особенно оно заметно, когда автомобиль заезжает одним из колес в лужу. Брызги бьют в арки колес, и кроссовер пугающе ведет в сторону, из-за чего приходится корректировать траекторию рулем.

Итог

Водяной вал у колес сопротивляется лишь до определенного момента, а затем происходит неожиданное. Примерно на скорости в 70 км/ч вода не успевает разлететься и приобретает достаточную жесткость, чтобы удерживать автомобиль на себе. Колеса всплывают на водяной пленке, и возникает эффект аквапланирования.

В целом сопротивление среды при сильном дожде может возрастать в разы при общем снижении сцепления колес с дорогой. Точные данные зависят от плотности дождя и глубины водяного покрова дороги. Duster с 1,3-литровым турбированным двигателем стал потреблять на скорости в 90 км/ч около 12-13 л, то есть почти на треть больше обычного расхода. При росте скорости потребление еще больше увеличивается. Но быстрее ехать в дождь небезопасно, так как угрожающе растет риск потери управляемости на мокрой дороге.

Материалы по теме