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我已经开得很省油了,为什么还有人比我更省!!!!!!

想来大部分人看见这个文章的标题会摸不着头脑,事情是这样的,当我开着试验车,思考着中午在雪山顶吃什么的时候,同时也有另外一个问题困扰着我:我在用小熊油耗这个软件计算我的油耗时,总有人的油耗比我还低,作为一个参加过本田节能大赛的车手并且熟知我自己的车发动机万有特性的标定工程师,我觉得这是件非常尴尬的事情。我一定要把原因搞清楚,为我的智商讨个说法。

在高原做了几天试验,加油计算油耗的时候。啊!!之前的思维方式受限,思考问题仅仅局限在了平原,现在海拔上升,优势的智商又占领高地了,我想出来了。(画外音,难道不是因为缺氧,智商要乘以小于一的系数,且系数随海拔线性减小么。。。)

为了便于理解,汽车的行驶阻力可以表示为F=滚动阻力+加速阻力+坡度阻力+风阻,对于固定的一辆车,基本上滚动阻力与车速成线性关系,风阻与车速的平方成正比关系。加速阻力和坡道阻力与车速无关,与车重有关,当汽车在平路匀速行驶时,加速阻力和坡度阻力都为0,阻力只剩下风阻和滚动阻力。那为什么开到高原去会省油呢?

我认为,这个省油,来自于两方面。最直观的一点——风阻。经典风阻计算公式:

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公式中,ρ 代表空气密度,Cd代表风阻系数,A代表迎风面积,V代表车速。空气密度随海拔升高的变化还是比较明显的。 例如海拔3000的时候,空气密度已经比海平面少了将近约三分之一。相应的风阻也会降低约三分之一。因为风阻随车速平方变化,车速越快,对比越明显。同车速,风阻减小了,需要的发动机动力也会减小,需要的动力小,意味着需要的油也就少了,能量守恒嘛~油耗自然就小了。

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海拔与空气密度对照表

说完了外部原因,下面我来说说内部原因。大家知道,发动机的阻力主要分为三大部分,一, 内部各摩擦副的阻力;二, 进排气系统的阻力; 三,驱动附件消耗的阻力。其中第一和第三不会受到海拔影响。当海拔升高,排气背压降低,可以显著的降低排气系统的阻力。小的排气背压可以相对延长排气时间,同时可以降低活塞上行时强制排气阶段的推出功,减小排气损失。以下图为示意图,可以看出我所描述的效果,至于对油耗的贡献率嘛。。大概在2%~4%吧,海拔越高越省。

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65kpa与50kpa排气背压对油耗率影响

说完了稳态,最后说动态。去过高原的车友一定体验过,海拔越高,动力越差。尤其是对于自然吸气的车来说。原因大家应该都能想到,空气密度啊。依然以海拔3000米举例,节气门全开,进气量也只有平原的70%不到,很简单的对应到动力上,也是70%,这就解释了为什么动力下降的问题。接着,由于高原进气量下降,动力下降,那么加速的时候会不自觉的多踩油门,于是就经常踩到节气门全开的工况,这样,对应平原70kpa进气压力的发动机效率,但是节气门全开,节气门的泵气损失就没有了,变相提高了这个工况下发动机的效率。

综上三点,共同作用,导致高原地区的油耗会比平原低,海拔越高,节油效果越明显。

想完这些,终于能把有限的智商用来思考今儿中午怎么能吃上口热饭呢?最终结果就是。。。嗯,涡轮烤八宝粥,保证独一份。

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涡轮烤八宝粥

标定工作,看似很美好,实际上很辛苦而且有危险性,我的同班同学就有在高原试验中不幸遇难的。下面几张图片拍摄于同一天,从上到下经历了雪,积雪路面,冰雪融化路面,到山下变为干燥路面。谨以此美景向所有工作在一线的汽车工程师致敬,另外,大家出门在外,一定要注意安全。

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