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【说客】提高行车挡位可以省油
[导读]省油的方法很多,开车时适当提高行车档位就是其中一种方法,看看我的分析有道理吗?

(本文代表我个人观点,仅供读者参考。温馨请求:驾车时勿将垃圾抛出窗外)

    几年前自然吸气发动机最大输出扭矩还比较低时(如1.6L发动机最大输出扭矩仅有147N·m)采用低速高挡驾驶是很难实现的,现在相同排量的发动机最大输出扭矩提高了10%左右(1.6L的上升到160N·m),同时采用的进气调节技术(气门正时和气门升程等)也大大改善了发动机在低转速区间的输出扭矩。如果你是近两年才买的车,力量确实不错,还希望省点油,建议你不妨试试低转速高挡位行驶方法;如果你的车型买的时间长了,属于早期的发动机技术,这样的做法也许并不适合你。本文通过分析汽车行驶时,车辆所需要克服的阻力和各挡位所能提供的驱动力之间的关系和车友分享不同挡位所体现的特性。

1、发动机-变速箱-车轮的转速特点

    汽车动力是通过齿轮来传输的,用小齿轮带动大齿轮使用的就是杠杆原理,经过大齿轮后,输出的转速会相应减少,动力会增大。我们经常看到“变速比”指的是小齿轮和大齿轮上齿数的比例,例如:小齿轮有10个齿,大齿轮有40个齿,速比=40/10=4。当小齿轮转四圈,大齿轮只转一圈;从传输动力的角度看,经过大齿轮的减速过程,输出的动力增加了四倍。由此可见,通过变速箱减速的目的是为了增加输出动力(扭矩)。

    从发动机到车轮之间设计了两次降低转速的变速齿轮,第一次是选择性变速,在变速箱完成;第二次是固定变速,由主减速器完成。

(1)变速箱

    发动机曲轴输出的动力可以通过减低转速来增加。根据汽车行驶需要,可以把变数齿轮分成几组(挡位),比如4级(4个前进挡)、5级(5个前进挡)…9级。当曲轴侧齿轮的齿数少于输出侧的齿轮时,输出侧的转速下降,动力增加;两者相等时,动力不变;曲轴齿轮多于输出侧齿轮时,转速上升,输出动力减少。由于可以根据行驶需要改变速比,所以把变速箱的变速过程称为选择性变速。

(2)主减速器

    主减速器通常位于变速箱的后方,是把经过变速箱变速后的转速再次进行变速。主减速器的传入和传出齿轮只有一组,属于固定变速。传入侧齿轮和传出侧齿轮的齿数比例就是主减速比,通过二次减速后的传动轴转速更慢,输出的动力(扭矩)也更大。

(3)各挡位匹配的发动机转速

    表中的传动比就是速比。当主传动的传入侧齿轮有17个齿,传出侧的齿轮有67个齿时,主传动比=3.941;从一挡到三挡速比逐渐减小,传出侧的动力比传出侧的大;四挡时(速比=1.032),传入和传出的转速基本相等,输出动力也基本相等;五挡时(速比=0.85)传出侧的速度比传入侧快,输出动力会相应减小。

2、车辆的行驶阻力和行驶驱动力

    我们用一个具体的车型例子来计算车辆的行驶阻力和相应条件下的汽车驱动力,有助于我们对怎样理解和使用挡位会有帮助。

(1)基本参数

    整备质量1280kg,风阻系数0.28,迎风面积2.43平方米,发动机排气量1598ml,压缩比11,最大输出扭矩160N·m,最大输出扭矩转速4000rpm;减速比:主减速器4.06、一挡3.58、二挡2.04、三挡1.41、四挡1.11、五挡0.88。车轮尺寸205/60 R16(直径=0.6524m)。

(2)行驶阻力

    行驶速度和载荷不同,阻力也不同。我们以40km/h的行驶速度、二个乘员、2%的坡度为条件例进行计算。

总阻力=0.012×(1280+75)+0.0028×2.43×40+0.02×(1280+75)=54.25kgf·m(牵引力单位)

    如果汽车的驱动力大于等于54.25kgf·m,汽车就可以匀速或加速行驶。

(3)各挡位驱动力

    不同挡位在同一个行驶速度下的驱动力是不一样的,计算各挡位在40km/h时输出的驱动力可以知道具体挡位产生了多大驱动力,是不是可以满足行驶阻力的要求。

    先计算车轮周长:车轮周长=直径×3.14=0.6524×3.14=2.049米,40km/h=666.67m/min,所以,车轮转速=666.67/2.049=325.36转/分(rpm);

    各挡位的发动机对应转速=车轮转速×主减速比×挡位速比。驱动力的具体计算公式可以在我前面的说客《选车必看:驱动力详细计算实例(2)》里找到。

三挡:

    对应的发动机转速:1863rpm,最大输出扭矩:138N·m,

    驱动力=234.76kgf·m,是行驶阻力54.25kgf·m的4.33倍。

四挡:

    对应的发动机转速:1466rpm,最大输出扭矩:125N·m,

    驱动力=167.41kgf·m,是行驶阻力的3.08倍。

五挡

    对应的发动机转速:1163rpm,最大输出扭矩:110N·m,

    驱动力=116.79kgf·m,是行驶阻力的2.15倍。

3、改变驾驶习惯,动力节油可以兼顾

    我们现在的很多驾驶习惯是几十年前建立的。随着发动机技术的进步,需要适当改变自己的驾驶习惯,比如低转速高挡位驾驶。

    发动机每转一圈都需要消耗燃油。在相同的40km/h时速条件下,上三挡发动机每分钟需要转1863转;四挡1466转,减少了397转(21%);五挡1163转,减少了700转(38%)。 如果道路条件不需要你频繁的变换行驶速度,三挡、四挡和五挡都可以满足克服行驶阻力要求,采用五挡行驶显然可以减少发动机转速,达到节油的目的。

    从另一角度看,三挡和四挡的输出扭矩远远大于五挡,意味着有很大的储备动力可供使用,所以在需要超车或加速时,只需要把挡位退回到四挡或三挡就行了。在行驶速度和挡位的配合问题上,更多的需要根据具体车型来决定,而不是教练怎么教的、别人怎么讲的来决定。前一段有个车友听我讲了低转速高挡位的驾驶方法后试了一下,说他的车在40km/h以上全部使用五挡行驶没有任何问题,可以减少换挡次数,耗油量也比以前少了。

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