轉速低而車能跑120公里是否意味著油耗就低?

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如果非把車速限制在120km時,發動機轉速越低、越省油的結論是成立的,但需要一定的條件約束,別弄個大排量對比小排量,那樣是沒有意義的;比如一款5.7L的發動機,跑120km的轉速即便低於2.0L發動機,油耗也不可能低;所以這道題所提出的觀點並無錯,但缺少約束條件,導致影響結果的變量太多,反而不容易得出結論。。。


發動機在某時速下的轉速高、低,會受到變速箱傳動比範圍、自身的性能所影響;所以不同性能的發動機、不同的變速箱,都對這個問題的結果產生影響;所以在思考這個問題時我們可以規劃出幾種條件,其一相同的發動機、車型、重量,不同變速箱;其二移除變速箱、車型、車重等變量的影響,單純對發動機進行比較;這兩種不同的思維方式,也決定了結果會有一定程度的不同,但在非特殊條件下,這個120km時速,轉速越低、越省油的理論基本可以成立。。。

同車型、發動機,不同變速箱的影響

舉一個很實際的例子,拿路面上很常見的一款車來說明,本田飛度全系配備1.5L發動機(完全相同),差異在於變速箱,有手動、有CVT變速箱;手動變速箱由於擋位少、傳動比範圍低(傳動比範圍是最低擋位齒輪比與最高擋位齒輪比的比值,飛度手動版最高擋位齒輪比還不夠低,所以傳動比範圍就低),所以手動擋飛度跑到120km(勻速)時,發動機轉速可以達到接近3500轉(沒具體觀察,但基本上在這個範圍),而CVT版飛度跑120km(勻速)的發動機轉速在2500轉左右(如下圖所示豐田的機器,最佳熱效率40%就在2500轉左右才可以達到)。。。
是不是寫到這,我們就可以很直觀的得出一個偽理論,那就是同跑120km時,CVT飛度比手動飛度少了一千多轉,所以少噴了五百多次燃油(兩圈一個循環),所以CVT版飛度一定更省油?實際上同跑120km時,CVT飛度更省油的結論是正確的,但省油的原因並非是因為少噴油,而是損失少!簡單點說就是,維持同樣的車速,需要的功率一致,而功率=扭矩*轉速的,所以對於同一臺發動機而言,想獲得同樣的功率,可以利用低扭矩✖️高轉速、也可以高扭矩✖️低轉速,發動機輸出不同的扭矩、每循環燃油噴射量是不同的。。。

所以飛度手動跑120km是轉速高,但發動機輸出的扭矩低,所以每循環噴油量要比CVT版本更少,所以手動、CVT飛度跑120km時,噴油量相差不多;但產生油耗差異主要原因還是在於各種損失上,比如高轉速所帶來的更大摩擦功損失,這是毫無疑問的,轉速越高、產生的磨損就越大,所以消耗的能量就越多;而對於大多數自吸發動機而言,最佳熱效率轉速區間往往在2.5K轉左右,所以我們除了考慮損耗之外,還要考慮我們能得到多少;即便手動版飛度、CVT飛度,同跑120km、噴油量的差異不大,但CVT飛度恰好將轉速壓在了最佳熱效率轉速區間,所以燒同樣的油,我們得到的就越多,自然轉速低越省油。。。


如果不是將車速限制在120千米

將車速限制在120km,那麼我們基本上可以得出轉速越低、越省油,假如沒有這個120km的車速限制,那麼我們所得出的就是另外一種情況了;比如咱們的自動擋車型,帶擋、不給油時,車速大概能保持在20千米左右吧(沒具體關注過),此時轉速大概也就不到一千轉,但此時的油耗是驚人的,遠比車速120km、幾千轉時的油耗還要高;原因就是發動機什麼時候省油還要看扭矩負荷,負荷太低、費油,負荷太高、同樣費油,所以只有在發動機負荷稍微高一些時,燃油經濟性才最好;也就是我們常說的發動機中低段負荷時,結合實際來說就是大多數家用車跑市內高架橋60-80Km的行駛速度,這個車速最省油;而如果發動機輸出這個扭矩負荷時的轉速,恰好落於最佳熱效轉速區間,那麼此時的燃油經濟性最高;但實際上這兩部分不容易重疊,省油的理論好說、但實際上是很難的。。。


總而言之,車子跑120km時,發動機的轉速越低、越省油相對是正確的;只要相比較的兩款發動機差異別太大,別拿大排量比小排量,發動機的時代差異不大,基本上可以成立;但如果拿大排量發動機對比小排量,這個結論就不成立了;比如鄙人3.7L的車子跑120km,轉速也就是2000轉左右,但油耗絕對比同跑120km轉速破三千的飛度高!當然也有車重、風阻係數等因素的影響;所以只能說這個結論在相對的角度上是正確的!


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