【文章內(nèi)容簡介】 因此柴油機比汽油機的油耗要低的多。試驗和使用證明，一般裝備柴油發(fā)動機的轎車比裝汽油發(fā)動機的轎車節(jié)油18%左右，柴油發(fā)動機載貨汽車比汽油發(fā)動機載貨汽車節(jié)油30%左右，加上車用柴油機與車用汽油機相比加工成本低5%，目前世界各國正在積極推行輕型載貨汽車和轎車的柴油化。柴油發(fā)動機有如下優(yōu)勢：l 熱效率高，燃油消耗率低，且柴油價格低，運輸成本低；l 柴油機在部分負荷時由于空燃比增大了，混合氣絕熱指數(shù)增大，柴油機熱效率提高；l 柴油機的排氣污染較小，它排放產(chǎn)生的溫室效應比汽油機低45%，一氧化碳含量低。柴油機的使用時，要注意柴油牌號的選擇，如果柴油牌號過高，則燃油的價格高，造成浪費；若選用柴油牌號過低，則會因為燃油溫度過低，低溫不能啟動，燃燒不充分，造成燃油消耗量增高。應按照GB 252，根據(jù)氣溫，選用合適牌號的柴油。隨著科技的進步，采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的汽油機，其油耗相對于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動機節(jié)油3%13%。缸內(nèi)直噴若采用噴射導向式分層燃燒模式，油耗將進一步降低。此技術(shù)已在某些高檔轎車上使用，并且將會是乘用車汽油發(fā)動機的一個發(fā)展趨勢。 發(fā)動機的負荷率發(fā)動機負荷率通常是指發(fā)動機阻力矩大小。發(fā)動機克服阻力矩必須消耗燃油，增加負荷就意味著增加發(fā)動機每個工作循環(huán)的供油量。汽油機是通過節(jié)氣門位置來控制，柴油機是通過噴油泵齒條位置來控制（非電控發(fā)動機），因此我們把汽油機節(jié)氣門不全開或柴油機噴油泵齒條位置小于標定功率位置時，稱為部分負荷。反映到整車上，當加速踏板踩到底時，發(fā)動機為全負荷，加速踏板部分踩下時為部分負荷。發(fā)動機的比油耗隨發(fā)動機負荷的變化而變化，在負荷率約為80%90%時比油耗最低，低負荷和全負荷時比油耗都增加。在發(fā)動機負荷低時，由于功率利用率低，燃油消耗率增加。若希望汽車的動力性好，則要求發(fā)動機的功率、扭矩大。但是在一般行駛時，由于路況較好，車速也受到一定限制。這就可能使大功率的發(fā)動機經(jīng)常處于小負荷工況下運轉(zhuǎn)，造成燃油消耗增加。據(jù)統(tǒng)計，在平路上以常用速度行駛時，往往只利用同轉(zhuǎn)速下發(fā)動機最大功率的50%60%，只占發(fā)動機最大功率的20%左右。汽車空載低速行駛時，發(fā)動機功率利用更低。因此，在滿足車輛動力性要求的前提下，不宜裝用功率過大的發(fā)動機。在合適的道路條件下，利用拖掛和半拖掛汽車運輸，可提高發(fā)動機的負荷率，使燃油消耗率下降。以上分析側(cè)重于乘用車，特點是整車總質(zhì)量變化不大。載貨汽車主要是側(cè)重于整車的載貨能力，整車匹配不能完全按照以上分析進行。若按照上面原則，傳動系統(tǒng)傳動比取得太小的話，雖然整車的油耗有可能降低，但是整車的超載能力會降低，駕駛過程中會出現(xiàn)加速緩慢，爬坡無力等問題。載貨汽車的傳動系取值要綜合車輛使用的情況具體分析。 車輛結(jié)構(gòu)整車燃料經(jīng)濟性的高低，除了受發(fā)動機本身影響外，整車匹配和整車狀態(tài)的調(diào)整也對經(jīng)濟性有很大的影響。結(jié)合我們的試驗數(shù)據(jù)，下面就整車的匹配、輪胎的選用、風阻的降低和整車質(zhì)量幾個方面來分析車輛結(jié)構(gòu)對汽車燃料經(jīng)濟性的影響。 整車匹配對整車燃料經(jīng)濟性的影響整車傳動系統(tǒng)匹配的目的是，在滿足傳動系統(tǒng)的扭矩匹配、空間布置、重量要求和符合行業(yè)標準及法規(guī)要求的同時，使整車的動力性和燃料經(jīng)濟性達到最佳狀態(tài)。汽車行駛時，等速百公里油耗和六工況油耗與車速的關(guān)系及影響因素見圖26。圖26 等速百公里油耗和六工況油耗與車速的關(guān)系及影響因素整車匹配中，影響比較大是發(fā)動機萬有特性、變速箱速比、后橋速比三個方面影響。 萬有特性曲線對整車燃料經(jīng)濟性的影響圖27 發(fā)動機萬有特性和后橋速比對整車經(jīng)濟性的影響如上圖所示，整車匹配時，常用工況越靠近中心1區(qū)，整車的燃油消耗率就越低，相應的油耗就越低。最理想的狀態(tài)是，整車常用工況在中心區(qū)域1內(nèi)。整車發(fā)動機確定后，工作曲線通常由調(diào)整后橋速比，使其靠近或者進入發(fā)動機最小燃油消耗率區(qū)域。 變速箱速比對整車燃料經(jīng)濟性的影響變速箱是改變汽車速度的。發(fā)動機的轉(zhuǎn)速相同時，不同檔位，車速不同，檔位越高時車速越高。對于同一檔位，車速越高，相應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速就越高，整車油耗就高。不同檔位，油耗是不一樣的。使用低速檔時，發(fā)動機的后備功率大、牽引力大，功率利用率低，油耗要高于高速檔的油耗。不同的汽車，油耗不同，但用高速檔比低速檔油耗低，這個結(jié)論是不變的。多檔變速箱是降油耗的方式之一。變速箱檔位數(shù)增加，其速比級差減小，可選擇合適的變速箱速比，使發(fā)動機的負荷率在80%90%最大功率范圍內(nèi)，提高了發(fā)動機的動力性，此時發(fā)動機的比油耗也最低，又減少整車的燃料經(jīng)濟性。發(fā)動機過低負荷和全負荷時比油耗都將會增加。圖28 不同檔位時換檔車速與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系 后橋速比對整車動力性、經(jīng)濟性的影響在動力系統(tǒng)其它參數(shù)不變的條件下，若要選定最佳主減速器傳動比，通常做出燃油經(jīng)濟性—加速時間曲線（此曲線通常呈C形，稱之為C曲線）。由于后橋速比增大時，整車的動力性提高，油耗增加；相反，整車動力性下降，油耗降低。圖29 燃油經(jīng)濟性—加速時間曲線從圖29可以看出，；，燃油經(jīng)濟性稍有改善，但動力性有明顯下降；，動力性雖有改善，但燃油經(jīng)濟性明顯下降。從我們的試驗數(shù)據(jù)也可以看出，后橋速比變小時，整車的動力性降低，油耗下降。表26 調(diào)整速比后整車動力性和經(jīng)濟性的關(guān)系　空載（7 1900車身，平板，）滿載（7 1900車身，平板，） 差值 差值　Ⅴ檔最高車速km/h115101直接檔最低穩(wěn)定車速直接檔從25km/h加速到80km/h時間起步連續(xù)換檔加速至80km/h時間Ⅳ檔30（km/h）40（km/h）50（km/h）60（km/h）70（km/h）Ⅴ檔30（km/h）40（km/h）50（km/h）660（km/h）70（km/h）　模擬，由于傳動系總傳動比減小，整車的最高車速和直接擋最低穩(wěn)定車速明顯加大，加速時間加長，動力性下降；整車油耗降低很多，并且隨著車速的逐漸加大，兩車型的油耗差值越來越大。如試驗數(shù)據(jù)所示：用五檔車速達到70km/h時，，變化率分別為14%和11%。由于試驗只做了兩個速比，不能做出此車的C曲線。 輪胎對整車燃油經(jīng)濟性的影響由于發(fā)動機輸出功率的30%40%消耗在輪胎的滾動阻力上，而輪胎變形阻力占其滾動阻力總值的90%以上（輪胎空氣阻力、輪胎與路面滑動阻力占10%左右）。輪胎滾動阻力的產(chǎn)生和能耗分布如圖210所示。圖210 輪胎滾動阻力的產(chǎn)生和能耗分布圖由于輪胎的變形阻力是輪胎滾動阻力的主要能量消耗，要減小輪胎滾動阻力，主要從減小變形阻力著手。 輪胎工作氣壓對汽車燃油經(jīng)濟性的影響輪胎工作氣壓直接關(guān)系到汽車行駛的安全性和經(jīng)濟性。對于同一車輛，輪胎氣壓降低，則其輪胎半徑減小，同時滾動阻力系數(shù)增大，整車的油耗就升高；氣壓升高，輪胎的滾動阻力系數(shù)減小，整車的油耗就降低，由于與地面的接觸面積減小，對路面的壓力增大。可見，根據(jù)輪胎負荷，適時地調(diào)整輪胎氣壓，是減小滾動阻力、降低油耗的有效措施。輪胎工作氣壓應與負荷能力相適應在垂直載荷作用下，輪胎被壓縮的程度或徑向變形量稱為輪胎的下沉量。當氣壓一定時，作用在輪胎上的負荷，直接影響到輪胎的變形程度，輪胎工作氣壓應與負荷能力相適應。單輪負荷比雙輪負荷高5%。在實際應用中，不能簡單地按照輪胎標準或者使用說明書規(guī)定的氣壓充氣，而應當在適當范圍內(nèi)合理的選擇。若要提高車輛的負荷能力，可適當提高輪胎的工作氣壓（該氣壓不能超過規(guī)定的最大負荷）。 相反，若車輛負荷小，可以適當減小輪胎氣壓，但要注意行駛速度。輪胎工作氣壓對壓縮系數(shù)有直接影響：λ=h/H （h為輪胎下沉量，H為輪胎充氣斷面高）在最大允許負荷的作用下，普通載重貨車輪胎壓縮系數(shù)為10%12%；乘用車輪胎壓縮系數(shù)為12%14%。在負荷一定時，輪胎工作氣壓過高，下沉量小，地面接觸面積縮小，單位面積所受的力增加，從而加速了胎面中部的磨損，縮短了輪胎的使用壽命，但是在此情況下，滾動阻力小，有利于降低燃油消耗；輪胎工作氣壓過低，下沉量增大，胎面邊緣負荷增大，胎肩早期磨損，增加了滾動阻力，這對節(jié)油、節(jié)胎都不利。因此，應選擇最佳的輪胎工作氣壓，一般取輪胎壓縮系數(shù)為10%時的氣壓。 圖211 輪胎高氣壓時輪胎形狀輪胎使用速度應與負荷能力相適應輪胎的最大負荷，是指在一定速度等級下，輪胎所能承受的最大負荷。當使用速度與負荷能力相適應，并符合相應的氣壓標準時，就能發(fā)揮輪胎的綜合性能。在實際使用中，若保持最高車速在速度等級以內(nèi)，則可相應增加輪胎的負荷，這時應適當提高輪胎工作氣壓。若高于規(guī)定的速度等級，應相應減小負荷。特定條件下需要超載時，應當減速行駛。若輪胎使用因素（負荷、車速、道路、運輸距離等）中某一因素發(fā)生變化，則要求相應的改變輪胎工作氣壓。輪胎工作氣壓應與胎溫相適應汽車行駛時，輪胎斷面撓屈變形，輪胎產(chǎn)生內(nèi)部摩擦，引起發(fā)熱，胎溫升高，胎內(nèi)氣體受熱膨脹，致使胎壓升高。同一輪胎，由于花紋不同，輪胎發(fā)熱程度就不同，設(shè)計時可以通過調(diào)整輪胎花紋來降低胎溫。圖212 相同負荷、氣壓下不同花紋輪胎溫度輪胎摩擦、扭曲變形產(chǎn)生的熱量，這些熱量都來自發(fā)動機的輸出功，產(chǎn)生的熱量越高，消耗的燃油就越多。所以應通過調(diào)整輪胎氣壓和輪胎花紋，降低輪胎的工作溫度，達到節(jié)油的目的。 子午線輪胎的使用對燃油經(jīng)濟性的影響圖213 子午線胎結(jié)構(gòu)和特點子午線胎有以下優(yōu)點：l 載荷能力大，比斜交胎載荷能力高20%以上；l 耐磨性能好，行駛里程高，胎溫低；l 滾動阻力降低20%，油耗降低5%10%；l 耐刺扎與切割，安全性能好；l 緩沖性能好，乘坐舒適。使用子午線輪胎時應注意：l 子午胎的胎側(cè)薄，側(cè)向剛性較差，在轉(zhuǎn)彎時車身的側(cè)傾角度較大。因而，在汽車轉(zhuǎn)向前，應時當減速，以免外傾過大降低橫向穩(wěn)定性；l 在采用子午胎時要將所有車輪都換成子午胎，子午胎不能與斜交胎混裝，否則可能使汽車的操縱穩(wěn)定性變差；