自重與風(fēng)阻:影響客車油耗的兩個(gè)主要因素
根據(jù)山東省廳運(yùn)管局的安排,聊城交運(yùn)集團(tuán)成立課題調(diào)研組,對(duì)客車自重與風(fēng)阻影響油耗的狀況進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研組人員深入到客運(yùn)分公司和部分客運(yùn)線路,通過召開座談會(huì)、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)等方式,掌握了大量線路車型油耗分析資料以及歷年來開展的客車節(jié)油大賽的有關(guān)數(shù)據(jù),進(jìn)行了歸納、計(jì)算、分析,并初步形成了調(diào)研報(bào)告。
一、影響客車節(jié)油的因素
為推動(dòng)構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),交通部于2007年提出了全國道路運(yùn)輸業(yè)要確保“十一五”末與2005年相比,單位能源消耗降低20%的目標(biāo)。本調(diào)查報(bào)告就客車選型中應(yīng)把握的兩個(gè)要素——自重與風(fēng)阻——通過實(shí)踐進(jìn)行分析研究,提出客車選型原則,以推動(dòng)道路旅客運(yùn)輸節(jié)能工作。
在長期的實(shí)踐中,通過對(duì)客車節(jié)油進(jìn)行認(rèn)真分析探討,認(rèn)為有以下14個(gè)方面的因素影響著客車的節(jié)油效果,他們分別是:
(1)車身的阻力;
(2)車身的重量;
(3)駕駛?cè)藛T的操作技術(shù);
(4)汽車的維護(hù)質(zhì)量;
(5)輪胎的選擇與使用;
(6)燃潤油的質(zhì)量;
(7)空調(diào)的使用;
(8)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能;
(9)附件的消耗;
(10)傳動(dòng)系的匹配;
(11)排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布置;
(12)冷卻系的設(shè)計(jì)與布置;
(13)進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布置;
(14)燃油供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與布置。
對(duì)于上述的14項(xiàng)影響節(jié)油的因素,我們從使用、維修以及總體效果等角度上進(jìn)行了研究、分析,并進(jìn)行了分類,從中分出運(yùn)輸企業(yè)可控因素和不可控因素兩大類,并對(duì)可控因素進(jìn)行了進(jìn)一步探討。對(duì)于運(yùn)輸企業(yè)不可控因素,在選購客車時(shí)一定要嚴(yán)格控制,因?yàn)樗鼈儗⒂绊懫嚨慕?jīng)濟(jì)性能,對(duì)于運(yùn)輸企業(yè)可控因素除在購車時(shí)要選擇最合理的外,使用汽車后,要通過有關(guān)各方面的努力,使之始終保持在節(jié)油的最佳狀態(tài)。
影響汽車的節(jié)油因素固然很多,但在實(shí)踐中,我們認(rèn)為汽車的風(fēng)阻、汽車的自重和駕駛?cè)藛T的操作是影響汽車節(jié)油的三個(gè)重要因素。三個(gè)重要因素其中前兩項(xiàng)為運(yùn)輸企業(yè)不可控因素,第三個(gè)因素為運(yùn)輸企業(yè)可控因素。前兩項(xiàng)雖然是我們不可控,但我們對(duì)它必須有深入的了解,因?yàn)檫@是我們?cè)谶x擇新客車時(shí),必須重視的兩個(gè)因素,它不但影響燃油的消耗,而且將伴隨車輛的終生。
下面根據(jù)我集團(tuán)公司歷年來所舉辦的汽車(客車)駕駛節(jié)油賽的情況(各種數(shù)據(jù))為依據(jù),對(duì)汽車的風(fēng)阻與節(jié)油,汽車的自重與節(jié)油進(jìn)行分析探討。作為第三個(gè)因素駕駛員的操作,我們將另文論述。
二、自重和風(fēng)阻對(duì)客車節(jié)油的影響
聊運(yùn)集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)非常重視汽車節(jié)能工作,2001年初就已制定了《集約客車的油耗定額》,并在全集團(tuán)公司大力推廣了鳳凰客運(yùn)公司的《客車單車油耗分析制度》。2006年、2007年舉行的汽車安全駕駛、節(jié)油操作大賽,從集團(tuán)公司各基層單位選拔優(yōu)秀的節(jié)油能手參加。下面將近兩年來舉行節(jié)油賽的各種數(shù)據(jù)附上,并進(jìn)行分析,以期從中找出風(fēng)阻和客車自重與燃油消耗的關(guān)系。
分析:
1、 兩次節(jié)油賽的相同點(diǎn):
(1) 兩次節(jié)油賽都在每年5月中旬舉行;
(2) 兩次節(jié)油賽都選用了相同的三種車型,即A型12米、B型8.3米、C型7.9米;
(3) 三種車型的每次參賽選手都是從集團(tuán)公司各基層單位選拔出來的節(jié)油能手,每組各10人,共30名;
(4) 兩次節(jié)油賽都采取了空載車,即除了駕駛員、裁判員(2人)無其他人員;
(5) 各種車型的百公里平均油耗值為各組的十名參賽選手油耗的平均值。
2、 兩次節(jié)油比賽時(shí)的不同點(diǎn):
(1)2006年比賽時(shí),天氣晴、無風(fēng),2007年比賽時(shí)天氣晴、南風(fēng)3-級(jí)。
(2)2006年比賽時(shí)未規(guī)定開空調(diào),2007年比賽時(shí)規(guī)定全程必須開空調(diào)。
3、兩次節(jié)油賽比較后,可以看出
(1)2007年節(jié)油賽的百公里平均油耗比2006年節(jié)油賽的平均油耗多3——4升。
(2)除去2007年節(jié)油比賽因開空調(diào)而消耗的燃料百公里2升,2007年的節(jié)油賽平均百公里油耗依然比2006年節(jié)油耗平均百公里油耗多1——2升油,我們分析認(rèn)為是因風(fēng)阻大而引起的。
(3)由此可看出風(fēng)阻對(duì)油耗的影響是較大的。
三、汽車自重與節(jié)油的關(guān)系
客車自重與油耗有著十分密切的關(guān)系,車身越重油耗越大,這是不爭的事實(shí),因此,在保證安全和乘坐舒適的前提下,輕量化、緊湊化設(shè)計(jì)客車車身是各客車生產(chǎn)廠家追求的目標(biāo),事實(shí)也證明這一點(diǎn)。根據(jù)我集團(tuán)公司兩次節(jié)油賽的油耗數(shù)據(jù)與參賽車輛自重的關(guān)系,繪出如下曲線圖。
從圖1中我們可以非常清楚的看出,客車油耗是隨著客車的自重增加而上升的,A類車自重13070kg,百公里平均油耗12.25升,B類車自重8200kg,百公里平均油耗9.6升,C類車自重7746kg,百公里平均油耗為9.1升。
自重最重的車輛A類,13070kg,平均油耗為12.25升,自重最輕的為C類車,自重為7740kg,油耗為9.1升。
A油耗—C油耗 12.25-9.6
由此可以推出,客車自重每增加1噸重量,百公里最低需多耗0.5L燃油。(因所取油耗的值是集團(tuán)公司10名節(jié)油賽選手平均值,它應(yīng)大大低于一般駕駛員駕車所需的油耗數(shù)值)
四、風(fēng)阻與節(jié)油的關(guān)系
隨著我國高速公路和客車制造業(yè)的飛速發(fā)展,客車的行駛速度也越來越快,客車的流暢外型可以有效的降低風(fēng)阻,從而有效的降低客車的油耗,因?yàn)橥鹊能囁亠L(fēng)阻系數(shù)越小,用同樣1升油,可以使我們的客車行駛的更遠(yuǎn)。我集團(tuán)公司兩年來節(jié)油賽也證明了這一點(diǎn)。風(fēng)阻應(yīng)包括四個(gè)方面:一是客車正面(前部)的風(fēng)阻;二是側(cè)面的風(fēng)阻;三是客車尾部的負(fù)風(fēng)阻;四是客車底部的風(fēng)阻。本文論述的客車前正面部風(fēng)阻。影響正面(前部)風(fēng)阻大小的有三個(gè)方面:一是截面積的大小;二是俯視前圍呈現(xiàn)鍥形的情況;三是側(cè)視前圍呈球面造型的情況。
(1)從圖2中我們可以清楚看出,客車的油耗隨客車截面的增大而上升。
(2)從圖1來看,由于風(fēng)力不同致第二次比第一次百公里多耗1—2升油,也是證明風(fēng)阻對(duì)油耗影響是比較大的。
五、綜合測算
綜上所述,油耗大小需同時(shí)考慮車重和車身截面積兩個(gè)影響因素,設(shè)其中一個(gè)因素不變,另一個(gè)因素可以單獨(dú)對(duì)油耗大小產(chǎn)生影響,所以兩個(gè)因素為并列關(guān)系,設(shè)并列關(guān)系等式為:L=Sx+Ty,其中:L為油耗大小,單位:升/百公里;S為車頭正面投影面積,單位:平方米;T為車重,單位噸;x、y分別為車身截面積和車重系數(shù)。
通過代入2006年A、B、C三種車型的數(shù)據(jù),得到系數(shù)x=0.75,y=0.452。
得出等式為:L=0.75S+0.452T
其中:L為油耗大小,單位:升/百公里;S為車頭正面投影面積,單位:平方米;T為車重,單位噸。
通過等式可以看出,當(dāng)車身截面積不變時(shí),等式為:L=0.452T+固定值,得出車重影響油耗系數(shù)為0.452;同樣,當(dāng)車重不變時(shí),等式為:L=0.75S+固定值,得出車身截面積影響油耗系數(shù)為0.75。
即:車重每增加1噸,油耗增加0.452升/百公里;車身截面積每增加1平方米,油耗增加0.75升/百公里。
綜合測算系數(shù)的數(shù)據(jù),是采用駕駛員節(jié)油比賽時(shí)的數(shù)據(jù),假定了車速均衡且未考慮其他因素影響,屬理想狀態(tài)從而系數(shù)偏低。而實(shí)際運(yùn)行中,車速、風(fēng)向、空調(diào)、駕駛員素質(zhì)等因素都可影響行車油耗,所以實(shí)際運(yùn)行車輛的油耗影響系數(shù)一定會(huì)比以上測算的系數(shù)要高。根據(jù)公式和兩個(gè)因素的相關(guān)系數(shù)可以看出,車身截面積與車重相比,對(duì)油耗的影響更大一些。
六、結(jié)論
通過上面的分析,我們認(rèn)為影響汽車節(jié)油的因素固然很多,但汽車的風(fēng)阻及汽車的自重是影響汽車節(jié)油的重要因素之一。因此就選擇車型時(shí),這兩個(gè)因素一定要引起運(yùn)輸企業(yè)的高度重視。
建議:運(yùn)輸企業(yè)在選購客車時(shí),要遵循以班線定車的原則,又要注意購車的三個(gè)要素即:性價(jià)比;品質(zhì)和品牌;售后服務(wù)。同時(shí)要重視客車的風(fēng)阻及自身重量,體現(xiàn)節(jié)能性。
不提倡選擇高大、威猛的客車,因這種類型的客車一般都有風(fēng)阻大、自重大的特點(diǎn),造成油耗高,運(yùn)輸成本過大。
提倡選擇采用輕量化、緊湊化設(shè)計(jì),外型流暢的客車,因?yàn)樗灾剌p,風(fēng)阻小,耗油量低。
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