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谁在替你省油? 盘点主流汽车节油技术
 

[XCAR 科技 原创]

随着汽车在老百姓家庭中的普及,用车、养车问题成了人们所关注的焦点,我们时常听到“买得起车,养不起车”这句话,在用车、养车的问题上,首当其冲的就是油耗问题了吧。在这个油价节节攀升的年代,车辆的油耗成了人们最关心的问题。一辆汽车油耗的高低将直接影响着车主的养车费用与车辆实用性,毕竟燃油都是用钱买的,加油所浪费的时间也都是自己的。

汽车节油技术与方法

为了降低油耗,各大汽车厂商可是没少费脑筋,从发动机技术到动力传递方面,再到车身质量等方面,科技在不断地推动技术的发展。现如今,一辆汽车上的节油技术已经多达十几种甚至几十种,今天我们就给大家讲解几个比较有代表性,并且普及度较高的汽车节油技术和方法。

发动机排量

在众多影响车辆油耗的因素中,首当其冲的就是发动机的排量。发动机排量对于油耗的影响显而易见,大家都知道排量指的是气缸中活塞上止点到下止点的容积,排量越大就代表吸入的空气越多,而空气要与燃油按照一定的比例混合再进行燃烧,所以排量越大,油耗也就越大。

汽车节油技术与方法

如果单纯从发动机排量与油耗的关系上讲,这并没有错,但这也不是绝对的。我们经常能够听到有人说“排量大费油、排量小省油”,可是事实果真如此吗?答案当然是否定的。

现在我们来假设一下,一辆排量为2.0L的汽车与一辆排量为1.0L的汽车,大排量发动机的汽车在发动机转速为2000r/min时获得的动力输出水平,小排量发动机汽车可能就需要在发动机转速4000r/min时才能达到,此时它们的喷油次数分别为1000次和2000次,那么谁的油耗高、谁的油耗低就不好说了。所以,在实际使用过程中,发动机油耗的高低并不完全取决于排量的大小。这也就是为什么说要通过“高效的动力系统”来省油,而不是单纯的降低发动机排量。

汽车节油技术与方法

在半个世纪前,电喷发动机还没有得到普及的那个年代,油耗的高低确实是跟发动机排量大小密切相关的。电喷技术的出现,极大地改善了发动机的动力性以及燃油经济性。通过改善供油方式,达到对供油量的精确控制来实现油耗的降低。这基本可以算是改善油耗问题上迈出的第一步。

汽车节油技术与方法

在世界汽车工业发展的长河中,不断有新技术在推出,也不断有旧技术在退出。如今的汽车已经不能单纯靠排量来说油耗了,科技的进步在不断地改善着人们的生活。

缸内直喷

在近年来各大汽车厂商采用的发动机科技中,最炙手可热的技术非缸内直喷莫属。这套由柴油发动机衍生而来的科技目前已经大量使用在包含大众、宝马奔驰以及丰田等品牌车系上。

汽车节油技术与方法

缸内直喷技术是将喷油嘴安装于燃烧室顶部,可以将燃油直接喷射到气缸燃烧室内,这样就减少了在进气道喷射而造成的燃油浪费,使燃油不会残留在进气道管壁上。

汽车节油技术与方法

其最大优势在于燃油是以极高压力直接注入于燃烧室中,因此除了喷油嘴的构造和位置都有别于传统供油系统,在油气的雾化和混合效率上也更为优异。加上近来车上各项电子系统的控制技术大幅进步,计算机对于进气量与喷油时机的判读与控制也愈加精准,因此在搭配上缸内直喷技术以使得发动机的燃烧效率大幅提升。

由于使用缸内直喷技术的发动机结构更为复杂且精密,这也使得在研发与生产上的成本会增加。

汽车节油技术与方法

 

可变气门正时

发动机的进、排气门控制着发动机的进、排气时间,而代表进、排气门的开启时刻和开启延续时间的配气相位,对发动机的动力性、经济性及排气污染都有重要的影响。最佳的配气相位应使发动机在很短的换气时间内充人最多的新鲜空气(可燃混合气),并使排气阻力最小,废气残留量最少。

汽车节油技术与方法

发动机转速变化时,由于气流的速度和进排气门早开迟闭的绝对时间都发生了变化,因此,其最佳的配气相位角也应随之改变。发动机的气门开闭由凸轮驱动,进排气门的早开角、迟闭角固定不变,这实际上只能使发动机在某一转速范围下处于最佳的配气相位,而在发动机转速很低或很高时,其配气相位就会处于不理想的状态。

汽车节油技术与方法

可变气门正时技术通过改变气门开闭的时间,调整进、排气量,使缸内混合气达到最佳状态,从而提升动力,节省燃油。

汽车节油技术与方法

可变气缸

在车辆的实际使用过程中,我们很少需要用到发动机的全部动力,特别是对于一些大排量发动机,V6、V8甚至W12的发动机在我们的实际使用中可能仅仅只需要它们最大动力的十分之一,那么何必让那么多的气缸都参与工作呢?

汽车节油技术与方法

可变气缸技术就是在发动机不需要大功率输出时,可关闭一部分气缸,以节省燃油消耗,多用于大排量发动机(如V6、V8、W12等)。参与工作的气缸数少了,油耗自然就会有所降低。

汽车节油技术与方法

发动机自动启/停

在拥堵的城市中行车,走走停停的行车情况是再正常不过的了,在车辆停车状态下,发动机却还在维持着运转,将宝贵的燃油一点一点的浪费掉,并且发动机处于怠速工况时,混合气的燃烧也不充分,使得排放污染物增加,为了改变这一现状,发动机自动启/停技术应运而生。发动机自动启/停技术是近几年来一个新亮点,在欧洲,现在覆盖率已经达到了40%,预计2019年将会达到90%。

汽车节油技术与方法

发动机自动启/停技术就是在车辆停车时自动熄火,当需要继续行驶时,只要轻踩油门踏板即可自动启动。但是这项功能的开启也是有许多限制条件的,只有当满足某些条件后该功能才会开启。既然发动机都不工作了,当然会减少燃油消耗。

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涡轮增压

涡轮增压技术是近年来全球车企都在大力发展的技术,涡轮增压器可将空气进行压缩,使进入气缸内的空气密度更大,来达到提高进气量的目的。由于进气量的增加,混合气燃烧的更加充分,也就使得发动机动力提升、油耗降低。

汽车节油技术与方法

汽车节油技术与方法

汽车节油技术与方法

变速箱

发动机是省油了,可是发动机的动力需要传递到车轮上才能驱动车辆行驶,所以变速箱作为动力传递过程中的一个大系统,它的“机智”与否将在很大程度上影响着整车的油耗。

汽车节油技术与方法

对于一辆自动挡车型的汽车,我们在评价其变速箱的好坏时,经常会说它的换挡逻辑如何?升、降挡反应够不够快?换挡时的平顺度如何?其实这些关键因素不只影响我们的驾乘感受,对车辆的油耗也有着重要的影响。

如果变速箱的换挡逻辑不好,就会像有些新手一样,经常使发动机的转速区间位于一个不太合理的范围。比如当驾驶员想要加速时,发动机转速上升,变速箱却迟迟不升档;或者当驾驶员一脚油门深踩下去之后,变速箱却还在那“思考人生”,根本没有意会驾驶员要降档进行快速加速的想法。由于变速箱传递动力效率及反应快慢的问题,而导致发动机的转速时常过高,或者动力没有被传递至车轮上,最终的结果必然是油耗增加。

汽车节油技术与方法

至于手动挡车型,由于手动变速箱要靠人工换挡,所以不涉及什么关于换挡逻辑的问题,每个驾驶员的开车风格都不一样。由于没有液力变矩器或是摩擦片等结构,影响动力传递效率的只有离合器和变速箱齿轮间的摩擦。

汽车节油技术与方法

驱动形式

一般的民用车辆其驱动形式可分为前驱、后驱、四驱,其中后驱与四驱车由于增加了传动轴、差速器等部件,动力在传递时也会造成一部分浪费,而动力的浪费带来的结果就是驾驶员需要将油门踏板踩得更深,发动机的转速上升,油耗自然就增加了。

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车身重量

整车质量对油耗的影响大家应该都很清楚,质量越大,需要驱动它行驶的动力就要越大,结果就是发动机转速上升、油耗增加。

发动机节油技术与方法

汽车节油技术与方法

外形设计

现在的汽车越来越讲究空气动力学设计,因为车辆的外形对于车辆的行驶稳定性以及油耗和美观性都有着很重要的影响。一辆汽车想要动起来,必须有足够的动力来克服一些阻力,比如要先驱动动力传递系统,还要克服轮胎与地面的行驶阻力,速度达到一定时还要克服空气阻力。

汽车节油技术与方法

汽车节油技术与方法

理论上,要减小空气阻力,还要减少车尾产生的真空涡流,所以单以空气阻力来说,“水滴”形是最好的,且有效迎风的面积要小。

轮胎

轮胎作为车辆与地面唯一接触的部分,它与路面之间的摩擦力将直接影响着车辆加速、减速、油耗等多方面的问题。最直接的就是轮胎的尺寸与花纹,轮胎与地面的接触面积越大,摩擦力也就越大,所需要的驱动力也就越大。根据使用环境的不同,不同类型轮胎的材料也会不同,这些因素都会影响车辆的油耗。

汽车节油技术与方法

汽车节油技术与方法

汽车节油技术与方法

编辑点评:看来在汽车节油问题上还是大有文章可做的,从发动机到变速箱再到车身的设计上,现在的汽车无不体现着科技的力量,技术的进步不仅使车辆能够跑的更快,还能使油耗更低。相信在这个科技高速发展的现代社会,未来会有更多的节油技术得以发明与普及。既然车辆的油耗问题如此重要,仅仅一篇理论性的技术解析怎能够?别着急,后续我们还会持续发布我们的油耗测试系列文章——X Ring,该系列文章将为大家真实展现车辆的实际使用油耗与省油驾驶方法。

汽车节油技术与方法

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