Почему машины тратят топлива в 3 раза больше чем положено?

Читаю постоянные сообщения о растущих ценах на автомобильное топливо и каждый раз удивляюсь человеческой логике. Все ругаются по поводу этого роста цен и НИКТО не возмущается теми машинами на которых нас заставляют ездить. То что бензинподоражал на 50 коп. - это плохо, а то что расход у машины как минимум в 3 раза больше положенного ей - это нормально. Автопроизводители упорно не желают выпускать экономичные модели и всеми силами вбивают нам с помощью рекламы восхищение своими "шедеврами". И до тех пор пока они будут видеть это восхищение и желание приобрести эти машины - ничего не изменится.
Цель моей статьи - показать абсудность современной машины с точки зрения человека знакомого с техникой. Всё это хорошо известно, основано на законах механики и применяется везде, кроме наших машин. И после этого решайте сами что достойно большего возмущения.
Для перемещения любой массы требуется энергия и к этой энергии дабавляются неизбежные потери связанные с производством данной энергии. Для себя я это определяю так: 3л/100 км на каждые 1000 кг полной массы и плюс 3л/100 км на каждый 1 литр объёма двигателя в виде тепловых потерь через систему охлождения.
Уравнения простейшей механики: Сила=Масса х Ускорение, Работа= Сила х Расстояние, Мощность= Сила / Время. Если возьмём массу 1000кг (масса стандартного автомобиля), ускорение 3 м/сек/сек (что соответствует разгону от 0 до 108 км/час за 10 сек), Расстояние за 10 секунд =150 метров, то получаем Мощность= 45квт или 33лс. Близкую к этой цифру мы видем везде. Танк Т-90: полная масса 46.5 тонн, мощность дизельного двигателя 1000 лс, удельная мощность 21.5 лс/тонну. Су-27: Взлетная масса 30 тонн,
двигатели 2 х 7.6 тс (без форсажа) что соответствует 54 лс/1000 кг для нашей машины. Вертолет Ми-8: взлетная масса 13000кг, двигатели 2 х 1500 лс, удельная мощность 230 лс/ тонну. Вертолет в отличие от самолета должен преодолевать силу тяготения с помощью только своих двигателей плюс необходимый запас мощности для маневрирования поэтому и удельная мощность больше. Даже ракета Союз-2 со стартовой массой 313 тонн и тягой первой ступени 4 х 85.6 тс + 1 х 104 тс = 446.4 тс что соответствует
удельной мощности 153.7 лс/тонну для нашей машины. И читаем описание любой машины и с удивлением видим удельную мощность близкую к вертолётной а то и больше. Причем и этой мощности для многих мало. Читаю канадские новости: В суде Монреаля начались первичные слушания по обвинению мужчины 23 лет в превышении скорости. Полиция остановила машину Dodge Neon после того как было зафиксировано движение автомашины со скоростью 247 км/час. Обвиняемый заявил что его маленькая машина физически не в состоянии достичь такой скорости. Обвинение предоставило суду видео с личной страницы на Facebook где молодой мужчина показывал свою машину с новым Turbo Stage3 двигателем мощностью 450 лс и выражал уверенность что теперь он сможет достичь скорости в 300 км/час.
Дальше после разгона потребляемая мощность резко снижается. На ровном участке дороги разгоните машину до 100 км/час , уберите ногу с газа и считайте секунды до скорости 80 км/сас. Для моей MAZDA MPV 1998 года, полная масса 1750 кг это 13 сек что соответствует мощности 8.22 лс (с подключенным через АКПП двигателем на средних 2200 оборотах). Тот же тест но с АКПП на нейтрале (те двигатель отключен) даёт 20 сек, что соответствует 5.3 лс чисто аэродинамических потерь. Причем ародонамика машины при скорости 90 км/час мало отличается от аэродинамики простого квадратного ящика так что все эти формы, антикрылья и прочие навороты по большей части для эстетического удовольствия и в плане экономии топлива дают практически 0. Для удельного расхода в 205 гр/лс/час для большинства бензиновых двигателей (по крайней мере как они сами заявляют) моя машина должна расходовать 1.7 кг = 2.4 л в час на скорости 100 км/час. Для самого сурового городского цикла с 10 остановками на каждый км и разгоном каждый раз до 60 км/час за 5 сек средняя мощность = около 27 лс, средняя скорость = 50 км/час и расход должен быть 5.5 кг=7.8 л вчас или 15.6 л/100 км (Все это для моей MAZDA MPV с массой 1750 кг). По итогам прошлого2010 года я проехал 21578 км и использовал на это 2660 литров бензина что даёт расход 12.3 л/100 км. Дорога на работу в один конец 30 км, среднее время в пути около 30 минут, большую часть это равномерное движение со скоростью чуть больше 60 км/час чтобы АКПП переключилась на последнюю передачу. И вот при этом щадящем режиме я имею расход как для самого крутого городского цикла.
Два вопроса на основании вышеизложенного.
Почему машина при такой мощности разгоняется как сонная курица и почему при этом расходует столько топлива?
Каждый раз как я вижу и слышу натужно ревущую разгоняющуюся машину выплевывающую клубы несгоревшего топлива мне как механику просто стыдно за людей спроектировавших это чудо и жалко двигатель. Со времен начала производства машин в начале 20 века мало что изменилось. ДВС загнали в режим работы где он физически не может показать свои способности и может только эффективно греть воду в системе охлаждения. Характеристики двигателей которые заявляют автопроизводители для своих машин очень далеки от реальных режимов и мало кто рискнет разогнать двигатель до заявленных оборотов. А на малых оборотах с которых мы начинаем движение двигатель выдаёт гораздо меньшую мощность и при этом часто перегружен по многим параметрам процесса сгорания. И для примера: Дизель-генератор на электростанции берет 100 % нагрузку за время не более 1 сек и провале частоты не более 3% - это при мощности 10000 квт а то и больше. Так что ответ очень простой - выведите двигатель на режим оптимальных оборотов где он будет иметь минимальный удельный расход и сможет почти мгновенно брать любую требуемую нагрузку. И сразу же отпадет необходимость в тех вертолётных мощностях которые используются сейчас. Простой пример - гибридный автомобиль. Как машина получала энергию от бензинового двигателя так она её и получает. Но отличие гибридного агрегата от обычного - меньший двигагель и другой режим работы. Но сделать экономичную машину можно на базе современного автомобиля без особых изменений в производстве. Двигатель 500 куб см и мощностью 30лс, который крутится на постоянных 6000 оборотах соединенный с модернизированной АКПП где обороты входного вала постоянные а для выходного вала зависят от нашей современной педали газа и дополнительно установите указатель нагрузки двигателя на приборной панеле.
Для многих это как утопия, но я приведу пример страны где 40% автовладельцев проголосовали своими деньгами за подобные машины. Это Япония. В следующий раз когда вы будете смотреть репортажи из Японии - обращайте внимание на машины с желтыми номерными знаками и на их габариты. Это вполне вместительные машины с двигателями до 660 куб. см и с расходом топлива 4л/100км. Но правда на них всё ещё классическая схема с изменяемыми оборотами двигателя. Япония бы с радостью продавала такие
машины но приходится экспортировать монстров типа Toyota Tundra или Nissan Titan с двигателями 5.7 литра и расходом 30 литров на 100 км.
Для себя я уже сделал выбор по поводу следующей машины. Наиболее полно моим представлениям отвечает концепция Ё-мобиля. И если господа автопроизводители желают продать мне свои машины - сделайте машину нужную мне а не нефтяным корпорациям. И я приветствую рост цен на бензин - только это заставит большинство людей задуматься о своих машинах.