汽车燃油经济性评价指标及影响因素-汽车使用性能与检测

【知识引导】

知识点一　汽车燃油经济性评价指标

汽车燃油经济性是指以最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力。汽车燃油经济性的评价指标主要由耗油量来表示，这是汽车使用性能中重要的性能。耗油量参数是指汽车行驶百公里消耗的燃油量，单位为L/100 km，其数值越大，汽车燃油经济性越差。在我国，这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准，通过样车测试得出来的，它包括等速工况下的百公里燃油消耗量和循环工况下的百公里燃油消耗量。

1.等速工况下的百公里燃油消耗量

等速行驶工况百公里油耗是常用的一种燃油经济性评价指标，指汽车在一定载荷下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100 km 的燃油消耗量。常测出每隔10 km/h 或20 km/h 速度间隔的等速百公里油耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线。

2.循环工况下的百公里燃油消耗量

等速行驶工况并没有全面反映汽车的实际运行情况，尤其不能反映汽车在市区行驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等行驶工况。因此，在对实际行驶车辆进行跟踪测试、统计的基础上，各国都制定了一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车运行状况，并以其百公里燃油消耗量来评定相应行驶工况的燃油经济性。

相关标准可参考如下国标文件：《汽车道路试验方法通则》（GB/T 12534—1990）、《乘用车燃料消耗量试验方法》（GB/T 12545.1—2008）、《商务车燃料消耗量试验方法》（GB/T 12545.2—2001）、《轻型汽车燃料消耗量试验方法》（GB/T 19233—2008）。

知识点二　燃油经济性影响因素

1.燃油经济性的结构影响因素

（1）发动机类型和功率

柴油发动机的有效耗油率比汽油发动机低20%左右，因而采用柴油发动机的汽车的燃油经济性好，加之柴油的价格低于汽油，使柴油车表现出更为优越的经济性。目前，世界各国正在积极推进轻型货车和轿车的柴油化进程，西欧柴油轿车的市场份额已达12%之多。在总质量为2～5 t 的载货汽车中，德国有85%左右用柴油机，日本约为90%。

发动机功率越大，汽车的动力性通常越好，但汽车燃油经济性往往会越差。这是由于发动机的经济负荷率为80%～90%，如果发动机的功率较大，汽车在一般车速状态下会远离经济负荷率，便会造成有效耗油率增大，即汽车的燃油经济性变差。因此，为了节约燃油，在行驶条件许可的条件下，不必追求汽车装配大功率的发动机，以提高负荷达到节油的目的。

（2）压缩比

目前，国内的轿车发动机都是高速汽油发动机，发动机的热效率越高，燃油利用率越高，也就越省油。发动机的热效率随压缩比的增加而增加，现在轿车汽油发动机压缩比一般为9.3～10.5。同时，还采用配气系统可变装置（可变气门升程、可变凸轮轴转角、可变进气管长度等）和稀燃技术来达到节油目的。

（3）设置超速挡

现代汽车为了提高燃油经济性，呈现减小主减速器传动比的趋势。主减速器传动比取值较大的汽车，可以通过设置超速挡来改善其燃油经济性。汽车在同一车速下行驶时，采用超速挡和采用直接挡的阻力功率相同，而采用超速挡的负荷率明显高于直接挡的负荷率。只要在高负荷率下发动机混合气没有加浓，发动机的有效耗油率就会明显降低，使汽车燃油经济性提高。高车速、比功率大的轿车，在一般公路上用超速挡行驶明显比用直接挡省油，所以有的汽车设置了两个超速挡，如挡位总数大于10 个的变速器。

（4）变速器挡数

在汽车动力性中已经提及，变速器挡数越多，汽车行驶中挡位选择的机会越多，在同一行驶速度下，发动机在低燃油消耗区工作的可能性越大，有利于提高汽车的燃油经济性。

挡数无限的机械无级变速器（CVT），可以在任何条件下都使发动机处于最佳经济工况下工作，随着未来材料、润滑油及微机控制、加工技术的进步，CVT 的产量将越来越大，应用将越来越广。

目前，轿车上应用的液力机械式自动变速器的传动效率较低，使汽车油耗上升了10%～11%。但使用液力机械式自动变速器具有平稳起步、操作简便、乘坐舒适等优点，因而受到人们的广泛关注。为了兼顾操作方便性与燃油经济性，有的车辆采用手动和自动两套变速模式，可由驾驶者按需要选定。

（5）小负荷工况节油技术

发动机在较小负荷下工作时，其油耗率将显著增加，而在汽车发动机运转的大部分时间内，小负荷工况占有很大比例，这就势必造成燃油的浪费。为了提高发动机的负荷率，对发动机采取闭缸的方法，即小负荷时关闭一部分气缸，而在大负荷时才让全部气缸工作输出大功率。这样便使发动机的排量随负荷的大小而变化，始终保持发动机在高负荷率下工作，达到省油的目的，同时也不会影响发动机的动力性。

闭缸节油的具体方法有四种，分别为只切断燃油供给；关闭进排气门，停止供油供气；切断燃油后进行废气再循环，以废气代替新鲜空气；切断燃油后节气门全开，无节流供给新鲜空气。

闭缸控制通常是利用电控自动实现，通过传感器检测发动机的工况，并按工况实现多缸和少缸工作的自动切换。小负荷闭缸是行之有效的节油方法，其推行的关键在于设置一套自动转换装置。

（6）轮胎

汽车在行驶过程中，在发动机和传动部分正常工作时，有接近1/3 的热量是被汽车的轮胎吸收的。与此同时，轮胎所受到的阻力也是对汽车燃油经济性产生影响的最重要因素之一。针对这种情况，就需要使用子午线轮胎来降低轮胎的阻力，进而有效提升相关燃油经济性。

（7）质量利用系数

质量利用系数是指汽车装载质量与汽车整备质量之比，是汽车设计与制造中的重要技术指标。总重相同的情况下，汽车的质量利用系数越大，相同运程的货运量越大，单位货运量（货物周转量）的油耗越少。因此，在汽车行驶中，不必要的物品不应总放在车上，否则会增加燃油消耗量。

（8）列车运输

在道路状况较好（无大坡度）或车速不是很高的情况下，汽车的后备功率较大。将单车运输改为列车运输，会使单位运量的油耗明显下降。原因之一是列车的运输能力增加，使发动机的负荷率增加，而有效油耗率下降；另一个原因是汽车列车的质量利用系数大幅度提高。

（9）复合动力系统

现在的内燃机汽车为满足不同条件下的行驶要求，都有较大的后备功率。这样汽车在一般的行驶状态下，发动机都以较小负荷工作，其油耗较大。为了更大地提高燃油经济性，可以将目前的发动机驱动改为发动机与电力驱动装置组合在一起共同驱动的复合动力系统。其基本原理是汽车处于一般行驶状态时，汽车行驶的动力来自发动机，同时发动机还向储能装置供给可存储的能量。而当汽车加速或爬坡需要大功率时，发动机和由储能驱动的电动机共同驱动汽车。这样汽车只需要装备较小的发动机，并使发动机常处于高负荷、高效率下运转，即可降低燃油消耗率。

（10）采用高强度低质量的新材料降低整车重量

数据显示，车重与油耗成正比，车重每下降10%，油耗也会相应下降若干个百分点，采用高强度低质量的新材料降低整车重量也是日系车省油的一大原因。

（11）采用各种形式的减小阻力的导流罩

在驾驶室顶部安装导流罩可以使空气阻力系数减少3%～6%；在驾驶室与车厢之间安装间封套，由驾驶室后端延伸至车厢前端，将驾驶室与车厢之间的空隙密封，可以节约燃油12%；在轿车的尾部安装空气导流器，可以避免在汽车的尾部形成吸气涡流，从而降低发动机的燃料消耗。

2.燃油经济性的环境影响因素

（1）道路因素

不同的道路等级和道路状况，其行驶阻力存在较大的差别。阻力越大，油门开度越大，高速挡行驶的机会就越少，油耗会增大。在交通复杂、交叉路口多的条件下，汽车制动、停止、起步、加速等工况较多，在这种情况下虽然车速较低，但相对油耗量较大，汽车的燃油经济性较差。

（2）温度和湿度因素

汽车的行驶环境温度直接影响到汽车内部系统的工作运行。例如，温度过低的情况下，汽车的润滑系统的性能将受到影响，汽车的燃油挥发性也受到温度的影响，难以有效地完全燃烧，导致汽车的燃油经济性下降；在温度过高的情况下，进入汽车发动机系统的空气温度过高，发动机温度也过高，这也会影响到汽车的燃油经济性。

行驶环境的湿度则会对汽车的发动机部位产生一定的影响。例如，如果汽车是在湿度很高的雾天中行驶，发动机就会进入湿度很高的空气，使得进入发动机的燃油蒸气的各种参数发生变化（比热容数据、气体常数数据等），影响到汽车的燃油经济性。经过对相关文献的查询，可以发现，温度和汽车燃油经济性之间并不呈现出比例关系，而是在一定的温度范围内汽车的燃油经济性比较高，与此同时，湿度对汽车燃油经济性的影响和温度的高低有着直接影响。针对这种情况，为了有效地保证汽车燃油经济性，就需要选择合适的温度出行。

（3）大气压力因素

行驶环境之中的大气压力因素是指空气的密度，与此同时，在汽车行驶的过程中，有一部分空气是要进入汽车的发动机之中的，这就会改变汽车发动机内部的燃油蒸气的密度，进而对汽车的燃油经济性产生影响。根据对相关文献的查询，发现在大气压数值相对比较高的行驶环境下，进入汽车发动机中的空气的数量下降，导致汽车的燃油经济性下降。针对这种情况，就需要尽可能地选择大气压数值相对较低的行驶环境进行行驶。

（4）风阻因素(www.chuimin.cn)

风力的阻力数值对汽车燃油经济性的影响的计算公式在动力性部分已提及，在公式之中，包括了所受到的空气阻力的数值、行驶环境的空气阻力的数值、行驶过程中的迎风面积的数值和汽车在行驶过程中保持的相对速度的数值。不难看出，汽车受到的阻力的数值和汽车的行驶速度有着最直接的关系，因此，在一定条件下汽车行驶的速度越快，其燃油经济性越低。针对这种情况，当速度达到一定值后，就需要在行驶的过程中，尽可能地降低行驶速度，提升汽车的燃油经济性。

3.燃油经济性的驾驶员驾驶行为影响因素

在车辆行驶的过程中，车辆驾驶员的驾驶行为和驾驶习惯对汽车的燃油经济性有着一定的影响。根据对相关文献的查询，发现驾驶技术相对较低的驾驶员和驾驶技术相对较高的驾驶员相比，油耗量要高一些。

具体来说，在车辆预热启动的过程中，如果能够有效地保证发动机处于正常的状态，就可以有效地降低油耗量（这就需要在开车之前进行预热），与此同时，在驾驶汽车的过程中，选择合适的挡位对油耗量的降低也有很大的帮助，平稳的驾驶方式可以有效地保证驾驶的油耗保持在一定的水平内。对汽车驾驶人员驾驶技术的研究发现，汽车速度在最高速度的60%的时候油耗最低。综上所述，汽车驾驶技术比较好的驾驶员的燃油经济性相对比较高。针对这种情况，就需要不断提升驾驶技术，提升驾驶的燃油经济性。

（1）杜绝不必要的大油门

日常行车，脚踏油门要轻缓，做到轻踏缓抬。若猛踏油门，加速装置和省油装置都会提前起作用而“额外”供油，使混合气过浓，造成汽车油耗量增加。

（2）避免长时间的怠速运转

一般汽车运转1 min 以上所消耗的燃油要比重新启动所消耗的燃油多。根据测算，怠速运转4 min 的耗油量大约相当于以60 km/h 的速度行驶1 min 的耗油量。因此，建议较长时间停车还是关闭发动机更好。

（3）减少汽车不必要的启动次数

汽车每启动一次的耗油量可以行驶3 km，对发动机的磨损相当于行驶50 km 的磨损量，所以尽量不要让汽车非正常熄火，频繁启动将会增加不必要的油耗。

（4）避免不必要的紧急制动

汽车每紧急制动一次，所浪费的油可行驶2 km，对轮胎的磨损相当于行驶80 km。

（5）空挡滑行不省油

空挡滑行时最低油耗相当于怠速油耗，而带挡滑行时，ECU（电子控制单元）会在一段时间内让发动机完全停止喷油，这时的最低油耗是零，因此带挡滑行更省油。

（6）及时合理换挡

应当在油门开度不大，发动机转速不高的情况下迅速换挡。换挡过程的快慢直接影响汽车的油耗，试验证实两者可使油耗相差一倍以上。发动机的大部分时间在中等转速下运转，而且节气门开度适当（70%左右）时耗油量最小。在道路状况良好的情况下，尽量使用高速挡行驶，避免在中间过渡挡位停留过长时间，这样会获得较好的燃油经济性能。在高速挡时不要拖挡，在低速挡时不要使发动机转速很高，这是合理使用挡位的原则。

4.燃油经济性的使用影响因素

（1）适当的胎压可以降低油耗

轮胎的工作气压保持在标准范围内，能减小汽车的滚动阻力，降低燃油的消耗，实现节油。要正确使用轮胎，控制轮胎的气压应该注意以下几种情况：在车辆的负荷一定时，轮胎的气压高，则轮胎和地面的接触面积小，从而加剧了轮胎中部的磨损，在此情况下，轮胎的滚动阻力小，有利于节油；当轮胎的工作气压低于标准气压的30%时，发动机的油耗将增加12%。

（2）冷车启动

发动机冷启动时，润滑条件差，各个运动机件磨损加剧，燃料消耗明显增加，主要是因为：润滑油的黏度增高，润滑作用下降，曲轴的运动阻力增加，使启动转速降低；发动机的机件温度较低，燃料不易蒸发和雾化，不利于发动机启动；蓄电池的点火能量不足，火花塞产生的火花能量下降，发动机不易启动，使启动的次数增加，从而增加了燃料的消耗。

所以低温启动发动机采用的节油措施有：

① 启动之前预热发动机。热水预热法，在发动机启动之前，加入80 °C 以上的热水，对发动机的冷却系进行预热，当发动机缸体的温度上升后，启动发动机。

② 对油底壳内的润滑油进行预热，用以减小曲轴的运转阻力。

③ 改善燃油蒸发和雾化，可采用轻质的汽油启动发动机和采用预热进气系统的方法。

④ 检查高、低压线是否漏电，清洁调整分电器的触点间隙和火花塞的间隙。

（3）保持“三滤”的清洁

空气滤清器、燃油滤清器和机油滤清器应该经常保持较高的滤清能力。其中，空气滤清器的滤清工作状况是否正常，对节约燃料有极为重要的作用。根据试验测定，当空气滤清器部分堵塞时，滤清阻力增加，发动机的燃料消耗增加5%。所以，空气滤清器必须按规定的周期进行定期清洗和更换，在尘土较多的地区和风沙较大的地区，需要增加清洗和更换的次数，以保持进气通畅。

（4）合理地控制行车时的发动机温度

汽车的行车温度直接影响行车燃料的消耗。首先是进气温度影响燃料的雾化，水温又直接影响气缸及机体外各个部分的表面温度。水温的提高将会使气缸及机体外各个部分的表面温度升高，从而使进入气缸的混合气温度升高。但是温度过高，会导致发动机产生早燃、爆燃等不正常燃烧，发动机的油耗增加；温度过低，发动机气缸盖、气缸壁的传热损失大，燃烧速率下降，导致发动机平均有效压力下降。同时，发动机的温度过低时，燃油不容易蒸发，油滴相对增多，使混合气变稀，不容易燃烧或者使火焰传播速度减慢，也会导致发动机的油耗增加。

（5）点火要准确有力

在汽车的使用中，不完好的火花塞、分电器、蓄电池、导线和不正确的点火提前角，都是造成燃料消耗过多的原因。资料表明，一只火花塞不工作将增加25%的油耗，两只火花塞不工作，将增加60%的油耗。点火正时的检查调整对油耗的影响最为直接，最佳的点火提前角，与点火装置的工作是否可靠有关，取决于燃油的质量、燃油系调整的质量和发动机的技术状况。汽车在运行加速时，应该有短时间的突爆声并马上消失，表示点火提前角正确。

同时，应该注意保持火花塞的清洁和正常的间隙，火花塞电极应完整无油污，绝缘体没有裂纹和破损，点火系能保证足够的火花强度，在各种发动机转速下，保证准时供给足够能量的火花。

（6）保证气缸压力良好

气缸压力越大，发动机工作行程产生的有效压力越大，混合气点火后的燃烧速度越快，随之冷却液和废气的热损失就越小，因此，发动机会得到较高的功率和较好的经济性。

为了保证发动机的动力性和经济性，气缸的压力必须达到原厂标准的75%以上；为了使发动机工作平稳，各个气缸允许的压力差：汽油机不超过其平均值的5%，柴油机不超过其平均值的8%。

汽车在使用过程中，气缸压力将不可避免地随着气缸、活塞、活塞环、气门等机件的不断磨损而下降，从而使发动机燃料消耗逐渐增加。实验表明，当气缸的漏气量由80 L/min 增加到120 L/min 时，发动机的油耗增加4%～6%。所以，应该定期检查气缸压力。如果气缸压力不足，应该根据情况研磨气门或者更换活塞环，以保证发动机的气缸压力正常。

（7）定期处理燃烧室积炭

燃烧室的积炭会使发动机的压缩比增高，容易产生爆震，从而不得不减小点火提前角；同时还会引起发动机燃料消耗量的增加，所以，应该定期清除积炭，保持燃烧室清洁。

（8）润滑油的合理使用

使用黏度、抗磨性能及黏温特性不合乎要求的齿轮油，会使发动机油耗显著增加，如果选用高黏度的齿轮油，汽车在市区运行时会增加8%～12%的油耗，汽车在郊外公路上运行时，会增加3%～6%的油耗；在冬季使用夏季用的齿轮油，会增加4%的油耗；当气温在0 °C 时，使用黏度较高而又没有预热的齿轮油，传动功率损失将达到50%。

（9）车轮轮毂轴承调整

车轮轮毂轴承调整过紧，将增加车轮旋转时阻力摩擦损失，使燃料的消耗增加；如果调整过松，将使制动鼓歪斜失准，与制动蹄片接触，增大了运转阻力。实验表明：车轮轮毂轴承如果调整过紧，将多消耗27%的燃油；车轮轮毂轴承如果调整过松，将多消耗20%的燃油；如果前束失调，汽车向前行驶时将加剧轮胎的磨损，增加行驶阻力，使滑行距离缩短，汽车的油耗增大。另外，小客车的前束数值由标准的2 mm 增至6 mm时，发动机的油耗增加15%。

（10）制动器的调整

制动器蹄鼓间隙过小，行驶时存在制动阻力，将消耗一部分燃料的能量；如果制动间隙过大，使制动不灵，无法保证汽车的行驶安全。实验表明：制动器调整稍微过紧时，发动机的油耗会增加6.1%～6.4%，严重过紧时，发动机的油耗会增加20%～27%。所以，制动器的调整要适度。