整车油耗和哪些因素有关

2019-10-02 16:22:14 58点赞 186收藏 128评论

比起汽车动力水平,整车油耗才是大部分人更关心的参数,今天就和大家聊一下油耗问题。

整车油耗和哪些因素有关?

1 发动机热效率:

在工程领域,热机基本是以热效率来划分代差,热效率提升1%都是非常非常困难的。发动机的热效率在不同工况下是不同的,对外发布的一定是最大热效率,但最大热效率高的发动机,大部分工况热效率也会表现很好。

2 汽车整备质量:

这个就很好理解了,移动更重的物体肯定要消耗更多的能量

3 变速箱传动效率:

影响整车油耗的另一个关键因素,各种类型变速箱传动效率见下图:

整车油耗和哪些因素有关


MT(手动挡)效率:91%~98%

DCT(干式双离合)效率:90%~96%

DCT(湿式双离合)效率:81%~87%

AT(行星齿轮变速箱)效率:79%~86%

CVT(无级变速箱)效率82%~88%

上述数据全部取最低值进行比较

整车油耗和哪些因素有关

可以看到传动效率最差的是AT变速箱,只有79%,比干式双离合低了11%的效率。这11%的传动效率和发动机热效率是等价的……即使在发动机热效率上取得了突破和领先,但一个AT就把优势全吐出去了。

所以双离合变速箱可以迅速占领市场不仅仅是因为技术含量低,更主要的原因在于传动效率高,可以最大程度降低测试油耗和尾气排放。

而AT虽然传动效率低,但AT有液力变矩器,可以减少换挡冲击,同时让车辆在起步、蠕行等工况更加舒适。所以车企还是不会放弃AT变速箱,更是在高端车型上面清一色配置AT变速箱。

4 轮胎性能:

轮胎宽度也会小幅度的影响油耗,因为轮胎越宽,抓地力越好,但摩擦阻力也越大,下表为从汽车之家摘抄的数据,取的车型均是实际成交价在17.5万的中级轿车,三个运动型轿车都选取了225mm的宽胎,但NEDC测试油耗也全部超过了6.0;TNGA架构、造型动感的凯美瑞只用了205mm的窄胎。

整车油耗和哪些因素有关

当然,轮毂大小、轮胎花纹也有影响,但影响就比较小了。

5 燃油标号:

汽油标号代表了抗爆震性能,反映到发动机标定上就是影响点火提前角,用下图简要说明:

整车油耗和哪些因素有关

点火提前角顾名思义就是要提前点火,按照正常理解,在压缩行程终端、活塞运动到上止点时点火,然后油气混合器膨胀做功。但从火花塞处点燃到整个气缸内所有油气混合器全部引燃是需要时间的(虽然很短很短),在油气混合气全部引燃前,实际上活塞由于惯性已经向下运动了,气体膨胀的压力不能全部用来推动活塞,会浪费极小一部分能量。所以就要提前点火,在压缩行程时,活塞未到上止点时就点火,然后当活塞到达上止点时混合器正好全部引燃,这样效率最高、扭矩也最大。

但提前点火会导致爆燃!假设最佳标定应该是提前0.003秒点火(用时间来举例是方便大家听懂,实际上提前角是根据曲轴旋转角度来标定的),如果用92号汽油,则提前0.003秒点火会导致爆燃,只能推迟一下,到0.002秒点火。

所以,用高标号汽油真的可以略微降低油耗并且提高功率。

现代发动机标定时不会仅仅针对一个标号进行标定,会标定一个范围,然后用爆震传感器进行闭环控制,具体过程是这样的:汽车并不知道车主加了什么汽油,ECU会从最保守的点火提前角开始不断向前试探,当爆震传感器感受到爆震后,ECU就会推迟点火角,然后以该点火提前角进行控制。说明书要求加95的车,加了92也没问题,但是油耗和动力会变差;要求加92的车,加了95,则油耗和动力会变好。但如果车厂没有对98号汽油进行标定,你加95和加98则是一样的,而大部分车厂不会对普通家用车发动机进行98号汽油标定,实在太烧包了。

不过最后还要说,加高标号油提升的那一丁点效率是比不上95和92差价的,油耗相同的情况下,加95号油相当于实际油耗比92号高6.4%。如果考虑到许多中石化、中石油加油站会对92号汽油油耗(比如直降0.5元),那差距会更大。

6 自动变速箱控制逻辑/驾驶风格:

这两个放一起说,但我只解释控制逻辑,驾驶风格和控制逻辑类似,请读者自行体会。

这里说的控制逻辑特指D挡逻辑,因为这是上台架测试油耗和排放的挡位,也是大家开车最常用的挡位。上一篇解释发动机排量作用的文章用了一幅表示发动机经济性的BSFC图:

整车油耗和哪些因素有关

D挡控制逻辑的作用就是让车辆在行驶时,发动机的工况点尽量落在图中的高效率区,但是这种控制逻辑可能并不舒服。

举例2017年以后的大众和通用大部分车型(据业内人士说大众北美排放门后,大家都不敢搞小手段了,上台架测试的逻辑和实际行驶逻辑统一了,这个可能是谣言,不要轻信),D挡模式下1600~1800转就升档,高档低速地“拖挡”行驶,但这个逻辑倒也符合国内一大片佛系司机,我估计他们反而感觉这种控制逻辑挺好的,“我的车不到60km/h就升到7挡了,美滋滋”。

深踩油门绝不会利索地降档提转速,而是需要深踩油门1、2秒后才开始降档,想利索就要踩到底,触发kickdown开关。

业内标杆,宝马汽车采用的ZF 8HP变速箱在D挡下也是这个状态。Sport挡和D挡是完全不同两辆车,一个响应贼快、油耗高;一个磨磨唧唧、油耗低。

这种控制逻辑固然省油,但我认为这是用时间换油耗,40分钟跑完的路程,这么开能整一小时。

7 测试标准:

前面讲发动机效率时也提到了不同工况下的热效率是不同的,所以管理机构就用标准工况来测试整车油耗,比如目前中国和欧洲使用的NEDC工况。

整车油耗和哪些因素有关

几乎都是低负荷、匀速行驶且有大量怠速。应对这种测试工况,最好的办法就是降低发动机排量、增加启停系统。

为什么要降低发动机排量?大家看上面BSFC图,发动机在低负载时效率并不高,反而在中等负载时效率较高。所以如果是大排量发动机跑这种小负载工况测试,就会使发动机运转工况点落在图中偏下、经济性较差的位置;如果用小排量发动机,这种小负载就变成了中等负载,反而可以取得较好的油耗成绩。

但是,2017年后,欧洲换WLTP测试工况了。目前国内排放测试已经转WLTC工况(中国的WLTP),为了不让车企做两个不同的测试,油耗也会转WLTC工况进行测试。

整车油耗和哪些因素有关

WLTC工况比NEDC复杂得多,有很多急加速、急减速情况,发动机会有更多机会工作在中高负载,所以在这种工况测试条件下,小排量涡轮增压表现就比较差了。目前欧洲车企的应对方法是从downsie(小排量)转到rightsize(适当的排量),比如奥迪使用的EA888 2.0T 150马力发动机,EA 211 Evo 1.5T发动机。但伴随着WLTC测试工况而来的还有更残酷的RDE(真实道路测试)测试:

整车油耗和哪些因素有关

背着尾气在线监测仪直接上路行驶,WLTC即使工况曲线比NEDC复杂,但也是固定工况,RDE的工况就完全随机了,要求发动机必须全工况表现优秀,无论是油耗还是排放。

综述

两辆车的工信部油耗相同,但达到的方式可能差距很大。

高热效率发动机+低效率AT或CVT+低滚阻轮胎+良好的驾驶性标定油耗成绩可能和中等效率发动机+高效率双离合变速箱+中等滚阻轮胎+节油为主的驾驶性标定相同,但实际上路开起来就不一样了。这里面影响最大的就是变速箱型式和变速箱控制逻辑,决定了市区拥堵工况的行驶品质。

放几张新车评2015年做的中级车油耗对比测试结果

整车油耗和哪些因素有关

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最近几年没再搞这种几车对比测试,数据有点老了,雅阁换L15B发动机了,大众也换油耗更低的EA888 Gen.3B发动机(Gen.3都不行,必须Gen.3B)了。但也可以看出并不是排量大油耗表现就差了,关键还是看发动机技术、变速箱型式和控制逻辑。

尾气排放和油耗

油耗越低自然尾气污染物越少,所以节能与环保是相辅相承的。第6阶段乘用车尾气排放标准(简称国6)大幅提高了一氧化碳、氮氧化物的排放标准,同时增加了细颗粒物数量这个指标。

由于指标过于苛刻,部分厂商实在无法在限期前完成升级改造,于是国6标准分成A、B两个阶段实施。今年7月份开始实行的就是国6A,降低标准以给车厂缓冲时间;2023年实施真正的国6标准,即国6B。

为了达到国6B标准,大部分发动机技术较弱的厂家采取的办法是在发动机排气段增加GPF装置。所谓GPF就是汽油颗粒物捕集器,说白了就是一种陶瓷过滤器。

整车油耗和哪些因素有关

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增加了过滤器,就会提高排气背压,影响发动机热效率和出力。直接后果就是油耗升高、功率下降;间接后果就是灰尘颗粒会最终堵塞GPF(GPF再生无法消除灰尘,只能清除化合物),导致需要花费数千元更换GPF,提高用车成本。

所以,个人推荐购买不使用GPF装置即达到国6B的车型,比如通用最新一代Ecotec发动机,全凭燃烧技术改良来达标,不使用GPF;日产第三代HR16,虽然是老将,也未使用GPF即达标;大众最新一代EA211 Evo 1.5T(国内还未列装)是需要用GPF的。其他车厂,我也缺少资料,不敢乱说,大家想办法自行询问4S店吧。

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