影响汽车燃油经济性的因素（2）在线视频

同学们大家好

下面呢介绍第二章

汽车的燃油经济性的

第四个知识点

影响汽车燃油经济性的因素

第二部分

在前一部分呢

我们介绍了从使用方面

对燃油经济性的

这样一些影响因素

这一讲呢

主要介绍

汽车从设计和汽车从结构方面

对汽车燃油经济性的影响

当然在这里边呢

主要分四个方面做这个介绍

第一个就是减小轿车的尺寸

和减轻重量

大家也清楚

这个总尺寸的减少

主要是为了降低空气阻力

这个重量的减轻

主要就是为了减轻

这个滚动阻力

当然空气阻力越小

滚动阻力越小

当然它的油耗呢也就会越少

第二个呢是从发动机的角度来讲

来探讨怎么降低它的油耗

第三呢就是从传动系的角度来讲

也就是你的这个变速系统

怎么通过变速系统的改善

来降低他的油耗

第四呢

就是从汽车的外型和轮胎

当然汽车的外形呢

无非怎么来降低汽车的空气阻力系数

从轮胎来讲呢

当然就是探讨

怎么来降低它的滚动阻力

他们呢对燃油消耗的这个影响

下面呢

就每个因素呢

做一个探讨

首先呢我们看一看缩减汽车的尺寸

和降低它的重量

对汽车燃油经济的影响

美国那个克拉克教授呢

他实际上是做了大量有关

燃油经济性的这样一个统计

他的在统计图上

横坐标是汽车的重量

它的单位当然是磅

我们下边呢

这个坐标呢把这个磅

化成为了公斤

这个纵坐标的话

当然是它的这个油耗

它这个油耗的话

当然就是每加仑行使的英里

当然这个数值越大

代表着越节油

从这个趋势线我们可以看到

你呢随着重量的增加

它的油耗是大幅度的

这个增加的

当然在这里边也就是说

每单位的油

它呢能够行使的里程

是大幅度降低的

上面这根线的话

当然是柴油机的

下面这条线呢是汽油机的

通过这个对比也可以知道

这个柴油机的油耗呢

它是小于汽油机的

这个研究结果表明呢

一辆轿车的质量

如果能够减少10%

一般来讲

按照欧洲的三分之一

混合工况来衡量的话

那么它的可以节油3%到4%

为了减轻质量呢

汽车选用铝

或者复合材料的比例

它实际上是日益增加的

以豪华轿车奥迪A8为例

它呢采用了全铝的

承载式车身

质量差不多减少15%左右

这样呢百公里油耗呢

它可以降低5%到8%

下面呢我们从发动机的角度来讲

来探讨一下怎么来降低油耗

从刚才呢展示给大家的

按照美国环境保护局

它统计的中级轿车的

这样一个各部位的油耗消耗来看

发动机呢差不多油耗

大体上损失了三分之二左右

损失了三分之二左右

因此呢发动机来节油

它的潜力是非常大的

这个发动机呢

它既然的话

它消耗的燃油的65%左右

在这里边

实际上的话

主要它分热效率和机械效率两块

在这里边热损失

实际上呢损失了80%左右

机械损失呢

损失了20%左右

实际上它这个热损失

有的时候呢

你不想让它损失

还是很难的

它呢这个热损失包括两部分

一个当然就是这种冷却

发动机的冷却

系统呢差不多损失40%左右

然后呢排气损失

它的尾气排放的时候

它温度很高差不多也损失了40%

所以我们所要做的工作呢

当然一方面

要提高热效率

这还能有一些潜力可挖

当然另一大块

主要是在降低你的机械效率

降低你的机械效率

因为呢机械效率这一块

实际上它占的比重很大

因为65%的20%

实际上13%呢

刚才我们也看到

我们克服行使阻力

在城市工况下

我们才消耗了6.8%

就你这13%几乎是6.8的两倍

假如我们能够把这个效率降低5%

也就是从那20%降到15%

在这样的情况下

你这五个点

你要真是把它摊到行驶阻力上

那几乎可以多走50%的里程

第二的话呢

就是要扩大柴油发动机的应用范围

刚才我们根据美国那个克拉克

他的一个统计来讲

柴油机的显然那个是

大幅度的比起汽油机呢

能够节能的

一般来讲柴油机的热效率的话

它可以比起汽油机

差不多提高30%左右

提高30%左右

这样也就意味着

它的油耗呢可以下降30%左右

当然第三个

在发动机上要做的工作就是增压

增压它起什么作用呢

实际上增压的话

也就是提高了发动机的升功率

也就是在发动机发出

同样功率的情况下

来减轻发动机的质量

来减轻发动机质量

因为发动机质量减轻了

整车质量也就下降了

这样的话呢当然也就使得油耗呢

也就下降了

最后在发动机要做的话

就是改善这个配气相位

因为配气相位对于油耗

也是非常重要的

所谓的配气相位

也就是发动机工作的时候

进排气门

它所

就是应该提前开一点

还是晚开一点等等

就是来做这样一个微调

这个呢对于发动机的热效率提高

也是非常有帮助的

当然在汽车结构方面

最后讨论的一个因素呢

就是传动系

这个传动系

实际上对于汽车发动机的油耗

影响是最重要一个方面之一

当然传动系主要影响什么呢

实际上传动系主要影响的

一个是比油耗

一个是传动效率

这个呢它一下占了两个因素

一个呢它对于降低发动机的比油耗

是非常有帮助的

第二块的话呢

对于改善这个传动效率

它呢要是做好了

也是能够发挥很重要的作用

从传动系的挡位来讲

传动系的挡位增加以后

增加了选择合适挡位

使得发动机处于工作经济

工作状况的这样一个机会

这个呢显然是有利于

提高汽车的燃油经济性的

因此呢近来各种汽车

都有增加挡位的这样一个趋势

比较像现在的AT

这个市面上

过去的话

经常我们见到就是所谓的4at

或者5AT

现在实际上呢

大家经常可以看到

我这个车装了8AT

甚至于装了9AT

这样子的话

实际上本身装了AT这个轿车

它实际上是废油的

现在AT为了在

保证人们驾驶舒适性的情况下

同时呢

来降低油耗

它呢把挡位数提高了

增加了挡位数的话

实际上也就是增加了

你在低油耗区域工作的

这样一个机会

这样的话

来降低这个油耗

当然了

增加挡位数说实在的

也会增加这个汽车的

或者说就是增加

这个变速箱的成本

我们在真正的权衡

我们是采用高挡位数

和低挡位数的时候

可能还要考虑这个

经济性的这样一个因素

当然挡位无限的这样一个

无级变速器

它在任何条件下

都可以提供了

使发动机在经济工况下

工作的这样一个机会

这样子的话呢

它实际上能够

假如能够它

让发动机处于经济工况工作

同时它的传动效率又非常高的话

那么这个油耗呢就可以降的很低了

但是遗憾的呢

就是说目前呢

无级变速器来讲

现在传动效率都相对来讲比较低

因此呢现在的无级变速器

还起不到降低油耗这样一个作用

但是呢

我们探讨一下

这个无级变速器

在什么速比下

在什么工况下能够最节能

也是非常有意义的

所以呢下面我们介绍

最小燃油消耗特性

和无级变速器的

这样一个调节特性

我们这个图呢

是一个发动机的一个复合特性

这个最左边这个图呢

是一个发动机复合特性的

这么一个曲线

它的横坐标呢是功率

纵坐标呢是发动机的比油耗

在这里边有各种转速的情况下

那么发出一定功率

它的这样一个比油耗

实际上这个复合特性

最下边这一个包络线

它实际上表征的就是说

发动机在各种工作的情况下

它的最低的这个比油耗的

这样一个情况

当然了

根据这样一条包络线

我们呢就可以得到

在某一个功率的情况下

然后呢它的这样一个转速

它这样一个工作的

这么一个转速

这时候呢

它的比油耗是最低的

假如我们每一个功率

所对应的这样一个转速

在最省油的工况下

把它这个曲线把它连出来

就会得到A1 A2 A3

这样一条这个功率曲线

这个呢所谓的这一个功率

和油耗的这样一曲线

所对应的就是最省油的

这样一个工况

这个最省油的工况呢

一般来讲

它大体上是满负荷的

85%到90%的这样一个负荷率

我们刚才呢

所说的这样一条最省油的

这样一个工况呢

实际上把它叫做

最小燃油消耗特性曲线

有了这样一条最小燃油消耗特性

这样一条曲线以后

我们呢就可以得到

在任意行驶工况下

你呢所对应的

这样一个速比的情况

所对应的速比

比如我们在某一个道路阻力系数

等于ψ的道路上

与某一个车速行驶的时候

这个时候

你就可以算出

它所需要的功率

在发动机提供这样一个

功率的这个情况下

实际上呢

它可以在很多转速下来工作

我们每对应一个车速

就会得到某一个功率

这个呢

对应某一个功率

它可以对应个很多个转速

当然只有在这个转速下

比如像在ne'的这样一个转速下

那么它是最省油的

有了这样一个车速

再加上发动机的

这样一个转速

有了这样一个车速

和发动机的这样一个转速

我们就可以得到

这样一个速比

这个速比的计算呢

就是用发动机的这样一个转速

乘以车轮半径

再除上我们的车速

和我们的主减速器的

这样一个传动比

这个时候呢

就可以得到

我们变速器的这样一个速比

根据这样一些方法

我们把各种工况下

它的这样一个速比呢

把它收集起来

做成这样一个曲线

这个呢

我们就可以得到无级变速器的

这样一个调节特性

这张图的话

就是典型的无级变速器的

调节特性

这个横坐标呢是车速

这个纵坐标呢就是速比

这里边呢各个网格的话

所代表的就是

各种道路阻力系数

各种道路阻力系数

因为道路阻力的话

系数里面包括了滚动阻力

就是轮胎的滚动阻力

坡道阻力

因为呢你在路上

它呢所对应的坡道

它可能是不一样的

有了这样一张完整的

无级变速器的调节特性曲线

说实在的

我们自动变速器

或者无级变速器呢

它就可以根据你的行使工况

来随时调节你的速比

使得呢你发动机的燃油消耗率

在这里边是最小的

也就是最节能的

目前呢

在汽车上应用的自动变速器

主要有这么五种

下面呢

我们比较一下

这五种变速器的这个优缺点

首先呢

应用上现在目前最大的还是AT

还是AT

AT的话呢

由于它在前边加了一个

液力变矩器

实际上的话

它的油耗肯定是最高的

因为它的传动效率很低

但是它的舒适性很好

由于它的发动机

和我的后边变速箱

有了这么一个液体连接

那么它实际上相对来讲

传递动力是很柔和的

是很柔和的

当然这种变速箱呢

价格呢稍稍偏贵一点

然后呢第二种

就是所谓的AMT

AMT呢实际上就是我们目前的

手动挡的箱子

然后采用一套机器手

然后呢进行换档

和操纵离合器

因此呢这个时候

它的整个传动效率是最高的

但是由于呢

它优化了你的这个换档的

这个过程

所以呢使得它的油耗

实际上是最低的

当然了它的价格也是低的

但是呢稍稍一点缺点

就是换档的时候

冲击度稍稍大一点

由于它没有这样一个

液力的隔离

在发动机的动力

和你的汽车之间

冲击度会稍稍大一点

但是呢在现代的换档控制的条件下

实际上冲击度的话

也是完全能够满足要求的

第三个话当然就所谓的CVT

也就是无级变速器

它的舒适性呢

实际上比起

在行驶状态的情况下

它比起AT还好

因为呢它这个速比的变化它是连续的

而AT速比的变化

它还是这种跳跃的

它还是跳跃的

油耗呢适中

按道理CVT

由于它有了优化的

这样一个换档规律

它油耗应该低了

但是由于它的传动效率比较低

因为在CVT前边

一般来讲呢

它还是有一个液力变矩器的

这样它传动效率相对来讲比较低

价格的话呢

大体上是跟AT相当的

第四种的话就是DCT DCT

这DCT的话

它的舒适性

应该比起AT和CVT要差一些

但是呢比起AMT呢

它又要好一点

它的油耗呢

大体上也是适中的

油耗显然高于AMT

但是它的油耗的话

是低于AT的

价格的话

在前面四种里边

它价格是最贵的

当然还有一种自动变速器

叫做EVT

这个EVT的话主要是用在电动车上的

它的舒适性应该是最好的

这个同时呢

假如把它用在这个电动车

或者混合动力器的车上

它的能耗是比较低的

同时呢价格它应该是最高的

我们这个图显示的呢

就是CVT的

就是现在钢带式CVT的

这样一个工作原理

这个钢带式无级变速器呢

它在工作的时候

它实际上是有一个主动轮

有一个被动轮

这个主动轮和被动轮呢

它实际上都是锥形的

它是靠液压来挤压这个锥形轮

然后调节你的

使得钢带处于它的不同的位置

处于不同的位置

它处于不同的位置的时候

它的工作有效半径

就会发生变化

当主动轮的有效变大的时候

这个从动轮的有效半径呢

就会变小通过这样一个工作方式

来改变它的速比

有关传动系的对于汽车油耗的影响呢

就介绍这些

下面我们介绍汽车的外型和轮胎

当然汽车的外型

主要影响了

就是它的空气阻力系数

这个降低空气阻力系数

显然是节省燃油的

这样一个重要的手段

我们这个图呢

实际上也就说明了一下

奥迪轿车它的空气阻力系数

从0.42降低到0.3的过程里边

它呢对燃油经济性的影响

这个呢从这个图上来讲

我们的横坐标是空气阻力系数CD

这个纵坐标呢

它是能够节油的

这样一个百分比

从这个图我们可以看到

当行驶车速越高的时候

它的节能的效果也是越好的

这是150公里

120公里 90公里

这个呢当然是按照这个

循环工况

城市循环

因为速度比较低呢

省油的效率呢

相对来讲也低一点

从这个图上

我们看到这奥迪这款

它的空气阻力系数

从0.42降低到0.3的过程里边

那么它的循环工况的油耗

可以降低9%左右

这个量呢

假如要是车子非常多

那么量还是很大的

实际上我们60年代70年代

那时候轿车的这个空气阻力系数呢

基本都是在0.45左右

这包括我们国家

引进的第一代轿车

比如像我们的老桑塔纳

还有老捷达

它的外型呢说实在

就像块板砖是的

这个呢当然

它的空气阻力系数

基本上就是在0.45

那时候油耗还是很大的

从上个世纪末开始

一直到进入本世纪以来

实际上呢汽车空气阻力系数呢

有了大幅度的下降

现在基本上是稳定在0.3左右

这个一方面得益于

美国在上个世纪90年代中期

提出来的PNGV计划

所谓要三倍能效计划

这个计划一会还要介绍

做详细的介绍

有了那个介绍以后

其中里边要想

大幅度的降低油耗

就是要手段之一

就是要大幅度的降低空气阻力系数

从那以后我们的轿车呢

基本上的外型做成圆头圆脑的了

这个流线型呢

相对来讲呢

要做的比起原来好的多

当然我们CD值也就空气阻力系数呢

它下降的潜力最大呢

大体能到0.2到0.3之间

比如现在目前有些跑车

基本上空气阻力系数

就在0.25左右

另外这个轮胎的滚动阻力

对油耗的影响也是比较大的

这个图的左半边

基本上就是轮胎的滚动阻力

对油耗的影响

这个横坐标的话是轮胎的滚动阻力

纵坐标呢

是它的百公里油耗

我们可以看到

随着滚动阻力的增加

它的油耗呢

基本上都是上升的

右半边这个图呢

当然介绍的是三种轮胎

它的呢百公里油耗的这样一些情况

最上边那条线呢

也就是油耗最高的呢

就是斜交胎

中间这条线呢

实际上是一种半钢的子午胎

有时也把它叫做纤维子午胎

这个最下边这条线

也就是最省油的这条线

实际上呢是一个全钢子午线轮胎

有的时候呢

也把它叫做钢丝子午胎

从这个图呢

我们可以看到

这个滚动阻力呢

假如下降一百牛顿的话

这燃油消耗量呢

基本上可以估算成为

每百公里下降一升左右

下降一升左右

这个呢或者呢

把它换算成为

滚动阻力系数

下降10%

差不多能够省油2%

有关燃油经济性的影响

第二部分呢

就介绍到这里