影响城市客车经济性因素分析及改进措施

李林林

（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

影响城市客车经济性因素分析及改进措施

李林林

（上海柴油机股份有限公司，上海200438）

分析了城市客车的使用特征和影响城市客车经济性的因素，阐述了行驶车速、后桥减速比和变速箱的选择、驾驶习惯、汽车外形与轮胎、天气、车辆的检查保养对车辆行驶油耗的影响，并提出了相应的改进措施和建议。

城市客车使用特征经济性油耗

1 城市客车的使用特征

公交车在城市或城郊运行，道路上行人多，道口红绿灯多、站点多，因此车速大都较低，平均车速只有25～30 km/h。发动机大部分时间在中低速档运行；同时换档变速频繁使得发动机常处在变速变负荷状态下运转，有时刚加大油门提速，车速还未上去又不得不紧急减速。笔者曾经全程跟踪上海公交46路车和89路车，发现怠速运行时间要占到整个单程运行时间的20%～30%左右。

公交车靠站时常不能一次到位，短距离移车往往是怠速起步；在城市行车，即使在线路上也经常出现怠速起步。由于市区车辆、行人多，驾驶员要经常做好制动准备，脱离油门怠速行驶。

考虑乘客舒适性，空调车比例越来越多，而且在用公交车几乎都是后置式发动机，通风冷却条件差，因此冷却风扇选得较大。这样空调压缩机、发电机、风扇等附件消耗功率也越来越大。特别是空调车在停车时，发动机不能熄火，在怠速状态下要维持空调连续运转。

综上所述，城市公交车的行驶特点可以归纳为以下几点：（1）车速慢，换档变速频繁；（2）怠速时间长，起步频繁；（3）怠速起步，松油门行驶；（4）附件消耗功率大[1]。

2 影响城市客车经济性的因素

2.1 行驶车速的影响

汽车在接近于低速和中速时燃油消耗量最低，高速时随车速增加而迅速增加。这是因为在高速行驶时，随着车速的增加，车辆所受的空气阻力大幅增加。所受的空气阻力FA与车速v的二次方成正比，汽车行使阻力随车速上升增加很快，是导致百公里油耗增加的主要缘故。

图1为我公司一款发动机配一客车厂11米公交车在安徽定远试验场做的等速油耗试验曲线图。从图形上看随着车速的增加，百公里油耗明显地上升。

2.2 后桥减速比和变速箱的选择

后桥减速比越小，最高车速较高，燃油经济性越好。图2为2组车辆油耗曲线对比，均匹配同款发动机，唯一不同是主减速比分别为5.833和5.286。从图中可见，采用小一些的主减速比，可以实现更低的油耗[2]。

在一定道路上，汽车用不同排挡行使，燃油消耗量是不一样的。显然，在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位愈低，后备功率愈高，百公里燃油消耗量就愈大，而使用高档位时情况相反。变速箱档位越多，实际行驶时，通过调节易使发动机处于最佳油耗区域。目前，重型卡车，大型客车所用的变速箱逐渐在向多档化、半自动/自动化方向发展。很重要的一个原因就是为了使车辆在具有良好的动力性、操纵性的同时，获得更好的燃油经济性。大型客车目前主要配置6档变速箱，也有少数车型采用更多档位的变速箱。对于变速箱速比的选择，也必须根据实际使用情况。特别是道路情况，结合可选的后桥减速比，进行最佳匹配设计选择，使车辆在实际常用行驶状况下，发动机运行处于低油耗区，同时变速箱处于高档位，以节省燃油消耗。

图1 等速油耗曲线

图2 主减速比对油耗的影响

为了获得最佳的油耗，分别对某客车厂提供的4种不同后桥减速比和8种不同变速箱速比进行了匹配计算和分析。变速箱速比参数见表1，计算结果见图3。

从图3可以看出，后桥减速比为4.5，使用变速箱3时，燃油经济性最好。整车厂在进行最初的整车设计时，要选用合适的变速箱和后桥减速比组合。

表1 变速箱速比参数

图3 不同变速箱和主减速比对油耗的影响

2.3 中冷后温度对油耗的影响

从图4中可以看出，随着中冷后温度的降低，油耗呈下降趋势。一般情况下，中冷后的温度越低越好。但中冷器能力有限，通常没有办法做得很低。若能使中冷后温度控制在50℃以下，还是比较理想的；如果能更低一些，比如45℃，则更好。

图4 中冷温度对油耗的影响

2.4 驾驶习惯的影响

采用经济行驶速度，减少高速行驶。尽量使柴油发动机保持在经济转速下运转，大致相当于最大转矩时的转速范围。图5为我公司某款发动机的外特性图。由图中可以看出，该发动机的低油耗区域在发动机转速1 300～1 500 r/min之间。为了使车辆获得较低的油耗，应该使车辆在常用行驶状况时，发动机转速处于该区域附近。汽车运行中，尽可能的换入高档位。在实际运行中，特别是公交车，因受道路、交通和运营条件的影响，站点多，经常性的起步，加速，停车，经常运行在不同的工况。由发动机特性可知，当发动机的转速在最大功率转速的50%～75%时是最省油的，所以要尽可能地使用合适的档位将发动机转速控制在这个范围。以得到最佳功率而省油！

2.4.1 正确使用制动和停车

图5 柴油机外特性曲线

不必要的制动和停车无疑增加燃油的消耗，因此减少不必要的制动和停车是汽车省油的重要途径。在汽车行驶中，在保证安全的前提下尽量少用制动，有预见性地控制汽车车速。提高驾驶员的速度感知能力，合理运用预见性滑行停车，可达到省油的目的[3]。

2.4.2 正确使用油门

要坚持“轻踏，缓压，不猛轰”的原则，力争做到平稳准确。试验证明每轰一次油门少则多耗油5～15 mL，多则多耗50～60 mL。努力克服习惯性猛轰油门的操作方式，加速时缓压油门使汽车提速平稳。车辆尽量匀速行驶，避免频繁踩踏油门踏板，不要使车辆处于频繁的转速波动。

2.5 汽车外形与轮胎

在整车方面，各整车厂家采用流线型车身，减少车辆运行时的各种阻力，以及降低整车的油耗。现在公认子午线轮胎的综合性能最好。由于它的滚动阻力小，与一般斜交胎相比，可节油6%～8%[4]。

2.6 天气

对于空调车，暖空调和冷空调都是能量的转换。因此，油耗随空调的使用情况有冬季小峰和夏季大峰的规律；对于非空调车，油耗受气温的影响较小。

2.7 车辆的检查保养

2.7.1 注意柴油净化

油箱使用一段时间后，箱底就会沉淀一些矿物质或杂质，应定期清除或净化。否则会对柱塞和喷油嘴的正常工作带来较大影响，易造成供油时间不准、供油不均匀、油料雾化不良等情况，导致油耗增加，功率下降。

2.7.2 及时清除积碳

柴油机在工作中，由于燃烧过程中有关部件产生高温，导致灰碳聚合物附着在气门、气门座、喷嘴、活塞顶部等处，不及时清理会增加油耗，并严重影响发动机的正常工作。一般情况下，最好4～6个月清除一次。

2.7.3 经常检查轮胎气压是否符合标准

研究表明，当轮胎的气压比正常气压低10%时，油耗增加约5%。

2.7.4 按规定进行保养空滤器，燃油滤清器

空气滤清器视使用环境每1至3个月或经历长途沙尘路段后清理。燃油滤清器必须每1万公里更换一次。如果燃料杂质含量大时，行驶距离应做相应缩短。当空滤器，燃油滤清器使用时间过长，会引起进气阻力，燃油流动阻力增大，燃油耗增加。试验表明，如使用未按规定进行及时保养而产生一定程度堵塞的空滤器，会使车辆的油耗增加3%左右，不仅如此，堵塞严重时还会造成排气冒黑烟，车辆动力性不足。

1莫海松，姚祖根.公交车用发动机的现状与分析[J].现代车用动力，2006（2）.

2杨俊武.动力系统的优化匹配及车辆的使用保养对油耗的影响[J].柴油机设计与制造，2009（1）.

3费英，刘疆，严永华.浅谈公交车使用过程中如何节油[J].柴油机设计与制造，2008（2）.

4余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2000.

Factors Influencing Fuel Economy of City Bus and Countermeasures

Li Linlin
（Shanghai Diesel Engine Co.Ltd.,Shanghai 200438,China）

Operation features of city bus and factors affecting fuel economy of city bus have been analyzed.Speed,ratios of rear axle and transmission,driving manner,bus body and tyre,weather and bus maintenance all affect fuel consumption.And the countermeasures have been advised.

city bus,operation feature,economy,fuel consumption

10.3969/j.issn.1671-0614.2014.01.007

来稿日期：2013-08-20

李林林（1980-），男，工程师，主要研究方向为客车用发动机配套设计。