汽车燃油经济性

编辑:蚕桑网互动百科 时间:2020-02-25 08:05:25
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汽车经济性是指以最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力。经济性有三个评价指标:单位行驶里程的燃料消耗量、单位运输工作量的燃料消耗量、消耗单位燃油所行驶的里程,中国主要以针对第一个指标的测试为主。
中文名
汽车燃油经济性
外文名
Automobile fuel economy
概    述
一般用耗油量或油行程来表示
作    用
汽车燃油消耗指标
测    定
行驶试验与等速油耗试验
影    响
传动影响、造型影响

汽车燃油经济性简介

世界上评论汽车燃油经济性一般用耗油量或油行程来表示。
耗油量是指汽车满载时单位行驶里程所需燃油体积。我国和欧洲都用行驶百公里消耗的燃油数(L)来表示,即L/ 100 km;油行程是指汽车满载时,单位体积燃油所能行驶的里程,美国就是用每加仑燃油能行驶的里程数来表示,即m ile/gal(英里/加仑)。
前一种表示法,数值越小,燃油经济性越好;后一种表示法,数值越大,燃油经济性越好(换算关系:1加仑=4. 546 L,1英里=1.609 km)。
汽油的燃油经济性指标与发动机的特性和汽车的自重、车速及各种运动阻力如空气阻力滚动阻力和爬坡阻力等大小、传动系的效率及减速比等都有关系,因而在数值上往往与实际情况有差别。

汽车燃油经济性测定法则

汽车的燃油经济性有两种测定法:一是行驶试验法;另一种是在平坦道路上和一定条件下进行等速油耗试验。
在进行车辆道路试验时,应用的主要仪器就是车辆道路测试仪,它是采用安装在车上的光电路面探测器照射路面,把路面图像转变为频率信号,最后反映的是汽车行驶的距离,再通过其内部计时器给出不同时间的车速。当进行油耗试验时,再配以流量传感器,即可测出车辆在任一时刻、任一车速的耗油量。

汽车燃油经济性等速油耗

汽车在无坡度的平坦好路上以等速行驶时的油耗为等速百公里油耗。所谓等速还要计入以不同车速等速行驶的情况,不同车速的等速行驶,百公里油耗是不同的。
选择一段无坡度的平坦水泥路面或沥清路面,汽车以最高挡分别以不同车速(可每隔10 km/h的车速取一个点 )等速行驶完这段路程,往返一次取平均值(消除风和坡度影响),记下油耗量,即可获得不同车速下汽车百公里油耗,即所谓等速百公里油耗。其形状一般是两头高中间凹。当然各种型号的车辆,即使同一种型号的车辆,其凹下的位置和深度是十分不同的。
例如福克斯的油耗为5.8 L/100 km,那么一般指的就是该车在经济车速时最省油的百公里耗油量。不过,这样的油耗指标在特定的环境下或者某些节油大赛中会比这个更低,例如在2009年度CCTV节油大赛中,福克斯就能表现出4.2L/100KM的好成绩。

汽车燃油经济性循环油耗

由于等速油耗与实际行驶情况有很大差别,实际上不能全面地评定汽车的燃油经济性。一般都采用循环油耗来评定汽车的燃油经济性。循环油耗是指在一段指定的典型路段内汽车以设定的不同工况行驶时的油耗,起码要规定等速、加速和减速3种工况,复杂的还要计入起动和怠速停驶等多种工况,然后折算成百公里油耗。例如我国有6工况循环油耗(货车)和城市4工况循环油耗(客车),欧洲有ECE-R15工况循环油耗,美国有公路循环和城市循环油耗。一般而言,求得的循环油耗还要与等速百公里(指定车速)油耗加权平均取得综合油耗,以便更科学地评价汽车的燃油经济性。不过有时也不严格地称这种综合油耗为循环油耗,所以现代轿车给出的城市油耗和公路油耗更全面地说,应该是城市综合油耗和公路综合油耗,也有简称为城市循环油耗和公路循环油耗,在我国也更简单地称为城市油耗和公路油耗。

汽车燃油经济性影响

汽车燃油经济性发动机影响

目前的轿车发动机都是高速汽油发动机,发动机的热效率越高燃油利用率越高,也就越省油。而发动机的热效率随压缩比的增加而增加,现在轿车汽油发动机压缩比一般在9.3-10.5之间。同时,还采用配气系统可变装置(可变气门升程、可变凸轮轴转角、可变进气管长度等)和稀燃技术,来达到节油目的。比如长安福特新嘉年华所采用的Duratec发动机,其电子控制节气门技术,可根据发动机转速与负荷水平调整节气门,控制空燃比,增加补气量时间,使之在各种工况下取得性能与燃油经济性之间的最优平衡。
另外,发动机的功率和负荷率对燃油经济性也有很大的影响。一般发动机气缸排量决定于输出功率,根据使用者的实际需要合理选择汽车排量,在汽车行驶中经常保持较高的功率利用率,对提高汽车的燃油经济性很有意义。新嘉年华的发动机有CVVT连续可变气门正时系统,在不改变发动机基本构造的前提下,通过调整进气门与排气门而改善燃烧室工作环境,获得最优化的进气,同时使燃烧更加充分,不但提高了发动机低速下的稳定性和高转速下的动力性,也提高了发动机的经济性。采用了EGR排气再循环系统,不仅降低了排放污染物,而且提高了动力性和燃油经济性。

汽车燃油经济性传动影响

汽车的传动系对汽车的燃油经济性有重要影响。变速器档位越多,不但汽车换档平顺,而且使发动机增加了处于经济工况下运行的机会,有利于提高燃油经济性。因此现代汽车都趋向于5档或以上变速器,或者采用无极变速,保证在任何条件下具有使发动机在最经济工况下工作的可能性。在速度不变的情况下,接合高速档时,传动比小,发动机转速低;接合低速档时,传动比大,相应的发动机转速高。由发动机负荷特性可知,当发动机负荷相同时,一般是转速越低燃油消耗率越小。在一定的行驶条件下,传动系的速比越小,汽车的燃油经济性越高,因此汽车的经济行驶都在高档位。为了在良好路面条件下以较高车速行驶,轿车在变速器内装置速比小于1的超速档,在车速相同的情况下,挂上超速档可使发动机转速比较低,相对也降低了燃油消耗。
传动系的传动比包括变速器各档速比和主减速器比,在良好的道路上行驶选用小速比的主减速器可提高汽车的燃油经济性。但是,汽车上许多物体都有一个“临界点”问题,过头就会走向反面。主减速器比也是一样,过小就会使最高档的动力性过低,反而会使汽车的燃油经济性变坏,因此一般设计减速器传动比都有一个范围,使得挂直接档时仍有较大的后备功率用于加速或上小坡。

汽车燃油经济性造型影响

由于现代汽车速度的增高,汽车的造型对燃油经济性也有重要影响,车速越快影响越大,这就是人们常说的“风阻”。减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面积和空气阻力系数来实现,一般而言迎风面积取决于汽车的体积,空气阻力取决于车身造型。为此,汽车车身紧凑化和流线型是提高燃油经济性的途径。许多轿车的空气阻力系数在0.28-0.3左右,对减少燃油消耗起到很大作用。我们以福克斯车型为例子,福克斯通过对动力传动系、整车行驶系的优化设计,进一步提升了汽车的节油性能。对于整车行驶系,整个行驶过程最大的阻力在于风阻和滚动阻力。滚动阻力主要来源于车重,而风阻却不同,一般情况下,风阻带来的消耗功率为W=CV3(V的3次方)(C代表空气阻力系数,V代表车速),如果在同一条件下,风阻系数越小,1公升油的利用率就越高。根据实际数据的测试,每超过10公里会相应增加1升/百公里油耗,当一辆汽车以80公里/小时行进时,有60%的耗油是用来克服纵向风阻的。风阻系数降10%,油耗就降7%。这样我们就能看出带来的结果就是福克斯良好的流线型设计,以及根据空气动力学原理设计的车身结构就足够说明福克斯在同级车中0.31的风阻系数所带来油耗的经济效益。通常而言,车身高度超过1.5米的汽车,其空气阻力系数比较大,与同类型动力系统的低车身汽车相比,不但行驶速度降低,而且燃油消耗量也增大。因此,空间、速度、燃油消耗量都是矛盾的组合体,只能求得一个合理的平衡点,不可能有面面俱到的汽车。

汽车燃油经济性如何提高

轿车发动机都是高速汽油发动机,发动机的热效率越高燃油利用率越高,也就越省油。而发动机的热效率随压缩比的增加而增加,轿车汽油发动机压缩比一般在9.3-10.5之间。同时,还采用配气系统可变装置(可变气门升程、可变凸轮轴转角、可变进气管长度等)和稀燃技术,来达到节油目的。例如,福克斯采用了先进的全铝合金引擎,在起动开车时,全铝合金发动机升温快,热车时间短;节省了热车过长所产生的油耗。再加上全铝的质量轻,散热好,从而更进一步提高了节油的作用。
同时,世界上许多大汽车生产企业都积极发展和推广柴油机,将汽车汽油发动机改为柴油发动机比较容易实现进一步节省燃油的目的。由于技术的进步,柴油机在振动、噪声、单位质量(重量)方面与汽油机缩短了差距,只是功率还比较小。由于柴油机负荷变化平坦,具有比汽油机明显的节油能力。
发动机的功率和负荷率对燃油经济性有很大的影响。一般发动机气缸排量决定于输出功率,根据使用者的实际需要合理选择汽车排量,在汽车行驶中经常保持较高的功率利用率,对提高汽车的燃油经济性很有意义。[1] 
参考资料
  • 1.    汽车百科全书编纂委员会.汽车百科全书.北京:中国大百科全书出版社,2010
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中国汽车学会