淺析影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的使用因素

楊 華

(陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710038)

0 引言

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性是指汽車以最少的燃料消耗完成單位運(yùn)輸工作量的能力。在一定動(dòng)力性的條件下，車輛獲得良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，有利于降低汽車的使用費(fèi)用、節(jié)約能源資源、降低排放污染。燃油經(jīng)濟(jì)性以燃油消耗量來(lái)評(píng)價(jià)，燃油消耗量可分為等速油耗及循環(huán)工況油耗，其中，等速油耗是指汽車在良好水平路面上以一定載荷等速行駛時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，我國(guó)常用百公里燃油消耗量(L/100 km)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，而循環(huán)工況百公里油耗是一項(xiàng)綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)，能實(shí)際反映汽車的運(yùn)行工況，可全面評(píng)價(jià)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

在汽車結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定的情況下，汽車燃油經(jīng)濟(jì)性與汽車的使用因素有很大關(guān)系，汽車技術(shù)狀況和駕駛技術(shù)是造成汽車燃油消耗量增加的主要因素。

1 汽車技術(shù)狀況對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

汽車在使用過(guò)程中，內(nèi)部零件之間、零件與工作介質(zhì)之間存在著相互作用，隨著使用時(shí)間加長(zhǎng)或行駛里程增加，汽車的技術(shù)狀況將逐漸變差，使汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性明顯下降，發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤(pán)的技術(shù)狀況變化直接影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀況對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

1.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸密封性

發(fā)動(dòng)機(jī)良好的氣缸密封性可以表明發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)狀況，良好的密封性表明氣缸活塞組、氣門(mén)組件、氣缸襯墊的密封狀態(tài)良好。發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮行程終了時(shí)可以保證氣缸內(nèi)部有足夠的壓縮壓力，在做功行程時(shí)產(chǎn)生的有效壓力越大，可燃混合氣的熱能轉(zhuǎn)換效率越高，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的同時(shí)保證良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)氣缸密封性下降時(shí)，表明氣缸漏氣，壓縮行程氣缸內(nèi)部氣體量減少，壓縮壓力降低，混合氣的燃燒壓力也會(huì)降低，做功行程功率輸出減少，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程惡化，燃油消耗量增加。

1.1.2 配氣機(jī)構(gòu)和配氣正時(shí)

在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，配氣機(jī)構(gòu)按照發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的工作循環(huán)和點(diǎn)火順序，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使新鮮的可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣及時(shí)排出氣缸。良好的配氣正時(shí)可以保證進(jìn)、排氣門(mén)“早開(kāi)晚關(guān)”，其中進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的充氣效率，充氣效率越高表明進(jìn)入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣越多，燃燒混合氣產(chǎn)生的熱量越大；排氣門(mén)早開(kāi)晚關(guān)可以使燃燒后的廢氣及時(shí)徹底地排除氣缸，為下一次進(jìn)氣提供足夠的空間。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的技術(shù)狀況在使用過(guò)程中會(huì)逐漸變差，導(dǎo)致配氣相位發(fā)生變化，影響充氣效率和排氣，尤其是高速時(shí)充氣量不足將引起混合氣過(guò)濃，燃燒不完全，油耗增加；同時(shí)氣門(mén)間隙變化或調(diào)整不當(dāng)，也會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位改變，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性下降。

1.1.3 電控燃油噴射系統(tǒng)

電控燃油噴射系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化精確地控制燃油噴射量和噴射時(shí)間，在混合氣形成過(guò)程中，燃料的霧化得到改善，使混合更加充分、燃燒更完全，從而提高功率，降低燃油消耗量。發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)中的電控單元及各種傳感器的技術(shù)狀況發(fā)生變化時(shí)，將影響電控單元對(duì)基本噴油量的確定，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的變化。如空氣流量計(jì)臟污，引起空氣流量計(jì)輸送給電控單元的電信號(hào)降低，使噴油量減少，出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足，引起燃油消耗量增加；冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法判斷啟動(dòng)環(huán)境，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常、功率下降等，使油耗增加；氧傳感器出現(xiàn)故障時(shí)便不能輸出排氣管中氧濃度信號(hào)，ECU就不能隨排氣中氧濃度的變化來(lái)修正噴油量，造成發(fā)動(dòng)機(jī)油耗和排氣污染增加；節(jié)氣門(mén)位置傳感器、爆震傳感器等發(fā)生故障時(shí)，也會(huì)造成電控系統(tǒng)對(duì)噴油量和噴油時(shí)間無(wú)法精準(zhǔn)控制，造成混合氣形成不足或混合氣燃燒不完全，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降的同時(shí)使油耗增加。

同時(shí)噴油器的技術(shù)狀況發(fā)生變化，使噴射燃油的霧化特性、油霧分布、油束方向、射程和擴(kuò)散錐角等發(fā)生變化，直接影響混合氣的形成。噴油器是由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)出信號(hào)，噴油器的電磁線圈通電后產(chǎn)生吸力從而驅(qū)動(dòng)噴油器針閥動(dòng)作噴射燃油，當(dāng)針閥與閥座配合故障、噴油孔堵塞或關(guān)閉不嚴(yán)會(huì)造成混合氣形成不充分，功率下降油耗增加。噴油器的故障往往是因?yàn)槿加凸┙o系統(tǒng)工作不正常引起的，如燃油濾清器技術(shù)狀態(tài)發(fā)生變化，使燃油中的雜質(zhì)堵塞噴油器引發(fā)機(jī)械故障，造成燃油經(jīng)濟(jì)性下降。

1.1.4 電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)

電控點(diǎn)火系統(tǒng)可以根據(jù)各相關(guān)傳感器信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行點(diǎn)火控制并選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程。在電控點(diǎn)火系統(tǒng)中，點(diǎn)火控制包括點(diǎn)火正時(shí)控制、通電時(shí)間控制等，當(dāng)輸送點(diǎn)火正時(shí)主控信號(hào)和輸送點(diǎn)火正時(shí)修正信號(hào)的某些傳感器性能發(fā)生變化或損壞，會(huì)使反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU的信號(hào)發(fā)生變化，ECU輸出的點(diǎn)火控制信號(hào)將偏離最佳值，引起發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒狀況變化，燃油消耗增加，試驗(yàn)表明，點(diǎn)火提前角相差1°，油耗增加約1%。

點(diǎn)火系統(tǒng)還有一個(gè)主要功用是將蓄電池的低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)閾舸┗鸹ㄈ姌O間隙的高壓電，并維持火花放電點(diǎn)燃混合氣。當(dāng)這部分零件的技術(shù)狀況發(fā)生變化，如火花塞間隙增大、火花塞漏電、高壓線漏電或點(diǎn)火線圈工作不良，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣燃燒狀況變差，發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量將大幅度增加。

1.1.5 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度

一般水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的正常工作溫度為75℃～95℃，高于或低于正常工作溫度，都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗量增加。冷卻液溫度低，汽油不易霧化，燃燒不完全，如溫度過(guò)低，熱量損失大，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，燃油消耗量上升。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度過(guò)高，容易產(chǎn)生早燃和爆燃，使充氣系數(shù)降低，發(fā)動(dòng)機(jī)工作惡化，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性大幅度下降。

1.2 底盤(pán)技術(shù)狀況對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

汽車底盤(pán)包括傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率、輪胎的滾動(dòng)阻力、制動(dòng)器間隙、車輪定位等對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性影響較大。

傳動(dòng)系統(tǒng)各配合副間隙變化、潤(rùn)滑不良，將使傳動(dòng)效率降低，驅(qū)動(dòng)輪輸出功率下降，燃油消耗量增加。如離合器打滑、變速器、主減速器的齒輪配合間隙過(guò)大、過(guò)小，使傳動(dòng)效率下降，同時(shí)潤(rùn)滑不良將增加傳動(dòng)阻力，從而影響動(dòng)力傳遞，油耗增加。此外，制動(dòng)器間隙調(diào)整不當(dāng)、車輪定位不準(zhǔn)確、輪胎氣壓不足等，將造成輪胎滾動(dòng)阻力增加，致使驅(qū)動(dòng)輪輸出功率降低，導(dǎo)致汽車燃油消耗量大幅增加。

2 駕駛技術(shù)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響

不同技術(shù)水平的駕駛員，在相同的條件下，駕駛相同的汽車，油耗可相差10%以上，可見(jiàn)駕駛技術(shù)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。

2.1 行車速度

實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論是汽油機(jī)還是柴油機(jī)，燃油消耗率最小值既不在高速區(qū)也不再低速區(qū)，而是在中速偏高的某一點(diǎn)，這樣的車速被稱為經(jīng)濟(jì)車速。當(dāng)車速高時(shí)，由于行駛阻力增大，克服阻力所消耗的功率增多，百公里燃油消耗量隨車速的增加而迅速增長(zhǎng)；當(dāng)車速低時(shí)，雖然克服阻力所消耗的功率較小，但是發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率較低，致使燃油消耗量增加。

2.2 行車溫度

汽車的行車溫度包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、機(jī)油溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)溫度、變速器和主減速器齒輪油溫度等。其中冷卻液溫度直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部各部件的表面溫度，冷卻液溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)導(dǎo)致有效功率下降，同時(shí)冷卻液溫度較低時(shí)還會(huì)使機(jī)油黏度增大，流動(dòng)性變差，潤(rùn)滑性能下降，摩擦阻力增大，油耗增加。機(jī)油溫度和齒輪油溫度對(duì)燃油消耗的影響，在冬季表現(xiàn)比較突出，主要是潤(rùn)滑油溫度低、黏度大，流動(dòng)能力下降，造成零件摩擦磨損。

2.3 擋位選擇

汽車駕駛中擋位的選擇，對(duì)汽車油耗有很大影響。不同擋位下變速器的傳動(dòng)比不同，隨著擋位數(shù)的升高，傳動(dòng)比逐漸下降，在同一道路條件與車速下，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率相同，但檔位越高，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率越高，發(fā)動(dòng)機(jī)比油耗越小，則汽車的百公里油耗也越小，而使用低擋位時(shí)的情況正好相反，這是因?yàn)椴捎酶咚贀鯐r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可以在較低的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作。同時(shí)縮短換擋時(shí)間，把握換擋時(shí)機(jī)，有助于節(jié)省燃油。

3 結(jié)語(yǔ)

汽車的技術(shù)狀況和駕駛員的駕駛技術(shù)都會(huì)對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有直接影響，因此對(duì)車輛進(jìn)行有效的維護(hù)和保養(yǎng)，使汽車擁有良好的工作狀態(tài)，是節(jié)省燃油的方法之一，同時(shí)掌握駕駛技術(shù)，可以明顯提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。