汽車以多少的速度行駛,油耗最低?

飛龍在天9783


這個問題在頭條已經被討論不止一次了,很多文章講的也在理,但細看的話不是太專業就是太淺顯,有很多關鍵因素都被一帶而過且沒有回答到核心點上。這篇問答我用自己的語言和大家白話的討論下汽車速度、轉速和油耗之間的關係,看了之後我相信你就是不懂車也會理解的。

汽車速度由來

分四大步:發動機做功產生動力後會將動力傳遞給變速箱變速;變速箱通過變速比將動力按需求輸出後傳遞給主減速器;主減速器將力矩放大後經差速器和半軸傳遞給車輪;車輪接受轉矩後帶動汽車克服阻力運行。

發動機輸出特性和變速裝置

發動機自行運轉是“傻瓜式”的,它的運轉特性是高轉速低扭矩,因此只要給油它就會不斷的提高轉速來輸出功率。因此如果僅憑藉發動機自身的功率和扭矩是根本帶不動汽車整體來運行的更不要說讓汽車高速行駛了。所以它根本沒法直接把動力傳遞給車輪,這過過程必須經降轉速增扭裝置後再傳遞給車輪。而動力傳遞的過程就涉及到兩個重要裝置單元:變速箱和主減速器,瞭解了以上對理解車輛速度、轉速和油耗的關係會有幫助。

變速箱和主減速器

以六速自動變速箱為例,六個檔位每個檔位的變速比是不同的,所以每個檔位傳遞的動力力矩也是不同的。主減速器主要是減速增扭的作用,通過放大變速箱傳遞的扭矩來為車輪提供更大扭矩輸出。如下是某品牌6AT自動變速箱的變速比:

一檔:4.044、二檔:2.371、三檔:1.556

四檔:1.159、五檔:0.852、六檔:0.672

檔位越低傳動比越大,要使車輛達到某一速度(比如60KM/h)就必須拉高發動機轉速而此時扭矩也增大;檔位越高傳動比越小,要達到相同速度時發動機就不需要太高的轉速,此時發動機處於相對經濟的運行工況。

下面切入正題

功率=扭矩×轉速/常數

發動機輸出工況中油耗、轉速、扭矩和功率的圖表如下:某自吸發動機
任何一款發動機的最大扭矩來的都會比峰值功率早,也就是扭矩的爆發可以在相對低的轉速下達到。如圖所示發動機的最佳經濟油耗是在轉速2200-3200轉之間(最小圓圈範圍),這時候發動機的輸出功率為35-55KW,輸出扭矩為210-230N·M。而此時變速箱的作用就是儘可能的去迎合發動機的工況,讓速度儘可能快的達到既定設置的範圍並且讓變速箱以最快速度達到最高檔來保持這個經濟區間有更穩定的輸出條件。此工況下傳動比小,可保持發動機在較低的轉速在變速箱和主減速器的轉扭作用下輸出不錯的動力來驅動車輛行駛。

車速(km/h)=發動機轉速*60*π*輪胎直徑/(1000*主減速器傳動比*檔位傳動比)

由此公式得出:主減速比一般恆定,那麼在轉速不變的情況下車速和變速箱傳動比是成反比的。也就是說轉速不變的情況下變速箱檔位越高其車速越快。如圖發動機的運行工況已經不可改變那就通過變速箱的調教來讓它的運行工況更符合實際用車需求。家用車日常轉速區間往往集中在1500-3500轉之間,行駛速度集中在60-120KM,在此轉速下上圖發動機的輸出功率在15-80KW之間,要想省油那我變速箱就得穩定轉速輸出,保持轉速在1500-3500轉的時候讓發動機有15-80KW的功率輸出。保持這個功率的同時通過變速箱和主減速器的增速-減速-增扭可以實現實際輪上轉扭達到“擴增”的效果。

舉個例子好理解比如:在發動機輸出功率不變情況下:3檔傳動比為1,6檔傳動比0.5,主減速器傳動比4,發動機1600轉速時經過變速箱6檔變速後成為3200轉,再經過主減速器減速增扭後成800轉。若3200轉時經過3檔變速後轉速為3200轉再經過主減速器減速後傳遞給半軸的轉速也為800轉,這時在功率不變情況下較小的傳動比可以降低發動機轉速。好比你逐漸加速待發動機功率達到15KW,轉速2000轉而這個過程變速箱也會隨之升6檔,速度也逐漸提高,待穩定這個工況後由於達到最高檔傳動比較小轉速下降至1500轉,這時只要不加大油門強迫變速箱降檔,它會在這個經濟工況持續運行。(以上前提都是假設在同阻力情況)


上圖為某渦輪增壓發動機的工況油耗圖

那麼車速多高它的油耗最低

油耗最低的工況肯定是發動機做最少的功並且還要保持在常用速度區間,也就是變速箱在最高檔的前提下它才可能更省油。由於發動機的工況油耗各有差異,我們仍以上圖自吸發動機為例:它在轉速保持在1500-4200轉且功率保持在15-80KW這個區間最省油,那變速箱可能有兩個或者以上適配的工況,轉速1500-2200轉和3500-4200轉為次之轉速,2300-3500轉為最佳經濟轉速;而功率保持15-55KW,65-80KW為次工況,55-65KW為最佳工況。如果知道傳動比和主減速比就能算出它的最佳經濟工況速度。從實際情況來看,雖然各主機廠家對發動機調教不同,但它們都有一個常用速度依據就是60-80KM和100-120KM兩個工況,因為這兩個工況符合絕大多數人的用車工況,也符合絕大數國家的政策要求,廠家會往這方面調教。所以從實際情況看普通家用車的最佳經濟運行速度應該都會保持在時速100-120KM/h之間。

總結:發動機工況是發動機工況,它對油耗有直接影響,但是從整車來看在排除重量和行車阻力外對油耗影響最大的當屬變速箱。因此變速箱和發動機的研發和匹配也一直都是相輔相成的,變速箱就起到是把“傻瓜”式輸出的發動機匹配出更符合實際需求的作用。有的人說車速保持在60-80km/h最省油,不過這個速度大多數只是次經濟速度,真正省油的速度區間是高速100-120km/h。這裡是為何同樣的車高速可以跑出5個油,而郊區60-80km/h哪怕開的再謹慎也不會低於5個油。


旋轉的方向盤


汽車經濟時速以推重比決定,在整備質量和發動機動力的影響下跨度比較大。

整備質量指空車重量,重量越高需要的的動力越高,兩者的比例大小決定了經濟時速的範圍。推重比的計算公式為功率除整備質量,這一比值的不同範圍經濟時速大約如下(排量可做參考):

  • 80~90Hp/T經濟時速在50~70Km/h之間(1.0~1.5L)

  • 90~110Hp/T經濟時速在60~80km/h之間(1.5~2.0L)

  • 100~120Hp/T經濟時速在70~90km/h之間(1.5T/2.5L)

  • 120~140HP/T經濟時速在80~100km/h左右(≥2.0T)

以上標準可以理解為動力儲備越充足經濟時速越高,原因為發動機的高功率等於高車速、高車速等於高油耗,不論燃油汽車還是電動汽車,時速越高能耗越高。

而功率的計算公式為【轉速*扭矩÷常數】,所謂的發動機“勁大”起步有力指的的扭矩足夠大,活塞完成進壓爆排的一次往復循環是產生扭矩的動作,這一力量通過曲軸的旋轉帶動飛輪、從飛輪到離合器或變矩器再到變速箱放大直到輸出到車輪,這是一次完整的動力輸出。

  • 假設發動機的峰值扭矩是100N·m,單次輸出這一力量能夠推動汽車行駛50米。

  • 而另一臺發動機峰值扭矩的扭矩是50N·m,扭力的減小導致只能推動汽車行駛30米。

扭矩差一倍想要實現高車速只能通過高轉速,因為【功率=轉速*扭矩÷常數】;而發動機的每一轉都需要噴油嘴往氣缸內噴油完成一次扭矩輸出,在峰值扭矩的狀態下轉速越高等於發動機工作的強度越大、消耗的燃油越多,所以高轉速等於高油耗等於高功率等於高車速。

仍不好理解的話拿出兩臺車距離。

  1. 某轎車使用1.5L自然吸氣發動機,最大功率80kw、峰值扭矩145N·m,推重比為85.8Hp/T;這臺車在時速70公里時以6擋行駛轉速達到2200轉,動力差就要高轉速。

  2. 同款轎車使用1.5T渦輪增壓發動機,最大功率113kw、峰值扭矩240N·m,推重比為118Hp/T,以同樣的70km/h在6擋行駛轉速只需要1800轉,動力強則可以以更低的轉速實現同樣的車速,因為單次更大的扭矩輸出可以推動車輛行駛更長的距離,輸出的頻率就不用很高了。

這一解釋應該比較容易理解,所謂的經濟時速不同排量、不同進氣方式、不同重量的汽車差異很大,但簡而言之動力越強推重比越高則經濟轉速越高、反之越低,沒有固定標準。

至於電動汽車也是有經濟時速的,因為電動機的特點是恆扭矩發力(起步瞬間爆發峰值扭矩),但是在恆功率高轉速運行時扭矩會快速減弱;所以電動汽車想要提高經濟時速的範圍只能選擇大功率電動機,一般入門級的代步車使用幾十kw的小功率電機車數越高電耗會越高,可以理解為小電機就是城市低速短途代步車,時速60km/h左右是最經濟的時速。

總結:經濟時速的判斷因素可以參考上文推重比的範圍,頻繁高速駕駛的話還是建議選擇大排量汽車。


(上文由天和Auto撰寫,僅代表個人觀點;禁止站外轉載,平臺內歡迎轉發。)



天和Auto


大家好!

從A點到B點的距離,發動機工作的時間短自然就省油,那麼你就得用到最高檔位在短時間內完成這段距離。檔位越高速度越快,但發動機做功力量最小,檔位低速度慢但力量大,因此在操作時根據動力的提升要迅速加檔節約燃油,不要長時間拖檔。

另一個,每一檔位有每一檔位的標定力量與速度,不要動力不足拖檔或動力過剩拖檔。小車子發動機轉速保持在2000左右為宜。

發動機有正常的輸出功率,配合與變速箱產生最經濟的速度,也就是說發動機在同等工作的情況下根據檔位不同產生的效率完全不一樣。

油門的踩踏要根據動力的提升均勻加速,千萬不要猛踩油門,造成燃油燃燒不完全產生浪費。

行駛過程中不要養成用剎車來控速的習慣,應該學會預見性駕駛中,利用鬆油門先減速觀察再用腳制度的好習慣。

祝福大家平安幸福!


平安交通張文生


Fuel Efficiency什麼時候最優?

油耗的常用單位是L/ 100km,可以看出來含義是行駛100km需要消耗的燃油量。這就需要在行駛時車速和噴油量需要進行綜合考慮。一般經驗來說真實車速在70~90km/h左右是油耗最低的狀態。表顯車速一般比真實車速多4-5km/h。

車速的控制一般是由發動機的扭矩和功率決定的,我們從發動機的性能上看一下。

如圖 所示,發動機的油耗MAP圖,能較全面地表示發動機的性能,它是以轉速 n為橫座標,以力矩 T(或平均有效壓力 p)或


功率P為縱座標,圖內曲線為等油耗線,同一曲線上油耗相同。

我們說的油耗其實主要就是發動機消耗的燃油量,如果可以在車輛的每個車速下都使得發動機處於油耗最低的區間,那麼油耗就可以做到最好。

以上圖所示發動機油耗map圖為例,從圖上等油耗線可以看出油耗最低的位置是中間的圓點,油耗是200g/(kw·h),這個位置是發動機運行的工況中可以達到的油耗最低水平,對應的轉速是1500rpm,也就是在這個轉速下發動機油耗最低。不同的發動機最低油耗數值和對應的轉速都有所區別。

動力從發動機傳到變速器,再到主減速器,傳動軸,最終到達輪胎,車速和發動機轉速的關係:車速(km/h)=發動機轉速*60*π*輪胎直徑/(1000*主減速器傳動比*檔位傳動比)。根據這個關係,我們可以大概計算出在發動機處於最低油耗轉速時對應的車速,簡化為 :車速=常數*發動機轉速/(擋位傳動比),當然要考慮到擋位和速度的匹配。這種計算方式計算出的是理論結果,實際上由於風阻、道路阻力等因素會與理論數值有所差別。

基本上實際行駛油耗最低的車速會在70~90kph區間之內。大部分車輛都會在這個範圍。



以上。


鯨魚Auto


100到110公里之間。


迷之腳印


手動,五十至六十最省油,自動六十到八十。


流浪巨猩


零速停那不著車,記住了,千萬彆著車


愛好是巧克力棒棒糖


車質量有關超過風阻係數油就高吧?


杜崟峰


查資料去。車跟車不一樣。


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