江蘇鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 李天景 薛明才
汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性是指在保證動(dòng)力性的條件下,汽車(chē)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(chē)燃油消耗率評(píng)價(jià)指標(biāo)是等速行駛百公里油耗,定義通常為汽車(chē)在一定的載荷下,汽車(chē)在水平良好路面上以最高擋車(chē)速等速行駛100km的燃油消耗量,每隔10km/h或20km/h速度間隔內(nèi)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(chēng)為等速百公里燃油消耗量曲線,如圖1所示。
圖1 汽車(chē)等速百公里燃油消耗量曲線
發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗率,一方面取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和制造工藝水平,另一方面取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載率。本文分別從汽車(chē)駕駛使用和汽車(chē)技術(shù)結(jié)構(gòu)兩個(gè)因素討論汽車(chē)燃油消耗率,從中可以得出提高燃油經(jīng)濟(jì)性的一些方法。
由圖1可以看出,汽車(chē)在中速行駛的時(shí)候,燃油消耗量最低。汽車(chē)的行駛車(chē)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(chē)燃油消耗率的高低。從圖中還可以看出,汽車(chē)在低速和高速行駛時(shí)都會(huì)使汽車(chē)的燃油消耗量增加。這是因?yàn)椋退贂r(shí),雖然行駛阻力較小,但是發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率較低,因此燃油消耗量增加;同理高速時(shí),雖然發(fā)動(dòng)機(jī)的的負(fù)荷率較高,但是行駛阻力增加導(dǎo)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(chē)高檔的行駛時(shí)不要換擋,同時(shí)換擋時(shí),動(dòng)作要求準(zhǔn)確、迅速。
傳動(dòng)系檔位的選擇也是汽車(chē)燃油消耗率的重要因素之一。傳動(dòng)比越小的變速器,燃油經(jīng)濟(jì)性越好。同時(shí)變速器的檔位越多,越容易保證汽車(chē)在最佳的經(jīng)濟(jì)工況下運(yùn)行,在相同道路條件下,汽車(chē)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(chē)速下,接高檔時(shí),轉(zhuǎn)速高,傳動(dòng)比高;接低檔時(shí),轉(zhuǎn)速低,傳動(dòng)比低。發(fā)動(dòng)機(jī)在同負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí),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(chē)都趨向于無(wú)級(jí)變速傳動(dòng),這種變速器可以保證汽車(chē)在任何條件下工作都具有最經(jīng)濟(jì)工況的可能性。
這里需要引入一個(gè)概念質(zhì)量利用系數(shù),所謂質(zhì)量利用系數(shù)是指裝載重量與整車(chē)裝備重量的比值。在運(yùn)輸企業(yè)經(jīng)常會(huì)使用掛車(chē),這是提高運(yùn)輸生產(chǎn)率、降低成本的有效措施,同時(shí)也是降低油耗的一種途徑。雖然掛車(chē)的使用增加了整車(chē)的重量,增大了行駛阻力,但是卻提高了質(zhì)量利用系數(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加,故燃油消耗率降低。如4t~5t掛車(chē)的使用可以使運(yùn)輸生產(chǎn)率提高30%~50%,油耗可降低20%~30%[2]。
汽車(chē)的正確維護(hù)與保養(yǎng)將直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、操縱穩(wěn)定性、制動(dòng)性、燃油經(jīng)濟(jì)性等因素,所以對(duì)汽車(chē)燃油消耗率也有很大的影響。例如:當(dāng)混合氣濃度和點(diǎn)火時(shí)刻不當(dāng)時(shí),會(huì)增大燃油消耗率;當(dāng)傳動(dòng)系各總成過(guò)松或過(guò)緊時(shí),會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)潤(rùn)滑不良,增加傳動(dòng)系統(tǒng)中的功率損失。胎壓過(guò)低或者制動(dòng)器的摩擦片與制動(dòng)鼓保持著不當(dāng)?shù)拈g隙,會(huì)增大汽車(chē)的行駛阻力,致使油耗增加。
汽車(chē)的總質(zhì)量會(huì)影響滾動(dòng)阻力、空氣阻力以及上坡時(shí)的坡度阻力和加速時(shí)的加速阻力,也就直接關(guān)系到汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。早在20世紀(jì)80年代,美國(guó)的一位汽車(chē)工程師根據(jù)車(chē)輛的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了城市循環(huán)工況燃油經(jīng)濟(jì)性與車(chē)輛質(zhì)量的關(guān)系曲線,這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示:豪華轎車(chē)比輕型或微型汽車(chē)的油耗要高出很多,其原因在于大型的豪華型轎車(chē)在重量上要比輕型或微型汽車(chē)重很多,也就大幅度增加了行駛時(shí)的滾動(dòng)阻力、空氣阻力。因此,現(xiàn)在轎車(chē)選用車(chē)用材料增加了鋁和復(fù)合材料的比例,故可以降低整車(chē)重量,油耗低。此外,在外型上也不再過(guò)度追求“高大上”,小巧秀氣型汽車(chē)更省油。
發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響最大,發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比、燃料供給以及功率分配等都對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的熱損失和機(jī)械損失約占燃油化學(xué)能中的65%左右[3]。目前,改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率主要途徑有:增大柴油機(jī)的應(yīng)用范圍,增壓,采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等。
[1]吉林工業(yè)大學(xué)汽車(chē)教研室編著.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京:中國(guó)工業(yè)出版社,1962.
[2]馬武芳.汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1993.
[3]丁榮華.車(chē)輛自動(dòng)換擋[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1992.