关于安凯客车HFF6121K40D驾驶经济性报告
文/山东威海刘拓宇姜盛杰
一、发动机的相关技术参数
我公司安凯客车HFF6121K40D装配潍柴WP10.336N发动机,该发动机最高转速仅为1900r/min,最大扭矩1500牛/米,是一款低转速
大扭矩的发动机。根据潍柴提供的“万有特性曲线图”分析,该发动
机最大扭矩时的转速区域在1350r/min至1500r/min之间,车辆行驶时
保持发动机转速在该转速范围内可以获得最大的动力。图中绿梯形
区域与深蓝区域重合部分为低油耗区(如图1所示)。
2200转WP10.336N—1900转
潍柴发动机图1WP10.336N万有特性曲线图
车辆行驶的经济型与车辆配置和驾驶员操作习惯有关,其中车辆配置包括发动机动力性、变速箱档位、后桥速比以及车身风阻系数等。
根据曲线图,发动机的最大扭矩转速区域在1350r/min至
1500r/min之间,因为驾驶员换挡的整个操作过程大约需要1至1.5秒,所以推荐的最佳的换挡转速应为1650转左右。在这个转速下,松开油门踩下离合器,发动机转速会在1至1.5秒钟之内降低200至300转,此时的发动机转速会由1650r/min降低至1400r/min左右,但这个转速仍然是在发动机最大扭矩转速范围内,所以在该转速下换挡,发动机的动力损失最小,换挡后提速最快,相对来说油耗最小。
二、车辆置情况
我公司安凯客车配置綦江S6-160型6档变速箱,后桥装配单级速比为3.07的小速比减速器,这与潍柴推荐的后桥速比2.928配置基本相符合。根据潍柴提供的实验数据,在该配置方案下,车辆100Km/h 等速油耗为23.2升每百公里(如图2所示)。
但这个油耗是在理想状况下如,车辆空载、水温80~95℃、风速小于3米/秒、匀速行驶(无换挡及制动)等良好的条件下测得,所以在车辆在行驶中实际的油耗要高于潍柴测试油耗。
图2潍柴实验数据
根据我公司的规定,车辆行驶速度限制在100Km/h之内,按照潍柴官方推荐车辆配置的实验数据表明,在100Km/h行驶速度下,发动机的转速刚好在1468r/min的最大扭矩转速范围内,油耗最低最经济。
我公司车辆配置五档为直接档速比1,六档为超速档速比0.81,后桥速比3.07。使用五档时总传动比为3.07,使用六档时总传动比2.4867,换算后得出车速为100Km/h时,五档时发动机的转速为1539转,六档时发动机的转速为1247转。
可以看出,六档在时速100Km/h时的经济转速不在发动机的最大扭矩转速范围内,虽然靠近低油耗区域,但不是在油耗最低区域内(如图1所示)。也就是说按照我公司目前安凯车的速比配置,如果用六档匀速行驶在100Km/h的速度上,并不是最经济的车速,会造成燃油的不必要浪费。
根据计算可得知,我公司安凯客车使用五档时的经济车速为95Km/h。如果使用六档,当车速为117Km/h时,发动机转速处于低油耗区域内,但由于车速越快风阻越大,且风阻与车速的平方成正比,也就是说如果车速从40Km/h增加到80Km/h,风阻增加了4倍而不是2倍,同时发动机高转速时各附件消耗的功率也会越多,所以117Km/h时的油耗要比95Km/h时的油耗高30%以上。
三、发动机“怠速高”的情况说明
最近有驾驶员发现,车辆在起动后发动机转速为600r/min(正常怠速),而在行驶过程中,“脱档滑行”后发动机转速只能降低到700r/min(如图3所示),比正常转速要高100r/min。有的驾驶员担心高怠速会造成油耗的增加,对“油标”产生影响。
图3发动机怠速高绘图
首先要强调的是,目前公司所有的营运车辆均不允许脱档滑行,有的驾驶员在驾驶时,遇到需要减速或
者坡路滑行的状况时,习惯性的采取“松油门—踩离合——脱空挡”的操作方法。这样做的后果一个是有可能损坏变速箱,二是降低行驶安全性,三是增加油耗。
在对车辆及发动机全面检查后,并未发现任何问题,读取发动机的数据流均正常。对其中一辆车跟车实验(威海—青岛),对一路采集的数据分析后,最终确认车辆一切正常。但是在跟车过程中发现驾驶
员在行驶途中有脱档滑行的操作(如图4所示)。
图4图中椭圆区域为脱档滑行部分
为了彻底弄明白高怠速的原因,以解答驾驶员的疑惑,查阅了大量资料,并多次通过邮件、电话与无锡博世工程师沟通,最终到了该现象的原因。
潍柴WP10.336N发动机装配EDC7电控系统,该系统有强大的控制功能,其中两项是“档位计算”与“空档怠速和驱动怠速控制”功能。目前客车的变速箱普遍没有安装档位传感器,只能由“档位计算”功能根据车速和发动机转速计算档位,“空档怠速和驱动怠速控制”功可以根据计算出来的档位,采用驱动怠速控制,可以实现分档控制,控制各档位怠速转速保持在一个稳定的值。
车辆在行驶过程中,大多数驾驶员在减速前的习惯动作是先脱档,后制动。脱档后发动机会立刻回到怠速状态,而此时车辆仍然在滑行状态,车速传感器会有一定的车速输出,EDC7接收到发动机转速(趋于怠速)和车速后通过计算得出车辆处于在档状态,因此提高100转
的转速至700r/min,以增加发动机的动力输出。