揭秘与实驾:八大汽车节能驾驶技术基本原理伴

 新闻资讯     |      2020-03-27 16:18

随着现代工业与交通运输业的高速发展,更经济、更科学、更节能、更环保已成为影响生产、生活、研发、制造、服务等领域决策的核心要素。随着国家层面统筹推进蓝天保卫战日益深入,绿色环保、节能减排在交通运输领域方方面面得到贯彻落实,其中,车辆节能驾驶成为行动计划中最为重要的实战环节。

驾驶员节能驾驶操作是车辆运行过程中燃料经济性的重要保证。本文将从汽车特别是大型商用汽车发动机比油耗、滚动阻力、缓加速、滑行减速、高档位行车、高传动效率、经济车速、车辆状况共八个方面进行阐述节能驾驶基本原理,以帮助广大驾驶员朋友以理论为基础促进节能驾驶技术实实在在的提升。

比油耗即燃油消耗率,是指发动机每发出1kw有效功率,在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位),用ge表示,单位为g/(kw.h)。很明显,燃油消耗率越低,经济性越好。发动机低比油耗节能驾驶原理,下面从基础知识及驾驶实作进行介绍。

[知识点一:发动机负荷特性]负荷是指在一定转速下,发动机实际输出有效功率,与在该转速下发动机所能输出的最大功率之比。负荷特性是指在转速一定的条件下,发动机经济性能指标随负荷变化而变化的关系,负荷特性反映着发动机在不同负荷下运行的燃料经济性,它是讨论燃料经济性的主要依据。

由上图可知,汽油机和柴油机,在转速一定的条件下,其比油耗都存在一个最低点;当负荷率在中等偏大时,其比油耗较低;当负荷率过低或过高时,发 动机比油耗将会大幅提高。为获得良好的燃油经济性,驾驶员应遵循发动机的负荷特性规律进行操作,不管行车车速快慢,尽量的提高发动机负荷利用率。相对来说,使用高档位时后备功率较小,在同等车速下提高了发动机负荷率,因此驾驶员驾车时,尽量选用高档行车。

[知识点二:发动机万有特性] 发动机万有特性曲线主要反映的是在不同的发动机转速和负荷情况下的油耗率。在此图上你会看到一个油耗最低的区域,在这个区域发动机的热效率也最高,所以油耗低。

如上图所示,发动机万有特性曲线的等油耗线主要反映的是:在不同的发动机转速和负荷情况下的油耗率,就是上图一圈一圈标有数字的曲线,这些曲线叫等油耗线。数值越小表示油耗率越低,经济性越好。为此,驾驶员驾驶车辆时,有条件的情况下,可了解一下所驾驶车辆配装的发动机万有特性曲线图,一般来讲,厂家提供相关资料或通过互联网均能找到。

①尽量采用高档,提高发动机的负荷率。发动机负荷率处于80%-90% 的水平时,比油耗最低,燃料经济性较好。

②应适当控制加速踏板,选择与车速相适应的档位,保证发动机稳定的运转在经济转速区间。发动机存在经济转速区间,一般来说,汽油机的经济转速区间大致为1800-2200r/min,柴油机的经济转速区间为1400-1800r/min,具体发动机经济转速区间还在看下车型对应的发动机相关资料。

③驾驶员行车时稳定控制加速踏板,尽量维持车辆的稳定匀速行车,使发动机工作在稳定状态,减少因发动机转速动态调节时带来的功率损失,以降低发动机运行时的比油耗。

④采用黏度低的润滑油,改善发动机的润滑性能,以降低发动机比油耗,提高车辆的燃料经济性。

滚阻即滚动阻力,是物体在另一物体上滚动(或有滚动趋势)时由于物体和支承面接触处的形变而产生的阻力。一部分来源于静摩擦力,一部分来源于弹性体回复滞后造成的轮胎压缩点与回复点之间的压力差造成的力。降低车辆行驶中的滚动阻力,可有效提高车辆燃料经济性。汽车行驶阻力由车轮阻力、空气阻力、坡道阻力和加速行驶阻力四部分组成。

车轮阻力在车辆行驶中一直存在,是最重要的一部分。它由滚动阻力、路面阻力及轮胎侧偏引起的阻力三部分组成,其中轮胎的滚动阻力与车辆总重量、滚动阻力系数有关,而滚动阻力系数又受路面和轮胎的影响。

轮胎充气压力决定着轮胎的变形量,从而影响滚动阻力。研究表明,当轮胎气压偏低时,汽车的滚动行驶阻力增加,转向阻力增加,横向稳定性下降。据相关资料,轮胎充气压力低于标准20%-25%,其行驶里程将减少20%, 油耗增加10%。轮胎气压也不能高于标准气压。若过高,将加速轮胎胎面的磨损,降低了轮胎的使用寿命。因此,应使胎压保持在最佳状态。

驾驶员应考虑轮胎温度对滚动阻力系数的影响。随着轮胎内部温度的增加,汽车的滚动阻力系数下降,但温度过高将引起爆胎,不利于安全行车。

路面条件对车辆燃料经济性的影响体现为各种路面滚动阻力系数的差异。据相关机构测试分别在高速公路、城市公路、山区公路、省级公路、越野道路上进行了汽车燃料经济性的对比试验,试验结果表明汽车在高速公路和省级公路上行驶最为节能。

驾驶员朋友降低汽车的滚动阻力实现节能驾驶,应从轮胎和道路条件两方面来考虑。主要途径有:①定期检查轮胎气压,保证行车时轮胎气压处于标准范围内。②行车中,尽量保持车辆直线行驶,并靠着良好的车道路面行车。

汽车的运行特点决定了车辆在行驶过程中不可避免的常遇到加、减速操 作。当加速行驶时,需要克服一项因改变汽车运动惯性而带来的行驶阻力即加速阻力。若驾驶员对加速踏板能实现缓加速的方式柔和控制,则能有效降低车 辆的加速阻力,进而减小车辆的燃料消耗率,即公共汽车驾驶的缓加速节能原理。

因此为实现较低的燃料消耗率,驾驶员驾车时尽量做到踩稳加速踏板,使车辆能匀速行驶;如需加速,应尽量采用缓加速方式,从而在加速过程中减小旋转质量换算系数及汽车加速度,相应的减小汽车的加速阻力。 相反的,若驾驶员猛踩加速踏板提速时,将引起发动机转速的急剧飘升,发动机处于急加速的非稳态工况,必然增加车辆行驶时的燃料消耗率。

汽车滑行是指行驶中不使用发动机动力,而充分利用自身具有的惯性力克服行驶阻力的运行方式。因车辆滑行中发动机不对外做功,能量不消耗或少消耗燃料,故合理的滑行可有效节约燃料,即汽车驾驶的减速滑行节能原理。

现代汽车用电控发动机均具备减速断油功能,大多数汽车采用电控发动机,基于发动机管理系统具备强制减速断油的功能,即是当电控车辆在挡位上行驶中,加速踏板完全放开时,发动机转速高于设定的目标转速将自动切断油路,当发动机转速低于设定的目标转速时才会重新供油。因而车辆带挡滑行比空挡滑行节省燃料,且更安全。有研究结论,带档滑行要比空挡滑行节能近50%。

驾驶员必须注意,在下长坡车辆减速滑行必须带挡,不得摘挡滑行。 下长坡时空挡滑行易使车速越来越快,引起驾驶的转向失控,同时需要制动器频繁高强度制动,将引起制动器温度急剧升高,产生热衰退现象,造成刹车无力甚至失灵,因此,车辆驾驶必须将安全行车应摆在第一位。

行车中驾驶员合理选择变速器挡位,尽量使用高挡,将有助于控制发动机转速处于经济区域,有利于减少发动机的燃料消耗,即汽车驾驶的高挡位行驶节能原理。变速器与发动机的匹配非常重要,变速器的挡位越多,则相邻挡位之间的速比级差越小,使发动机处于低油耗转速区间的概率增加,利于提高车辆的燃料经济性。

在良好路况下,汽车多数时间以最高挡行驶,即用最小传动比的挡位行 车。相同的行驶速度,传动比越小,发动机的工作转速越低,其燃料消耗量越少, 这也即是高挡比低挡节能的原因。驾驶员选择变速 器挡位时应遵循以下原则:①正常行车的情况下,只要交通路况的一般条件具备,尽量使用最高挡。②根据车速和行驶工况变化,掌握好最佳换挡时机,及时换挡。

保持各传动环节较高的机械效率,有助于减少车辆自身的功率损失,降低车辆的燃料消耗率,即提高车辆传动效率节能原理。汽车传动系主要由离合器、变速器、传动轴、万向节、主减速器和半轴组成,其中对车辆传动效率影响较大的是离合器、变速器及主减速器。传动系功率损失分为机械损失和液力损失两大类。机械损失为离合器摩擦 片、齿轮传动副、轴承及油封等处的摩擦损失;液力损失为消耗于搅动润滑油、润滑油与旋转零件之间的湿摩擦等功率损失。

离合器的功用是柔和的传递动力,并在换挡及需要时暂时切断动力,且对发动机及传动系起过载保护功能。离合器多数采用弹簧式压紧结构,依靠主、从动摩擦片的摩擦降幅度最大,易引起摩擦片发热、磨损等不良现象的发生。整个传动系的传动效率下降,车辆的燃料消耗率势必上升。

变速器、主减速器都通过齿轮传动传递动力,维持良好的齿轮润滑有助于保持 其高传动效率。因此,选用合适的齿轮润滑油,定期补充或更换齿轮油,行车时对传动系进行预热,都有利于保持传动系较高的传动效率,有效降低燃料消耗率。

实现高传动效率节能原理的驾驶途径:①尽量不使离合器处于半联动状态,松离合器踏板的操作要柔和。②冬季行车时注意对传动系统进行预热。③在对车辆作强制性维护保养过程中,应加强对离合器摩擦片的检查和维护工作,摩擦片磨损严重时及时更换维修。④重视润滑材料的使用,尽管润滑材料本身的消耗量不大,而它对于减少摩 擦阻力和零件磨损,延长机件的使用寿命和工作可靠性,以及提高车辆燃料经济 性都是极为重要的。⑤做到合理使用齿轮油及润滑脂,保持变速器、主减速箱合适的齿轮油面高 度,定期补充更换润滑材料。

汽车高速行驶时,滚动阻力和空气阻力都会增加。其中空气阻力增长最快,滚动阻力略为增长,柴油机与汽油机都存在一个经济油耗转速区间, 转速超出这个区间,过高或过低都会使比油耗上升。在良好路面上行驶时,汽车存在一个使等速燃料消耗量最小的车速,称为技术经济车速。各类汽车的各挡位都具有相应的技术经济车速,挡位越高技术经济车速的油耗越低。当车速高于或低于技术经济车速时,其等速油耗均上升。在满足汽车运输条件的要求下,完成运输任务相应的最低油耗所对应的车速,称之为运行经济车速,简称经济车速。以此车速来行车,即汽车的经济车速节能原理。

一般行驶在高速路上的汽车的经济车速较高,可以达到90-100km/ h,而城区公共汽车辆的经济车速为50km/h左右,相对较低一些。因此,为获得良好的燃料经济性,驾驶员最好根据本车型的经济车速来参考行车。

随着车辆行驶里程的增加,其技术状况会不断衰退,各个机构、零件会出现松动、损坏,需要及时进行维护、修理。如果不及时进行必要的维护,车辆将会出现燃油消耗增加、排放性能变差、动力性能下降等不良现象。保持车辆具有完好的技术状况是节能驾驶的基础。带病行驶,采取任何节能驾驶技术也不会达到有效降低车辆燃油消耗的目的, 而且还存在安全行车隐患。

③防止四漏,即防止漏水、漏油、漏气、漏电,并做好燃油、润滑油及冷却液的补给和车容整洁工作。

节能减排是我国战略发展的政策方针,党和国家高度重视这一问题,做好节能减排需要全社会共同参与,受现代工业的高速发展,交通运输行业将是践行这一目标的主导力量与重要主体,这里面,除了以产业结构调整及技术革新的手段推进新能源汽车之外,对规模上亿台的传统动力汽车进行节能驾驶,真正减少能源消耗、减少碳及有害气体的排放,假以时日,必将对节能减排战略及蓝天保卫计划做出巨大的不可磨灭的贡献。