作者harry901 (33798)
看板ask-why
标题Re: 汽车的油耗问题
时间Fri Apr 4 21:44:46 2008
※ 引述《gamer ()》之铭言:
: ※ 引述《harry901 (33798)》之铭言:
: : 因为你只是单纯想到引擎转速=耗油量
: : 在这个过程中,原本汽车行使负荷是固定的
: : 也就是一台汽车需要出多少"力"来克服并达到你想要的目的
: : 如同你说的,你使用较小的引擎转速驱动之,相对的在同样的负荷之下
: : 引擎一定要出更多力量,否则会熄火(因为引擎出力不够达到你的要求+负荷)
: 不太对,扭力和马力在前半段是几乎是呈现线性关系,超
: 过最高扭力转速或最大马力转速後,才会往下降。换言之,转
: 速越小,基本上扭力也会越小。
: 在高速齿的情况下,引擎提供的动力已经不是维持车子行
: 进的主要来源,而是车子本身的惯性力。所以在高速齿,车子
: 维持低速确实可以节省用油。
: 但是有另外一个问题是,目前内燃机引擎还是透过阻风门
: 来控制进气,这样导致一个状况,在过於低速的情况,阻风门
: 进气效率过差,导致引擎整体燃烧效率变差。这也是为什麽实
: 际上,在油耗曲线会有一个谷值的原因。
这边我的原意是想用比较简单的方式来让提问者了解,发生了误会。
gamer大所提供的资讯是比较专业的讲法,但我想我表达的意函并无误才是。
首先要先定义我们讨论的范围,我是将提问者的问题定义在
档位相同时,车速不同,在相同的路况(负载)下引擎的耗油关系。
而针对耗油曲线在引擎性能因素与转速之关系图里面,其发生在谷底时
称为"经济转速",也就是在这引擎转速之下,引擎的耗油是最小的,但
制动马力的峰值却不是在相同的转速,扭力也是。在低於此转速时,由
於汽缸热能损失时间长,且空气与燃料混合尚未均匀,使得热效率降低
耗油率增高;而在大於经济转速时,制动马力(实际作用在车辆前进的
马力)会下降,使得燃料消耗率上升来维持所需的输出功率,因此耗油率
上升。 至於阻风门对於耗油曲线的作用,则有待商榷。
(上段资料来源:汽车学(一),张宏编着。)
: : 电子喷射引擎帮你想好了,在此时若不换档,则会让你的汽缸内混合气燃烧
: : 不正常,排气管的O2 sensor会感测到O2不正常,然後传给电脑修正喷射更浓的
: : 混合气,如此一来耗油量将不会是固定的,因此并不会比引擎转速更高来得好。
: : 至於感测到的O2的浓度是浓还稀我忘了,但原理至少是这样没错。
: 基本上电子喷射引擎在一般调较都是设定让空燃比为理论
: 空燃比,因为从热力循环得到的结论,在理论空燃比时会有较
: 高的效率,较低的废气排放量。这样的好处是相比於传统类比
: 式的化油器使用文氏管来控制喷油,会因为阻风门开启超过45
: 度以後进气进气压力会有非线的变化,使得控制喷油的装置低
: 估了实际的空气进气重量,而形成贫油燃烧(lean combustion)
: 降低引擎效率。而电子式由於是用sensor感测空气浓度,所以
: 不会有以上问题。
: 附带一提,传统化油器解决此问题的方式为在化油气加装
: 一高速加浓油器阀,当引擎转速越高的时候,会有额外的油气
: 加入混合,改善油气不足的问题。
稍微证明理论空燃比也另外补充一些东西好了 顺便review一下
汽油引擎的燃烧化学式是
燃烧
C8H18+___O2+3.76*____N2 --> __CO2+__H2O+3.76*____N2
12.5 12.5 8 9 12.5
上式经过简单的平衡,且3.76是氧与氮气在大气中的比例,可得12.5,8,9。
汽油C8H18完全燃烧时,会产生CO2与H2O
而C,H,O,N的原子量分别为12,1,16,14
则此时上式中汽油C8H18的分子量=114
氧气=12.5O2=400 氮气=3.76*12.5*28=1316 其他稀有气体不计之
则理论空燃比为空气/燃料=1716/114=15.16
理论上所产生的废气是固定的(包含H2O气体)
但是讨论理论空燃比有一个重点,就是如果发生不完全燃烧则会附带产生有毒气体。
而阻风门开超过45度所产生之进气压力非线性变化这个问题,我则不大清楚不多加注。
我想gamer大大应该指的是"节流阀"而不是阻风门才是。
当节流阀开超过45度确实会产生进气量过大,使得给油不足的问题,进一步让引擎
(传统化油器引擎)产生稀薄燃烧(lean combustion)使得有毒气体大增。所以在传统
的化油器里面之六大油路(浮筒,怠低速,高速,加速,强力,阻风门)中此时会依实
际引擎的负荷与进气气压变化给予增油,改善稀薄燃烧的问题。可能是高速与加速油
路同时作用,也可能只有高速油路作用。
: : 如果是自排的话,此时电脑会依照最佳化程序给予适当的升降档,所以说
: : 自排车对於比较不熟路况的人来操作是比较省油的。
: : 另外时速90与70所产生的"总阻力"不一定前者比较大,这边都要看厂商的数据
: : 还有实际的风向。不过通常考虑到这个的都是赛车才会去设计的,让其更流线。
: 自动排档既时可以控制档位在对於新手而言比较理想的档
: 位,但是由於先天上传动耗费掉太多多於的功,所以还是很难
: 比手动排档来得省油。不过现在使用在汽车上的无段速变速装
: 置(CVT),据说可以达到手动排档效率的95%,如果真的像宣传
: 讲的那样,那或许是有可能比手动排档来得省油。
: 另外,在低速的环境下,汽车本身的外形对於阻力的影响
: 其实很小。所以阻力经验公式基本上是可以通用的。
这边我刚发现自己写得不正确也不好,当初的考量是针对不知操作者的
使用情形,犹如驾驶者用手排放低档来开高速或爬坡时没有降档所造成过多的油耗
不如使用自排车来得更省。这边我可能是多想了,一般会开手排者应该不会笨到用
上面的档位来驾驶才对。
自排车在理论上是比较耗油的,主要是因为自动变速箱里面有许多的液体传输动力
原件,就是俗称的"自排油",这些自排油在传输过程中,会使得原先的手动排档里
面的手排油销耗更多的动力,转为更多的废热,所以自排车比手排车耗油。
当然时代变迁很快,现在与未来都将是CVT的天下了。
补充一下影响车辆行驶性能的阻力,主要有
空气阻力=μ1*AV^2(经验公式) A=正投影面积 μ1=风阻系数
滚动阻力=μ2*N N=车重 μ2=滚动摩擦系数
摩擦阻力=引擎动力传输过程中,传到驱动轮之间的摩擦损失,与传动效率有关
爬坡阻力=N*sinθ
惯性阻力=车辆起步,加速,换档过程中所产生的阻力
影响以上最明显的是空气阻力(资料来源:同上)
所以这个经验公式在低速下是可以使用的
而某些速度之下能否再用则有待商榷
也为什麽一般车辆会在设计时着重流畅的曲线。
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◆ From: 59.112.230.79
※ 编辑: harry901 来自: 59.112.230.79 (04/04 21:45)
※ 编辑: harry901 来自: 59.112.230.79 (04/04 21:47)
1F:推 gamer:应该是节流阀,我用错了 04/04 21:49
2F:推 gamer:感谢指正。 04/04 21:53