技术层面降低汽车燃油消耗研讨论文

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编者按：本文主要从燃油经济性的影响因素；技术上改善燃油经济性的措施；驾驶技术层面上改善燃油经济性三个方面进行论述。其中，主要包括：发动机与油耗的关系、轮胎与油耗的关系、车重与油耗的关系、汽车的传动系对汽车的燃油经济性有重要影响、风阻系数、汽车发动机的节油和车身轻量化或者汽车风阻系数不同、在空燃比的控制上,采用空燃比控制系统、通过压缩比改善经济性、减少汽车不必要的启动次数、避免不必要的紧急制动、空档滑行不省油、及时合理换档、适当的胎压可以降低油耗等，具体材料请详见。

摘要：影响汽车燃油经济性的因素是多方面的,影响汽车燃油经济性的重要因素是发动机性能,同时还有其它因素的影响,包括汽车的构造、驾驶技术和道路情况等。提高汽车的燃油经济性可以从改进汽车的技术状况、掌握一定的驾驶技术等方面入手。目前广泛采用的混合动力技术、先进内燃机技术、无级变速器、稀燃技术等;车身流线形设计,轻量化材料的使用等从技术层面上很好地提高了燃油经济性。

关键词：发动机性能汽车技术状况驾驶技术

汽车燃油经济性是汽车的一个重要性能。它关系到个人和运输企业的经济利益,在汽车说明书中大概最引人注意的技术规格也是燃油消耗。如何节约能源和减少消耗能源时产生的温室效应的副作用,降低汽车燃油消耗似乎就成了汽车制造者和使用者的一个永恒的研究课题。本文将对如何提高燃油经济性提出几点粗略的个人观点。

一、燃油经济性的影响因素

1.发动机与油耗的关系

说到发动机与油耗的关系,有的人往往把油耗的大小与发动机的排量联系在一起,认为大排量的发动机的油耗会大于小排量的发动机。实事不尽然,大车和小车相比油耗相对较大主要是整车质量上的问题而不是发动机的原因。

发动机的工作过程中影响油耗的两个最根本因素是空燃比和发动机负荷,这两个值都有一个理论上的最佳值,在实际工作过程中,空燃比和发动机负荷的实际值越接近理论值,汽车就越省油。发动机在负荷为90%、空燃比为1.05:1时燃烧效率最高

2.轮胎与油耗的关系

轮胎作为汽车的关键承载部件之一,承受车辆负荷、向路面传递驱动力和制动力等作用。因此,轮胎也能影响汽车的燃油经济性、操纵性和安全性。胎面上的花纹是轮胎与路面直接接触的唯一部位,从表面上看起来,它的形状、排布不过是简单的直线与弧线的组合,事实上这里边蕴藏着轮胎科技的精华,直接影响着轮胎的抓地力和胎噪、滚动阻力等性能。

不同类型花纹的轮胎的燃油消耗率不同,折线花纹轮胎比一般花纹要省油。节油轮胎可省油。节油轮胎比起同规格产品来说,在负载不变的情况下滚动阻力值平均降低21%至24%。由于每减少3%-5%的滚动阻力就能节约1%的燃油消耗,因此,如果一部车使用四条节油轮胎,平均可降低约5%的汽车燃油量。

3.车重与油耗的关系

对一台车油耗影响最大的因素其实要算车重。行驶同样的距离,越重的车做功越多,也就需要更多的燃油。

4.汽车的传动系对汽车的燃油经济性有重要影响

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。因此现代汽车都是趋向于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。自动挡变速箱,挡位越多越省油,无级变速CVT最省油。

5.风阻系数

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。目前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。很多人认为风阻只是一个微小的技术参数,但是在实际使用中它与耗油之间的关系非常大。一般来说,车辆高速行驶中,最大的阻力就来自空气。因此风阻系数哪怕是0.01的降低油耗也会带来很大的不同。

二、技术上改善燃油经济性的措施

汽车发动机的节油和车身轻量化或者汽车风阻系数不同,后两者车主对其办法不多,但我可以采取很多办法对汽车发动机进行控制,以达到节油的目的。与汽车发动机相关的节油技术涉及两个方面,一个是司机的驾驶习惯,一个是发动机技术上的一些局部的改装。

相对而言,司机的驾驶习惯只需要长时间的实践就可以掌握,因此,个人观点:在提高燃油经济性对策的问题上需要汽车厂商对技术的不断追求。

以北京车展为例,东风日产轩逸通过XTRONICCVT无级变速器实现燃油经济性。其所搭载的XTRONICCVT无级变速器不使用传统的齿轮传动,而是根据车速和路况自动连续调整速比,克服了传统自动变速箱加速时的能量损耗,实现无缝加速,既降低能耗,又能防止油耗水平的大幅变化,有利于稳定整个驾驶过程中油耗水平。采用可变气门正时及升程电子控制系统,在保证扭矩增加的同时能最大限度地提高燃油的燃烧效率,同时综合采用各种新技术,以达到高效节油的目的,这使CIVIC拥有2.0L级的动力,油耗却只有1.5L级。

借鉴先进的发动机技术,自主品牌企业尝试利用各种手段降低油耗。长城哈弗CUV柴油车匹配了采用电控高压共轨技术的“智能节油王”INTEC柴油发动机,较汽油机油耗降低30%-40%。奇瑞展出一款命名为1.9DTCI柴油发动机,它融合了TCI技术、高压共轨直喷技术、EGR系统等数项先进技术,最大限度地减少废气和发动机噪音。其燃油消耗量较点燃式汽油机减少40%-45%,满足欧IV排放标准。

就目前的发展而言,混合动力车无疑是目前最切实可行的降低油耗手段。油电混合动力车融合电动汽车和燃油汽车的优点,较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求。当然其他技术的出现同样可以达到降低油耗的目的,譬如先进内燃机技术、CVT无级变速器等。

新技术不断推陈出新并不代表那些相对成熟的技术没有改进的余地,以下是几点具体例子:

1.在空燃比的控制上,采用空燃比控制系统

举一种空燃比控制系统的方案的硬件设计:空燃比控制系统由电子控制单元ECU(ElectronicControlUnit)、传感器及信号处理电路、执行器及驱动电路3部分组成。传感器部分包括氧传感器、冷却水温传感器,并从与分电器断电器相连接的接线柱上取得转速信号。加热型氧传感器安装在三元催化转换器的前面,这种氧传感器在汽车启动后能够迅速达到工作温度。执行部分为电磁补气阀,补气阀进气端接在空气滤清器下,出气端接在化油器节气门后,是1种一定频率的占空比阀,阀开和关由占空比决定,占空比大,阀的开启时间就长,补气量就多;反之则少。因此调节占空比就可以调节补气量。

2.通过压缩比改善经济性

目前国内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。

3.采用高强度、低质量的新材料也是降低整车重要

数据显示,车重与油耗的关系成正比,据说车重每下降10%,油耗也会相应下降若干个百分点。这也是日系车省油的一大原因。

三、驾驶技术层面上改善燃油经济性

由前说述,提高燃油经济性的措施决不仅仅如此,从汽车制造上的层面上,不断追求新技术无疑是提高汽车经济性的有效解决办法,从车主的角度,良好的驾车习惯可以很大程度上提高燃油经济性。参考他人经验,有如下几点驾车习惯可以降低油耗。

1.杜绝不必要的轰大油门

日常行车,脚踏油门要轻缓,做到轻踏缓抬。轻踏油门所以能节油,这因为一般化油器都有加速装置和省油装置,若猛踏油门,加速装置和省油装置都会提前起作用而“额外”供油,使混合气过浓,造成汽车油耗量增加。测试表明,原地轰一次大油门,至少等于行驶一公里。在路口遇到红灯停车,变绿灯后起步加速跑500米。先用比较舒缓的方式换档,转速为1500～2000转之间,到500米计时点车速为86km/h,用时35.2秒,平均油耗相当于13.14L/100km;然后用相对凶猛的方式,额定转速5000转换档,终点速度达到114km/h,用时23.9秒,平均油耗几乎高出一倍,达到25.89L/100km。

2.避免长时间的怠速运转

一般汽车运转一分钟以上所消耗的燃油要比重新起动所消耗燃油多。根据测算,怠速运转4分钟的耗油量就大约相当于以60km/h速度行驶1分钟的耗油量。因此建议较长时间停车还是熄火更好。

3.减少汽车不必要的启动次数

汽车每启动一次的耗油量可以行驶3公里,对发动机的磨损相当于行驶50公里的磨损量;所以尽量不要让汽车非正常熄火,频繁的启动将会增加不必要的油耗。

4.避免不必要的紧急制动

汽车每紧急制动一次,所浪费的油可行驶2公里,对轮胎的磨损相当于行驶80公里的磨损量。

5.空档滑行不省油

测试表明,在60km/h等速下,完全抬起油门踏板,直线滑行至停止,在这个过程中空档滑行的耗油量是31.4mL,滑行距离为890米,而带档滑行(带挡,松油门)的测试结果是15.7mL,其滑行距离比空档短,是608米,但算起来还是省了油。空档滑行时最低油耗相当于怠速油耗,而带档滑行时,ECU会在一段时间内让发动机完全停止喷油,这时的最低油耗是零。因此带挡滑行更省油!

6.及时合理换档

由于骏捷的发动机是高转速发动机,所以建议一挡在2000转换挡,其他挡位在2300～2500转换挡。85公里速度以内不用五挡,市区行驶一般不用上五档,90公里以上一定换五挡。换档的动作要准确迅速及时,避免因动作过慢而使车速下降过多。不要把油门加得很大、发动机转速很高的情况下再慢慢换入下一个档位。而应当在油门开度不大,发动机转速不高的情况下迅速换档。换档过程的快慢直接影响汽车的油耗,试验证实两者可使油耗相差一倍以上。发动机的大部分时间在中等转速下运转,而且节气门开度适当(70%左右)时耗油量最小。在道路状况良好的情况下,尽量使用高速档行驶,避免在中间过度档位停留过长时间,这样会获得较好的燃油经济性能。在高速档时不要拖档,在低速档时不要使发动机转速很高,这是合理使用档位的原则。

7.适当的胎压可以降低油耗

理论上若胎压比规定值低0.5公斤/平方厘米,油耗将增加5%。轮胎亏气会造成滚动阻力增加,所以更费油。测试表明,都是在样本车规定胎压2.1bar的状态下进行,分别测试其比规定胎压多0.5bar和少0.5bar两种状态下的60km/h等速油耗,测试结果+0.5bar的数据是3.89L/100km,省油0.23升;-0.5bar的数据是5.10L/100km,竟然增加油耗0.98升。可见“亏气”的负面效果比“多气”的正面效果更明显,所以在实际使用中一定要注意经常检查胎压,不要亏气行驶。