江蘇鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 李天景 薛明才
汽車燃油經濟性是指在保證動力性的條件下,汽車以盡量少的燃油消耗率完成單位工作量的能力。常用的汽車燃油消耗率評價指標是等速行駛百公里油耗,定義通常為汽車在一定的載荷下,汽車在水平良好路面上以最高擋車速等速行駛100km的燃油消耗量,每隔10km/h或20km/h速度間隔內記錄等速百公里燃油消耗量,然后在圖上連成曲線,作出的圖形稱為等速百公里燃油消耗量曲線,如圖1所示。
圖1 汽車等速百公里燃油消耗量曲線
發(fā)動機的燃油消耗率,一方面取決于發(fā)動機的種類和制造工藝水平,另一方面取決于發(fā)動機的負載率。本文分別從汽車駕駛使用和汽車技術結構兩個因素討論汽車燃油消耗率,從中可以得出提高燃油經濟性的一些方法。
由圖1可以看出,汽車在中速行駛的時候,燃油消耗量最低。汽車的行駛車速往往由駕駛員執(zhí)行操作,其操作水平的高低直接影響汽車燃油消耗率的高低。從圖中還可以看出,汽車在低速和高速行駛時都會使汽車的燃油消耗量增加。這是因為,低速時,雖然行駛阻力較小,但是發(fā)動機的負荷率較低,因此燃油消耗量增加;同理高速時,雖然發(fā)動機的的負荷率較高,但是行駛阻力增加導致了百公里油耗的增加[1],最省油的做法通常是在未用盡汽車高檔的行駛時不要換擋,同時換擋時,動作要求準確、迅速。
傳動系檔位的選擇也是汽車燃油消耗率的重要因素之一。傳動比越小的變速器,燃油經濟性越好。同時變速器的檔位越多,越容易保證汽車在最佳的經濟工況下運行,在相同道路條件下,汽車使用不同檔位行駛,燃油消耗率是不同的。在同一道路條件與同樣車速下,接高檔時,轉速高,傳動比高;接低檔時,轉速低,傳動比低。發(fā)動機在同負荷條件下運行時,檔位越低,燃油消耗量越小,即百公里油耗越低,選擇高檔位則相反。目前,汽車都趨向于無級變速傳動,這種變速器可以保證汽車在任何條件下工作都具有最經濟工況的可能性。
這里需要引入一個概念質量利用系數(shù),所謂質量利用系數(shù)是指裝載重量與整車裝備重量的比值。在運輸企業(yè)經常會使用掛車,這是提高運輸生產率、降低成本的有效措施,同時也是降低油耗的一種途徑。雖然掛車的使用增加了整車的重量,增大了行駛阻力,但是卻提高了質量利用系數(shù),發(fā)動機負荷增加,故燃油消耗率降低。如4t~5t掛車的使用可以使運輸生產率提高30%~50%,油耗可降低20%~30%[2]。
汽車的正確維護與保養(yǎng)將直接影響到發(fā)動機的動力性、操縱穩(wěn)定性、制動性、燃油經濟性等因素,所以對汽車燃油消耗率也有很大的影響。例如:當混合氣濃度和點火時刻不當時,會增大燃油消耗率;當傳動系各總成過松或過緊時,會導致系統(tǒng)潤滑不良,增加傳動系統(tǒng)中的功率損失。胎壓過低或者制動器的摩擦片與制動鼓保持著不當?shù)拈g隙,會增大汽車的行駛阻力,致使油耗增加。
汽車的總質量會影響滾動阻力、空氣阻力以及上坡時的坡度阻力和加速時的加速阻力,也就直接關系到汽車的燃油經濟性。早在20世紀80年代,美國的一位汽車工程師根據(jù)車輛的實驗數(shù)據(jù)繪制了城市循環(huán)工況燃油經濟性與車輛質量的關系曲線,這些實測數(shù)據(jù)顯示:豪華轎車比輕型或微型汽車的油耗要高出很多,其原因在于大型的豪華型轎車在重量上要比輕型或微型汽車重很多,也就大幅度增加了行駛時的滾動阻力、空氣阻力。因此,現(xiàn)在轎車選用車用材料增加了鋁和復合材料的比例,故可以降低整車重量,油耗低。此外,在外型上也不再過度追求“高大上”,小巧秀氣型汽車更省油。
發(fā)動機對汽車燃油經濟性的影響最大,發(fā)動機的壓縮比、燃料供給以及功率分配等都對燃油經濟性有很大的影響。發(fā)動機的熱損失和機械損失約占燃油化學能中的65%左右[3]。目前,改善發(fā)動機燃油消耗率主要途徑有:增大柴油機的應用范圍,增壓,采用計算機控制技術等。
[1]吉林工業(yè)大學汽車教研室編著.汽車理論[M].北京:中國工業(yè)出版社,1962.
[2]馬武芳.汽車空氣動力學[M].北京:機械工業(yè)出版社,1993.
[3]丁榮華.車輛自動換擋[M].北京:北京理工大學出版社,1992.