Если ваша техника работает на холостом ходу, она «сжигает деньги»
В масштабах всей страны ежегодно сжигаются миллиарды литров топлива во время работы двигателей грузовиков и тяжелой карьерной и прочей спецтехники на холостом ходу. Умножить это количество на среднюю стоимость 1 л сможет любой человек, имеющий калькулятор.
С другой стороны, в общем объеме эксплуатационных расходов на один грузовик или экскаватор затраты на топливо, потребленное на холостом ходу, можно и не заметить. Поэтому многие водители, особо не задумываясь, оставляют двигатель машины работать во время загрузки и разгрузки кузова. Бетономешалка стоит в очереди к растворному узлу, а двигатель урчит фоном к музыке из магнитолы в кабине. Оператор может обедать в кабине экскаватора, оставив работать двигатель, чтобы не выключать кондиционер и другие электроприборы.
Так из мелочей складывается большая проблема. Несколько минут в день работы на холостом ходу превращаются во много часов в год и миллиарды литров израсходованного топлива, которое обходится в «утечку» десятков миллиардов рублей из прибыли компаний – владельцев машин. Как же можно исправить эту проблему?
Расход топлива на холостом ходу
Работа двигателя на холостом ходу – одна из значительных статей расхода топлива при эксплуатации тяжелой техники. На этом режиме может потребляться довольно много топлива: даже сравнительно небольшой дизельный двигатель за час сжигает более 1 л топлива и выбрасывает в воздух около 1,5 кг СО2, а мотор большого объема (да еще если в машине включен кондиционер) может потреблять на холостом ходу до 4 л/ч и более. Обратите внимание: все это относится к одной единице техники. А если умножить эти затраты на общее количество машин в парке компании и на количество рабочих дней в неделе, месяце, в году, получится поистине огромная сумма.
Таким образом, если каждый водитель будет четко знать (и выполнять), когда можно оставлять двигатель машины работать на холостом ходу, а когда нужно выключить мотор, можно сэкономить очень большие средства из расходов на топливо.
Почти все производители коммерческого транспорта предлагают клиентам заводские решения по установке систем эффективного управления парком автомобилей. Все эти системы используют единообразную телематическую технологию (дистанционная передача пакетных данных через GPS/ GPRS/ ГЛОНАСС, аппаратное обеспечение и т. д.). Различия между ними заключаются в вариантах пакетов предоставляемых телематических услуг. Также на российском рынке присутствуют и независимые разработчики, и производители систем управления парком.
IVECO предлагает заводское решение TCO2 FLEET MANAGEMENT SYSTEM. Пакет предоставляемых в ней услуг телематики зависит от потребностей и поставленных клиентом задач по управлению парком автомобилей: геолокация отдельного автомобиля; распределение и мониторинг выполнения задач по перевозке грузов; логистика разгрузки/ погрузки автомобиля и мониторинг движения автомобиля по маршруту; контроль режима труда и отдыха водителей в соответствии с установленными правилами; мониторинг эффективности работы водителя и т. д.
Дополнительно может устанавливаться система IVECONNECT, одной из функций которой является мониторинг действий водителя и интерактивное обучение исходя из критериев эффективности управления грузовым автомобилем. В данной системе наряду с функциями мультимедиа и навигации реализованы функции: DSE (мониторинг данных работы водителя – показатель текущего расхода топлива, управление КП, интенсивность разгона и торможения, использование вспомогательных систем управления автомобилем, на основе системы балльных оценок выдает рекомендации водителю по действиям); DAS (контролирует усталость водителя при управлении автомобилем и предупреждает его о потере внимания и утомлении).
Износ деталей двигателя на холостом ходу
В режиме холостого хода процесс сгорания в цилиндрах двигателя проходит не так интенсивно, как в нагрузочных режимах, в результате температура масла может опуститься ниже 100 °С, т. е. на режиме холостого хода масло в двигателе начинает остывать. При таких температурах в моторном масле начинает накапливаться вода (из воздуха), которая способствует образованию кислот. Кроме того, на холостом ходу в результате неполного сгорания топливо может конденсироваться на стенках цилиндров, также на стенках цилиндров накапливаются нагар и сажа. В результате в масло могут попадать несгоревшее топливо, частицы сажи и нагара. Смазывающие свойства масла ухудшаются. Таким образом, при длительной работе на холостом ходу могут ускоряться процессы износа деталей в двигателе, что в свою очередь вызывает ухудшение топливной экономичности, и сокращаться срок службы масла. Также могут повреждаться компоненты системы выпуска, предназначенные для нейтрализации вредных выбросов в отработавших газах.
Это отрицательное влияние холостого хода часто не учитывается водителями и владельцами техники. А тем временем, по данным американских исследователей, за один час работы на холостом ходу ежедневно в течение года двигатель тяжелого грузовика получает такой же износ, как за поездку на расстояние более 100 000 км.
Вредные выбросы
Расходы на топливо, потребленное при работе на холостом ходу, при желании можно подсчитать хотя бы приблизительно. Но существуют еще менее поддающиеся измерению последствия работы на холостом ходу. С отработавшими газами в воздух выделяются углекислый газ СО2 и другие вредные составляющие: окислы азота (NОx), летучие органические соединения, твердые частицы (сажа, PM) и окись углерода (угарный газ, СО). Зимой количество вредных выбросов от работающих на холостом ходу автомобилей более чем вдвое превышает обычный уровень вредных выбросов, содержащихся в отработавших газах сразу после холодного пуска двигателя.
Заметьте: если двигатель не самого большого грузовика при работе на холостом ходу потребляет около 2 л топлива в час, он при этом выбрасывает вредных веществ в 20 раз больше, чем во время движения автомобиля по трассе со скоростью 50 км/ч.
Когда и сколько времени работает двигатель на холостом ходу
Итак, если работа двигателя на холостом ходу так нежелательна, почему водители продолжают оставлять двигатели работать?
Мы часто видим, как грузовики стоят в городе с работающим на холостом ходу двигателем. Тяжелая техника на стройках часто подолгу стоит с работающими на холостом ходу двигателями. Машины в горнодобывающем комплексе могут довольно много времени работать на холостом ходу.
Водители оставляют двигатели машин работать на холостом ходу по многим причинам. Часто двигатель работает, чтобы поддерживать комфортную температуру в кабине, например, в ожидании своей очереди на заправку или мойку автомобиля, у окошка в автомобильном кафе. Однако большинство современных грузовиков оснащаются автономными отопителями, и оправдать работу двигателя желанием согреться нельзя. В теплое время двигатель оставляют работать во время стоянки, чтобы работал кондиционер, а также чтобы обеспечивать питание подключенных к сети автомобиля электроприборов. Некоторые водители любят оставлять свои автомобили с работающими двигателями, выходя из машины на короткое время в магазин за покупками. Зачастую двигатели работают на холостом ходу во время разгрузки и загрузки автомобилей. Не выключают двигатели и в транспортных пробках, стоя у светофора на улице, у железнодорожного переезда.
В результате вредных и неправильных приемов работы и устарелых представлений отдельных водителей, по разным данным, двигатель грузовика, строительной или горной машины может работать на холостом ходу до 25–60% рабочего времени. Таким образом, если технику интенсивно эксплуатируют целыми днями, а водители не стремятся выключать двигатели, когда это возможно, то мотор машины может работать на холостом ходу до 6 часов в день и более.
Следует различать «полезный» и «вредный» холостой ход. «Полезный» – без которого машина не может обойтись. Например, «полезным» можно считать холостой ход в течение трех минут после пуска для прогрева холодного двигателя, при движении с остановками в транспортном потоке, перед светофором. «Вредный» – это холостой ход, которого лучше избегать, выключив двигатель.
У компании Volvo CE есть ряд решений по уменьшению времени работы техники на холостом ходу. На все GPPE машины можно подключить опцию «автоматическая остановка двигателя»: он прекращает работать, если органы управления находятся в нейтральном положении в течение 5 минут (время может быть настроено). За одну минуту до этого срабатывает предупреждающая сигнализация. Если температура охлаждающей среды ниже –10 °С или выше +40 °С, двигатель остановлен не будет, так как это нарушит требования по безопасности. Активация опции производится через ПО, установка дополнительных компонентов не требуется. У клиентов есть возможность отслеживать параметры работы техники через систему телематики Volvo CE – Care Track.
Наибольшего эффекта можно добиться, применив комплексное решение. Например, с помощью инструмента Site Simulation специалисты компании провели анализ рабочей площадки одного клиента, предложили оптимальный вариант размещения на ней техники, в соответствии с поставленными задачами подобрали модели машин и виды навесного оборудования, прорисовали маршруты движения каждой единицы техники. В результате время простоя машин снизилось.
Полностью исключить время работы двигателя на холостом ходу невозможно. Так, перед стартом при температуре ниже –15 °С для прогрева агрегата необходимо дать машине поработать на низких оборотах холостого хода 5–15 минут в зависимости от модели двигателя. Ускорить этот процесс поможет использование электроподогревателя блока ДВС. Благодаря данной опции может быть снижен износ двигателя при пуске в регионах с холодным климатом. После повторного пуска двигателя ему также необходимо поработать на холостых оборотах, по крайней мере, полминуты. Это гарантирует нормальную смазку турбокомпрессора. Работа на холостых оборотах, как минимум, в течение нескольких минут требуется и перед выключением ДВС, чтобы обеспечить смазку и охлаждение турбокомпрессора, а также выравнивание температуры в двигателе. Ни в коем случае нельзя давать холодному двигателю работать на высоких оборотах: это может привести к серьезным повреждениям машины.
Как уменьшить время работы на холостом ходу
Теперь давайте посмотрим, какими способами можно уменьшить время работы на холостом ходу и, таким образом, избавить предприятие от лишних расходов, а экологию – от вредных выбросов.
Разъяснительная работа среди водителей и программы премирования для поощрения самостоятельного уменьшения работы машин на холостом ходу могут оказаться эффективными. Даже небольшое поощрение никогда не будет лишним. Водитель начинает понимать, что работа двигателя его машины на холостом ходу вредна и с этим нужно бороться, а небольшое вознаграждение усилит желание водителей выполнять эти рекомендации.
Тем не менее изменить менталитет и вызвать у водителя горячее желание бороться с холостым ходом достаточно трудно, а сбор и анализ сведений о времени работы двигателей машин на холостом ходу требует немалых сил.
В начале 2013 г. в стандартное оснащение большинства моделей техники JCB была включена телематическая система JCB LiveLink. Сегодня подписка на нее сроком на 5 лет входит в стоимость каждой новой машины, кроме компактной линейки. Одной из полезных функций JCB LiveLink является мониторинг «холостой наработки» – времени, когда двигатель машины заведен, но она не выполняет никакую работу.
Информация предоставляется клиенту в форме ежедневного или еженедельного отчета. Также пользователь может просмотреть ее на сайте, выбрав определенный промежуток времени. Для оперативного оповещения настраиваются мгновенные уведомления, которые приходят на электронную почту или на мобильный телефон в виде текстовых сообщений.
На сайте www.jcbll.com можно в режиме реального времени увидеть, какая техника в машинном парке чрезмерное время работает на холостом ходу.
Использование электроники
Пожалуй, самым эффективным методом уменьшения времени работы двигателей машин на холостом ходу является использование возможностей современных электронных систем управления.
Функции «Стоп-старт» и «Сигнал о холостом ходе». Некоторые автомобили имеют в электронной системе управления силовым агрегатом функцию «старт-стоп»; («остановка-трогание»), которая обеспечивает выключение двигателя, например, после 5 мин работы на холостом ходу. Однако на практике такие системы часто работают ненадежно и легко отключаются водителями.
В некоторых системах управления имеется функция «Сигнализация о холостом ходе». Используя ее, реально уменьшить время работы двигателей машин на холостом ходу на 10–20%. Для этого может даже не потребоваться почти никакого вмешательства руководителей автопарка или введения каких-то специальных правил для водителей, касающихся работы на холостом ходу. Хотя бы некоторые водители, у которых автомобили работают на холостом ходу больше всего, получая сигналы от системы уп равления (и разъяснения от своих руководителей в парке), будут выключать двигатели своих машин.
Использование возможностей телематики. Телематика позволит уменьшить время работы на холостом ходу, оптимизировать (с той же целью) работу и маршруты машин, причем с минимальными вложениями средств, только за счет постоянной целенаправленной работы, шаг за шагом изменяя приемы работы водителей. Эти возможности уже подтверждены на практике.
Развитие навигационных систем GPS/ ГЛОНАСС и их программного обеспечения дало промышленности новый эффективный инструмент – программы управления парком машин. Встроив подобную систему в инфраструктуру управления машинным парком, руководители получают широкие возможности удаленно в реальном времени отслеживать нежелательные действия водителей, в частности, длительные стоянки с работающим на холостом ходу двигателем.
Телематическая аппаратура с помощью навигационной системы GPS/ ГЛОНАСС предоставит руководителю развернутые и точные данные в форме простых и понятных графиков и отчетов: сколько времени работает двигатель каждой машины на холостом ходу и какие машины каких водителей работают на холостом ходу больше всего. В результате упрощается работа руководителей, они получают ясную картину по каждому дню, неделе, месяцу, могут воздействовать на тех водителей, которые работают хуже всех, поощрять водителей, которые работают лучше других, экономя топливо. К тому же такой постоянный контроль со стороны руководства дисциплинирует водителей, отбивает у них желание делать что-то вопреки инструкциям.
Телематические системы позволяют осуществлять в том числе и так называемый «коучинг», то есть консультировать водителей по результатам анализа данных их работы за какой-то промежуток времени, убеждая выключать двигатель, когда он не нужен. Консультации дают опытные инструкторы дилера–поставщика автомобиля и телематической системы, или же указания водителям могут давать руководители машинного парка компании.
Владельцы машин Hitachi (строительных и карьерных экскаваторов, фронтальных погрузчиков и самосвалов с жесткой рамой) могут контролировать работу техники удаленно с помощью онлайн-сервиса Global e-Service – инструмента по мониторингу, сравнению и анализу данных. Сайт Global e-Service объединяет два сервиса: «Сайт владельца» и ConSite.
В разделе «Сайт владельца» можно в онлайн-режиме получить всю необходимую информацию о работе машин Hitachi на своем объекте: данные по расходу топлива, время эффективного использования техники и др.
Сервис автоматической рассылки отчетов ConSite ежемесячно формирует и отправляет клиентам на электронную почту обобщенную информацию по каждой единице техники Hitachi из их парка (подробный анализ эксплуатационных данных, показатели рабочего и нерабочего времени и общая наработка). Ежемесячная и общая наработка разделена по отдельным операциям: использование стандартного рабочего оборудования (ковша), дополнительного навесного оборудования (гидромолот, захват и проч.), поворот платформы, передвижение. В отчете также приводится анализ условий работы, и полученные показатели сравниваются со стандартными значениями.
Еще одна полезная функция ConSite – контроль неожиданного выхода спецтехники из строя. В случае внештатной ситуации система формирует и отправляет владельцу машины и дилеру Hitachi аварийный отчет. Благодаря этому можно оперативно устранить неисправность и сократить время незапланированного простоя.
Однако только с помощью программ по управлению парком техники проблему работы двигателей машин на холостом ходу не решить. Для снижения эксплуатационных затрат нужен комплексный подход: размещать машины с минимальным и эффективным плечом работы, иметь необходимое количество самосвалов для загрузки экскаватора или погрузчика, грамотно организовывать погрузку-разгрузку, а также движение без вынужденных простоев. Кроме того, операторы зачастую прогревают ДВС на холостом ходу, хотя этого можно избежать благодаря вспомогательным системам прогрева топлива, картера ДВС, охлаждающей жидкости, а также автономному отопителю.
Мифы и факты о работе двигателя на холостом ходу
Вот несколько распространенных мифов о работе двигателя на холостом ходу.
Миф: двигатели должны долго прогреваться на холостом ходу перед началом поездки, особенно в холодную погоду.
Чем ближе к зиме, тем больше у водителя искушение подольше «гонять» перед началом работы двигатель своей машины на холостом ходу. Среди водителей грузовиков распространено мнение, что дизельные двигатели должны прогреваться не менее пяти минут, прежде чем автомобиль тронется. Во многих компаниях у водителей принято по 15–20 мин прогревать свои автомобили, перед тем как выехать на работу, чтобы начать работу уже в теплой, уютной кабине. Действительно, двигатель должен быть прогрет, но холостой ход не является оптимальным способом сделать это, особенно в холодную погоду, потому что в машине необходимо еще прогреть и трансмиссию, и шины, и подвеску, и систему рулевого управления, и колесные подшипники. Современные двигатели с электронным управлением, с высокой точностью и качеством изготовления трущихся деталей, а также заправленные современными моторными маслами со стабильной вязкостью, не нуждаются в таком длительном прогреве, как моторы прежних поколений. Чтобы разом прогреть все компоненты, а также систему отопления, специалисты рекомендуют дать двигателю поработать на холостом ходу от 30 сек до 3 мин, и можно трогаться с места с небольшой скоростью даже в самое холодное зимнее время. Более длительная работа на холостом ходу приносит вред двигателю.
Миф: работа на холостом ходу полезна для двигателя.
Выше мы уже подробно объясняли, почему при длительной работе на холостом ходу могут получить повреждения детали двигателя и компоненты системы выпуска, предназначенные для нейтрализации вредных выбросов.
Миф: выключение и повторный запуск очень вредны для двигателя.
Некоторые водители оставляют двигатель работать на холостом ходу, чтобы он оставался прогретым и чтобы уменьшить износ деталей от запусков двигателя. Однако эта концепция устарела: конструкция современных двигателей и высокоэффективные стартеры обеспечивают пуск силового агрегата без особого износа. По оценкам американских специалистов, износ деталей в результате запуска современного двигателя увеличивает стоимость эксплуатации автомобиля всего на $10 в год.
Но эти затраты легко компенсируются за счет топлива, сэкономленного за то время, что двигатель будет выключен и не будет работать на холостом ходу. Длительная работа на холостом ходу увеличивает расходы на техобслуживание намного больше, чем сумма расходов, связанных с повторными запусками двигателя.
Миф: при выключении и повторном запуске двигателя расходуется больше топлива, чем если бы оставить двигатель работать на холостом ходу.
По результатам различных исследований, при запуске двигателя затрачивается столько же топлива, как за 10–60 сек работы на холостом ходу. Поэтому следует руководствоваться правилом: если вы собираетесь остановиться дольше, чем на 30 сек, заглушите двигатель, за исключением, конечно, случаев движения по городу, когда приходится постоянно останавливаться из-за пробок и светофоров.
Сегодня в непростой экономической обстановке любое предприятие стремится к экономии средств. А машина, двигатель которой работает на холостом ходу, имеет самую низкую производительность: на единицу затраченного топлива она не проезжает ни метра. Сокращайте время работы двигателей на холостом ходу: экономьте средства сейчас и сохраняйте окружающую среду в будущем!
Масло API K-4
Заметим, что для тяжелой внедорожной техники, эксплуатирующейся на горнодобывающих предприятиях и в других тяжелых условиях, рекомендуются масла класса API CK-4. Помимо прочего такие масла лучше подходят для двигателей, которые подолгу работают на холостом ходу. Эти масла разработаны для использования с дизельным топливом, содержащим до 500 ppm серы (0,05% по весу). API CK-4 имеет улучшенную защиту от окисления, не теряет вязкости в результате нагрузок сдвига и аэрации, а также не портит катализатор и сажевый фильтр, уменьшает износ двигателя, отложения на поршнях, слабо подвержено потере низко- и высокотемпературных свойств и увеличению вязкости из-за загрязнения сажей. В двигателях тяжелой внедорожной техники в масло может вовлекаться больше воздуха, чем в обычных двигателях, поэтому так важна способность масла сопротивляться аэрации. Это очень важно для смазки подшипников: в смазывающей пленке, разделяющей высоконагруженные трущиеся детали, не должно быть пузырьков воздуха. К тому же техника горнодобывающего комплекса часто работает в регионах с очень холодным климатом, поэтому важно подбирать для нее масла, имеющие низкую вязкость при низких температурах. Такими свойствами обладают масла API CK-4 SAE 10W-30 и 5W‑40, они обладают хорошей текучестью при низких температурах, что способствует уменьшению износа деталей двигателя при холодных пусках.
Масла API CK-4 превышают показатели CJ-4, CI-4, CI-4 PLUS, CH-4 и могут эффективно смазывать двигатели, предназначенные для этих категорий. При использовании масел CK-4 с топливом, содержащим более 15 ppm серы, необходимо руководствоваться рекомендациями производителя двигателя по межсервисным интервалам.
Выбирая масло, следует также обязательно учитывать рекомендации производителя техники, приведенные в руководстве по эксплуатации машины.
Рекомендуется регулярно проводить анализы масла для выявления скрытого влияния работы на холостом ходу на двигатели тяжелых машин на горнодобывающих и других предприятиях.
