针对驻外销售反映的油耗问题,现做出如下分析。
车型A基本动力总成配置如下:WP10.270E32,9JS119(直接挡),4.11速比。空车加挂车大致为11 t,拉35 t货物,即整车总重按46t算,最高车速75 km/h左右。
根据经销商及驻外销售部的信息反馈,该车型车速要求为最高档不脱档的情况下维持在65-70 km/h。反映的问题主要是车速偏高,油耗偏高。初步分析为,车型A的动力总成匹配情况结果,65-70 km/h这个速度段在转速较低的范围内就达到了,并且没有落在经济转速范围内。根据WP10.270E32的万有特性曲线图,可以知道燃油消耗率最低的转速大致为1400-1600 rpm。见图1。
图1  WP10.270E32 万有特性曲线图
现针对原有车型A的动力总成配置进行进一步计算。
由于主要进行最高档的分析,故下面仅进行最高档的计算。
由公式 可得,车速65-70 km/h 落在1325-1426 rpm中间,并不完全处于燃油消耗率最低的1400-1600 rpm转速范围内。
现考虑提高速比,让65-70 km/h 落在 1400-1600 rpm 范围内。
根据车型A已有配置——485单后桥型谱,可知有3.8、4.11、4.625、5.2速比可供选择。现选择比4.11稍大的4.625进行验算。
在速比为4.625的情况下,由公式 可得,65-70 km/h大致落在1490-1605rpm转速范围内,大致是燃油消耗率最低的转速范围。
现比较满载情况下,4.11和4.625两种速比在65-70 km/h 车速下的百公里燃油消耗量Qs。具体比较见表1和表2。
表1  速比4.11时65-70 km/h车速下的百公里等速燃油消耗量
Va (km/h)
65
70
Ne (r/min)
1325
1426
be (g/(kw/h))
194.1
192.5
Qs (L)
47.2
49
表1  速比4.625时65-70 km/h车速下的百公里等速燃油消耗量
Va (km/h)
65
油耗油70
Ne (r/min)
1490
1606
be (g/(kw/h))
192
192.5
Qs (L)
46.6
49
单纯从百公里等速油耗分析结果看,两种速比并不存在太大差别。下面从其他方面进行分析比较。
现通过几种不同的后桥速比——3.8、4.11、4.625、4.8最高档的功率曲线和阻力功率曲线图来进行分析。见图2。
图2  四种不同速比最高档功率曲线与阻力功率曲线图
从图中可以看出,当选择4.11速比的时候,最高档的功率已经非常接近阻力功率曲线。这说明了几个问题。
1. 最高档已经基本不能满足需求,下面列出最高档各转速的功率和阻力功率数值比较。见表3
表3  4.11速比时最高档各转速的功率与阻力功率比较
可以看出,在800-900 rpm和1600-2200 rpm范围内,发动机所能提供的功率已经无法克服阻力功率,从而无法为车辆行驶提供充分的动力。同时需要指出的是,列出的阻力功率只是包含了滚动阻力和空气阻力,爬坡阻力和加速阻力并未包括在其中,观察其他转速段可以看出,发动机提供的功率基本只比同样转速段的阻力功率稍大一点。因此我们可以假设,驾驶员在最高档的时候想要维持65 – 70 km/h的车速,但由于踩油门踏板后感觉车动力不足,因此会多踩油门踏板来达到提高车速至 65 – 70 km/h。而油门踏板的位置与喷油量密切相关,故上诉行为将导致燃油消耗量提高。
从图2可以看出,速比提高到4.625后,最高档的后备功率有所提高,车辆动力性能较足,避免了驾驶员为加速而将油门踏板踩得太深。
2. 通过图2 和表3 可以看出这一档位的后备功率非常差,同时发动机的负荷率非常高。
发动机负荷率影响燃油经济型。当发动机负荷率为80 % - 90 % 时,燃油经济性处在一个最好的阶段,低于80 % 或者高于90 % 的燃油消耗率较高。
通过图2进行分析,可以看出在速比为4.11时,65 – 70 km/h的车速下,发动机的负荷率大致达到了90.3 % - 96.3 % 。这对燃油消耗量会有不利影响。
而在速比为4.625时,65 – 70 km/h的车速下,发动机的负荷率大致达到了78.8 % - 82 %。这是一个比较合理的负荷率。
现在计算当速比由4.11换成4.625后,整车动力性能的变化。
Vmax(空载)= 96 km/h,Vmax(满载)≈75 km/h, Imax = 20.77 %,Dmax = 0.211
4.625速比可以采用,并且比4.11速比在该销售地区运输中有较好的燃油经济性。建议增加此
速比配置。