瞬時(shí)油耗為“零”可信嗎？

陸 海

（南寧學(xué)院，廣西 南寧 530200）

瞬時(shí)油耗為“零”可信嗎？

陸 海

（南寧學(xué)院，廣西 南寧 530200）

本文運(yùn)用診斷儀在車輛行駛過程中實(shí)際檢測車輛的供油情況，同時(shí)結(jié)合電控噴油器的噴射量特性對(duì)汽車的瞬時(shí)為零的油耗進(jìn)行分析論證，并簡要總結(jié)出車輛使用過程中的一些節(jié)油小技巧。

油耗；減速斷油；噴油器

CLC NO.: U471.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)03--

引言

近幾年，車載行車電腦在車上運(yùn)用普及，各車主在用車過程中，車載電腦有時(shí)向駕駛員顯示的瞬時(shí)油耗“0 L/100km”讓眾多駕駛員納悶了：“此刻我的車真的不燒油嗎？那為何平均油耗又這么高呢？”

針對(duì)不少車主這樣的疑問，本文運(yùn)用金德KT-600診斷儀測試別克英朗XT1.6L車型在行駛過程中實(shí)際檢測車輛的供油情況，并用噴油嘴測試清洗儀對(duì)噴油器進(jìn)行測試并擬合出其燃油噴射特性曲線，結(jié)合此特性對(duì)汽車瞬時(shí)為零的油耗進(jìn)行分析論證。

1、檢測設(shè)備及檢測原理

1.1 檢測設(shè)備

本文以上海通用別克英朗XT1.6L手動(dòng)舒適版車型作為被測對(duì)象，金德KT-600汽車診斷檢測綜合分析儀、遠(yuǎn)征CNC-601A型噴油嘴測試清洗儀作為測試儀器。

1.2 檢測原理

電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)通過電子控制系統(tǒng)精確控制空燃比α，確保發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)中，減速斷油控制是其控制過程中極其重要的一個(gè)方面。

減速斷油控制就是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)行急減速時(shí)，由于節(jié)氣門已經(jīng)關(guān)閉，進(jìn)入氣缸的空氣量很少，如果不及時(shí)停止或減少供油，進(jìn)入氣缸的混合氣將會(huì)很濃而導(dǎo)致燃燒不完全，排氣中的有害氣體成分將急劇增加，此時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油供給將減少排放并增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用，并可以防止催化轉(zhuǎn)換器損壞。減速斷油控制過程是ECU將根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和冷卻液溫度傳感器輸送來的信號(hào)，判斷是否滿足以下3個(gè)減速斷油條件：①油門踏板位置傳感器迅速回落到0%；②冷卻液溫度已經(jīng)達(dá)到正常溫度；③發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于某一轉(zhuǎn)速（該轉(zhuǎn)速稱為汽油停供轉(zhuǎn)速，其值高于該發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速，由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、負(fù)荷等參數(shù)由各生產(chǎn)廠家設(shè)定）。當(dāng)3個(gè)條件全部滿足時(shí)，ECU立即控制噴油器停止噴油。噴油器停止噴油后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將降低，當(dāng)降低到恢復(fù)供油轉(zhuǎn)速（此轉(zhuǎn)速高于怠速轉(zhuǎn)速）后，ECU立即發(fā)出指令，控制噴油器恢復(fù)供油，此時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)自身有轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，所以，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)熄火的情況。所以如此看來車輛在滑行過程中的確會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間的零油耗。

1.3 檢測步驟

為驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)ECU向噴油器發(fā)出的“減速斷油控制”信號(hào)時(shí)，噴油器接收到信號(hào)是否真實(shí)停止向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管噴油。制定檢測步驟：通過金德KT-600與汽車連接，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度到達(dá)90℃，怠速達(dá)到正常狀態(tài)，并確保車輛各系統(tǒng)都處于正常工作狀況下進(jìn)行測試：

測試一：測試人員坐在副駕位置，系好安全帶，讓駕駛員在停車空擋的情況下突然松開油門，測試并記錄此時(shí)的噴油脈寬、節(jié)氣門位置、油門踏板位置、減速斷油信號(hào)、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、等參數(shù)；

測試二：讓駕駛員在停車空擋的情況下稍微踏動(dòng)油門踏板，測試發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)；

測試三：汽車行使在平坦公路上讓駕駛員突然踩下油門踏板到底，讓車輛處于急加速狀態(tài)，當(dāng)噴油脈寬達(dá)到最大值時(shí)記錄各項(xiàng)參數(shù)；

測試四：汽車行使在較為筆直的長下坡公路上讓駕駛員在不摘檔的情況下突然松開油門（檔位任意，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高過2000r/min），當(dāng)車載電腦顯示“0 L/100km”時(shí)記錄各項(xiàng)參數(shù)；

測試五：收車回來之后將噴油器拆下安裝到遠(yuǎn)征CNC-601A型噴油嘴測試清洗儀按照路試測得的參數(shù)設(shè)定清洗儀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測試噴油器噴油量。電控噴油器參數(shù)：電磁線圈電阻為12. 25Ω，電感為12. 26mH。主要實(shí)驗(yàn)參數(shù)：燃油壓力(250士1) kPa；驅(qū)動(dòng)電壓(12士0. 05) V，模擬轉(zhuǎn)速2000r/min。選用均勻性/霧化性模式，對(duì)噴油脈寬0.5～3ms（對(duì)應(yīng)小噴油脈寬非線性段），噴油脈寬增量取0.1ms，測量540s（噴油次數(shù)9000次）；對(duì)噴油脈寬3～8 ms，噴油脈寬增量取1ms，測量300s（噴油次數(shù)5000次）；對(duì)噴油脈寬8 ～11 ms，噴油脈寬增量取1ms測量180s（噴油次數(shù)3000次），對(duì)噴油脈寬11～18ms，噴油脈寬增量取1ms測量120s（噴油次數(shù)2000次）。測試四只噴油器的噴油量并換算為各噴油脈寬對(duì)應(yīng)的每次噴射油量并擬合為其燃油噴射量特性曲線。

2、測試數(shù)據(jù)及分析

2.1 測試數(shù)據(jù)

根據(jù)測試步驟進(jìn)行多次反復(fù)測試，得出測試截圖和擬合曲線如下圖1至圖5所示。

2.2 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)車輛路試測試結(jié)果和噴油器噴射量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，發(fā)動(dòng)機(jī)在減速斷油控制過程中，并不是停止噴油器的噴油脈寬信號(hào)，而是一直保持一個(gè)較低的噴油脈寬：1.49ms，雖然有一定的噴油脈寬值，但根據(jù)噴油器燃油噴射量圖可知此時(shí)噴油量為0ml。是因?yàn)閲娪兔}寬較小，噴油器電磁線圈產(chǎn)生的磁場力不足以克服噴油器針閥上方的彈簧力和燃油壓力之和，針閥不能打開，此時(shí)噴油器處于無效噴油脈寬階段（0-1.6ms階段），因而不會(huì)噴油。所以發(fā)動(dòng)機(jī)在這個(gè)減速斷油控制階段的確是“零油耗”。

而車輛在道路上行駛的過程中，車輛掛空擋時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然松開油門踏板，就會(huì)讓ECU啟動(dòng)減速斷油控制，而發(fā)動(dòng)機(jī)斷油后由于沒有外力影響，沒有供油的各氣缸就只受其自身的壓氣阻力限制使其飛輪的慣性勢能迅速減弱，從而其轉(zhuǎn)速會(huì)迅速回落，直至恢復(fù)供油轉(zhuǎn)速后發(fā)動(dòng)機(jī)就一直處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，這個(gè)過程一般比較迅速，車載電腦都還沒有來得及計(jì)算并顯示瞬時(shí)供油量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就已經(jīng)回落到道速轉(zhuǎn)速了，所以此時(shí)的“零油耗”過程很短暫，使得人們難以察覺。

在車輛帶檔時(shí)的道路行駛過程中，如果此時(shí)松開油門踏板，也讓ECU啟動(dòng)減速斷油控制過程，但這個(gè)過程由于全車的慣性力就會(huì)通過傳動(dòng)系統(tǒng)反向施加到發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，使曲軸受到整車的慣性勢能驅(qū)動(dòng)，從而其轉(zhuǎn)速緩慢下降，此時(shí)車載電腦就會(huì)顯示瞬時(shí)油耗為“0 L/100km”。而這個(gè)過程的確車輛是以“零油耗”行駛的，而該狀態(tài)能夠行駛的距離長短取決于實(shí)際道路行駛情況：

如圖4所示：車輛如果是在平坦路面行駛時(shí)，此時(shí)車輛向前的慣性勢能除了受到道路行駛阻力F0的限制以外，還受到發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣阻力F發(fā)限制，而傳動(dòng)系中的主減速器和變速器在此過程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起到加速減扭矩的效果，此時(shí)車輛受到的合力向后：ΣF= F0+F發(fā)，所以這個(gè)過程相當(dāng)于一個(gè)制動(dòng)過程，就是人們常說的“發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)”，而這個(gè)過程的長短取決于帶檔的檔位高低：一般高速檔位制動(dòng)力較小，而低速檔位制動(dòng)力較大，所以這個(gè)“零油耗”行駛的過程一般以檔位不同而持續(xù)幾秒到幾十秒不等，直至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回落到恢復(fù)供油轉(zhuǎn)速，如繼續(xù)不踩油門的話，車輛將會(huì)以某個(gè)檔位怠速繼續(xù)行駛。

如圖5所示：車輛如果是在下坡行駛時(shí)，車輛受到的合力ΣF=G'- F0-F發(fā)受到坡道的度數(shù)α而影響：當(dāng)其重力分力G'＞F0+F發(fā)，車輛將沿坡道向下加速行駛，此時(shí)車速是逐漸增加的，需要在控制好方向的同時(shí)時(shí)刻注意車速變化并在必要的時(shí)候踩踏剎車控制安全車速；當(dāng)其重力分力G'=F0+F發(fā)，車輛將沿坡道向下勻速行駛，此時(shí)車輛將以松開油門踏板時(shí)的車速勻速下坡，但是由于實(shí)際道路的復(fù)雜性，一般很少有這樣的情況出現(xiàn)；當(dāng)其重力分力G'＜F0+F發(fā)，車輛將沿坡道向下減速行駛，這樣的情況一般較為常見，但要維持住一定的下坡速度，在必要的時(shí)候會(huì)進(jìn)行輕微的加油操作，“零油耗”行駛過程就此結(jié)束。

3、結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)測試及理論分析，車載電腦顯示的“0 L/100km”是真實(shí)可信的。當(dāng)前方路況為紅燈需要停車時(shí)；車輛處于長下坡路況時(shí)；發(fā)現(xiàn)前方視線不清或有障礙物或有險(xiǎn)情時(shí)；在轉(zhuǎn)彎、過橋、會(huì)車及通過交叉路口之前；減速通過不平路段和交通繁忙地段時(shí)；預(yù)見性或有目的地停車之前等情況下。可利用發(fā)動(dòng)機(jī)的減速斷油控制，充分利用汽車的慣性，減少了不必要的制動(dòng)，不但可以節(jié)省燃油，而且可以減少機(jī)件的磨損與沖擊，即安全又低碳。

[1] 孫家豪.電控汽油發(fā)動(dòng)機(jī)斷油控制過程[J].汽車電器，2006(9).

[2] 曾令全 肖健 黃義勇. 汽車正常行駛到滑行階段發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量控制研究[J]. 小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車，2008.10.

[3] 陳全世.先進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.7.

Instantaneous fuel consumption is "zero" credible?

Lu Hai
（Nanning College, Guangxi Nanning 530200）

In this paper, the use of diagnostic equipment in the vehicle during the refueling of the actual detection of the vehicle, combined with electronically controlled fuel injection characteristics of the injection amount of car fuel consumption is zero instantaneous analysis and demonstration, and a brief summary of some of the vehicles used in the process saving tips.

Fuel consumption；Deceleration off oil；Injector

U471.2

A

1671-7988(2015)03--

陸海，助理工程師，就職于廣西南寧學(xué)院。研究方向汽車運(yùn)用技術(shù)、汽車整車性能。

項(xiàng)目支持：南寧市邕寧區(qū)科研項(xiàng)目《發(fā)動(dòng)機(jī)排氣引射增壓系統(tǒng)的研究與開發(fā)》。