Re: 汽車的油耗問題

看板ask-why (知識奧秘)作者harry901 (33798)時間18年前 (2008/04/04 21:44)推噓2(2推 0噓 0→)

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※ 引述《gamer ()》之銘言： : ※ 引述《harry901 (33798)》之銘言： : : 因為你只是單純想到引擎轉速=耗油量 : : 在這個過程中，原本汽車行使負荷是固定的 : : 也就是一台汽車需要出多少"力"來克服並達到你想要的目的 : : 如同你說的，你使用較小的引擎轉速驅動之，相對的在同樣的負荷之下 : : 引擎一定要出更多力量，否則會熄火(因為引擎出力不夠達到你的要求+負荷) : 　　不太對，扭力和馬力在前半段是幾乎是呈現線性關係，超 : 過最高扭力轉速或最大馬力轉速後，才會往下降。換言之，轉 : 速越小，基本上扭力也會越小。 : 　　在高速齒的情況下，引擎提供的動力已經不是維持車子行 : 進的主要來源，而是車子本身的慣性力。所以在高速齒，車子 : 維持低速確實可以節省用油。 : 　　但是有另外一個問題是，目前內燃機引擎還是透過阻風門 : 來控制進氣，這樣導致一個狀況，在過於低速的情況，阻風門 : 進氣效率過差，導致引擎整體燃燒效率變差。這也是為什麼實 : 際上，在油耗曲線會有一個谷值的原因。這邊我的原意是想用比較簡單的方式來讓提問者了解，發生了誤會。 gamer大所提供的資訊是比較專業的講法，但我想我表達的意函並無誤才是。首先要先定義我們討論的範圍，我是將提問者的問題定義在檔位相同時，車速不同，在相同的路況(負載)下引擎的耗油關係。而針對耗油曲線在引擎性能因素與轉速之關係圖裡面，其發生在谷底時稱為"經濟轉速"，也就是在這引擎轉速之下，引擎的耗油是最小的，但制動馬力的峰值卻不是在相同的轉速，扭力也是。在低於此轉速時，由於汽缸熱能損失時間長，且空氣與燃料混合尚未均勻，使得熱效率降低耗油率增高；而在大於經濟轉速時，制動馬力(實際作用在車輛前進的馬力)會下降，使得燃料消耗率上升來維持所需的輸出功率，因此耗油率上升。至於阻風門對於耗油曲線的作用，則有待商榷。 (上段資料來源:汽車學(一)，張宏編著。) : : 電子噴射引擎幫你想好了，在此時若不換檔，則會讓你的汽缸內混合氣燃燒 : : 不正常，排氣管的O2 sensor會感測到O2不正常，然後傳給電腦修正噴射更濃的 : : 混合氣，如此一來耗油量將不會是固定的，因此並不會比引擎轉速更高來得好。 : : 至於感測到的O2的濃度是濃還稀我忘了，但原理至少是這樣沒錯。 : 　　基本上電子噴射引擎在一般調較都是設定讓空燃比為理論 : 空燃比，因為從熱力循環得到的結論，在理論空燃比時會有較 : 高的效率，較低的廢氣排放量。這樣的好處是相比於傳統類比 : 式的化油器使用文氏管來控制噴油，會因為阻風門開啟超過45 : 度以後進氣進氣壓力會有非線的變化，使得控制噴油的裝置低 : 估了實際的空氣進氣重量，而形成貧油燃燒(lean combustion) : 降低引擎效率。而電子式由於是用sensor感測空氣濃度，所以 : 不會有以上問題。 : 附帶一提，傳統化油器解決此問題的方式為在化油氣加裝 : 一高速加濃油器閥，當引擎轉速越高的時候，會有額外的油氣 : 加入混合，改善油氣不足的問題。稍微證明理論空燃比也另外補充一些東西好了順便review一下汽油引擎的燃燒化學式是燃燒 C8H18+___O2+3.76*____N2 --> __CO2+__H2O+3.76*____N2 12.5 12.5 8 9 12.5 上式經過簡單的平衡，且3.76是氧與氮氣在大氣中的比例，可得12.5，8，9。汽油C8H18完全燃燒時，會產生CO2與H2O 而C，H，O，N的原子量分別為12，1，16，14 則此時上式中汽油C8H18的分子量=114 氧氣=12.5O2=400 氮氣=3.76*12.5*28=1316 其他稀有氣體不計之則理論空燃比為空氣/燃料=1716/114=15.16 理論上所產生的廢氣是固定的(包含H2O氣體) 但是討論理論空燃比有一個重點，就是如果發生不完全燃燒則會附帶產生有毒氣體。而阻風門開超過45度所產生之進氣壓力非線性變化這個問題，我則不大清楚不多加註。我想gamer大大應該指的是"節流閥"而不是阻風門才是。當節流閥開超過45度確實會產生進氣量過大，使得給油不足的問題，進一步讓引擎 (傳統化油器引擎)產生稀薄燃燒(lean combustion)使得有毒氣體大增。所以在傳統的化油器裡面之六大油路(浮筒，怠低速，高速，加速，強力，阻風門)中此時會依實際引擎的負荷與進氣氣壓變化給予增油，改善稀薄燃燒的問題。可能是高速與加速油路同時作用，也可能只有高速油路作用。 : : 如果是自排的話，此時電腦會依照最佳化程序給予適當的升降檔，所以說 : : 自排車對於比較不熟路況的人來操作是比較省油的。 : : 另外時速90與70所產生的"總阻力"不一定前者比較大，這邊都要看廠商的數據 : : 還有實際的風向。不過通常考慮到這個的都是賽車才會去設計的，讓其更流線。 : 　　自動排檔既時可以控制檔位在對於新手而言比較理想的檔 : 位，但是由於先天上傳動耗費掉太多多於的功，所以還是很難 : 比手動排檔來得省油。不過現在使用在汽車上的無段速變速裝 : 置(CVT)，據說可以達到手動排檔效率的95%，如果真的像宣傳 : 講的那樣，那或許是有可能比手動排檔來得省油。 : 　　另外，在低速的環境下，汽車本身的外形對於阻力的影響 : 其實很小。所以阻力經驗公式基本上是可以通用的。這邊我剛發現自己寫得不正確也不好，當初的考量是針對不知操作者的使用情形，猶如駕駛者用手排放低檔來開高速或爬坡時沒有降檔所造成過多的油耗不如使用自排車來得更省。這邊我可能是多想了，一般會開手排者應該不會笨到用上面的檔位來駕駛才對。自排車在理論上是比較耗油的，主要是因為自動變速箱裡面有許多的液體傳輸動力原件，就是俗稱的"自排油"，這些自排油在傳輸過程中，會使得原先的手動排檔裡面的手排油銷耗更多的動力，轉為更多的廢熱，所以自排車比手排車耗油。當然時代變遷很快，現在與未來都將是CVT的天下了。補充一下影響車輛行駛性能的阻力，主要有空氣阻力=μ1*AV^2(經驗公式) A=正投影面積 μ1=風阻係數滾動阻力=μ2*N N=車重 μ2=滾動摩擦係數摩擦阻力=引擎動力傳輸過程中，傳到驅動輪之間的摩擦損失，與傳動效率有關爬坡阻力=N*sinθ 慣性阻力=車輛起步，加速，換檔過程中所產生的阻力影響以上最明顯的是空氣阻力(資料來源:同上) 所以這個經驗公式在低速下是可以使用的而某些速度之下能否再用則有待商榷也為什麼一般車輛會在設計時著重流暢的曲線。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 59.112.230.79 ※ 編輯: harry901 來自: 59.112.230.79 (04/04 21:45) ※ 編輯: harry901 來自: 59.112.230.79 (04/04 21:47)