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汽车以多大速度行驶最为省油?

 猎人部落 2011-02-10

这是一个相当复杂的问题。 您的问题是,始终保持在一个什么样的速度可以实现使每升汽油行驶的公里数最大。 我们先不谈停车和起动。 假如您要在公路上行驶很长的一段距离,并想知道以什么样的速度驾驶可以使每升汽油的行驶公里数最大。

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我们先探讨一下如何计算车辆行驶时所需的功率

汽车行驶所需的功率随车速的变化而变化。 所需功率按以下公计算: 道路负载功率=av+bv2+cv3 字母v代表车速,字母a、b和c分别代表三个不同的常数: a要素主要与轮胎的滚动阻力、汽车零部件的摩擦力(如制动片的阻力)或车轮轴承的摩擦力有关。 b要素也与汽车零部件的摩擦力和轮胎的滚动阻力有关。 不过它还与汽车中各种泵的功率有关。 c要素主要与影响空气阻力的因素有关,如迎风面积、空气阻力系数和空气密度。

这些常数对不同的汽车是不同的。 但最重要的是,如果使车速加倍,则按照此公式计算得到的所需功率将远远不只增加一倍。 假设一辆中等大小的运动型多功能车(SUV) 在速度为80公里/小时时,需要的功率为 20马力,而它在160公里/小时的时候可能需要100马力。 从此公式中,您还可以看到如果速度v为0,则所需功率也为0。如果速度非常低,则所需功率也非常小。 那么您可能会认为,如果保持非常低的速度(如1.6公里/小时)行驶,则会使每升汽油行驶的公里数最大。

但是,因为发动机内其他因素的影响,此推测不能成立。 车速为0公里/小时的时候,发动机仍在运转。 只是让气缸、各种风扇、泵和发电机保持运转也要消耗一定的燃油。 如果您打开了其他附件(如前照灯和空调),则汽车将消耗更多的燃油,具体取决于您打开的附件数。

因此,即使汽车静止不动,它也要消耗相当多的燃油。 当车速为0时,每升汽油行驶公里数最小,因为这时汽车消耗了燃油,而行驶距离为零。 当汽车以1.6公里/小时的速度行驶时,汽车只会消耗稍多一点的燃油,这是因为在1.6公里/小时时,道路负载非常小。 保持此速度行驶,汽车消耗的燃油量将保持不变,但要花1小时才能走完1.6公里。 这时候每升汽油行驶公里数增加的幅度是很大的。 现在,如果车速为3.2公里/小时,那么它只要消耗再稍多一点的燃油,但行驶的距离就是之前的两倍。 这时每升汽油行驶的公里数几乎加倍!

发动机的效率实际上提高了。 汽车消耗的燃油分为两部分,一部分为固定的消耗量,用于为其自身和附件提供能量,一部分为可变的消耗量,用于提供行驶所需的功率,具体根据汽车在给定速度下行驶时所需的功率而定。 因此按照每公里耗油量来说,车速越高,就能越高效地利用上述固定量的燃油。

 

这种趋势一直会延续至某点。 最终,道路负载曲线开始使这种趋势发生变化。 车速达到64公里/小时后,每增加1公里/小时所需功率会明显增大。 最终,所需功率的增大程度超过发动机效率的提高程度。 此时,每升汽油行驶公里数开始减小。 让我们在公式中代入一些速度来看看车速从2公里/小时增加到3公里/小时与车速从80公里/小时增加到81公里/小时所需功率的增量有何不同。为了简化计算,我们假定a、b和c都等于1。

车速 公式 结果 3公里/小时 3+32+33 39 2公里/小时 2+22+23 14 所需功率的增量 25 81公里/小时 81+812+813 538,083 80公里/小时 80+802+803 518,480 所需功率的增量 19,603 您可以看到后者所需功率的增量远大于前者。 因而对大多数汽车来说,车速表上的“最佳点”在64-97公里/小时的之内。 道路负载较高的汽车将在车速较低时达到最佳点。 决定汽车道路负载的主要因素包括:

阻力系数:

此系数反映的是汽车形状对于其空气动力特性的影响。

目前大多数轿车的阻力系数大约是一些轻型客货两用车和SUV的一半。

迎风面积:

这主要取决于汽车的大小。 大型SUV的迎风面积是一些小轿车的两倍多。
重量。这会影响轮胎对汽车造成的阻力。大型SUV的重量能达到小型轿车的两到三倍。


一般而言,汽车越小、越轻、空气动力性能越高,在最佳每公里耗油量条件下可达到的速度也就越高。 汽车越大、越重、空气动力性越差,在最佳每公里耗油量条件下的速度就越低。 如果在“最佳点”行驶,则可以实现汽车的每升汽油行驶公里数最大。 如果您时快时慢,则每升汽油行驶公里数将变小。但您越接近最佳点驾驶,您汽车的每升汽油行驶公里数就越大。

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