汽车燃油经济性和改善

摘要

【摘要】在低碳经济、低碳生活最来越受到重视和关注的今天,汽车的油耗也越来越受到人们特别是驾驶员的关注。一般认为,油耗跟汽车的车速有最为直接的关系。本文就怎样确定汽车的经济车速从而有效降低汽车油耗进行了阐述。

【关键词】汽车油耗车速行驶里程燃油消耗量

前言

汽车燃油经济性是汽车的一个重要性能，也是每个拥有汽车的人最关心的指标之一。它关系到每个人的切身利益，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。怎样有效降低汽车的油耗,一直汽车驾驶员普遍关心的问题而将汽车控制在一个比较经济的速度内行驶被认为降低油耗的一个重要手段有人认为:“汽车的经济车速由汽车所使用的发动机的经济转速换算而得,一个无需深究的问题”。由于要求节约能源和减少消耗能源时产生的温室效应的副作用，所以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课题。结合课本的理论以及各种资料中搜集的资料，对汽车燃油经济性和改善策提出粗略的个人观点。

第一章汽车燃油经济性的概念和影响因素

1.1 什么是汽车燃油经济性

汽车的燃油经济性是表示汽车在一定使用条件下,以最小的燃油消耗量完成一定行驶里程数的能力.简单说,在完成一定行驶里程数时,消耗燃油越少的汽车其燃油经济性越高.汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。在我国，燃油经济性指标的单位为L/100km，即汽车行驶100km所消耗的燃油升数。其数值越大，汽车燃油经济性越差。美国这一指标的单位是MPG或mile/USgal，指的是每加仑燃油能行驶的英里数。这个数值越大，汽车燃油经济性越好。等速行驶百公里油耗是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。

1.2 汽车燃油经济性的影响因素

一般而言，影响汽车油耗的几个主要因素包括以下方面：

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。

怎样的轮胎可以省油？折线花纹轮胎可省油

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。

花纹的主要种类：

(1)、纵向折线花纹(与轮胎圆方向相向)——能将滚动阻力减到最小，对侧滑产生较大阻力；

(2)、横向花纹——与轮胎以近似直角的形式分布在胎面上，具有良好的地面附着能力，但滚动阻力较大，防侧滑的能力较小，胎噪较大；

(3)、组合花纹——由纵向折线花纹和横向花纹组合而成；

(4)、区间花纹——具有这种花纹的胎面，被有规则花纹槽分成许多的区间，

可以提供更好的驱动和制动性能，同时在泥泞或积雪覆盖道路行驶时，可减少打滑和滑移现象。

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。

以上所述是理论，显示生活中的什么情况影响油耗:

1、进气系统的故障，会导致油耗的增加；如空气滤清器经久不换，导致进气不够，油耗一定会增加的；还有，节流阀体很久没有清理，也会让油耗增加。

2、点火系统的故障比如火花塞有积碳。

3、油路故障，如喷油嘴脏了，供油系统有问题等。

4、磨合润滑不好，如车轮轴承部分缺少润滑油，致使磨擦系数增加，从而油耗也会增加等。所以新车一开始的油耗一般不如已跑了一段时间的车子。

5、另外，一些电喷的发动机的关键传感器，比如空气流量传感器、氧传感器若工作不正常也将影响ECU对喷油时间的控制，造成油耗增加。当然，这个检测比较困难。

第二章改善燃油经济性的措施

2.1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。值得庆幸的是在油价不断攀升，能源不断枯竭的大环境之下，各汽车制造商不断追求着汽车产品的高经济性。

以北京车展为例，可谓多种技术手段降低油耗，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。东风本田新款ＣＩＶＩＣ参展。ＣＩＶＩＣ搭载１．８Ｌｉ－ＶＴＥＣ发动机，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。梅赛德斯—奔驰ＣＬＫ３５０Ｃａｂｒｉｏｌｅｔ跑车配备的Ｖ６发动机是同排量级别中最强劲的发动机之一。通过进气门凸轮轴和排气门凸轮轴的可变和连续调节，降低了部分负荷时的燃油消耗量。进气孔还装配了“翻转瓣”，从而增强进油和燃油空气混合气燃烧效果。运用这些创新性“翻转瓣”之后，不仅降低了燃油消耗量，而且能降低废气排放。

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，一下是几点具体例子：

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 (Electronic Control Unit )、传感器及信号处理电路、执行器及驱动电路3 部分组成(见下图)。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。引用《汽车车身新材料应用的发展趋势》德国某汽车公司在大批生产的轿车上采用CO2激光束焊接，与传统的焊接工艺相比，焊接成的高强度钢板车身的强度提高了50％。又如，一些复合材料的SMC壳体的材料较厚，大约为2.5～3mm，限制了轻量化的幅度。法国雷诺公司采用新的A级表面精度的SMC模压技术和低密度填料，减薄了零件厚度，使轿车壳体重量比普通SMC工艺下降了30％。据欧洲汽车界人士预测，在今后十年中，轿车自身质量还将减轻20％，除了大量采用复合材料和轻质合金外，车身设计方法也将发生重大变化。由于大量采用新型材料，传统的车身结构及其设计方法可能不再适用，取而代之的是一种基于生物学增长规律的形状优化设计法，这种设计方法即能减少零件质量，又延长了零件的使用寿命。此外，采用新的设计方法还能使车身零件数大幅度减少。如某车型的零件数已由400个减少到75个，质量减轻30％。美国克莱斯勒汽车公司尚未投放市场的概念车由于采用了创新的优化设计法，使整车自重降至544kg。这说明轻量化设计具有极大的潜力。

2.2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。

第三章汽车的经济车速的确定

汽车在不同Ψ值的道路上行驶,其经济车速是不同的,这是由于发动机的有

效比油耗g

e 随负荷率U的增加而下降,并且U只与Ψ、V

a

有关。因此,如果在定

道路,定车速的条件下,负荷率也随之确定。当U确定以后,便可由该车发动机在

此负荷率下g

e

-n曲线,查出该车在任一Ψ值道路上行驶时每种车速所对应的发

动机负荷率下降的g

e

值,就可以连成图1所示的一族曲线。

图1

图1所示的g

e -V

a

曲线就是汽车在既定Ψ值的道路上行驶,驾驶员想由原来

的车速达到某个新的稳定的车速行驶,外界条件就会迫使改变发动机的负荷率。

在连续改变负荷率的条件下由试验确定的g

e -V

a

变化曲线,本身就融合了决定汽

车油耗的两个因素:汽车行驶时克服各种阻力上的功率;发动机的有效比油耗与

车速的关系。并且体现了占主导地位的是前者而不是后者。由于对确定的发动机来说,他的最佳转速区就确定了与外界道路条件无关。假若在道路上行驶的汽车,发动机的实际工况所确定的这个经济转速区相吻合,那么发动机本身所确定的这个经济转速区就失去了它的存在价值。汽车行驶什么样的车速油耗最少,并不决定于发动机什么转速下g

e

最小,二是主要取决于道路,空气阻力的限制下,汽车那

种车速所对应负荷率下的g

e

值最低。如此说来,对掌握最小油耗的车速图1无疑是十分重要的曲线。他至少说明了三点内容;

(1)当Ψ既定时,只可能存在一条g

e -V

a

曲线,也只存在一个经济车速点v

r

;

(2)随着Ψ的下降,g

e -V

a

曲线上移,但其对应的经济车速升高;

(3)同车速下Ψ值越小g

e

越高(这是由于同车速下在较好的路面上行驶的车

辆,U必然变小,因此g

e

升高)。

图1曲线表明了在一定道路阻力系数Ψ下g

e 与V

a

的关系,故称为汽车的道

路经济特性曲线,相应的最小g

e

的车速就是经济车速,它对应的转速称为发动机

的道路经济转速,用n

r 表示。值得注意的是n

r

与发动机的最佳经济转速n

e

的概念

是不同的。因为n

e 只取决于发动机,而n

e

除和发动机有关外,还与道路、空气阻

力等外界条件有关。汽车在某种道路上行驶可以有各种车速,但其中只可能有一种车速所限定的负荷率下g

e

值最低。这个车速就是寻求的经济车速。转事实上,在Ψ既定道路上每种汽车稳定车速行驶,其发动机的负荷率取决于所要控制的车速,若要改变负荷率(体现于油门的松弛程度)车速必然变化。更重

要的当Ψ、V

a 一定时,不但U一定,而且g

e

也是一定的。因为,g

e

只取决于U和n,

当U一定时g

e 还随n而变,这时V

a

一定意味着n一定,因此g

e

也就确定了。并且

g e 随U、n的变化规律是:负荷率越高(但不能超过经济负荷率),g

e

值越低,当转速

在n

e 附近变化时g

e

较低。这就告诉我们,车辆在行驶过程中,应尽量提高负荷率。

比如,在良好质量的路面上(Ψ较小),车辆在不超载的前提下,一般而言,负荷率尚且不足(可由油门的行程感觉到),此时完全可以提高车速V

a

行驶,由于较高的

V a 会带来较大的负荷率U,以便使g

e

值下降。但还必须考虑到V

a

的增加会带来转

速n的增加,假若 n远远超过n

e ,g

e

值又会明显增加。就是说负荷率U不足,车速

也不能无限制的增加,否则,百公里油耗反而上升。可见U、V

a 、g

e

三者是相辅相

成的,又矛盾、又渗透、又制约。但是在良好的路面行驶的车辆,可以适当增加

V a ,以提高负荷率U使g

e

值下降,另一方面,由于V

a

的增加,可能会使n超过n

e

,此

时g

e 略有上升,若综合两方面的效果,前者使g

e

值下降,后者使g

e

之上升,相互补

偿后,总的g

e 值不变或略有下降时,V

a

又得到了提高,这个车速V

a

就大致认为是经

济车速了。可见汽车行驶在良好的路面上则会低一些。这与图2曲线所示的结果是相符的。就是说,相同的车辆在不同的道路上行驶其经济车速不能一同而论。

上面谈到的经济车速是一个车速点,它应当是汽车发动机、车况、道路诸条件的综合评定,由试验测得。然而,汽车在行驶中,驾驶员很难知道道路阻力系数Ψ的,更不能将车速稳定一个点上,其车速只能在某一定范围内变动。因此,如能根据道路状况和汽车的性能,经过实车试验,确定这个范围,对于指导行车,节约油料,将具有重要意义。

第四章 2010年，关注燃油经济性

外电综合报道，为降低燃油消耗并减少温室气体的排放，美国奥巴马政府将在当地时间本周二（5月19日）公布一项新的汽车燃油经济性提议。

提议要求到2016年美国车辆燃油经济性平均水平达到35英里/加仑——这比联邦法律之前的规定提前了4年。其中轿车燃油经济性标准可能高达42英里/加仑，而其他轻型车（包括皮卡、SUV和MPV）的标准也将达到26英里/加仑以上。

目前美国乘用车和轻卡的平均燃油经济性为25英里/加仑左右。3月份美国政府曾宣布2011年车型年燃油经济性标准将提高8%，至27.3英里/加仑。其中，轿车由27.5英里/加仑提升至30.2英里/加仑，而其他轻型车由23.1英里/加仑提升至24.1英里/加仑。这一改进预计将耗费整个汽车工业14.6亿美元的投资。

而作为提议的一部分，美国加州也将放弃执行本州特别的汽车排放标准，而与新的联邦法规保持一致。此前加州的汽车排放标准一直严于美国联邦整体水平。

分析人士指出，如果此案通过，美国汽车制造商通用、福特和克莱斯勒将加速研发节能环保引擎，这对已经身处困境的“三大巨头”无疑又是一道头疼的难题。

不管主动还是被动，2010年的中国车市都将和“哥本哈根”紧密地联系在一起。

2010年的第一天，工信部网站就正式推出了“轻型汽车燃料消耗量通告”专栏，消费者可查询在售国产车和进口车在市区、市郊、综合三种工况下的油耗数据。该数据是实际油耗数据，完全不同于之前厂商公布的理论油耗。

工信部表示，建立油耗公示制度，是为了进一步完善我国汽车节能管理体系，

引导低油耗节能车辆的生产和使用，降低我国汽车燃料消耗量水平。

另外，国内新的成品油定价机制或将进行调整，以避免目前出现的国内成品油价变动比国际油价变动“慢半拍”的情况。虽然具体间隔天数还未确定，但是这从另一个层面反映出，今后的油价调整将更为频繁，油价将时常处于波动状态。

燃油标识的实行，国内油价上调的预期以及油价日益与国际接轨，将使小排量车型与省油车型更受消费者青睐，新能源汽车的发展将进入一个新的时期和高度，燃油经济性将成为2010年的新卖点。

在这种市场背景下，新能源汽车的商业化或将得到极大的推动。国家发改委汽车专家组组长王书林对媒体透露，《新能源汽车发展规划》预计今年3月正式颁布。这样，新能源汽车产业将获得纲领性的政策指导。

对于新能源汽车，企业也开始给予越来越多的关注，各个企业都提出了针对性的发展规划，更有少数企业将在今年开始新能源的商业化道路。

第五章总结

综上所述，燃油经济性不但涉及发动机，还涉及到变速器、主减速器、汽车重量、车身造型等多方面因素。因此，汽车燃油经济性是一个汇集综合因素的技术指标，但它只能反映运行成本的问题，不能代表汽车的优劣，耗油高并不说明汽车差，耗油低也不说明汽车好，因为汽车的优劣还与汽车的安全性、舒适性有关，而这些性能往往与燃油经济性相冲突的。

在我看来，汽车的发展是动力性、舒适性以及经济性的完美结合，在现阶段燃油危机的环境之下，燃油经济性在汽车设计中的成分势必增加，至少近阶段如此。作为汽车专业方面的学生，之前并未过多接触现实中的问题，所以在写如何应对之策是不免有些力不从心，但是，学习之余哪怕此次论文作业纯粹抄袭，至少已经意思到燃油经济性在未来汽车制造中的重要地位，也算有所收获。