汽车主流节油技术分析
一、车重和轮胎
对于油耗而言,最大的负担自然是车重。通常情况下,汽车都可能每次都满载,所以自身重量就是成为节油关键。重量轻的汽车,自然在平均油耗方面占有更多优势。根据权威部门测试,汽车每增加100KG,油耗就要增加0.6升左右。在一些路况拥堵或者频繁起步的情况下,这种油耗差距更大。
所以车重越轻,油耗就越低。这也是大多数小型车比紧凑车油耗更低的原因。所以选车的时候,我们不妨看看整备质量这一个数据,孰轻孰重一目了然。但车重轻也带来一个令人担心的问题,那就是安全。说实话,重量往往是普通大众判断安全的一个重要依据。很多人会用坦克来举例安全性能。不过我想提醒大家的是,现代的反坦克技术早已经可以穿透500-1000毫米的均质钢板。所以坦克也采用了更多的先进防护技术,而不是单纯增加钢板厚道,比如空心装甲、复合装甲、陶瓷内衬技术等等。
换到汽车上也是一样,通过巧妙的设计,某些重要的车身特别是框架部分可以通过加强来
换得安全保障。这就好比砖混结构,你无法自由破坏墙体,否则就会导致房屋质量问题,但如果是框架结构,这种担忧就小很多了,可利用的墙体更多。加上什么可溃发动机方向柱方等等设计,所以单纯以车重来论安全的时代其实已经过去。材料科学的进步,是汽车得以控制重量减轻油耗的关键。但也有一个问题,对于车身尺寸和空间越来越大的趋势而言,想要低成本解决车重问题变得日益困难。
除开车重外,轮胎也是一个节油的重要之处。比如175规格轮胎就要比195规格轮胎节油不少,毕竟接触地面的摩擦可以大大降低。现在还有节油轮胎,可以通过一些特殊胎纹或其他技术降低油耗。所以有些消费者自行改装轮毂加大轮胎对于油耗肯定是没有好处。当然轮胎也不是越窄越好,太窄了对刹车和支撑都有一定影响。
二、发动机(自然吸气篇)
发动机是喝油的部件,所以油耗多少的关键也着笔在动力上。现在动力节油的技术很多,大致上主流可以分为两种。一种是VVT为代表的连续可变气门正时,一种是涡轮增压技术。日韩系车擅长前者,而后者则以欧美车型为多。
VVT-i系统是丰田公司的可变气门正时系统的英文缩写,丰田轿车的发动机已普遍安装了VVT系统。丰田的VVT系统可连续调节气门正时,但不能调节气门升程。它的工作原理是:当发动机由低速向高速转换时,电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮,这样,在压力的作用下,小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度,从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转,从而改变进气门开启的时刻,达到连续调节气门正时的目的。改变缸内涡漩角度,大大提升进气的速度与产生涡漩增加雾化效果。达到提升引擎效益。
本田公司同类技术叫VTEC,后来发展成了i-VTEC,也就是所谓智能可变气门正时与气门升程。i就是智能,现在国内部分装备VVT的汽车也有那种机械式的,当然节油效果就没有电子智能控制好了(ECU)。韩系以及部分国内自主引进的车型通常是叫着CVVT,和VVT差不多,只能调整气门正时,也就是进气门进气的时间早晚。不能调整气门升程,也就是气门的深浅程度。节油效果会相对不那么明显。有时候和没有装CVVT的车型相比差别也不大。所以本田的i-VTEC技术相对比较先进,尽管它不少发动机还是SOHC单顶置凸轮轴方式,但功率和扭矩都不比DOHC双顶置凸轮轴差,油耗也比较理想。
本田公司同类技术叫VTEC,后来发展成了i-VTEC,也就是所谓智能可变气门正时与气门升程。i就是智能,现在国内部分装备VVT的汽车也有那种机械式的,当然节油效果就没有电子智能控制好了(ECU)。韩系以及部分国内自主引进的车型通常是叫着CVVT,和VVT差不多,只能调整气门正时,也就是进气门进气的时间早晚。不能调整气门升程,也就是气门的深浅程度。节油效果会相对不那么明显。有时候和没有装CVVT的车型相比差别也不大。所以本田的i-VTEC技术相对比较先进,尽管它不少发动机还是SOHC单顶置凸轮轴方式,但功率和扭矩都不比DOHC双顶置凸轮轴差,油耗也比较理想。
在新的丰田节油技术上,双VVT-i比较受人关注。双VVT-i指的是分别控制发动机的进气系统和排气系统。在急加速时,控制进气的VVT-i会提前进气时间,并提高气门的升程,而控制排气的VVT-i会推迟排气时间,此效果如同一个较小的涡轮增压器,能有效地提升发动机动力。同时,由于进气量的的加大,也使得汽油的燃烧更加完全,实现低排放的目的。 实际上美系车型的DVVT也属于这种技术。这并不是日系车型的唯一专利。
当然双VVT-i也并不是完全是实践节油的保障,但在理论上还是比很多没有此类技术的节油效果要好一些。关键是能不能达到用户预期的理想值这是一个很大问题。
三、发动机(涡轮增压篇)
我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
我们如果平常留心一下汽车尾气的话,会发现尾气从消声器排出带有动力,如果利用好这种废气能力就可以冲击涡轮叶片从而在进气时压缩更多的空气进入汽缸。其实我们还只是汽车1.8t是什么意思
察觉到尾气的已经从消声器中排出的能量,在消声器之前,这种废气带来的能量是相当大的。假如给我们一台平常的自然吸气发动机加上了涡轮增压部件,那就成了涡轮增压发动机了,有时候道理就这么简单
从我们使用经验以及针对涡轮增压车主的了解来说,一般1.8T涡轮增压动力油耗相当于普通自然吸气2.0-2.4升车型油耗。这也很正常,本来涡轮增压只是在相同的汽缸体积增加更多压力,从而获得更好的功率和扭矩表现。空气压力加大,汽油消耗也不会太低。所以依靠涡轮增压省油不是太现实的。不过如果是市内行驶的话,在堵车严重或者红绿灯比较多的情形下,涡轮增压车型还是能够依靠较小的排量实现节油目的。这个道理很简单,比如1.8T涡轮增压如果技术指标同等与于2.3升自然吸气动力单元。同样怠速或慢速情况下,涡轮增压其实也没有启动,只是等于一台普通的1.8升自然吸气发动机,自然要比2.3升发动机节油了。
轮增压启动有一个发动机转速限制,比如现在热门的高尔夫6和速腾1.4TSI都是1.3吨左右的胖家伙。它们的1.4T涡轮增压介于是在1750rpm时候实现,如果你的油门不够深,或者他们的DSG变速箱调教偏向经济性的话。那么在一般道路上行驶,驾驭这种涡轮增压车型
只要换挡以及行驶转速达不到1750rpm时,更多的时候,我们其实是开着一台1.4升自然吸气车型在前进。这样是可以节约油耗的,不过动力性能也不是特别充沛了。毕竟涡轮增压叶片多少对进气会有些影响。这就相当于一台自然吸气发动机,现在因为涡轮增压达不到启动转速,但涡轮叶片还是在尾气能量冲击下转动,那么可想而知此时进气表现甚至还不如同排量自然吸气发动机了。
从大多数使用者的反映来看,涡轮增压谈不上特别费油,但也谈不上特别节油,一般会比同排量自然吸气发动机油耗高出一些,但比性能指标上对应的更大排量自然吸气发动机油耗还是让人放心多了。
四、变速箱
光有好的动力还不行,还得有相当匹配的变速箱才行。变速箱和发动机是相辅相成的总体。就好比你有个健壮的心脏还不行,还得有一副好身板才能把强劲的心脏作用体现出来。如果变速箱本身不够先进,那么其动力输出也不会很顺畅同时油耗表现自然不佳。
如何提高变速箱对动力输出效率是节油的一个重要途径。手动变速箱在这方面建树不多,
主要还是依靠熟练的操控。6速手动变速箱只是增加一对变速齿轮组,中低速节油意义不大,高速还是有一定的好处,毕竟可以更好利用惯性前进。
节油的斗争主要在自动波上面展开,主流的变速箱配置方式有三种。首先是6速手自一体变速箱,在更多的齿轮组协助下,动力不仅输出更顺畅,同时油耗也会更节省。这和上台阶一个原理,台阶如果平缓一些我们上楼也更轻松,体力消耗更小。
其次是CVT变速箱,它被称为无极变速。无级变速器与有级式的区别在于,它的变速比不是间断的点,而是一系列连续的值,譬如可以从3.455一直变化到0.85。CVT结构比传统变速器简单,体积更小,它既没有手动变速器的众多齿轮副,也没有自动变速器复杂的行星齿轮组,它主要靠主、从动轮和金属带来实现速比的无级变化。
其原理是与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合,形成不同的速比,像自行车的踏板经大小与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一,致使变速箱输出的转速也随之变化,从而实现不分档位的转动。这样的做法对于驾驶平顺性和油耗来说无疑贡献良多。
其原理是与普通的变速箱一样大小不一的几组齿轮在操控下有分有合,形成不同的速比,像自行车的踏板经大小与链条带动车轮以不同的速度旋转。由于不同的力度对各组齿轮产生的推力大小不一,致使变速箱输出的转速也随之变化,从而实现不分档位的转动。这样的做法对于驾驶平顺性和油耗来说无疑贡献良多。
最后是DSG双离合变速箱,其中文表面意思为“直接换挡变速器”,DSG变速器与一般的变速系统不同,它是基于手动变速箱,而不是自动。手动要比自动的效率高很多,而DSG除了同时拥有手动的灵活和自动的舒适外,更能够提供无间断的动力输出。传统的手动变速器在踩下离合的时候,动力的输出就出现了间断,而普通的自动变速箱也不是没有离合,而是离合改由电脑控制,在换挡的时候也会出现动力中断的问题。
而DSG变速器内有两台自动控制的离合,在某一档位时,离合器1结合,一组齿轮咬合输出动力,在接近换挡时,下一组的齿轮已被预选,而与之相联的离合器2仍处于分离状态;在换入下一挡位时,处于工作状态的离合器1分离,将使用中的齿轮脱离动力,同时离合器2咬合已被预选的齿轮,进入下一档。在整个换挡期间两组离合轮流工作,确保最少有一组齿轮在输出动力,令动力没有出现间断的状况。这就是省油的关键,无论是手动还是自动变速箱,都无法做到动力不被切断,而DSG做到了。
小排量涡轮增压加上DSG双离合变速箱,车辆可以很快进入高档位,同时也不切断动力的换挡方式也少却了很多燃油损失,对于国内而言,7速双离合干式变速箱+1.4TSI是一套
相当先进的动力组合。
编辑结语:实际上影响车辆油耗的技术还远远不是以上提到的几个方面,比如风阻,比如底盘,都在其列。不过上文提到的几个方面更关键而已。我们通过对这些分析,试图为大家选择节油车出一些依据。希望能够在高油价高物价的当前社会,到一条用车与养车的捷径。
发布评论