客车的技术节能途径与措施

国际油价的反复波动引发了全球性的石油产品供应短缺，而汽车行业对石油的需求可占到全球石油产品总消耗量的三分之一以上。在新一轮的能源危机中，汽车产品的节能已成为汽车技术亟待解决的首要问题。

汽车产品的节能是一项工作量巨大的系统工程，由于影响因素众多，因此需要一套科学的分析方法将各种因素有机串联为一体。汽车是由车身、底盘、发动机和电器四大部分组成，若要获得良好的节能效果，则需在汽车产品的开发过程中，全面、详尽地剖析汽车能耗的每个部分，从结构细节入手，在汽车各个系统部分开展优化设计，从而实现整车节能的目的。本文以客车产品设计为例，对汽车产品的技术节能途径与措施进行简介。

技术节能基本原理

汽车在行驶过程中需要克服各种行驶阻力，这将消耗一部分功率，此外汽车的机械传动损失也将消耗一部分功率。根据输入功率与输出功率相等的原理，设定条件为平道、等速行驶，汽车的功率平衡方程如下(公式1)：

其中Pe表示发动机的输出功率，ηT表示传动系的机械效率，G表示整车质量，ua表示汽车行驶速度，CD表示空气阻力系数、A表示迎风面积，括号内的四项分别为滚动阻力功率、坡道阻力功率、空气阻力功率和加速阻力功率。

而汽车在等速行驶时的百公里油耗可以表示为(公式2)：

其中，b为发动机燃油消耗率，Y为燃油密度。

根据公式1和2可知，汽车的百公里油耗与以下几个参数有关：整车质量G，空气阻力系数CD和迎风面积A。

降低整车质量始终是汽车产品节能降耗的最有效的手段，这也是多年来各大汽车公司始终重视汽车轻量化工作的原因。此外，汽车在平道上等速行驶时，行驶阻力主要由滚动阻力和空气阻力组成。根据公式1可知，滚动阻力与车速成线性增加关系，而空气阻力则与车速成三次方增加关系。试验证明，当车速达到80km/h时，空气阻力占汽车行驶阻力的60%。因此，汽车在低速行驶时改善油耗主要通过降低滚动阻力实现，而改善高速行驶时的油耗则主要通过降低空气阻力实现。目前我国城市公交客车的平均车速较低，普遍在25km/h左右，通过造型优化改善油耗效果有限，而降低车辆的滚动阻力则是一个主要手段。对于大多数时间都在高速行驶的公路/旅游客车，通过造型优化实现空气阻力的降低，从而实现节油效果的较为明显。

车身部分

通过车身设计改善油耗的关键在于减小车身的空气阻力，主要适用于高速行驶的公路/旅游客车。汽车的空气阻力分为压力阻力和摩擦阻力两大类。

压力阻力是作用在汽车外表上的法向压力的合力在行驶方向的分力，具体可细分为以下四部分：

形状阻力：它主要与汽车的外观造型相关，约占压力阻力的60%。

干扰阻力：它是由汽车表面的凸起物，例如后视镜、流水槽、车顶行李架、外表装饰板等引起，约占压力阻力的15%。

内循环阻力：它是发动机冷却系统、车身通风所需的空气流经车体内部时构成的阻力，约占压力阻力的15%。