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省燃油10%上篇——目前的省燃油技术有哪些

油耗可以降低10%以上?是不是吹牛?先不要着急下结论,看看现在的省燃油技术都有哪些。

一,车辆轻型化

汽车轻量化是现代汽车工业技术发展的大趋势。汽车轻量化是指汽车在保持原有的行驶安全性、耐撞性、抗震性以及舒适性等性能不降低,且汽车本身造价不被提高的前提下,有目标地减轻汽车自身的重量。汽车轻量化实际上是汽车性能提高、重量降低、结构优化、价格合理四方面相结合的一个系统工程。

有试验表明,汽车质量每减轻10%,油耗下降6%~8%,排放量下降4%,车整备质量每减少100公斤,百公里油耗可降低0.3—0.6升;汽车重量降低1%,油耗可降低0.7%。同时汽车轻量化直接提高汽车的比功率,使汽车的动力性能提高。

二,油电混动

市面在售的混合动力车中,以普锐斯、凯美瑞、卡罗拉、雷克萨斯CT200h的混合动力车型的市场反应最为良好。新一代普锐斯搭载1.8L的发动机,其百公里油耗下降到4.3升;混动卡罗拉百公里油耗低至4.2L而最近刚刚上市的凯美瑞混合动力百公里油耗为5.3升,比同排量的凯美瑞汽油车型节省燃油32%。

三,启停技术

发动机启停技术就是在车辆行驶过程中临时停车(例如等红灯)的时候,自动熄火。当需要继续前进的时候,系统自动重启发动机的一套系统。尤其是市区等红灯时,省油效果明显,奔驰,宝马,奥迪等中高端车早在2005年开始就标配发动机启停技术,而其他诸如大众、福特、本田也从近几年开始陆续在其部分车型上加入该技术。

需要注意的是,有启停功能的车辆,必须配置有启动功能的电瓶,如AGM电瓶、EFB电瓶、奥铁马电瓶、Q85、S95等;如果配置普通电瓶,很不耐用,短短几个月就会补用坏掉。

四,涡轮增压

把更多的空气及燃油的混合气强制挤入汽缸(燃烧室)进行压缩燃爆动作(小排气量的引擎能“吸入”和大排气量相同的空气,提高容积效率),使得汽油能够充分燃烧,便能在相同的转速下产生较自然进气发动机更大的动力输出。情形就像你拿一台电风扇向汽缸内吹,硬是把风往里面灌,使里面的空气量增多,燃料充分燃烧,以得到较大的马力,只是这个扇子不是用电动马达,而是用引擎排出的废气来驱动。与自然吸气相比,汽缸里的氧气不够,燃油得不到充分燃烧,转化成一氧化碳等物质排出,还污染空气。

一般而言,引擎在配合这样的一个“强制进气”的动作后,起码都能提升30%-40% 的额外动力,如此惊人的效果就是涡轮增压器令人爱不释手的原因。况且,获得完美的燃烧效率以及让动力得以大幅提升,原本就是涡轮增压系统所能提供给车辆最大的价值所在。

五,发动机制造工艺的进步

1,发动机加工精度

目前发动机零部件加工精度都可以到+/-0.002,大家看到的很多的日系发动机零部件的加工精度都非常高,有的像镜面一样光滑,这样能有效降低摩擦,减少磨损,尤其是高摩擦的凸轮轴。

凸轮轴是发动机内部零件压力最大的部分,摩擦阻力极大,其加工精度直接影响到动力的发挥,其表面的光滑度决定了摩擦阻力的大小,摩擦阻力大不仅影响动力输出,还直接影响凸轮轴的寿命和发动机的油耗。日系汽车制造商通过精密的加工工艺把凸轮轴颈处理的如镜面一样光滑。

2,配件的改进

滚子摇臂,现在的乘用车大部分的发动机都是双顶置凸轮轴,过去,凸轮轴都是直接驱动液压滚柱,但现在很多都变成通过滚子摇臂来驱动,这样一来,以前的那种典型的滑动摩擦则直接变成滚动摩擦,依靠滚动摩擦,阻力和对油膜的要求都远远小于滑动摩擦。这一点,现在国内很多的发动机也都已经采用了,解决了苛刻部位的润滑。

3,发动机涂层和零部件表面处理

这项技术过去用于赛车,现在很多民用车也正逐步使用,且其应用范围有越来越大的趋势,如活塞环、活塞裙部、凸轮、挺柱等,而图层更是多样,如DLC(类金刚石),CrN(氮化铬)以及在这些图层上引申出来的更多的其它的变种图层,还有一些树脂图层,这些图层的目的都是为了尽最大可能的减少磨损,减轻润滑油的压力。典型的如Si-DLC涂层。

另外的趋势是使用聚合物涂层的轴瓦,在轴瓦的表面增加聚合物涂层帮助轴瓦在刚刚启动时最大程度的减少磨损,同时也能最大程度上减少轴瓦的磨损和耐疲劳性。

六,更稀的润滑油

我们都知道机油最大作用是减少发动机的摩擦,但是机油的粘度大产生的摩擦阻力也就相应变大,这是为什么呢?我们先了解一下粘度是什么?美国汽车工程师协会(SAE)把机油的粘度分为运动粘度和动力粘度;运动粘度的单位是立方米/秒,是重力作用下的流量单位,是指定量的液体完全流出固定的容积需要花费的时间,运动粘度大说明机油流动慢、流量少;动力粘度的单位是毫帕/秒,是力的单位,代表的是阻力,动力粘度越大对发动机产生的阻力也就越大。不管是运动粘度还是动力粘度受温度的影响都很大;温度越低,运动粘度和动力粘度越大;反之,温度越高,运动粘度和动力粘度越小。在冷车状态下启动发动机,你会发现发动机的转速很高,这是因为机油的运功粘度过大、流量过少,所以发动机必提高转速带动机油泵快速转动才能保证机油的合理流量,等到机油温度上升、机油粘度下降后,发动机的怠速转数才能正常。

一开始SAE制订低温动力粘度标准,是为了指导人们在低温环境下应该使用动力粘度小的机油,否则就会因为机油的动力粘度太大造成发动机不能启动。后来,随着时代的变化,人们对汽车的环保和节能性提出了要求,各国政府也制定了严格的法律来限制汽车的燃油消耗,这样SAE制订的机油粘度标准又有了另外一种参考意义,就是低温动力粘度和100℃运动粘度越低,机油对发动机产生的阻力也就越小,汽车的燃油经济性就会提高,这也是为什么现在5W40和5W30使用的越来越多,而15W40使用越来越少的原因。

上图第一个检测报告是75W齿油的理化指标,零下40度泵送粘度是75000,第二个检测报告是0W/30机油的理化指标,零下40度泵送粘度是20800,与75W齿油的75000相差非常大。当然两种检测方法不完全相同,数据可以拿来参考。

在公安部零下41度超低温冷启动试验时,其中一个重要的动作是把试验车的润滑油换成了全合成0W/30,之前的润滑油是5W/40,粘度太稠,发动机泵送阻力太大,严重阻碍了发动机的启动。

目前不仅日系车,很多欧美车,如福特、陆虎、捷豹、沃尔沃都已经开始使用0W-20的粘度,在车辆保养手册中明确指出可用XW20的产品。大众也推出了满足VW508.00/509.00的蓝瓶产品[基于ACEA C5- ACEA在2016版本新推出的C5 标准,主要是20粘度] 、宝马也开始认证LongLife17FE+的0W-20产品,奔驰也开始认证MB229.710W-20,这些一直稳坐30粘度的老油条也扛不住了,就更别提雪铁龙集团(PSA)[0W-20正开发]、通用GM[Dexos-GEN2已经有0W-20]这些跟班的兄弟了。

国内发动机油市场方面,几乎所有的主机厂都已经开始广泛接受30粘度的产品了,德国合资车企也处于正逐步转变的过程中,日系车企则早已进入20粘度的时代。中国本土的车企因其灵活的政策和高效的效率,已经进入或正准备进入20粘度时代,随着国内发动机硬件不断被改善,估计中国全面20的油品时代为时不远了。

注意:不是所有的发动机都可以使用低粘度的油品,具体选油请参考车辆保养手册,咨询车必护。

七,润滑系统改善

很多润滑油路对要进行了重新的设计,如曲轴和连杆大小瓦设计,新增了油凹槽和油道降低阻力,也增加润滑。

大部分发动机对活塞进行冷却的方法是通过在活塞的裙部直接喷射机油降低活塞的温度。而很多日系发动机则采用“内冷油道活塞”,即在活塞的内部设置一条环形的冷却油道对活塞进行冷却,相比前者对活塞的冷却效果更均匀,同时大幅降低油的喷射量,减少刮油环的工作强度。

八,冷却系统改善

冷却液按理说怎么和省燃油扯上关系呢,实际上,冷却系统是关系最大的。缸体的冷却效果很关键,气缸上盖和缸体的冷却液夹层让发动机温度更均匀,消除局部过热部位,如局部温度过高会导致机油受热粘度下降,这样如果温度不过高,能保证润滑油膜的厚度与粘度(润滑油在发动机内部的流动性),油品的寿命和燃油经济性就都可以体现。

现在很多的涡轮增压也同样需要水冷却,这也决定了冷却液作为一项关键组分,有的发动机甚至专门设置了机油的冷却器。

九,润滑油添加剂

1,有机钼(Mo)技术

有机钼的润滑减摩机理主要与摩擦副的磨光面有关,在摩擦副的表面,其在高负荷压力的各点,尖端发生化学反应,促使有机钼分解,分解出MOS2和某些磷化物,硫化物,氮化物等,这些产物分散在油溶剂中,吸附并沉积在摩擦面上,MOS2形成膜覆盖在抗磨损层上,从而达到减摩,抗磨,润滑的作用。大量实验数据显示,加入0.5%就能够将摩擦系数降至0.05。包括那些打着节能旗号的高端油以及一些养护品,基本都会添加有机钼。根据范德比尔特控股有限公司(有机钼的主要生产商)的数据,有机钼能降低油耗3-5%左右。

2,纳米金钢石

产品以机油为载体,渗入金属表面,纳米般细小的分子逐渐填补凹凸面,形成纳米保护膜,使其表面更光滑,减小机械间的摩擦。看一看下图中实验室给出的检验数据。

十,燃油添加剂

燃油添加剂主要有三个作用

1,辛烷值调整可以理解为动力提升型,通俗一点就是可以把92的汽油变成95的汽油,能达到省油效果,不过不建议长期使用,有轻微的负作用。

2,  养护型添加剂加剂量小(50ml-100ml),又被称为汽油清净剂《GB19592-2004》,加油站上售卖的燃油宝就是此类产品,需长期连续使用。它能较好地抑制汽车发动机燃油进气系统产生的沉积物。其保洁作用显著而清洗效果弱。

3,  清洁型添加剂加剂量较大(200ml-400ml),在汽油中的浓度高,见效快,效果好的产品只需一瓶即可将燃油系统中(喷油嘴、燃烧室等)的积碳彻底清除,只需阶段性使用。清除积碳后,使得汽油在发动机里能充分燃烧,提高燃油利用效率,从而达到节油的效果。

根据雅富顿给的数据,燃油添加剂能降低油耗3%左右。

关于添加剂品牌,全球有四大添加剂原液制造商,分别是巴斯夫、雪佛龙、路博润和雅富顿。国内的汽油添加剂品牌,除了中石化和中石油等石油公司自己生产的配方外,其他很民营品牌的产品,都是进口的这四家化工企业的原液进行分装。

十一,找修理厂清理积碳

严重积碳导致燃油额外消耗的主要原因有:火花塞积碳减弱点火能力或引起点火失败,气缸漏气(气门处和活塞处)导致的压力下降、燃烧不充分而引起的能量损耗等,在大负荷或者低转速时表现的比较明显。在获得和积碳影响前相同的动力时需要更大的节气门开度、增加相应的燃油供给。遇到积碳严重时,找车必护修理厂清除积碳,能够有效恢复到正常的油耗水平。

通过以上分析,发动机的设计和配置是广大车主改变不了的,在积理积碳、使用省燃油的润滑油、添加汽油添加剂方面,是可以主动采取措施的。

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