淺談汽車(chē)的油耗和經(jīng)濟(jì)車(chē)速

1、淺談汽車(chē)的油耗和經(jīng)濟(jì)車(chē)速【摘要】在低碳經(jīng)濟(jì)、低碳生活最來(lái)越受到重視和關(guān)注的今天,汽車(chē)的油耗也越來(lái)越受到人們特別是駕駛員的關(guān)注。一般認(rèn)為,油耗跟汽車(chē)的車(chē)速有最為直接的關(guān)系。本文就怎樣確定汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速?gòu)亩行Ы档推?chē)油耗進(jìn)展了闡述。【關(guān)鍵詞】汽車(chē)油耗車(chē)速怎樣有效降低汽車(chē)的油耗,一直是汽車(chē)駕駛員普遍關(guān)心的問(wèn)題。而將汽車(chē)控制在一個(gè)比擬經(jīng)濟(jì)的速度內(nèi)行駛被認(rèn)為是降低油耗的一個(gè)重要手段。有人認(rèn)為:“汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速由汽車(chē)所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速換算而得,是一個(gè)無(wú)需深究的問(wèn)題。誠(chéng)然汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速是決定汽車(chē)經(jīng)濟(jì)車(chē)速的一個(gè)重要因素,但汽車(chē)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(dòng)機(jī)的實(shí)際工況,不

2、能很好的覆蓋其經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū),而是相差較遠(yuǎn),那么,單純以發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速換算汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速就不合理了。因此,汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)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(chē)速的上下有關(guān)。為了討論汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速,先談車(chē)速對(duì)油耗的影響。一、影響汽車(chē)油耗的幾個(gè)主要因素第一,汽車(chē)在道路上行駛,其經(jīng)濟(jì)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(lái)評(píng)定。試驗(yàn)說(shuō)明,隨車(chē)速va的升高而增加,只不過(guò)在不同的車(chē)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(lái)的油耗上升,本質(zhì)上是車(chē)速va上升結(jié)果。因此,適當(dāng)控制車(chē)速,會(huì)使道路的阻力系數(shù)根本不變,這樣可進(jìn)步汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。第

3、二,汽車(chē)運(yùn)行中空氣阻力的影響是客觀存在的?？諝庾枇Φ拇笮≌扔趘a2,自然的消耗在克制空氣阻力上的功率將正比于va3?？梢?jiàn),車(chē)速va的上升而帶來(lái)的空氣阻力的上升對(duì)汽車(chē)的百公里油耗量的影響會(huì)更加顯著,不難計(jì)算當(dāng)車(chē)速?gòu)?0公里/小時(shí)上升到60公里/小時(shí)時(shí),由于空氣阻力的影響,會(huì)使汽車(chē)油耗上升89倍,這說(shuō)明從減少空氣阻力的角度出發(fā),應(yīng)當(dāng)使車(chē)輛在較低的車(chē)速下行駛,尤其是對(duì)長(zhǎng)途貨運(yùn)車(chē)輛來(lái)說(shuō)較低的車(chē)速帶來(lái)的燃油節(jié)約會(huì)更加明顯。第三,汽車(chē)行駛時(shí)車(chē)速的大小直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)有效比油耗ge的上下。ge衡量發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)。這里談的va對(duì)ge的影響,事實(shí)上是指轉(zhuǎn)速n對(duì)ge的影響,因?yàn)関a=0.0003

4、77rn/最終傳動(dòng)比/對(duì)應(yīng)檔位傳動(dòng)比。式中:va為車(chē)速,單位是公里/小時(shí);r為車(chē)輪半徑。單位是毫米;n為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,單位是轉(zhuǎn)/分。發(fā)動(dòng)的外特征曲線告訴我們:在定負(fù)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(dòng)機(jī)的不同而有所差異。這個(gè)內(nèi)燃機(jī)的普遍規(guī)律決定了汽車(chē)車(chē)速不能太高,或者太低,否那么,ge值都會(huì)增加而導(dǎo)致百公里油耗的增加。另一方面,實(shí)際運(yùn)行的車(chē)輛經(jīng)常處于中等負(fù)荷范圍內(nèi)工作,這就考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用程度,既負(fù)荷率u。圖1曲線提醒了在定負(fù)荷下測(cè)定的ge-n變化曲線。曲線說(shuō)明:圖11.在各種負(fù)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(fù)荷率

5、增加時(shí)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(fù)荷時(shí)ge-n曲線反而上升(這是由于混合氣過(guò)濃燃燒不完全的緣故)1000ge(克/馬力.小時(shí))20%。4.接近滿負(fù)荷時(shí)某一負(fù)荷率的最小ge值在各種負(fù)荷率中最低(一般地u=80-90%)。圖1曲線族說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性與外界無(wú)關(guān)?？傮w說(shuō)來(lái),隨著負(fù)荷率的上升ge值將下降,反映在圖線上整個(gè)曲線下移。在汽油機(jī)的各種負(fù)荷中,ge最底值是在各種加濃裝置開(kāi)場(chǎng)工作前的負(fù)荷率,該負(fù)荷率成為經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率,并將它所對(duì)應(yīng)的最低ge值的轉(zhuǎn)速稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的最正確經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速ne,顯然ne值的上下僅于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有關(guān)而與道路無(wú)關(guān)。經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速只表示發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)

6、性,并不表示汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。假如要反映汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性,就必須將以上三點(diǎn)綜合研究。也只有這樣才能討論汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速。二、汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速確實(shí)定汽車(chē)在不同值的道路上行駛,其經(jīng)濟(jì)車(chē)速是不同的,這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的有效比油耗ge隨負(fù)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(chē)速的條件下,負(fù)荷率也隨之確定。當(dāng)u確定以后,便可由該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在此負(fù)荷率下ge-n曲線,查出該車(chē)在任一值道路上行駛時(shí)每種車(chē)速所對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)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(fù)荷率一定時(shí)測(cè)得的ge-n曲線,假

7、設(shè)連續(xù)改變負(fù)荷率u就得到一族ge-n曲線。當(dāng)汽車(chē)在道路上行駛時(shí),車(chē)速在va1-va2的變化過(guò)程中是連續(xù)的,假假設(shè)值既定,那么負(fù)荷率u隨車(chē)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(huì)得到一族圖2所示的ge-va曲線了。就是汽車(chē)在既定值的道路上行駛,駕駛員想由原來(lái)的車(chē)速到達(dá)某個(gè)新的穩(wěn)定的車(chē)速行駛,外界條件就會(huì)迫使改變發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率。在連續(xù)改變負(fù)荷率的條件下由試驗(yàn)確定的ge-va變化曲線,本身就交融了決定汽車(chē)油耗的兩個(gè)因素:汽車(chē)行駛時(shí)克制各種阻力上的功率;發(fā)動(dòng)機(jī)的有效比油耗與車(chē)速的關(guān)系。并且表達(dá)了占主導(dǎo)地位的是前者而不是后者。由于對(duì)確定的發(fā)

8、動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),他的最正確轉(zhuǎn)速區(qū)就確定了與外界道路條件無(wú)關(guān)。假假設(shè)在道路上行駛的汽車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況所確定的這個(gè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)相吻合,那么發(fā)動(dòng)機(jī)本身所確定的這個(gè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)就失去了它的存在價(jià)值。汽車(chē)行駛什么樣的車(chē)速油耗最少,并不決定于發(fā)動(dòng)機(jī)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(chē)那種車(chē)速所對(duì)應(yīng)負(fù)荷率下的ge值最低。如此說(shuō)來(lái),對(duì)掌握最小油耗的車(chē)速圖2無(wú)疑是非常重要的曲線。他至少說(shuō)明了三點(diǎn)內(nèi)容;(1)當(dāng)既定時(shí),只可能存在一條ge-va曲線,也只存在一個(gè)經(jīng)濟(jì)車(chē)速點(diǎn)vr;(2)隨著的下降,ge-va曲線上移,但其對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)車(chē)速升高;(3)同車(chē)速下值越小ge越高(這是由于同車(chē)速下在較好的路面

9、上行駛的車(chē)輛,u必然變小,因此ge升高)。圖2曲線說(shuō)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(chē)的道路經(jīng)濟(jì)特性曲線,相應(yīng)的最小ge的車(chē)速就是經(jīng)濟(jì)車(chē)速,它對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的道路經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速,用nr表示。值得注意的是nr與發(fā)動(dòng)機(jī)的最正確經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速ne的概念是不同的。因?yàn)閚e只取決于發(fā)動(dòng)機(jī),而ne除和發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)外,還與道路、空氣阻力等外界條件有關(guān)。汽車(chē)在某種道路上行駛可以有各種車(chē)速,但其中只可能有一種車(chē)速所限定的負(fù)荷率下ge值最低。這個(gè)車(chē)速就是尋求的經(jīng)濟(jì)車(chē)速。事實(shí)上,在既定道路上每種汽車(chē)穩(wěn)定車(chē)速行駛,其發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率取決于所要控制的車(chē)速,假設(shè)要改變負(fù)荷率(表達(dá)于油門(mén)的松弛程度)車(chē)速必然變化。更

10、重要的當(dāng)、va一定時(shí),不但u一定,而且ge也是一定的。因?yàn)?ge只取決于u和n,當(dāng)u一定時(shí)ge還隨n而變,這時(shí)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(fù)荷率越高(但不能超過(guò)經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率),ge值越低,當(dāng)轉(zhuǎn)速在ne附近變化時(shí)ge較低。這就告訴我們,車(chē)輛在行駛過(guò)程中,應(yīng)盡量進(jìn)步負(fù)荷率。比方,在良好質(zhì)量的路面上(較小),車(chē)輛在不超載的前提下,一般而言,負(fù)荷率尚且缺乏(可由油門(mén)的行程感覺(jué)到),此時(shí)完全可以進(jìn)步車(chē)速va行駛,由于較高的va會(huì)帶來(lái)較大的負(fù)荷率u,以便使ge值下降。但還必須考慮到va的增加會(huì)帶來(lái)轉(zhuǎn)速n的增加,假假設(shè)n遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)ne,ge值又會(huì)明顯增加。就是說(shuō)負(fù)荷率

11、u缺乏,車(chē)速也不能無(wú)限制的增加,否那么,百公里油耗反而上升?？梢?jiàn)u、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(chē)輛,可以適當(dāng)增加va,以進(jìn)步負(fù)荷率u使ge值下降,另一方面,由于va的增加,可能會(huì)使n超過(guò)ne,此時(shí)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(bǔ)償后,總的ge值不變或略有下降時(shí),va又得到了進(jìn)步,這個(gè)車(chē)速va就大致認(rèn)為是經(jīng)濟(jì)車(chē)速了?？梢?jiàn)汽車(chē)行駛在良好的路面上那么會(huì)低一些。這與圖2曲線所示的結(jié)果是相符的。就是說(shuō),一樣的車(chē)輛在不同的道路上行駛其經(jīng)濟(jì)車(chē)速不能一同而論。上面談到的經(jīng)濟(jì)車(chē)速是一個(gè)車(chē)速點(diǎn),它應(yīng)當(dāng)是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、車(chē)況、道路諸條件的綜合評(píng)定,由試驗(yàn)測(cè)得。然而,汽車(chē)在行駛中,駕駛員很難知道道路阻力系數(shù)的,