技術(shù)層面降低汽車燃油消耗研討論文

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編者按：本文主要從燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素；技術(shù)上改善燃油經(jīng)濟(jì)性的措施；駕駛技術(shù)層面上改善燃油經(jīng)濟(jì)性三個方面進(jìn)行論述。其中，主要包括：發(fā)動機與油耗的關(guān)系、輪胎與油耗的關(guān)系、車重與油耗的關(guān)系、汽車的傳動系對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響、風(fēng)阻系數(shù)、汽車發(fā)動機的節(jié)油和車身輕量化或者汽車風(fēng)阻系數(shù)不同、在空燃比的控制上,采用空燃比控制系統(tǒng)、通過壓縮比改善經(jīng)濟(jì)性、減少汽車不必要的啟動次數(shù)、避免不必要的緊急制動、空檔滑行不省油、及時合理換檔、適當(dāng)?shù)奶嚎梢?a href="http://m.ushengzhilian.com/lunwen/jixielunwen/jxzhzhlw/201004/358504.html" target="_blank">降低油耗等，具體材料請詳見。

摘要：影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素是多方面的,影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的重要因素是發(fā)動機性能,同時還有其它因素的影響,包括汽車的構(gòu)造、駕駛技術(shù)和道路情況等。提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性可以從改進(jìn)汽車的技術(shù)狀況、掌握一定的駕駛技術(shù)等方面入手。目前廣泛采用的混合動力技術(shù)、先進(jìn)內(nèi)燃機技術(shù)、無級變速器、稀燃技術(shù)等;車身流線形設(shè)計,輕量化材料的使用等從技術(shù)層面上很好地提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機性能汽車技術(shù)狀況駕駛技術(shù)

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車的一個重要性能。它關(guān)系到個人和運輸企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益,在汽車說明書中大概最引人注意的技術(shù)規(guī)格也是燃油消耗。如何節(jié)約能源和減少消耗能源時產(chǎn)生的溫室效應(yīng)的副作用,降低汽車燃油消耗似乎就成了汽車制造者和使用者的一個永恒的研究課題。本文將對如何提高燃油經(jīng)濟(jì)性提出幾點粗略的個人觀點。

一、燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素

1.發(fā)動機與油耗的關(guān)系

說到發(fā)動機與油耗的關(guān)系,有的人往往把油耗的大小與發(fā)動機的排量聯(lián)系在一起,認(rèn)為大排量的發(fā)動機的油耗會大于小排量的發(fā)動機。實事不盡然,大車和小車相比油耗相對較大主要是整車質(zhì)量上的問題而不是發(fā)動機的原因。

發(fā)動機的工作過程中影響油耗的兩個最根本因素是空燃比和發(fā)動機負(fù)荷,這兩個值都有一個理論上的最佳值,在實際工作過程中,空燃比和發(fā)動機負(fù)荷的實際值越接近理論值,汽車就越省油。發(fā)動機在負(fù)荷為90%、空燃比為1.05:1時燃燒效率最高

2.輪胎與油耗的關(guān)系

輪胎作為汽車的關(guān)鍵承載部件之一,承受車輛負(fù)荷、向路面?zhèn)鬟f驅(qū)動力和制動力等作用。因此,輪胎也能影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、操縱性和安全性。胎面上的花紋是輪胎與路面直接接觸的唯一部位,從表面上看起來,它的形狀、排布不過是簡單的直線與弧線的組合,事實上這里邊蘊藏著輪胎科技的精華,直接影響著輪胎的抓地力和胎噪、滾動阻力等性能。

不同類型花紋的輪胎的燃油消耗率不同,折線花紋輪胎比一般花紋要省油。節(jié)油輪胎可省油。節(jié)油輪胎比起同規(guī)格產(chǎn)品來說,在負(fù)載不變的情況下滾動阻力值平均降低21%至24%。由于每減少3%-5%的滾動阻力就能節(jié)約1%的燃油消耗,因此,如果一部車使用四條節(jié)油輪胎,平均可降低約5%的汽車燃油量。

3.車重與油耗的關(guān)系

對一臺車油耗影響最大的因素其實要算車重。行駛同樣的距離,越重的車做功越多,也就需要更多的燃油。

4.汽車的傳動系對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響

汽車的傳動系對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有重要影響。變速器檔位越多,不但汽車換檔平順,而且使發(fā)動機增加了處于經(jīng)濟(jì)工況下運行的機會,有利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。因此現(xiàn)代汽車都是趨向于5檔或以上變速器,或者采用無極變速,保證在任何條件下具有使發(fā)動機在最經(jīng)濟(jì)工況下工作的可能性。在速度不變的情況下,接合高速檔時,傳動比小發(fā)動機轉(zhuǎn)速低,接合低速檔時,傳動比大相應(yīng)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速高。由發(fā)動機負(fù)荷特性可知,當(dāng)發(fā)動機負(fù)荷相同時,一般是轉(zhuǎn)速越低燃油消耗率越小。在一定的行駛條件下,傳動系的速比越小,汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性越高,因此汽車的經(jīng)濟(jì)行駛都在高檔位。自動擋變速箱,擋位越多越省油,無級變速CVT最省油。

5.風(fēng)阻系數(shù)

由于現(xiàn)代汽車速度的增高,汽車的造型對燃油經(jīng)濟(jì)性也有重要影響,車速越快影響越大,這就是人們常說的“風(fēng)阻”。減小空氣阻力主要是通過減少汽車的迎風(fēng)面積和空氣阻力系數(shù)來實現(xiàn),一般而言迎風(fēng)面積取決于汽車的體積,空氣阻力取決于車身造型。為此,汽車車身緊湊化和流線型是提高燃油經(jīng)濟(jì)性的途徑。目前許多轎車的空氣阻力系數(shù)在0.28-0.3左右,對減少燃油消耗起到很大作用。很多人認(rèn)為風(fēng)阻只是一個微小的技術(shù)參數(shù),但是在實際使用中它與耗油之間的關(guān)系非常大。一般來說,車輛高速行駛中,最大的阻力就來自空氣。因此風(fēng)阻系數(shù)哪怕是0.01的降低油耗也會帶來很大的不同。

二、技術(shù)上改善燃油經(jīng)濟(jì)性的措施

汽車發(fā)動機的節(jié)油和車身輕量化或者汽車風(fēng)阻系數(shù)不同,后兩者車主對其辦法不多,但我可以采取很多辦法對汽車發(fā)動機進(jìn)行控制,以達(dá)到節(jié)油的目的。與汽車發(fā)動機相關(guān)的節(jié)油技術(shù)涉及兩個方面,一個是司機的駕駛習(xí)慣,一個是發(fā)動機技術(shù)上的一些局部的改裝。

相對而言,司機的駕駛習(xí)慣只需要長時間的實踐就可以掌握,因此,個人觀點:在提高燃油經(jīng)濟(jì)性對策的問題上需要汽車廠商對技術(shù)的不斷追求。

以北京車展為例,東風(fēng)日產(chǎn)軒逸通過XTRONICCVT無級變速器實現(xiàn)燃油經(jīng)濟(jì)性。其所搭載的XTRONICCVT無級變速器不使用傳統(tǒng)的齒輪傳動,而是根據(jù)車速和路況自動連續(xù)調(diào)整速比,克服了傳統(tǒng)自動變速箱加速時的能量損耗,實現(xiàn)無縫加速,既降低能耗,又能防止油耗水平的大幅變化,有利于穩(wěn)定整個駕駛過程中油耗水平。采用可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng),在保證扭矩增加的同時能最大限度地提高燃油的燃燒效率,同時綜合采用各種新技術(shù),以達(dá)到高效節(jié)油的目的,這使CIVIC擁有2.0L級的動力,油耗卻只有1.5L級。

借鑒先進(jìn)的發(fā)動機技術(shù),自主品牌企業(yè)嘗試?yán)酶鞣N手段降低油耗。長城哈弗CUV柴油車匹配了采用電控高壓共軌技術(shù)的“智能節(jié)油王”INTEC柴油發(fā)動機,較汽油機油耗降低30%-40%。奇瑞展出一款命名為1.9DTCI柴油發(fā)動機,它融合了TCI技術(shù)、高壓共軌直噴技術(shù)、EGR系統(tǒng)等數(shù)項先進(jìn)技術(shù),最大限度地減少廢氣和發(fā)動機噪音。其燃油消耗量較點燃式汽油機減少40%-45%,滿足歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)。

就目前的發(fā)展而言,混合動力車無疑是目前最切實可行的降低油耗手段。油電混合動力車融合電動汽車和燃油汽車的優(yōu)點,較好地滿足了汽車低排放、低油耗、高性價比的綜合要求。當(dāng)然其他技術(shù)的出現(xiàn)同樣可以達(dá)到降低油耗的目的,譬如先進(jìn)內(nèi)燃機技術(shù)、CVT無級變速器等。

新技術(shù)不斷推陳出新并不代表那些相對成熟的技術(shù)沒有改進(jìn)的余地,以下是幾點具體例子:

1.在空燃比的控制上,采用空燃比控制系統(tǒng)

舉一種空燃比控制系統(tǒng)的方案的硬件設(shè)計:空燃比控制系統(tǒng)由電子控制單元ECU(ElectronicControlUnit)、傳感器及信號處理電路、執(zhí)行器及驅(qū)動電路3部分組成。傳感器部分包括氧傳感器、冷卻水溫傳感器,并從與分電器斷電器相連接的接線柱上取得轉(zhuǎn)速信號。加熱型氧傳感器安裝在三元催化轉(zhuǎn)換器的前面,這種氧傳感器在汽車啟動后能夠迅速達(dá)到工作溫度。執(zhí)行部分為電磁補氣閥,補氣閥進(jìn)氣端接在空氣濾清器下,出氣端接在化油器節(jié)氣門后,是1種一定頻率的占空比閥,閥開和關(guān)由占空比決定,占空比大,閥的開啟時間就長,補氣量就多;反之則少。因此調(diào)節(jié)占空比就可以調(diào)節(jié)補氣量。

2.通過壓縮比改善經(jīng)濟(jì)性

目前國內(nèi)的轎車發(fā)動機都是高速汽油發(fā)動機,發(fā)動機的熱效率越高燃油利用率越高,也就越省油。而發(fā)動機的熱效率隨壓縮比的增加而增加,現(xiàn)在轎車汽油發(fā)動機壓縮比一般在9.3-10.5之間。同時,還采用配氣系統(tǒng)可變裝置(可變氣門升程、可變凸輪軸轉(zhuǎn)角、可變進(jìn)氣管長度等)和稀燃技術(shù),來達(dá)到節(jié)油目的。

3.采用高強度、低質(zhì)量的新材料也是降低整車重要

數(shù)據(jù)顯示,車重與油耗的關(guān)系成正比,據(jù)說車重每下降10%,油耗也會相應(yīng)下降若干個百分點。這也是日系車省油的一大原因。

三、駕駛技術(shù)層面上改善燃油經(jīng)濟(jì)性

由前說述,提高燃油經(jīng)濟(jì)性的措施決不僅僅如此,從汽車制造上的層面上,不斷追求新技術(shù)無疑是提高汽車經(jīng)濟(jì)性的有效解決辦法,從車主的角度,良好的駕車習(xí)慣可以很大程度上提高燃油經(jīng)濟(jì)性。參考他人經(jīng)驗,有如下幾點駕車習(xí)慣可以降低油耗。

1.杜絕不必要的轟大油門

日常行車,腳踏油門要輕緩,做到輕踏緩抬。輕踏油門所以能節(jié)油,這因為一般化油器都有加速裝置和省油裝置,若猛踏油門,加速裝置和省油裝置都會提前起作用而“額外”供油,使混合氣過濃,造成汽車油耗量增加。測試表明,原地轟一次大油門,至少等于行駛一公里。在路口遇到紅燈停車,變綠燈后起步加速跑500米。先用比較舒緩的方式換檔,轉(zhuǎn)速為1500～2000轉(zhuǎn)之間,到500米計時點車速為86km/h,用時35.2秒,平均油耗相當(dāng)于13.14L/100km;然后用相對兇猛的方式,額定轉(zhuǎn)速5000轉(zhuǎn)換檔,終點速度達(dá)到114km/h,用時23.9秒,平均油耗幾乎高出一倍,達(dá)到25.89L/100km。

2.避免長時間的怠速運轉(zhuǎn)

一般汽車運轉(zhuǎn)一分鐘以上所消耗的燃油要比重新起動所消耗燃油多。根據(jù)測算,怠速運轉(zhuǎn)4分鐘的耗油量就大約相當(dāng)于以60km/h速度行駛1分鐘的耗油量。因此建議較長時間停車還是熄火更好。

3.減少汽車不必要的啟動次數(shù)

汽車每啟動一次的耗油量可以行駛3公里,對發(fā)動機的磨損相當(dāng)于行駛50公里的磨損量;所以盡量不要讓汽車非正常熄火,頻繁的啟動將會增加不必要的油耗。

4.避免不必要的緊急制動

汽車每緊急制動一次,所浪費的油可行駛2公里,對輪胎的磨損相當(dāng)于行駛80公里的磨損量。

5.空檔滑行不省油

測試表明,在60km/h等速下,完全抬起油門踏板,直線滑行至停止,在這個過程中空檔滑行的耗油量是31.4mL,滑行距離為890米,而帶檔滑行(帶擋,松油門)的測試結(jié)果是15.7mL,其滑行距離比空檔短,是608米,但算起來還是省了油。空檔滑行時最低油耗相當(dāng)于怠速油耗,而帶檔滑行時,ECU會在一段時間內(nèi)讓發(fā)動機完全停止噴油,這時的最低油耗是零。因此帶擋滑行更省油!

6.及時合理換檔

由于駿捷的發(fā)動機是高轉(zhuǎn)速發(fā)動機,所以建議一擋在2000轉(zhuǎn)換擋,其他擋位在2300～2500轉(zhuǎn)換擋。85公里速度以內(nèi)不用五擋,市區(qū)行駛一般不用上五檔,90公里以上一定換五擋。換檔的動作要準(zhǔn)確迅速及時,避免因動作過慢而使車速下降過多。不要把油門加得很大、發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高的情況下再慢慢換入下一個檔位。而應(yīng)當(dāng)在油門開度不大,發(fā)動機轉(zhuǎn)速不高的情況下迅速換檔。換檔過程的快慢直接影響汽車的油耗,試驗證實兩者可使油耗相差一倍以上。發(fā)動機的大部分時間在中等轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),而且節(jié)氣門開度適當(dāng)(70%左右)時耗油量最小。在道路狀況良好的情況下,盡量使用高速檔行駛,避免在中間過度檔位停留過長時間,這樣會獲得較好的燃油經(jīng)濟(jì)性能。在高速檔時不要拖檔,在低速檔時不要使發(fā)動機轉(zhuǎn)速很高,這是合理使用檔位的原則。

7.適當(dāng)?shù)奶嚎梢越档陀秃?/p>

理論上若胎壓比規(guī)定值低0.5公斤/平方厘米,油耗將增加5%。輪胎虧氣會造成滾動阻力增加,所以更費油。測試表明,都是在樣本車規(guī)定胎壓2.1bar的狀態(tài)下進(jìn)行,分別測試其比規(guī)定胎壓多0.5bar和少0.5bar兩種狀態(tài)下的60km/h等速油耗,測試結(jié)果+0.5bar的數(shù)據(jù)是3.89L/100km,省油0.23升;-0.5bar的數(shù)據(jù)是5.10L/100km,竟然增加油耗0.98升。可見“虧氣”的負(fù)面效果比“多氣”的正面效果更明顯,所以在實際使用中一定要注意經(jīng)常檢查胎壓,不要虧氣行駛。