如何提高汽车的燃油经济性

第1页共10页如何提高汽车的燃油经济性1影响燃油经济性的使用因素1．1环境条件对燃油经济性的影响(1)环境温度和湿度对燃油经济性的影响环境温度直接影响发动机的润滑系统、进排气和进出水温度，它对汽车的燃油经济性有重要影响。寒冷的冬季气温低，润滑油粘度大、摩擦阻力大，而且燃油蒸发慢、雾化不良、燃烧不完全，所以发动机起动、汽车起步困难，不可避免地会使汽车油耗增高。炎热的夏季气温高，发动机的充气量减少，进气温度高，也会导致燃油经济性变差。大气湿度对发动机性能产生影响的物理本质，主要是由于大气中含有水蒸汽以后，进入发动机的空气实质上已变为干空气与水蒸汽的混合气体，其气体常数R、等容比热c，和等压比热c、比热比y等参数都发生了变化。本文利用高低温模拟环境试验仓深入研究了温度、湿度等环境条件对汽车燃油经济性的影响，表1列出了试验车辆以及试验条件。试验结果表明：温度对汽车燃油经济性的影响并不是简单的比例关系，环境温度高于常温时，温度对于汽车的影响相对比较稳定，高温与低温的油耗相比相差悬殊。和常温相比，当环境温度为一10℃时，其燃油消耗量增加高达45％左右，0℃时的燃油消耗量增加22％左右。而湿度对汽车燃油经济性的影响与温度的高低有很大关系，高于常温时，湿度对燃油经济性的影响微乎其微；温度高于0℃时，湿度30％比湿度80％时节油15％左右。第2页共10页(2)大气压力对燃油经济性的影响大气压力决定了空气密度，空气密度影响发动机的充气量和可燃混合气的浓度，对汽车的燃油经济性有着重要影响。在高海拔地区，气压和空气密度下降，发动机充气量减少而功率下降，燃油经济性变差。发动机台架试验结果表明，海拔高度每增加1000m，发动机的功率和扭矩分别下降12％和11％，其比油耗增加6％-ll％。(3)风阻对燃油经济性的影响现代随着汽车车速的提高，汽车外观的造型设计对提高燃油的经济性也有非常重要影响，一般的轿车所承受的空气阻力系数约在0．28～0．3之间，风阻与车辆速度成正比，车速越快其影响越大。因此，人们都将汽车车身设计的更加紧凑和流线，从而提高汽车的燃油经济性。1．2道路条件对汽车燃油经济性的影响(1)道路特征对汽车燃油经济性的影响道路特征对汽车燃油经济性的影响主要表现各种路面条件下滚动阻力系数的差异。Ff=Ga·g·f,式中，Ff为滚动阻力；Ga为汽车重量；f为滚动阻力系数。表2给出了各种路面的滚动阻力系数f的数值。由表中数据可知，在不同的道路特征下，滚动阻力系数差别很大。以总质量28t第3页共10页的柴油汽车列车在干线一丘陵道路上研究滚动阻力系数f的影响，当系数f从0．011增加到0．175增加54．5％)时，燃油消耗量增加39％。(2)道路交通状况对汽车燃油经济性的影响汽车在高速公路上行驶，速度高，运距长，停车少，虽然在此工况下发动机的负荷率比较高，但是风阻随车速的急剧增加而快速增大，其对汽车燃油经济性的影响尤为明显。当汽车在山区公路上行驶时，路面状况差，坡长而陡，路窄弯急，有些地段坡度较陡。汽车上坡时，需要克服坡度阻力行驶，而下坡时，则需长时间制动。车辆上坡行驶的阻力大、速度低以及频繁施加制动都将导致汽车燃油经济性急剧恶化。市内行驶距离短、车流密集、车辆行驶工况复杂，平均行驶速度低，汽车经常在怠速、制动和加速等工况下工作，使汽车的燃油经济性变差。恶劣、粗糙的道路包括雨季翻浆的土路、冬季冰雪道路和覆盖砂土的道路，此外，汽车也可能在一些松软土路、旱地和灌木林等地带的无路区段上行驶。当汽车在坏路和越野行驶条件下，车轮与路面间的附着力减小，汽车的滚动阻力增大、路面上的障碍物影响车辆通过，汽车的燃油消耗要高得多。不同类型的道路特征以及道路交通状况对汽车燃油经济性的影响越来越受到重视，国内外许多学者在此领域进行了广泛的研究。本文分别在高速公路、城市公路、山区公路、坏路、省级公路上进行了车辆第4页共10页燃油经济性的油耗统计试验试验条件见表3，试验结果如图1所示。在不同道路类型中，汽车在省级公路上行驶最省油，分别比高速公路、坏路、山区公路、城市公路节省1．4％、22．6％、25．2％、30．9％。试验结果也验证了上述分析的正确性。利用此统计结果，如果已知某典型地区各种道路类型所占总行驶里程的百分比，就可以准确推算出用户耗油量。国外有关部门也进行了相关研究，他们选择高速公路和交通拥挤的城市道路进行试验，从汽车制动频率与平均车速、燃油消耗与平均车速、能量消耗与燃油消耗的相关性等多个角度进行了研究。第5页共10页1．3驾驶行为对车辆燃油经济性的影响驾驶员是汽车操纵的主体，驾驶员的驾驶行为、驾驶习惯对车辆使用油耗有很大影响。据研究人员对我国10省区13个专业运输企业汽车运行的调查分析表明：各专业运输企业汽车驾驶员驾驶同一车型的百公里燃油消耗量差值为2．34—6．81L/100Km，燃油消耗水平相差7．46％～22．35％；汽车运行百公里燃油消耗最低为19．5—22．35L/100Km；最高为44．74-46．22L／100Km，充分说明汽车驾驶员操作技术对汽车运行燃油消耗量有着重要的影响，正确的汽车驾驶习惯和技术是提高汽车燃油经济性的有效途径之一。预热起动，升温起步，保持发动机工作温度正常会使燃料消耗量变小；因为汽车起步前，发动机机油、变速箱润滑油温度较低，发动机曲轴、动力传动系统摩擦增大，增加了汽车摩擦损失功。所以起动时应该先预热发动机，使发动机温度有节奏上升。在一定道路上，汽车用不同的挡位行驶，燃料消耗量是不一样的。在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高，燃油经济性越差，而使用高档时的情况则相反。柔和、平顺的驾驶方式最省油，在起步阶段，尽量避免猛踩油门，加速时平顺加速，而在达到一定速度后，应尽可能保持匀速行驶，避免急刹车。因为汽车加速行驶时，发动机不仅要克服滚动阻力和空气阻力，还要提供为加速阻力所消耗的功率。汽车在接近于中等车速时油耗最低，高速时随车速的增加，其油耗迅速加大。这是因为高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力迅速增加而导致油耗增加。统计表明，汽车保持最高车速的70％一80％油耗最低。交通部《汽车驾驶节油操作技术的试验研究》课题组对此进行了深入研究，该研究所确定的驾驶节油技术在许多地区的交通系统进行了考核试验。从结果来看，汽车驾驶操作技术较好的驾驶员，按照驾驶节油要点可节油2％-4％；技术一般的驾驶员。按照驾驶节油要点可节油4％-7％；技术较差的驾驶员，按照驾驶节油要点可节油7％一12％。第6页共10页2影响燃油经济性的结构因素2．1发动机的影响发动机为整个汽车系统提供驱动力，是汽车的心脏部分，汽车燃油的经济性受其类型、结构、压缩比、排量等特性的影响。发动机的最大功率、发动机与汽车的功率是否匹配好都会影响汽车发动机的负荷率，进而影响汽车的燃油经济性。2．2车辆传动系的影响汽车传动系统同样影响燃油经济性，传动系统其效率越高，汽车行驶时的能量损失也会随之降低，提高汽车的燃油经济性。传输系统关键部位为变速器，结构为机械齿轮，挡位设置的越多，发动机更容易处于低油耗的条件下，从而可以使汽车燃油的经济性提高。一般重型汽车等大功率的车为了降低油耗，变速器的挡位设置比较多，多着竟然能够达lO～16个，汽车的传动系直接影响汽车的燃油经济性。在相同的发动机负荷条件下，一般是转速越低，燃油消耗的越少。而档位越多则汽车油耗越低，无级变速的CVT更省油。2．3风阻系数现代随着汽车车速的提高，汽车外观的造型设计对提高燃油的经济性也有非常重要影响，一般的轿车所承受的空气阻力系数约在0．28～0．3之间，风阻与车辆速度成正比，车速越快其影响越大。因此，人们都将汽车车身设计的更加紧凑和流线，从而提高汽车的燃油经济性。2．4车重及轮胎影响对一辆汽车燃油经济性的影响最大的因素就是车重。在相同的行驶距离，汽车质量越大其能量消耗越多，燃油消耗也会增加。行驶的汽车，在一定的转速范围内，汽车燃油释放的能量有大约1／3-l／4被轮胎吸收，并通过散热形式消耗。所以轮胎直接影响汽车燃油经济性。3改善燃油经济性的措施3.1整车方面第7页共10页汽车整车质量和汽车的滚动阻力、上坡阻力和加速阻力都有着直接的关系，减轻汽车整车质量能使汽车燃油消耗下降。有关研究显示，减轻汽车质量10%可使汽车燃油消耗下降9%。减轻汽车质量的主要方法是大量采用新型材料来代替传统的钢铁材料。滚动阻力、空气阻力、加速阻力和上坡阻力是汽车在行驶的过程中可能遇到的阻力。其中加速阻力和上坡阻力都不是一直存在的，但是在任何条件下都会遇到滚动阻力和空气阻力。所以应该对这两种阻力着重减小。汽车行驶的滚动阻力和很多的因素有关，比如路面状况、轮胎的结构及气压等。汽车在良好的路面行驶与在被损坏的路面行驶两者之间的油耗差30%~50%，因此，驾驶员应该尽量的选择良好的路面行驶。汽车轮胎对滚动阻力影响很大，第一，轮胎的气压很重要。通常来说，汽车轮胎充气压力较高，在滚动中轮胎会变小，滚动阻力也会变小，能够节油。然而如果是在松软的路面上，情况就会相反，可以把轮胎的气压适当降低。第二，轮胎结构对滚动阻力影响也很大。子午线轮胎具有耐磨性好，升温低、散热快、寿命长的优点。汽车的空气阻力和汽车的迎风面积及空气阻力系数以及汽车和空气的相对速度平方成正比。减少汽车迎风面积和空气阻力系数，或降低车速可以减少空气的阻力。汽车的高度决定了汽车的迎风面积，但是不能为了减少空气阻力就影响到驾驶员和乘员的乘坐舒适度。在设计汽车的过程中，应该注意考虑汽车的装载高度和宽度，最好可以平放。而空气阻力系数的大小取决于汽车外形和表面的光滑程度，以流线型、光滑型为最佳。3.2发动机方面3.2.1发动机类型和结构柴油汽车的燃油经济性比汽油机要好，因为柴油机的有效耗油率比汽油机低大约20%，有研究表明：汽车装配柴油发动机比装配汽油发动机行驶节油大约20%。在发动机的种类确定后，发动机的结构就决定了发动第8页共10页机的油耗。尽可能地提高压缩比，增加热效率，使发动机的动力性和经济性得以改善，使发动机油耗率降低；采用直喷式发动机和稀薄混合区的分层燃烧，提高燃油经济性；应用计算机技术实现对汽车发动机的适时控制。采用功率大的发动机虽然汽车的动力性比较好，但是汽车的燃油经济性会大大降低。所以，在保证汽车动力性的基础上，尽量选择功率小的发动机可以节油。3.2.2提高发动机压缩比提高压缩比是一种既简单又高效的节油途径，它能够使发动机的动力性和经济性得到明显提高。通过提高压缩比，压缩缸内温度和压力也会提高，不仅有利于混合气的燃烧，还能够增加发动机的有效功率，降低燃油消耗。不得不提的是，这种方法因为受很多因素的限制，会增加排气污染。3.2.3发动机传动系1）传动系效率。传动系效率越高，则损失于传动系统的能量就越少，燃油经济性就越好。具有自动变速器的车，其油耗相对较高。改善润滑油的品质对提供传动效率也具有重要作用。2）超速档。汽车在良好路面若以相同的车速行驶，采用超速档的负荷率明显高于直接档的负荷率，使汽车较为节油。3.3环境条件和使用方面3.3.1合理正确选择汽车润滑油液发动机润滑油、汽车齿轮油、自动变速器液、制动液和车用润滑脂等均是重要的汽车的润滑油类型，按照汽车使用说明书规定正确合理的选用润滑油，并在合适的时间合理添加更换润滑油，另外在发动机良好润滑的前提下，选用粘度较低的润滑油，可以增加汽车燃油的经济性。3.3.2尽量避开费油的环境条件1）道路条件。不同的道路等级和道路状况，其行驶阻力存在着较大的差别，阻力越大，节气门开度就越大，高速档行驶的机会就越少，而第9页共10页油耗就增大，汽车在良好的道路上行驶，车速可以较高，燃油经济性较好；相反油耗可增加40豫-50豫。2）气候条件。气候条件中的气温对汽车的燃油经济性的影响最明显。冬季由于气温低，发动机启动相对困难、燃油雾化不良、燃烧速度慢、散热损失大，汽车各部件的运动阻力大，传动系和行驶系的机械损失增加，汽车的燃油消耗量增加；气温过高时，发动机的充气量下降，容易过热产生