Существует популярный миф о том, что если двигаться на нейтральной передаче, то значительно понизится потребление бензина, но это абсолютно ошибочное мнение. При совершении холостой работы двигатель потребляет ровно столько топлива, сколько требуется для того, чтобы поддержать свою работу на холостом ходу. Таким образом, во время торможения двигателем, коробкой передач или при сбросе газа электроника автомобиля перекрывает подачу топлива, и в результате чего в камеру сгорания оно не попадает ровно до тех пор, пока не произойдёт снижение оборотов двигателя до уровня оборотов холостого хода. А когда происходит выключение, соответственно происходит резкое падение оборотов до уровня холостого хода, и в этот момент подача бензина возобновляется, в то время как экономия бензина заканчивается, не успев начаться.
Таким образом, расход бензина на холостом ходу, несмотря на кажущуюся простоту, достаточно тяжело поддаётся оценке. При использовании холостого хода полезная энергия выделяется ровно в таком количестве, какое необходимо, чтобы обеспечить минимально устойчивое вращение коленвала, привод вспомогательных агрегатов и привод механизма газораспределения (при осуществлении процессов газообмена). Если посмотреть на КПД мотора в режиме холостой работы, то можно увидеть, что он минимальный по сравнению с другими режимами.
Рабочий процесс в моторе, работающем на холостом ходу, происходит при стечении достаточно неблагоприятных условий:
1. не высокая скорость топливно-воздушной смеси во время тактов сжатия и впуска влияет негативно на смесеобразование;
2. из-за длительного времени рабочего цикла происходит интенсивный теплообмен деталей двигателя с рабочим телом;
3. причиной крайне малой концентрации углеводородов и кислорода является практически полное отсутствие давления во впускном коллекторе, что приводит к медленному и нестабильному протеканию процесса сгорания;
4. в сочетании с большой длительностью всех процессов, сильный перепад давлений в коллекторах (впускном и выпускном), приводит к забросу в камеру сгорания отработавших газов, после чего они идут во впускной коллектор, и во время перекрывания фаз газораспределения, концентрация реагирующих веществ в камере сгорания только усиливается.
На первый и второй пункты оказывают влияние конструктивные, и только конструктивные особенности двигателя. Гораздо более интересными являются пункты три и четыре, а также их взаимное влияние. Бензиновый поршневой двигатель внутреннего сгорания - это двигатель с количественным регулированием рабочего процесса, таким образом, крутящий момент, который снимается с коленвала двигателя, полностью зависит от количества свежей смеси, поступившей в цилиндр. Подача воздуха ограничена, это называется дросселированием. Двигатель словно пытаются "задушить", и не дают ему "дышать".
Определение положения дроссельной заслонки может показать, сколько воздуха пройдёт через впускной коллектор при текущем перепаде давлений между давлением внутри впускного коллектора и атмосферным давлением.
И всё-таки как можно оценить эффективность двигателя?
Наиболее объективным критерием можно считать отношение расхода топлива, к производимой работе. Во время холостого хода КПД равен нулю, а значит (при прочих равных условиях), расход бензина однозначно можно охарактеризовать эффективностью работы двигателя на холостом ходу. Но при этом расход бензина и воздуха являются полностью взаимосвязанными величинами. При холостой работе дроссельная заслонка закрыта полностью, и воздух во впускной коллектор поступает через регулятор добавочного воздуха, и тем самым передаёт столько воздуха, сколько необходимо двигателю для работы на холостом ходу.
Следовательно, каждому взаиморасположению фаз газораспределения можно соотнести свой расход на холостом ходу и бензина и воздуха, своё давление внутри впускного коллектора, которые обеспечивают работу на заданных оборотах двигателя во время холостого хода.
Соответственно, мы пришли к выводу, что во время проведения регулировочных и ремонтных работ можно влиять на ширину и взаимное расположение перекрытия фаз газораспределения. У всех компоновочных схем ГРМ есть свои уникальные особенности. У двигателей с индивидуальными валами и наличием в приводе клапанов гидрокомпенсаторами зазоров на выпускные и впускные клапана фазы газораспределения имеют довольно много различных возможностей установки.
На двигателях с одним распределительным валом с возможностью регулирования теплового зазора в приводе клапанов, ширина перекрытия фаз газораспределения полностью зависит от величины тепловых зазоров и профиля кулачков.
На двигателях с одним валом и с гидрокомпенсаторами зазоров в приводе клапанов влияние на ширину и взаимное положение фаз газораспределения оказывает только профиль кулачков.
Во время ремонтного воздействия может происходить только совместное смещение фаз газораспределения относительно положения поршня в цилиндре. Необходимо заметить, что взаимное расположение фаз газораспределения, а так же их ширина на автомоторах общего назначения выбирается как компромисс между режимами максимальной мощности, максимального крутящего момента, самых малых оборотов под нагрузкой и холостого хода.
Если смотреть на режим максимальной мощности со стороны холостого хода, то получается диаметрально противоположная картина. Если для работы во время холостого хода оптимальны как можно более узкие, без перекрытия фазы газораспределения (как можно позднее открыть и как можно раньше закрыть), то для максимальной мощности наоборот требуются максимально широкие фазы, у которых ширина фаз напрямую зависит от максимальной частоты вращения. Это можно объяснить двумя вещами: увеличением скоростей и сокращением времени на процессы газообмена.
В связи с этим торможение двигателем при движении на передаче и полезнее, и экономнее, и, дополнительным бонусом можно считать увеличение безопасности дорожного движения. К тому же, при движении на передаче без нажатия на акселератор (ещё называют режимом принудительного холостого хода) мотор получает дополнительную пользу –происходит выброс копоти и гари.
