第二节提高汽车使用经济性的途径-MicrosoftP

第二节提高汽车使用经济性的途径和技术目前国内外汽车节油途径，概括起来有两方面措施，即政策性措施和技术管理措施。一、政策性措施政策性措施是制定正确的运输能源政策。包括燃料价格政策，燃料与道路税收政策、油料分配与奖惩制度、油料管理制度、各种运输方式的合理分配与转换政策、新能源开发政策、限制油耗及车速的标准法规等。•1、节能管理和营运管理以及交通管理措施对汽车节能有很大的影响，是降低运输企业油耗成本的重要措施。•1）节能管理•制定有关运行油耗的法规和标准•完善油耗考核奖惩制度•正确选择与合理使用车辆•正确选用燃润料与轮胎•推广节能新技术、新产品•进行驾驶员轮训等。•2）营运管理•掌握运输市场信息，建立现代化调度系统，搞好运输组织，提高现有车辆的实载率，大力研究结合全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和先进运输信息系统（ATS）的新型货运系统和客运系统。例如：•优选公共汽车、载货汽车的路线；•选择与道路、货运相应的车型；•加快信息反馈，完善物流系统，以便统一调配运输；•搞好物流集散点的调整；•改善运输方式，加强运输的集中管理，研制封闭容器运输、高架运输等新运输系统。•3）交通管理措施•改善交通基础设施，设计合理的管理模式，从而改进交通流的运行特性。例如：•改善道路设施，如建设高速公路、汽车专用公路，改善道路结构，提高路面质量，实行立体交叉等；•优化交通管理，如采用信号控制，及运行路线诱导、速度限制指示系统；•改善交通系统，如双层公共汽车、特定需要的公共汽车、城市汽车系统、快速运输系统及复合运输系统。2、工程技术节能措施•1）改善发动机的燃料经济性:•改进燃烧室，提高压缩比；•改进进排气系统；•选择合理配气相位；•改进化油器；•采用绝热燃烧室；•采用新式燃料供给系统，例如，汽油机的燃油喷射；采用稀混合气；•减少怠速油耗和强制怠速油耗；•改善发动机的燃料经济性:•减少发动机内部摩擦损失；•废气能量回收；•减少附件功率损失。•发展低速大转矩发动机；•发动机的柴油化；•电子、电脑对发动机最佳控制；•发动机的各种节油装置；•改善燃油性质；•提高空调机、电气装置等辅助设施的效率。•2）提高发动机功率的有效利用：•减轻汽车质量；•减少空气阻力，加导流罩；•减少滚动阻力；•回收制动能量；•提高传动系效率；•选择最佳传动比。•3）开发代用燃料:如液化气（LPG）、石油气（NPG）、甲醇汽油、乙醇燃料和植物燃料的应用；•4）研制新型动力装置:如转子发动机、塑料发动机、燃料电池发动机、氢气发动机、蓄电池车及电动车等；•5）增加专用车辆，发展大吨位汽车列车运输；•6）改进汽车维修方法，提高维修质量，提高车况完好率;•7）优选运行工况，提高驾驶技能。二、提高汽车燃料经济性的结构措施1.提高压缩比；2.改善进、排气系统；3.选择合理的配气相位；4.采用稀混合气；5.减少强制怠速油耗；6.闭缸节油技术；7.汽车轻量化；8.减少滚动阻力；9.减少空气阻力；10.选择最佳传动比。1.提高压缩比当压缩比ε提高时，热效率增加，发动机动力性提高，发动机油耗率降低。例如，解放CA6102型发动机的压缩比由7.0提高到7.4，最低比油耗由326g/kWh下降至306g/kWh。试验表明，在ε=7.5～9.5范围内，压缩比每提高一个单位，油耗可以下降4％以上。汽油机压缩比的提高主要受爆震和NOX污染物排放的限制，同时提高到一定程度后，不仅对提高发动机的功率和效率无明显效果，而且会增加排气中NOX污染物的浓度。另外，提高压缩比，需要相应汽油辛烷值，使得汽油炼制成本提高。k−−=11εη1.提高压缩比提高压缩比的措施：1）改进燃烧室和进气系统，提高发动机结构的爆震极限；2）使用爆震传感器，自动延迟产生爆震时的点火提前角；3）掺水燃烧抗爆；4）开发高辛烷值汽油等。2.改善进、排气系统目的：减少进气管气流阻力，减少排气干扰，提高充气效率。进气管的结构和尺寸要保证有足够的流通截面，并保证管道的表面光洁，连接处平整，要减少气流转折以及流通截面突变，以减少气流的局部阻力。进气门是整个进气管道中产生阻力最大的地方。例如，大众捷达汽车发动机每缸采用5气门(3个进气门，2个排气门)结构，以增加进气充量。汽油机进气管断面形状和尺寸，对燃料的雾化、蒸发和分配影响很大。进气管断面过大，气流速度低，燃油液态颗粒易沉积于管壁，而且液态燃油的蒸发速率比较慢，结果使各缸混合气的分配不均匀，发动机油耗增加。3.选择合理的配气相位充气系数的变化特性、换气损失、燃烧室扫气作用、排气温度以及净化程度是综合评定配气相位的指标。合理的配气相位选择是与发动机常用工作区相关的。通常，配气相位的持续角较宽时，发动机在高速时充气特性好，低速时充气特性差；当配气相位持续角窄时，则反之。在我国汽车在城市运行条件下，车速偏低，发动机转速较低，所以应适当将持续角度变窄些。最佳配气相位可以通过计算图解法或试验法确定。4.采用稀混合气稀混合气可以提高发动机燃料经济性的主要原因是：由于稀混合气中的汽油分子有更多的机会与空气中氧分子接触，容易燃烧完全，同时混合气越接近于空气循环，绝热指数K越大，热效率随之提高；燃用稀混合气，由于其燃烧后最高温度降低，使气缸壁传热损失较少，并使燃烧产物的离解减少，从而提高了热效率。另外，采用稀混合气，由于气缸内压力、温度低，不易发生爆震，则可以提高压缩比，增大混合气的膨胀比和温度，减少燃烧室残余废气量，因而可以提高燃油的能量利用效率。4.采用稀混合气主要途径有：1）加快燃烧速度；2）提高点火能量，适当提高点火提前角，延长火花持续时间；3）清除火花塞附近的废气；4）汽油充分雾化，使汽油、空气和废气均匀混合，并保证各缸混合气分配均匀。为使汽油充分雾化，可采取预热、增加进气流的速度、增强进气流的扰动、增加汽油的乳化度等措施。5.减少强制怠速油耗汽车滑行是依靠汽车惯性行驶，是降低汽车油耗的有效方法。在不切断发动机与传动系连接的情况下，发动机由汽车惯性拖动而高速运转，称为强制怠速工况。此时节气门处在关闭位置，但进气管的真空度却高于正常怠速的真空度，继续向发动机供油，不仅浪费燃料、稀释机油、增加发动机磨损，而且增加HC排放。其基本途径是切断发动机强制怠速工况供油。6.闭缸节油技术为了保证汽车的动力性，选用功率较大的发动机，以便克服各种行驶阻力。但在汽车行驶中，经常处于不经济的部分负荷状况，使耗油量增多。通常采取改变发动机有效工作排量的方法予以解决。改变发动机工作排量有两种方法，即变行程法和变缸法。变行程法是改变活塞行程，即在中小负荷时，活塞行程缩短，减少进气损失、泵气损失以及活塞及活塞环与气缸壁摩擦损失。可节油10％～15％。但可靠性差、寿命低和成本高。6.闭缸节油技术变缸法是改变有效气缸数目，即在中小负荷时，关闭一部分气缸，而提高另一部分气缸的功率利用率，使之工作在较经济工况。减少发动机工作气缸数的方法很多，有的采用堵塞进气道的方法；有的采用关闭进排气门的方法。7.汽车轻量化汽车行驶时，汽车功率消耗与汽车行驶阻力有关。除空气阻力外，其它阻力都与汽车总质量有关。因此，减轻汽车整备质量，是降低油耗最有效的重要措施之一。据有关资料介绍，汽车整备质量每增加25％，油耗增加8％；汽车整备质量减轻10％，油耗可减少8.5％。汽车轻量化的目的，主要在于提高燃油经济性。据资料介绍，奥迪A2型轿车铝制车身减少重量15％，油耗随之降低5％～8％。7.汽车轻量化减轻自重的主要方法：一是尽量减少零件数量；二是大量采用轻质合金及非金属材料。汽车轻量化方面采用的主要措施：提高结构的刚度；采用高强度轻材料制造汽车零件；改进汽车结构；减少车身尺寸；取消一些附加设备及器材等。8.减少滚动阻力试验表明：滚动阻力减少10％，油耗可降低2％。主要途径：采用子午线胎，提高轮胎气压。试验表明，大型货车装用子午线胎后，滚动阻力可减少15～30％，节油5～8％，轿车子午轮胎的汽车节油率为6％～9％。据德国资料，采用轮胎制造新技术，可使轮胎滚动阻力系数由0.016降至0.008。8.减少滚动阻力在重型汽车上采用子午线胎的节油效果最佳。美国子午线胎安装率已达90％；西欧的轿车80年代已全部使用子午线轮胎，在货车上的安装率也达80％以上。提高轮胎气压，使汽车行驶时轮胎变形减少。因此汽车的滚动阻力随轮胎气压的增加而减少。据美国NHTSA研究表明，将轮胎气压由166.6kPa提高到215.6kPa，滚动阻力减少30％，油耗降低3％。9.减少空气阻力车辆上安装导流装置示意图空气阻力系数每降低10%，可使汽车燃料经济性提高2%左右。10.选择最佳传动比为了判断传动比于发动机匹配是否合理，通常主要考察常用工况区与最低油耗区接近情况。10.选择最佳传动比当主减速比一定时，在一定的道路条件下，汽车用不同排档行驶，油耗相差较大。显然，在同样的道路和车速条件下，虽然发动机输出功率相同，但档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越低，有效比油耗越高；而使用高档位时，情况则相反。所以，一般尽可能选用高档位行驶。三、汽车驾驶技术和维护的影响1.发动机的起动升温化油器车起动时轻踏加速踏板，尽量一次起动。电喷车禁止踏加速踏板。每次起动时间不得过长，两次间隔不得过短。冬季室外停放的车辆在冷起动时，应完全开启阻风门，有预热设备的先预热。起动后待各项指标正常后，关闭阻风门。2.汽车起步加速起动后待各项指标正常后，关闭阻风门，方可起步。货车一般二档起车，其它车辆一档起车。坡道起车，注意油门和离合器的配合。3.档位的选择和变换正常行驶使用最高档，根据不同情况使用不同档位，不可越级增档。4.汽车行驶速度维持中等车速行驶，过高过低均对经济性有不良影响。通常经济车速为最高车速的65%左右。5.离合器的运用在没有同步器的车辆上应采用两脚离合器。但熟练驾驶员也可采用一脚离合器换档法，节省燃料。6.加速踏板的运用汽车行驶时，加速踏板要轻踏，柔和控制。节气门的开度不宜过大。7.行车温度的控制各项温度指标应保持正常。8.合理利用滑行合理使用滑行可以减少油耗，但应考虑安全因素，禁止空档熄火滑行。9.汽车底盘技术状况底盘的综合技术状况，对汽车运行油耗影响很大。•日本环保驾驶联络会在2006年6月推出一个环保驾驶普及推进活动计划：•1）环保驾驶（节能驾驶）-生态驾驶-Eco-drive，定义的重新考虑（评价）、效果指标等的确定；•2）环保驾驶的普及、启发活动；•3）环保驾驶支援装置（设备）等的普及促进；•4）确定环保驾驶评价系统；•5）与地方公共社团及相关社团的横向协作；•6）为环保驾驶普及、推进活动所进行必要的调整等。日本的环保驾驶计划•1）不做无用的怠速（停止怠速）•10分钟的怠速约浪费140cc燃料，在等待和装卸货物停车时尽可能停止怠速。•2）不做无用的高速空转•10次高速空转约浪费60cc燃料，停止无用的高速空转。•3）不做急起动及急加速•10次的急起动约浪费170cc燃料，10次急加速约浪费100cc的燃料。停止急起动及急加速。•4）努力做到致力于适应交通状况的安全匀速行驶•在反复减速、加速的变速行驶时，行驶100km约浪费210cc燃料。努力做到速度变化尽可能小的安全驾10种环保节能驾驶建议•1）不做无用的怠速（停止怠速）•10分钟的怠速约浪费140cc燃料，在等待和装卸货物停车时尽可能停止怠速。•2）不做无用的高速空转•10次高速空转约浪费60cc燃料，停止无用的高速空转。•3）不做急起动及急加速•10次的急起动约浪费170cc燃料，10次急加速约浪费100cc的燃料。停止急起动及急加速。10种环保节能驾驶建议•4）努力做到致力于适应交通状况的安全匀速行驶•在反复减速、加速的变速行驶时，行驶100km约浪费210cc燃料。努力做到速度变化尽可能小的安全驾驶。•5）尽快变高速档•发动机转速高就浪费更多的燃料，经常采用高速档行驶。对于自动档的车辆，在活用超速档的同时，加速时不要大油门。•6）减速时活用发动机制动•以40km/h下坡行驶1分钟，使用发动机制动比不使用时节省燃料约15cc。减速或下坡道时