金山羊 
小神羊
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于 2011-01-21 14:25 个人信息 发悄悄话 引用回复 编辑本帖 搜索发帖 复制本帖 收藏本帖 投诉该帖
汽车本质上是靠燃烧汽油将化学能转化为热能再通过发动机将热能转换为机械能做功的一个过程，所以根本上，油耗的高低首先决定于做功的多少跟热能转化为机械能的转化效率。
转化效率上，很不幸，人类已经几十年没有进步了，汽油机从几十年前就是30%多的最高转化效率，经过多少新技术的加入后，仍然保持着30%多的最高转化率，因为这个受到了原理的限制，就算加入再多的新技术，只要原理不变，就没办法再进步了。
当然，这个30%是最佳转化效率，这个效率在汽车上是非常难以达到的，基本上正常行车的时候，没有办法达到这个效率，或者连接近这个效率都没有办法做到。因为要达到这个效率，必须保持发动机接近最大负载，并且保持2000多转的转速的时候才能做到，除非上很大的坡，否则根本找不到这样的环境。而低速匀速运行的时候，因为阻力很小，所以发动机的负载率极小，发动机的热转化率就很低，只有最佳转化率的1/3不到，也就是说，一个汽车最省油的60公里匀速运行的时候，发动机的热转化率只有可怜的10%左右。而高速运行的时候（120km以上），发动机的负载率是有了，热转化率不错了（20%以上），但因为风阻的大大增加，使得整车做功几倍的增加，导致油耗不降反升（这也就是从原理上说明没有任何汽车能在非常高的速度下做到很低的油耗，因为总功高了）。
反过来也可以说明为什么小排量的车省油。实际上了解发动机的都知道，小排量的发动机的最佳热效率是要远低于大排量的发动机热效率的，而现实的情况是小排量的车比大排量的车省油（那些说小马拉大车更费油的就别说话了，本身就是误解），为什么呢？根本原因是小排量的车负载率高，对于同样车型，同样的行驶环境下，整车的功率是一定的，也就是发动机的输出功率也是一定的，而小排量的最大扭矩（功率）要小于大排量的最大扭矩，实际输出值一样，那小排量的负载率就高于大排量（分子相同，分母小排量的小），那小排量发动机热效率就高于大排量，所以小排量的车就省油。
同样这个也可以说明增压发动机的省油原理，因为在小进气量的情况下，增压发动机就是个小排量的na发动机，所以负载率较高，能有比较好的效率，而大进气量的情况下，增压发动机又变成了一个大排量的发动机，同时负载率也比较高，同样能达到比较高效率，所以增压发动机比同动力的na发动机要省油的多，如果使用得当还能比同排量的na发动机更省油。
另外弄清了负载率的问题，还能说明柴油机为什么省油，众所周知，同款车型，柴油机发动机往往比汽油机省油50%甚至更高，但研究一下柴油发动机跟汽油发动机发现，柴油发动机的最佳燃油效率比汽油机也高不了多少，往往只高5%~10%，但油耗为什么能节省50%呢，根本原因也是在于柴油车的负载率都非常高，而汽油车的负载率都非常低。
了解了转化效率，再来说说汽车做功的问题，实际上，汽车从一点静止出发到另外一点停车，这个过程中，无论用什么速度还是什么方式（路程相同）开过去，最终的有用功都是一样的，在不同速度的情况下，轮胎的摩擦力变化很小，而风阻随速度增加而增加，也就是说速度越大，风阻所浪费的又越多，但速度太小的时候，无法升到高档位，让发动机有比较高的负载率，也得不到良好的油耗，这时候就要找个平衡点，风阻增加的不大的同时能够使得发动机得到比较高的负载率，基本是在50km左右使用最高档位可以做到这一点。而实际上，同排量的类似车型，这个油耗都相差很小。也说明大家整个路程的做功都是差别不大的。
既然这个油耗都差不多，那为什么我们平时开车，开出来的油耗千差万别呢，那是因为，你的油耗成分里，做的有用功只占了一部分，还有一部分是你浪费的无用功，不同的人不同的路，这个无用功部分千差万别导致了最终的油耗千差万别。
怎么浪费的呢，刹车！因为每次加速所换来的动能，都被刹车转换成了热能散发掉了，这部分就是全部浪费掉的，而且速度越高刹车浪费的动能就越多，根据计算，80公里的时候一脚刹车（刹到停车）顶16次20公里的刹车所浪费的能量（跟速度平方成正比），而对于一款A级车来说，80km一脚刹车所浪费掉的汽油超过5毛。
大家当然都知道，汽车的动能跟汽车的重量成正比，也就是说同样一脚刹车，越重的车浪费的能量也就越多，这个跟车的重量成正比，也就是说同样的路，相同的行车方式（不是驾驶方式需要注意），那越重的车就越废油，越轻的车就越省油，那差多少呢？比如1.0吨的车跟1.3吨的车相差多少呢？首先，辆车匀速油耗是一样的，假设都是6L/100km，另外假设这段路1.3L的车油耗是10L/100km，也就是说，1.3吨的车浪费的油耗是4.0L/100km，而浪费的油耗跟重量成正比，那1.0吨同样的行驶条件下，浪费的油耗是4.0/1.3 * 1.0 = 3.1L，也就是说，1.0吨的车在同样行驶条件下的油耗是9.1L/100km
上面的计算基本上可以反映相同路况下A3跟飞度之间的油耗差异（实际调查跟这个值相符）。但上面的是说的是相同的行驶条件，而不是驾驶条件，而不同的驾驶习惯还会导致完全不同的差异，比如开车猛冲型的，刹车越多浪费能量的比例越高，重车越废油，而还有另外一种情况是开重的车因为提速慢些，所以可能刹车要少些，而开轻的车因为那提速快些，可能导致更多的刹车，导致轻的车比重的车油耗还要高。而正常的驾驶习惯下，基本上符合上面的计算。而对于节油型驾驶，充分的避免绝大部分刹车的情况下，往往重量的差异对油耗的影响基本上可以忽略不计。
以上是汽车油耗的实质，当然有个前提条件就是汽车发动机正常工作的情况下，不是出现了问题，除了问题的汽车不在以上讨论范围内。
而现实生活中，绝大部分驾驶员并不清楚这些，往往认为油耗是车的问题，省油的车无论谁开跑什么路都省油，费油的车无论怎么跑怎么开都费油，这个是严重不正确的。
而更多的人往往根据自己的油耗还有听几个朋友自己描述的一些个油耗，也不考虑路况跟驾驶习惯就判断为几种车型之间的油耗，是严重不客观的。就比如，在跟我一样路况下开飞度的要开8个油，而我开的A5只有不到6个油，就说A5远比飞度要省油就是严重不客观的。
金山羊 编辑于 2011-01-21 14:30
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