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影响到油耗的到底是什么?

SUV无疑是目前国内最受欢迎的车型,在4月份乘用车整体市场疲软的大背景下,SUV却能逆市而上。SUV不仅深受广大消费者欢迎,厂家也很“痴迷”SUV,据不完全统计,在6月份上市的26款新车中,有近16款是SUV车型,其中包括了UNI-T、BEIJING-X7、奕炫GS等多款全新的车型。
影响到油耗的到底是什么?
别看SUV近年来混得风生水起,但却不得不面临高油耗的尴尬处境。通常来讲车子的油耗主要由车重、风阻、发动机热效率以及动力总成的匹配等因素决定,而相比轿车,同级的SUV因为在尺寸、风阻以及车重上更大,所以油耗也相应更高。
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根据企业平均燃料消耗量(CAFC)法规第四阶段目标要求,到2020年乘用车企业平均油耗需降至5.0L的目标。在严苛的排放法规面前,高油耗的SUV不得不面临减产或者停产的境况。
以盈利为目的的车企自然不会让SUV这条肥鱼从身边溜走,所以近年来,众车企绞尽脑汁来降低SUV油耗,比如提高发动机热效率、轻量化设计、降低风阻系数等。那这些方法对油耗的影响有多大?
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发动机热效率是指发动机中转变为机械能的有效热量与所消耗燃料的总热量的比值。
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比如一台发动机的热效率为38%,那么它消耗的燃油中只有38%转化为实际动力,其他64%则因为排气、机械、冷却等损失而白白浪费掉,简单来说你每加100元油,就有62元打了水漂。
所以理论上,发动机热效率越高,在输出相同动力的情况下消耗的燃油越少,也就越省油。那是不就意味着发动机热效率值越高就越省油呢?不一定。
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我们以瑞虎8为例,其搭载的1.6TGDI发动机热效率达到了37.1%,是目前国内发动机热效率最高的发动机之一,但我们发现其实际的油耗并不比同级其他车低到哪。
这是因为发动机热效率是随着发动机负荷变化而变化,其最高热效率只是在发动机状态最好的时候才会出现。
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我们以凯美瑞双擎的那台的2.5L阿特金斯循环发动机为例,官方声称最高热效率为41%。但我们从实车数据来看,只有当发动机转速区间在1800-2300rpm,扭矩在151-172N·m之间,输出功率在110-125kW区间,三个条件同时满足时,才接近41%的最高热效率,只要其中任何一个条件不满足,热效率就达不到最高。
而在日产行驶中,发动机一般会低于最佳工作状态的转速区间,而激烈驾驶或爬坡时转速和负荷又都比这个区间高,所以实际情况中,我们很难将发动机一直控制在最佳的工作状态。因此车子是否省油,除了看最高热效率之外,还要看最高值是否持久。
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本田混动系统
而油电混合动力系统的诞生,就很好的解决了这一难题。混动系统一般由发动机、电机、发电机和电池构成。
当发动机的工作功率高于路况需求功率需求时,多余功率通过电机转化为电能储存在电池中;当低于路况需求功率时则,电池储存的电能就驱动电机与发动机共同驱动车辆。这样一来,发动机几乎可以一直处在最佳的工作状态,油耗自然就会更低。另外在起步或者低速行驶时,完全由电机介入,发动机处于关闭状态,进一步节省了油耗。
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车子在行驶过程中,主要克服摩擦力和风阻做工,其中摩擦力与车重有关,车子越重,摩擦力就越大。
 
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高中的物理讲到,摩擦力F=μN ,μ为动摩擦因素,N为正压力(与车重呈正比),如果物理一窍不通,只需要知道车子越重,摩擦力就会越大。
 
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而根据摩擦力做功公式:W=FS,其中F为摩擦力,S为行驶距离。理论上车子每减重10%,相应克服摩擦力所做的功也减少10%,而做功减少了10%,理论上的油耗也会降低10%。
但在实际过程中,地面与轮胎的动态摩擦因素是时刻变化的,道路的拥堵情况也不一样,所以车重每减轻10%,油耗并不能够达到减少10%的理想状态。美国安阿伯市汽车研究中心曾经做过一个实验,车重每增加10%燃油消耗量会提高6%到7%。
如果一款1.5吨(1500kg)重的SUV,百公里油耗为10L/100km,在其他条件不变的情况下,当车重减轻20%到1.2吨的时候,理论上的油耗会比原来降低12%-14%,及百公里油耗下降到8.6-8.8L,下降还是比较明显。
所以在其他情况不变的情况下,想要降低油耗,最直接的办法就是减轻车重。
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影响到油耗的到底是什么?
空气阻力(风阻)是汽车行驶过程中需要克服的最大阻力之一。相关数据表明,当车速达到80km/h时,有接近60%的油耗用来克服风阻,当车速达到200km/h以上时,风阻几乎占所有行车阻力的85%。
那么空气阻力的大小究竟由什么决定呢?
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接下来,我们继续搬出空气阻力公式:正面风阻力=(空气密度*车头正面投影面积*车速平方*风阻系数)/2
可以看出,空气阻力的大小由空气密度、车头正面投影面积、车速和风阻系数决定。一般而言,汽车的风阻系数为:0.28-0.4Cd,SUV为风阻系数为:0.34-0.39Cd,同级相近价位的车型中,不同品牌车型的风阻系数相差不会太大。
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所以在其它情况不变的情况下,想要降低油耗,最好的办法就是减少正面投影面积,简单来说就是减小车身尺寸。
影响到油耗的到底是什么?
提高热效率,减轻车重和降低风阻是目前厂家降低汽车油耗最常用的三种方法。其中发动机发展至今,热效率已经相当优秀了,据教授了解,发动机热效率想要提高1%,按照现今的发动机结构,其难度堪比造航天飞机。
所以很多车企会在车重和风阻上面做文章,比如推出尺寸更小,车重更轻的小型SUV,一方面能够满足年轻用户的需求,另一方面能够在油耗上做出不小贡献。
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我们以上汽大众的途铠为例,其车身尺寸为4218*1760*1589mm,轴距为2651mm,车重为1.31吨;与它同样搭载1.4T+7速双离合的途岳相比,车身尺寸和车重都小了一圈,后者的车身尺寸为4453*1841*1632mm,轴距为2680mm,车重为1.405吨。
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数据来源汽车之家车主口碑
因为尺寸小了,相应风阻也会小一些,再加之车重更轻,所以途铠1.4T自动挡的油耗(6.9L/100km)就比途岳1.4T自动挡(7.6L/100km)低了0.8L。
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当然除了降低车重、减小车身尺寸之外,油电混合动力系统也是一种降低油耗最有效的方法之一。但目前相关技术和专利几乎被丰田和本田两家企业垄断,其他车企很少能绕开两田的专利研发出油电混动系统。
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数据来源汽车之家车主口碑
目前搭载丰田THS混动系统的RAV4、威兰达,以及搭载本田IMMD混动系统的CR-V、皓影等SUV车型,其油耗就表现不错,以皓影混动车型为例,其车主百公里油耗仅为5.0/100km。而除了油电混之外,插电混、48V轻混等混合动力系统,也能一定程度上降低综合油耗。所以随着技术的进步,很多SUV已不再是油老虎的代名词。
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