论文部分内容阅读
摘要：本文通过分析车辆发动机、变速器、总减速器和车轮的等因素，总结出提高车辆燃料经济性的配置建议。
关键词：公共汽车；燃料经济性
Abstract：By analysing the vehicle engine, transmission, final drive ,wheel and other factors, summed up the configuration recommendations to improve vehicle fuel economy.
KEY WORD：Bus； fuel economy
中圖分类号：U469.13文献标识码：A文章编号：
前言：
随着社会城市化发展，城市交通越发拥堵，发展公共交通成为缓解城市交通拥堵的首选措施。而社会对节能减排的愈发重视及能源价格上涨，对公共交通企业节能要求越来越高。公共汽车的燃油经济性直接关系着企业的节能减排、经济效益、尾气整治等方面成效。公共汽车燃料经济性的因素根据来源可分为内在因素和外在因素。内在因素包括车辆发动机效率、传动效率、车重等。外在因素包括驾驶技巧、路面状况、站点设置、客流量、气候条件等。本文浅谈各因素对城市公交车辆能耗的影响。
1．车辆内在因素对能耗的影响
影响燃料经济性的内在因素包括车辆发动机效率、传动效率、车重等。
1.1提高发动机效率
从提高车辆配件通用性、降低库存压力、提高车辆出勤率等方面考量，企业通常只选择2~3家总成供应商。因此，提高发动机效率，不是通过选择发动机品牌型号完成，而是通过合适功率的发动机完成，即从企业在用发动机的族谱中挑选合适功率的发动机。城市公交的启停频繁、载荷变化大，因此不宜像普通客车的标准选择发动机功率。本市公共汽车使用特征是峰谷分明、城乡一体、车速变化大。因此发动机选择应预留更多的后备功率，以满足在城市反复启停的工况、高峰期满载及在城乡快速路上高速巡航的不同功率需求。选用后备功率大的发动机，可增加发动机在低能耗区工作的机会，提高燃料经济性。因为发动机减少了高输出工况的工作时间，对延长发动机使用寿命也有裨益。
选配硅油风扇离合器或电子散热系统则进一步提高发动机热效率、降低风扇消耗功率。常规机械风扇风扇功率可大2.5kw，全时运作。而采用电子散热系统可按需工作，而且风扇功率也下降到1.5kw。
1.2 提高传动效率
提高传动效率从变速器形式、速比、换挡机构等方面着手。
1、公共汽车根据线路不同，选择不同变速器形式。如在大城市行驶的长轴距低底板公共汽车、BRT车辆，受车体结构限制必须装配自动变速器，而且自动变速器提高了乘坐舒适度。如线路行驶于中小城市或城乡之间，由于换挡频率小，可选择手动机械变速器或AMT变速器。从我市使用情况看，同样车长、发动机的公共汽车，配置自动变速器的要比手动变速器车辆增加油耗10~15%。
2、传动系的档位数与汽车的动力性、燃油经济性有着密切的联系。从动力性考虑，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。从燃油经济性考虑，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的能力，降低了油耗。因而能提高汽车生产率，降低运输成本。增加档数会使变速器机构复杂和质量增加，轴向尺寸增大、成本提高、操纵复杂，对中小型车辆还影响了缓速器的安装。
3、不同线路运行的车辆，最好具有不同的传动系档位数。原因在于它们的使用条件不同（比如线路客流、路况、站点密度），对整车性能要求不同。根据车辆行驶线路不同，一般设定最高档或次高档的传动比=1，也可以根据车辆行驶线路法定最高车速计算出各档的理论传动比。按等比级数分配传动比的主要目的在于充分利用发动机的功率，提高汽车的动力性。当汽车需要大功率时，如全力加速或上坡，若档位选择恰当，具有按等比级数分配传动比的变速器，能使发动机经常在接近发动机外特性最大功率Pemax处的大功率范围内运转，从而增加了汽车的后备功率，提高了汽车的加速或上坡能力。实际应用中，各档传动比之间的比值并不正好相等，即并不是正好按等比级数来分配传动比的。这主要考虑到各档利用律差别很大的缘故。城市公共汽车主要是用较中低速行驶的，因此，中档档相邻档位间的传动比的间隔应小些，比如2~3、3~4之间。因此有学者提出汽车变速器按等比级数分配齿轮传动比。由于汽车的工况不同，各档的工作时间和使用频次各不相同，易造成燃料浪费和操纵滞重。现代汽车理论认为：速比阶越小越节油，换档也越轻便；城市公共汽车主要是用较中低速行驶，换档频次也大大多于高速档，因此，低档的速比阶应比高档小。因此建议高档与低档速比阶应该不一样，低速档的公比较小，可以为1.25～1.5，高速档的要比较大一些，可以设置为1.6～1.8。
4、手动变速器操纵机构。近年来，业界逐渐推广三软轴手动变速器操纵装置。由于城市公交车身长，换挡机构远离变速器，导致操作力大，换挡经度不高，在此类车上该装置更受驾驶员欢迎。该装置特点是换挡省力，不同车型最高可省力达40%；换挡准确，有些车型的特定档位较难进入，换装该装置后，换挡准确性大为提高，驾驶员换挡更及时，提升了乘坐舒适性，降低油耗和减少了烧离合的现象。该机构结构紧凑，安置在车厢中减少了空间的占用。
5、总减速比与车轮的选择。这两个因素近年来逐渐受到城市公交在车辆选型时的重视。以前由于车轮型号选择小，总减速器的齿比基本比较固定。近年，随着全承载低地板车辆普及，低扁平比的无内胎子午线轮胎也逐渐得到推广，同一负载级别的车辆直径比以往小了5~8%，配置总减速器时要注意与总减速比的匹配。
2．外在因素的影响
外在因素包括驾驶技巧、路面状况、站点设置、客流量、气候条件等。
驾驶的方式是影响车辆燃料经济性的最直接外在因素。汽车用经济车速匀速行驶，是大家公认的驾驶节油途径之一。
燃料消耗随车速而变化的关系，称为汽车燃料特性。如果是在等速行驶条件下试验测得，则称为“等速燃料经济特性”。将这种关系绘成图，称为“经济特性图”。图中油耗线最低点所对应的车速即为经济车速。
在公共汽车日常运行中，能按经济车速行驶的时段比倒很小。一是受道路条件限制，城市道路拥堵，红绿灯多，车辆速度极不均衡。二是公共汽车须按时间表运行，如果车辆在前段受到阻滞，为了赶上末站时刻，驾驶员必须急加速急减速驾驶，力求末站准点。第三是节油驾驶与驾驶员考核联系不大，因此驾驶员在具体操作上不会坚持运用经济车速行驶，开快车的车辆占很大比例。所以在公共汽车实际运行中，车辆普遍不能以经济车速行驶。汽车行业中还没对城市行驶工况的经济车速进行定义统计，目前经济车速的数据都是以匀速行驶为主。一般中大客车的经济车速是55~70km/h，小型客车的经济车速是60~80km/h。
驾驶时油门使用方式也影响。汽车以低档爬坡，当某一档位力量不足时，即换入低一档，此时会有较大的后备功率。反映在油门上，油门可大可小，但车速有快有慢。有的驾驶员认为油门抬起点，以采用小油门使汽车缓缓爬坡为好，尤其是二档。但也有驾驶员驾驶员采用大油门驾驶，汽车能爬多快就多快．认为发动机以很高的转速通过坡道能省油。为了鉴别以上情况，专门对有关汽车的油门开度及油耗做了试验，试验结论是以较大油门开度行驶的操作方法节油的提法是错误的。合理的做法是，如果油门加大后，能够提高一个档位行驶．那么，这种油门开启度较大作为提高一档的加速是可取的；若不是以提高一档位，那么，就稳定在原档位，以小油门并采用经济车速爬坡。总的说来．平路上用超速档（或直接档）行驶时，加大油门，功率利用率增大较显著，而发动机转速上升幅度较小。
3．结语
为了提高公共汽车的燃料经济性，在购置车辆时候，应注重车辆发动机、变速器、总减速器和车轮的选择，使之适应车辆线路工况，令整车燃料消耗降低。在日常使用中，应强化驾驶员的燃料考核，优化线路时间表，达到燃料和服务双赢的目的。
参考文献：
[1] 易可君，雷世平主编.企业文化辞典.长沙：中南工业大学出版社，1991.
[2] 肖明主编.哲学.北京：经济科学出版社出版，1991.
[3] 张德著.企业文化建设.北京：清华大学出版社，2002.
关键词：公共汽车；燃料经济性
Abstract：By analysing the vehicle engine, transmission, final drive ,wheel and other factors, summed up the configuration recommendations to improve vehicle fuel economy.
KEY WORD：Bus； fuel economy
中圖分类号：U469.13文献标识码：A文章编号：
前言：
随着社会城市化发展，城市交通越发拥堵，发展公共交通成为缓解城市交通拥堵的首选措施。而社会对节能减排的愈发重视及能源价格上涨，对公共交通企业节能要求越来越高。公共汽车的燃油经济性直接关系着企业的节能减排、经济效益、尾气整治等方面成效。公共汽车燃料经济性的因素根据来源可分为内在因素和外在因素。内在因素包括车辆发动机效率、传动效率、车重等。外在因素包括驾驶技巧、路面状况、站点设置、客流量、气候条件等。本文浅谈各因素对城市公交车辆能耗的影响。
1．车辆内在因素对能耗的影响
影响燃料经济性的内在因素包括车辆发动机效率、传动效率、车重等。
1.1提高发动机效率
从提高车辆配件通用性、降低库存压力、提高车辆出勤率等方面考量，企业通常只选择2~3家总成供应商。因此，提高发动机效率，不是通过选择发动机品牌型号完成，而是通过合适功率的发动机完成，即从企业在用发动机的族谱中挑选合适功率的发动机。城市公交的启停频繁、载荷变化大，因此不宜像普通客车的标准选择发动机功率。本市公共汽车使用特征是峰谷分明、城乡一体、车速变化大。因此发动机选择应预留更多的后备功率，以满足在城市反复启停的工况、高峰期满载及在城乡快速路上高速巡航的不同功率需求。选用后备功率大的发动机，可增加发动机在低能耗区工作的机会，提高燃料经济性。因为发动机减少了高输出工况的工作时间，对延长发动机使用寿命也有裨益。
选配硅油风扇离合器或电子散热系统则进一步提高发动机热效率、降低风扇消耗功率。常规机械风扇风扇功率可大2.5kw，全时运作。而采用电子散热系统可按需工作，而且风扇功率也下降到1.5kw。
1.2 提高传动效率
提高传动效率从变速器形式、速比、换挡机构等方面着手。
1、公共汽车根据线路不同，选择不同变速器形式。如在大城市行驶的长轴距低底板公共汽车、BRT车辆，受车体结构限制必须装配自动变速器，而且自动变速器提高了乘坐舒适度。如线路行驶于中小城市或城乡之间，由于换挡频率小，可选择手动机械变速器或AMT变速器。从我市使用情况看，同样车长、发动机的公共汽车，配置自动变速器的要比手动变速器车辆增加油耗10~15%。
2、传动系的档位数与汽车的动力性、燃油经济性有着密切的联系。从动力性考虑，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。从燃油经济性考虑，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的能力，降低了油耗。因而能提高汽车生产率，降低运输成本。增加档数会使变速器机构复杂和质量增加，轴向尺寸增大、成本提高、操纵复杂，对中小型车辆还影响了缓速器的安装。
3、不同线路运行的车辆，最好具有不同的传动系档位数。原因在于它们的使用条件不同（比如线路客流、路况、站点密度），对整车性能要求不同。根据车辆行驶线路不同，一般设定最高档或次高档的传动比=1，也可以根据车辆行驶线路法定最高车速计算出各档的理论传动比。按等比级数分配传动比的主要目的在于充分利用发动机的功率，提高汽车的动力性。当汽车需要大功率时，如全力加速或上坡，若档位选择恰当，具有按等比级数分配传动比的变速器，能使发动机经常在接近发动机外特性最大功率Pemax处的大功率范围内运转，从而增加了汽车的后备功率，提高了汽车的加速或上坡能力。实际应用中，各档传动比之间的比值并不正好相等，即并不是正好按等比级数来分配传动比的。这主要考虑到各档利用律差别很大的缘故。城市公共汽车主要是用较中低速行驶的，因此，中档档相邻档位间的传动比的间隔应小些，比如2~3、3~4之间。因此有学者提出汽车变速器按等比级数分配齿轮传动比。由于汽车的工况不同，各档的工作时间和使用频次各不相同，易造成燃料浪费和操纵滞重。现代汽车理论认为：速比阶越小越节油，换档也越轻便；城市公共汽车主要是用较中低速行驶，换档频次也大大多于高速档，因此，低档的速比阶应比高档小。因此建议高档与低档速比阶应该不一样，低速档的公比较小，可以为1.25～1.5，高速档的要比较大一些，可以设置为1.6～1.8。
4、手动变速器操纵机构。近年来，业界逐渐推广三软轴手动变速器操纵装置。由于城市公交车身长，换挡机构远离变速器，导致操作力大，换挡经度不高，在此类车上该装置更受驾驶员欢迎。该装置特点是换挡省力，不同车型最高可省力达40%；换挡准确，有些车型的特定档位较难进入，换装该装置后，换挡准确性大为提高，驾驶员换挡更及时，提升了乘坐舒适性，降低油耗和减少了烧离合的现象。该机构结构紧凑，安置在车厢中减少了空间的占用。
5、总减速比与车轮的选择。这两个因素近年来逐渐受到城市公交在车辆选型时的重视。以前由于车轮型号选择小，总减速器的齿比基本比较固定。近年，随着全承载低地板车辆普及，低扁平比的无内胎子午线轮胎也逐渐得到推广，同一负载级别的车辆直径比以往小了5~8%，配置总减速器时要注意与总减速比的匹配。
2．外在因素的影响
外在因素包括驾驶技巧、路面状况、站点设置、客流量、气候条件等。
驾驶的方式是影响车辆燃料经济性的最直接外在因素。汽车用经济车速匀速行驶，是大家公认的驾驶节油途径之一。
燃料消耗随车速而变化的关系，称为汽车燃料特性。如果是在等速行驶条件下试验测得，则称为“等速燃料经济特性”。将这种关系绘成图，称为“经济特性图”。图中油耗线最低点所对应的车速即为经济车速。
在公共汽车日常运行中，能按经济车速行驶的时段比倒很小。一是受道路条件限制，城市道路拥堵，红绿灯多，车辆速度极不均衡。二是公共汽车须按时间表运行，如果车辆在前段受到阻滞，为了赶上末站时刻，驾驶员必须急加速急减速驾驶，力求末站准点。第三是节油驾驶与驾驶员考核联系不大，因此驾驶员在具体操作上不会坚持运用经济车速行驶，开快车的车辆占很大比例。所以在公共汽车实际运行中，车辆普遍不能以经济车速行驶。汽车行业中还没对城市行驶工况的经济车速进行定义统计，目前经济车速的数据都是以匀速行驶为主。一般中大客车的经济车速是55~70km/h，小型客车的经济车速是60~80km/h。
驾驶时油门使用方式也影响。汽车以低档爬坡，当某一档位力量不足时，即换入低一档，此时会有较大的后备功率。反映在油门上，油门可大可小，但车速有快有慢。有的驾驶员认为油门抬起点，以采用小油门使汽车缓缓爬坡为好，尤其是二档。但也有驾驶员驾驶员采用大油门驾驶，汽车能爬多快就多快．认为发动机以很高的转速通过坡道能省油。为了鉴别以上情况，专门对有关汽车的油门开度及油耗做了试验，试验结论是以较大油门开度行驶的操作方法节油的提法是错误的。合理的做法是，如果油门加大后，能够提高一个档位行驶．那么，这种油门开启度较大作为提高一档的加速是可取的；若不是以提高一档位，那么，就稳定在原档位，以小油门并采用经济车速爬坡。总的说来．平路上用超速档（或直接档）行驶时，加大油门，功率利用率增大较显著，而发动机转速上升幅度较小。
3．结语
为了提高公共汽车的燃料经济性，在购置车辆时候，应注重车辆发动机、变速器、总减速器和车轮的选择，使之适应车辆线路工况，令整车燃料消耗降低。在日常使用中，应强化驾驶员的燃料考核，优化线路时间表，达到燃料和服务双赢的目的。
参考文献：
[1] 易可君，雷世平主编.企业文化辞典.长沙：中南工业大学出版社，1991.
[2] 肖明主编.哲学.北京：经济科学出版社出版，1991.
[3] 张德著.企业文化建设.北京：清华大学出版社，2002.