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现代车辆的节油驾驶

——浙江省绍兴市公共交通集团有限公司张三祥

2015-05-20 作者:木子 来源:客车网[www.chinabuses.com]

  环保问题尤其是困扰我们的大气污染中的雾霾问题,已是最具普遍意义的时代主题。反映的正是社会大众对雾霾、对污染的迫切关心,这已成为社会的共识。早在2009年,交通运输部就向全国的机动车驾驶员发出了《节能驾驶倡议》书,倡导的“安全驾驶、绿色驾驶、人文驾驶”的理念。以“技能”推“节能”为主要方式,以“绿色驾驶”推进节能减排工作。


  节能减排可通过两种手段来实现:一是技术节能(即汽车本身与发动机技术水平),二是技能节能(即驾驶员的驾驶习惯与驾驶技术)。驾驶技术对汽车油耗的影响,贯穿在整个汽车运行过程中,


  节油看似简单,实际上综合了多方面的因素,同种型号和同一车况的汽车由不同人员的驾驶,产生的油耗也是不同的。在车辆、道路条件确定的情况下,驾驶员节能技巧掌握的好坏,直接影响到节油效果,汽车驾驶员的驾驶方法、驾驶技术和操作要求对汽车运行燃料消耗量的影响是一项关键的因素。


  交通运输行业是耗能大户,约占全社会能耗的7-8%,而道路运输行业的耗能量占了其中的52%。目前大部分运输企事业的燃油成本占公司运营成本的40-50%,而燃油成本每降5%,就相当于利润水平上升10%,甚至更多。对客运企业来说,石油这种战略资源日益紧张,油价不断上涨,运营成本逐年上升,节能降耗已经成为客运企业降低运营成本的主要手段。对社会来说,如果每个人在节能技能上前进一步,环境就会优化一步。燃烧一吨燃油要排放3-4吨的二氧化碳与其他污染物,这就意味着少烧一吨燃油,就能减少二氧化碳排放3-4吨,节能的同时也达到了环保的目地。现在所说的“碳排放”主要成份就是二氧化碳,因此节油既是节能,也是安全环保。


  随着对节能减排车辆技术研究的不断深入,(比如从欧I、欧II、到欧III等ECU控制),却发现驾驶员的操作技术水平对油耗的影响非常大,要做好节能减排工作必须全方位考虑,我们在实际中发现,同样的车型跑同样的线路,由不同的驾驶员来操作对车辆的使用油耗差距很大。


  电控发动机如何热车


  车子经过长时间的停放,引擎内的机油又流回引擎下部之机油底壳内。因此在久未用车(如隔夜)后发动引擎,其时引擎的上半部是处于没有机油,缺乏润滑的状况。大约要在发动后30秒左右,才会因机油泵的运转而将机油运送到引擎最需要润滑的活塞,连杆及曲轴等部件。但即使是一发动引擎后就立刻上路,只要不猛踩油门飚车,保持低速运转,其效果是和怠速运转相同的。


  变速箱变速齿轮的润滑,这是一般人最不懂也最易忽略的。变速箱齿轮油与引擎机油相同的地方是:在冷车时齿轮油都流到变速箱下半部。只有当行车时才会因齿轮的运转而将底部的齿轮油带起,润滑上半部。这也是为什么大多数车子在冷车时换档生涩的原因。其解决之道也不是原地热车即可解决的。因为变速箱并没有齿轮油泵,原地热车只有引擎在动,其余部份都没在动,只有等到实际上路后,慢慢行驶了一段时间才能改善此一状况,原地热车时驾驶切忌猛踩油门,正确方式应以低转速缓慢行驶。


  我认为,在冬季气温较低时启动车辆后,可短时间的原地热车,然后进入低速行驶阶段,行驶一段距离后,再进入正常行驶阶段。因为,一般现代电控发动机有两种怠速,即高怠速和低怠速。如果环境温度比较低,或者是发动机刚启动润滑系统油压未建立起来之时,发动机处于高怠速运转;油压建立起来后,而且水温达到预设值后发动机转为低怠速,此时车辆就可以行驶了,但车速仍然不宜过高。从高怠速转到低怠速时间随环境温度不同而有不同,冬季从高怠速到低怠速约1.5~2分钟,正常25℃启动,该过程仅需5~10秒。


  如何理解低档油耗高与高档油耗低


  要知道一个基本原理,也是基本前提,就是在汽车挡位一定的情况下,发动机转速与行驶速度成正比,因为各挡位变速比不同,所以在发动机转速一定的情况下,汽车有不同的行驶速度,这就是我们知道的低挡走得慢,高挡位走得快。而发动机油耗与转速及输出功率有关,简单粗略地可以看作是与转速成正比。假设我们用发动机1200转速行进,用一挡的速度必然低于二挡,二挡低于三挡等等,在一定时间内,既然发动机转速不变,从上面油耗计算公式,相当于油耗这个分数的分子即燃油消耗量一样,而用一挡行驶的距离最短,即分母最小,所以耗油,即这个分数的值最大。从另一方面,我们还可以这样理解,假如一、二两挡的速度相差一倍,那么要跑完相同的路程,用一挡就要比二挡多用一倍时间,也就是说发动机要多工作一倍的时间,那油耗高就是必然的了。


  路口遇红灯,是熄火等待还是怠速等待?


  有人认为怠速不费油,因为怠速时的转速很低,通常650-800转/分钟,消耗的燃油肯定没有正常行驶时多。要按单位时间消耗的燃油来说,怠速烧的油的确不多,但是有一点别忘了,怠速的时候车是静止的,烧掉的燃油一点实际作用也没有起到。属于白白浪费,因此如果时间长的话,不要保持怠速状态,最好熄火。不是倡导大家怠速的时候就熄火,这也是不对的,因为行进中的车档位进入空档也是怠速状态,这时候怠速是为了更快速的再次行驶,大多数的驾驶员在红灯路口是没有熄火的。但是在交通运输部对电喷车驾驶规范中要求怠速时间超过60秒就要熄火。“怠速时也消耗燃油。在交通阻塞、铁路道口和路口长时间红灯停车时,请关闭发动机。仅在30—40秒内省下的燃料就比重新启动发动机所需要的燃料要稍多。”这是从燃料经济性的角度建议的。但是实际行车中却存在很多问题,首先就是麻烦,等待红灯熄火,要时刻做好好启动准备,易疲劳;其次,每启动一次消耗的电能,大约需行车半小时才能弥补回来;还有一点就是启动会对起动机寿命造成影响。因此,实际上大部分人是不会选择熄火等待的;但是从环保的角度,如果等待时间较长,还是建议熄火。


  为何电喷车怠速起步更容易?


  我们现在开车的时候,常常有这样的体会。在缓慢起步的时候,常常不需要踩油门车子也能走。特别是有时候忘记给油,或者给油不够,会导致发动机转速迅速下降,但只要没有将发动机憋熄火,车子仍然能够起步,就仿佛有一套系统在自动补给发动机燃油似的。其实这种情况是正常的,而且这种情况只会出现在电喷车上,对于过去的汽车,此时一般都是冒黑烟或者熄火的结果。电喷车是通过什么办法实现这种自动“补油”的呢?


  我们再来看看怠速起步,说白了就是在车辆起步时不给油,完全使用半联动使车辆从静止到低速运动。我们都知道,让一个静止的车辆运动起来是需要很大能量的。一般车辆的怠速为600-900转/分钟,也就是说怠速状态发动机的曲轴转速为600-900转/分钟,这时变速箱中的齿轮以及车轮均处于静止状态,当挂一档(大客要求一档起步)离合器处在半联动状态,压盘片通过摩擦将发动机曲轴的动力传递到变速箱时,曲轴的转速有个减速的趋势,当然负载也相应的会增大,这些都逃不过转速传感器等的“眼睛”,他们时时刻刻监测着这些数据,并且将这些数据传送给ECU,ECU接收到这些信息后,会与存在其中的标准值进行比对,发动机趋于熄一旦发现曲轴转速低于标准值,发动机可能会发生熄火现象,ECU便会发出指令,加快电磁阀的开闭速度,以增加通过怠速旁通阀的空气量,来缓解由于怠速起步造成发动机负载过大而使火的状态。但是这种方式ECU对补充的空气量却不能精确控制,只是定量的补充进气量,这样就免不了会一下子补充多了空气,发动机的转速也会突然增加,曲轴位置传感器当然也会感应到这个变化,ECU又会发出信号减小怠速旁通阀的进气量。就这样,通过ECU反复几次的调整后,最终发动机转速还会保持在怠速的状态,这时,车子也从静止状态走了起来。?


  上面一段很好的解释了为什么电喷车可以怠速起步,也解释了为什么不给油怠速起步时发动机转速表的转速会低于正常怠速,然后转速又马上超过正常怠速,接着又低于怠速,反复几次后,稳定在怠速状态。?


  关于电喷车滑行节油的原理简析与探讨


  电喷发动机基本分八种工况:启动、启动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、过渡、拖动。各种工况完全由电脑监视和控制。空挡滑行是怠速工况、节气门关闭、曲轴转速低。带挡滑行是拖动工况,拖动工况下油门踏板完全松开,电脑从怠速开关得知车辆转入怠速状态,此时电脑会首先推迟点火时间降低发动机功耗,然后根据转速停止喷油。一般ECU内预存有断油、恢复和紧急恢复三个转速点。当转速高于断油点且节气门关闭一段时间停止喷油,转速下降到恢复点恢复喷油,如果转速急剧下降(比如紧急制动)则在高于|灰复点的紧急恢复点开始喷油。


  电喷车电脑根据曲轴转速和节气门开度判断负荷,根据预存工作曲线确目标喷油量,再根据进气量、水温传感器和氧传感器数值修正后得到最终喷油脉宽,脉宽决定喷油量多少。电喷发动机的喷嘴基本都安装在进气门附近,燃油是在受控状态下被主动喷进去。所以电喷发动机喷油量并不完全受发动机转速控制而是根据工况来控制,这也是电喷发动机取代化油器发动机的原因之一,可以更精确地控制喷油量达到在各种工况下尽量理想的混合比。


  电喷车的行车电脑中都会存储“减速断油”的程序,比如我所驾驶的6770型宇通车辆为例:以1800转/分高速运转,在突然松开油门,车速降低,发动机转速下降的情况下,行车电脑会控制喷油嘴做出“减速断油”的动作,此时缸体内没有燃油喷射和燃油燃烧。这样的情况相当于“让车辆带着发动机转动”,当发动机转速降到800-850转/分(不同车型的具体转速不同)时,喷油恢复正常。


  对于电喷发动机来说,它的节气门传感器有三种工作状态:怠速、部分负荷以及最大负荷。在部分负荷区,节气门传感器能够采集位置和变化率两种信号,也就是说,同样的节气门开度变化,慢踩油门的缓加速和猛踩油门的急加速两者的信号是不同的,发动机的反应也不一样。减速时也一样,当右脚离开油门踏板后,节气门立即从高负荷位置回到怠速位置,但是发动机的转速不会立刻下降,而是有一个过程。此时,电脑会停止喷油,发动机不再工作。当转速下降到接近怠速时,再恢复喷油,这叫做电喷发动机的减速停油过程。当我们挂挡高速运行时,在不摘挡的情况下右脚离开油门踏板,由于发动机受到反拖而使转速下降缓慢,减速停油过程延长,收到了节油的效果。由于停油没有喷油和燃烧过程,也就不会发生回火。相反的,由于纯空气的进入对发动机还有一定的冷却作用。不过有意识地延长这个过程,温度过低对发动机也是不利的。如果需要加速,只需重新踩下油门踏板即可恢复供油,继续加速运行。


  ECU主要通过发动机节气门位置传感器来判断发动机处于何种工作状态,是怠速工况、部分工况还是全负荷工况,还会通过曲轴转速传感器来判断发动机的负荷情况。以此来分析是加大喷油量还是减少喷油量。当电喷车带挡滑行时,ECU会根据节气门位置传感器来判断此时节气门关闭为怠速工况,然后通过曲轴转速传感器来判断当时发动机转速,最后再根据各个传感器反馈回来的信号,进行分析判断,做出降低燃油喷射的指令。


  电喷的发动机,空档是怠速供油,带档有两种情况出现,一种是车辆在高速行驶时,突然电脑检测到节气门回位到带速位置,它认为进入带档滑行状态,为了燃油经济性,电脑会停止喷油,完全让车反推着发动机运转,电脑检测到车辆行驶速度降到规定值后,电脑控制喷油器继续喷油维持发动机的运转,这期间你加油它也会立即恢复供油的,随着滑行速度的下降,发动机的转速降低到接近怠速时,供油系统会恢复供油,这个就是带档滑行能省油说法的根据。既然带档滑行(拖档)能够断油,当然比空档要省油了!


  山区下坡如何滑行?


  电喷车下坡时挂档省油。电喷车的发动机有三种状态:怠速、加速、减速。怠速和加速状态下发动机是喷油的,而减速状态下,发动机是停止供油的;当你下坡挂上空挡后,车载电脑会认为此时发动机是在怠速状态,所以挂空挡时发动机仍会供油。所以下坡时尤其是大坡长坡时应该挂挡下坡,一是坡大速度够,坡长滑行时间长,发动机在长时间里是停止供油的;二是挂挡下坡由于发动机制动;三是可以保护制动系统,由于挂挡时有发动机制动,所以可以减少制动系统的负荷,延长制动系统的寿命。但是,发动机停止供油是有条件的,它是在某一转速以上才会停止供油,如果转速低于某档位的标准转速后,发动机又会恢复供油来维持该档位的转速;比如说,一辆车四档的标准转速是1100转,当下坡时开始车速快,发动机转速就高于1100转,这时发动机就停止供油了;但到了坡底了,车速变慢了,转速低过800转,这时发动机就会恢复供油了。所以要不断的累积经验,来判断自己的车子各档位的转速和车速的关系,在合适的速度挂合适的挡位。


  下坡道路时尽可能低档位带挡滑行,以维持发动机高转速断油状态,并保持一定的速度使得发动机的转速维持在800转以上(拖挡状态),让系统处于断油状态。这样的带挡滑行就比空挡滑行省油。(即空档滑行费油)。


  对于山区滑行,我个人是带挡滑行的支持者,原因不是油耗是安全。托动工况为驾驶提高了安全性。这种安全性的提高表现在有发动机辅助制动,这点很重要也经常被提出来。实际上大家自己试试可以明显发现拖档比空档滑行距离近,在小排量车上不明显,因为小排量车每个活塞直径小,本身驱动发动机压缩一次用不了多少力量,变速箱减速比也小。而在中、大排量车上就很明显,因为这些车辆活塞直径大,压缩比高,驱动活塞压缩一次能耗也大的多,变速箱减速比大。显著的辅助制动肯定是增强制动效果的好办法。


  在市区道路驾驶的几点体会


  要看的远一些,及早做出判断和处理,例如:在远处看见路口红灯亮起,要根据车速、距离及红、绿灯变化的大概时间,采取空挡滑行、或挂合适的挡位滑行,使车辆平稳的到达路口;如果看见绿灯,要及时加速,争取通过,否则,你慢悠悠的过不去,在路口等两三分钟,也是要消耗燃油。


  如果是在正常的行驶情况(减挡减速)下,从“减速断油”到“正常喷油”的过程是有一段时间的,这段时间实际上是比较省油的。但是如果突然在高速(比如2500转/分)时挂到空挡,此时发动机转速会立即跌到怠速状态,行车电脑会控制喷油嘴开始喷油,这样就缩短了上述过程,油耗实际上是在增加。


  张三祥名片:张三祥同志现为市公交集团一名公交驾驶员,累计安全行车115万公里。2009年、2011年、2013年连续三届获得浙江省机动车驾驶员技能竞赛第一名,实现省级职业技能竞赛的“三冠王”,是浙江省有名的“节油王”和“技能王”,三次参加全国机动车驾驶员技能竞赛,分别获得全国个人节能优胜奖、二等奖、三等奖、和全国团体二等奖、两次团体第三名;并被有关部门授予两次“全国交通技术能手”、“浙江省技术能手”、两次“浙江省交通运输行业技术能手”、“绍兴交通好能手”;全国交通行业个人节能减排贡献奖、浙江省优秀职工、绍兴市第二届突出贡献高技能人才、市十大杰出职工、绍兴市劳动模范;张三祥还参加了“价值连城”全国节油精英巡回赛中获得冠军并刷新两项全国纪录;2015年2月其独创的“五稳节油操作法”被浙江省总工会命名为“浙江省先进职业操作法”。累计节约燃油6万余升,折合人民币约50余万元,减少废气排放250余吨。在张三祥的传授下,全集团每年节油70余万升,每年节约成本500余万元,每年减少废气排放2500余吨。

 

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