1、淺談汽車的油耗和經(jīng)濟車速【摘要】在低碳經(jīng)濟、低碳生活最來越受到重視和關(guān)注的今天,汽車的油耗也越來越受到人們特別是駕駛員的關(guān)注。一般認為,油耗跟汽車的車速有最為直接的關(guān)系。本文就怎樣確定汽車的經(jīng)濟車速從而有效降低汽車油耗進展了闡述?！娟P(guān)鍵詞】汽車油耗車速怎樣有效降低汽車的油耗,一直是汽車駕駛員普遍關(guān)心的問題。而將汽車控制在一個比擬經(jīng)濟的速度內(nèi)行駛被認為是降低油耗的一個重要手段。有人認為:“汽車的經(jīng)濟車速由汽車所使用的發(fā)動機的經(jīng)濟轉(zhuǎn)速換算而得,是一個無需深究的問題。誠然汽車發(fā)動機的經(jīng)濟轉(zhuǎn)速是決定汽車經(jīng)濟車速的一個重要因素,但汽車是在變化范圍很大的各種阻力下行駛,假設(shè)外界條件迫使發(fā)動機的實際工況,不

2、能很好的覆蓋其經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū),而是相差較遠,那么,單純以發(fā)動機的經(jīng)濟轉(zhuǎn)速換算汽車的經(jīng)濟車速就不合理了。因此,汽車的經(jīng)濟車速取決于發(fā)動機的實際使用情況。而在決定其使用工況的諸多因素中,除上坡加速二因素外,均與車速的上下有關(guān)。為了討論汽車的經(jīng)濟車速,先談車速對油耗的影響。一、影響汽車油耗的幾個主要因素第一,汽車在道路上行駛,其經(jīng)濟性必受道路的制約。路面質(zhì)量的好壞可由道路阻力系數(shù)來評定。試驗說明,隨車速va的升高而增加,只不過在不同的車速變化范圍內(nèi),其變化規(guī)律是不同的。在既定路面上,增加所帶來的油耗上升,本質(zhì)上是車速va上升結(jié)果。因此,適當控制車速,會使道路的阻力系數(shù)根本不變,這樣可進步汽車的經(jīng)濟性。第

3、二,汽車運行中空氣阻力的影響是客觀存在的。空氣阻力的大小正比于va2,自然的消耗在克制空氣阻力上的功率將正比于va3。可見,車速va的上升而帶來的空氣阻力的上升對汽車的百公里油耗量的影響會更加顯著,不難計算當車速從20公里/小時上升到60公里/小時時,由于空氣阻力的影響,會使汽車油耗上升89倍,這說明從減少空氣阻力的角度出發(fā),應(yīng)當使車輛在較低的車速下行駛,尤其是對長途貨運車輛來說較低的車速帶來的燃油節(jié)約會更加明顯。第三,汽車行駛時車速的大小直接影響到發(fā)動機有效比油耗ge的上下。ge衡量發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的一個重要指標。這里談的va對ge的影響,事實上是指轉(zhuǎn)速n對ge的影響,因為va=0.0003

4、77rn/最終傳動比/對應(yīng)檔位傳動比。式中:va為車速,單位是公里/小時;r為車輪半徑。單位是毫米;n為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速,單位是轉(zhuǎn)/分。發(fā)動的外特征曲線告訴我們:在定負荷下,ge的最小值不在高速區(qū),也不在低速區(qū),而在某一中高速區(qū),該轉(zhuǎn)速區(qū)的上下隨發(fā)動機的不同而有所差異。這個內(nèi)燃機的普遍規(guī)律決定了汽車車速不能太高,或者太低,否那么,ge值都會增加而導(dǎo)致百公里油耗的增加。另一方面,實際運行的車輛經(jīng)常處于中等負荷范圍內(nèi)工作,這就考慮發(fā)動機的功率利用程度,既負荷率u。圖1曲線提醒了在定負荷下測定的ge-n變化曲線。曲線說明:圖11.在各種負荷下,ge的值均在某一中間轉(zhuǎn)速下最低,但該轉(zhuǎn)速各不一樣。2.負荷率

5、增加時曲線下移,其相應(yīng)的最小ge值變低,并且在較高的轉(zhuǎn)速下得到。3.全負荷時ge-n曲線反而上升(這是由于混合氣過濃燃燒不完全的緣故)1000ge(克/馬力.小時)20%。4.接近滿負荷時某一負荷率的最小ge值在各種負荷率中最低(一般地u=80-90%)。圖1曲線族說明發(fā)動機的燃料經(jīng)濟性與外界無關(guān)?？傮w說來,隨著負荷率的上升ge值將下降,反映在圖線上整個曲線下移。在汽油機的各種負荷中,ge最底值是在各種加濃裝置開場工作前的負荷率,該負荷率成為經(jīng)濟負荷率,并將它所對應(yīng)的最低ge值的轉(zhuǎn)速稱為發(fā)動機的最正確經(jīng)濟轉(zhuǎn)速ne,顯然ne值的上下僅于發(fā)動機的性能有關(guān)而與道路無關(guān)。經(jīng)濟轉(zhuǎn)速只表示發(fā)動機的燃油經(jīng)濟

6、性,并不表示汽車的經(jīng)濟性。假如要反映汽車的燃油經(jīng)濟性,就必須將以上三點綜合研究。也只有這樣才能討論汽車的經(jīng)濟車速。二、汽車的經(jīng)濟車速確實定汽車在不同值的道路上行駛,其經(jīng)濟車速是不同的,這是由于發(fā)動機的有效比油耗ge隨負荷率u的增加而下降,并且u只與、va有關(guān)。因此,假如在定道路,定車速的條件下,負荷率也隨之確定。當u確定以后,便可由該車發(fā)動機在此負荷率下ge-n曲線,查出該車在任一值道路上行駛時每種車速所對應(yīng)的發(fā)動機負荷率下降的ge值,就可以連成圖2所示的一族曲線。圖2這里注意圖1、圖2外表上雖然都是描繪ge與va(或n)的關(guān)系曲線,但二者有本質(zhì)的不同。圖1是負荷率一定時測得的ge-n曲線,假

7、設(shè)連續(xù)改變負荷率u就得到一族ge-n曲線。當汽車在道路上行駛時,車速在va1-va2的變化過程中是連續(xù)的,假假設(shè)值既定,那么負荷率u隨車速va的變化自然也是變化的,并且ge隨va的變化的曲線也只可能有一條,相應(yīng)的依次改變道路即值的大小,就會得到一族圖2所示的ge-va曲線了。就是汽車在既定值的道路上行駛,駕駛員想由原來的車速到達某個新的穩(wěn)定的車速行駛,外界條件就會迫使改變發(fā)動機的負荷率。在連續(xù)改變負荷率的條件下由試驗確定的ge-va變化曲線,本身就交融了決定汽車油耗的兩個因素:汽車行駛時克制各種阻力上的功率;發(fā)動機的有效比油耗與車速的關(guān)系。并且表達了占主導(dǎo)地位的是前者而不是后者。由于對確定的發(fā)

8、動機來說,他的最正確轉(zhuǎn)速區(qū)就確定了與外界道路條件無關(guān)。假假設(shè)在道路上行駛的汽車,發(fā)動機的實際工況所確定的這個經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)相吻合,那么發(fā)動機本身所確定的這個經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)就失去了它的存在價值。汽車行駛什么樣的車速油耗最少,并不決定于發(fā)動機什么轉(zhuǎn)速下ge最小,二是主要取決于道路,空氣阻力的限制下,汽車那種車速所對應(yīng)負荷率下的ge值最低。如此說來,對掌握最小油耗的車速圖2無疑是非常重要的曲線。他至少說明了三點內(nèi)容;(1)當既定時,只可能存在一條ge-va曲線,也只存在一個經(jīng)濟車速點vr;(2)隨著的下降,ge-va曲線上移,但其對應(yīng)的經(jīng)濟車速升高;(3)同車速下值越小ge越高(這是由于同車速下在較好的路面

9、上行駛的車輛,u必然變小,因此ge升高)。圖2曲線說明了在一定道路阻力系數(shù)下ge與va的關(guān)系,故稱為汽車的道路經(jīng)濟特性曲線,相應(yīng)的最小ge的車速就是經(jīng)濟車速,它對應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為發(fā)動機的道路經(jīng)濟轉(zhuǎn)速,用nr表示。值得注意的是nr與發(fā)動機的最正確經(jīng)濟轉(zhuǎn)速ne的概念是不同的。因為ne只取決于發(fā)動機,而ne除和發(fā)動機有關(guān)外,還與道路、空氣阻力等外界條件有關(guān)。汽車在某種道路上行駛可以有各種車速,但其中只可能有一種車速所限定的負荷率下ge值最低。這個車速就是尋求的經(jīng)濟車速。事實上,在既定道路上每種汽車穩(wěn)定車速行駛,其發(fā)動機的負荷率取決于所要控制的車速,假設(shè)要改變負荷率(表達于油門的松弛程度)車速必然變化。更

10、重要的當、va一定時,不但u一定,而且ge也是一定的。因為,ge只取決于u和n,當u一定時ge還隨n而變,這時va一定意味著n一定,因此ge也就確定了。并且ge隨u、n的變化規(guī)律是:負荷率越高(但不能超過經(jīng)濟負荷率),ge值越低,當轉(zhuǎn)速在ne附近變化時ge較低。這就告訴我們,車輛在行駛過程中,應(yīng)盡量進步負荷率。比方,在良好質(zhì)量的路面上(較小),車輛在不超載的前提下,一般而言,負荷率尚且缺乏(可由油門的行程感覺到),此時完全可以進步車速va行駛,由于較高的va會帶來較大的負荷率u,以便使ge值下降。但還必須考慮到va的增加會帶來轉(zhuǎn)速n的增加,假假設(shè)n遠遠超過ne,ge值又會明顯增加。就是說負荷率

11、u缺乏,車速也不能無限制的增加,否那么,百公里油耗反而上升?？梢妘、va、ge三者是相輔相成的,又矛盾、又浸透、又制約。但是在良好的路面行駛的車輛,可以適當增加va,以進步負荷率u使ge值下降,另一方面,由于va的增加,可能會使n超過ne,此時ge略有上升,假設(shè)綜合兩方面的效果,前者使ge值下降,后者使ge之上升,互相補償后,總的ge值不變或略有下降時,va又得到了進步,這個車速va就大致認為是經(jīng)濟車速了。可見汽車行駛在良好的路面上那么會低一些。這與圖2曲線所示的結(jié)果是相符的。就是說,一樣的車輛在不同的道路上行駛其經(jīng)濟車速不能一同而論。上面談到的經(jīng)濟車速是一個車速點,它應(yīng)當是汽車發(fā)動機、車況、道路諸條件的綜合評定,由試驗測得。然而,汽車在行駛中,駕駛員很難知道道路阻力系數(shù)的,