汽车在高速行驶时,其油耗受到多种因素的影响,包括滚动阻力、加速阻力、坡度阻力和空气阻力。滚动阻力主要与轮胎的弹性迟滞损失有关,而空气阻力则随着车速的增加而显著增加。在匀速行驶时,加速阻力和坡度阻力可以忽略,因此主要考虑滚动阻力和空气阻力。通过经验公式或车企提供的试验数据,可以计算出不同车速下的需求功率。例如,CR-V在140km/h巡航时需求功率为40kW,而在120km/h巡航时为26.5kW。发动机的热效率和传动效率也会影响油耗,通常在高速行驶时,发动机的热效率会更高。对于电动车,由于电机效率较高,能耗主要与车速成正比。实测结果表明,无论是燃油车还是电动车,经济油耗都有一个最佳速度范围,超过这个范围,油耗或能耗会随着速度的增加而增加。
这个真的不可能,违背了物理规律。。。
我先说说物理规律,汽车在行驶过程中,主要有四个阻力:
1、滚动阻力
车轮滚动时,轮胎与路面的接触区域产生法向、切向的相互作用力以及轮胎与支撑路面的相应变形。轮胎和支撑面的相对刚度决定了轮胎的变形特性。弹性轮胎在硬路面(混凝土路面、沥青路面)上滚动时,轮胎的变形是主要的。
此时,由于轮胎的内耗,产生弹性迟滞损失,使轮胎在变形过程中所做的功无法完全恢复。正是这种轮胎的弹性迟滞损失导致滚动阻力。
2、加速阻力
汽车加速行驶时,克服其质量加速运动时的惯性力,这就是加速阻力Fj。加速度阻力包括平移质量惯性力和转动质量惯性偶矩。为了便于计算,通常将转动质量的惯性偶矩转化为平移质量的惯性力矩。
3、坡度阻力
根据中国的公路路线设计规范,高速公路平原微丘区最大纵坡为3%,山地重丘区最大纵坡为5%;一级汽车公路平原微丘区最大纵坡为4%,山地重丘区最大纵坡为6%;四级公路平均纵坡为4%。N微丘面积5%,山地重丘面积9%。因此,一般道路的坡度较小。
4、空气阻力
汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向的分力称为空气阻力。
在匀速行驶过程中,加速阻力和坡度阻力可以忽略,只有滚动阻力和空气阻力,我们可以用一些经验公式来计算模拟,或者根据车企申报的试验数据F式来准确评估。
大家要觉得我算的不准,可以自己去想办法下载法规申报的F式,比如下图是思域的车辆道路载荷系数,可以自己算出行驶阻力,然后换算功率,然后除以一个传动效率,就是发动机功率了,和我的模型大差不差。
比如下图是我之前算的几个车的不同车速巡航的需求功率,可以看出是一个二项式,随着车速的增加,需求功率肯定是增加的,比如CR-V的140km/h巡航要40kW,而120km/h巡航要26.5kW,差距还是非常明显的。
需求功率有差距,下一步就是看发动机热效率和传动效率了,传动效率都是最高档位,算作一样。发动机效率我拿某发动机来进行模拟(大差不差),140km/h对应的需求功率在39.5kW,发动机转速2700rpm,需要14bar的Pme,热效率处于最高点37%;120km/h需求功率26.5kW,发动机转速2300rpm,需要11bar的Pme,热效率处于35%。
大体可以估算,140km/h巡航的油耗比120km/h巡航的油耗要多40%,等效换算到L/100km的话,要多20%。大概就是一辆SUV120km/h巡航油耗8L/100km,那么140km/h巡航油耗就是9.5L/100km。
以上是燃油车的情况,如果是电动车,那么可以忽略掉电机的效率,因为效率都很高,140km/h的瞬时能耗就是120km/h瞬时能耗的1.5倍了,在经过单位换算,比如一辆电车120km/h电耗是200Wh/km,那么140km/h的电耗应该就是260Wh/km。
我的实测结果也是如此:燃油车有一个60-80的经济油耗,然后随着速度越快油耗越高。电动车速度越快能耗越高。
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