[科普中国]-油耗控制

二氧化碳与油耗的相互关系试验室油耗计算方法

汽车排放试验在测量各尾气排放量的同时，也测算油耗。计算油耗的常用方法为碳平衡法。所谓碳平衡法就是根据质量守恒定律，汽柴油经过发动机燃烧后，排气中碳质量总和与燃烧前燃油中的碳质量总和相等。

通过汽车发动机在燃油燃烧前和燃烧后的碳质量平衡，即可计算出汽车的燃油消耗量。汽柴油燃烧排放过程中，释放出大量尾气，其中含碳（C）气体有碳氢（HC），一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）。试验室通过采集整个尾气排放过程中HC，CO和CO2的排放总量，计算出含C总量，从而得到该汽车的油耗量3。

碳平衡计算公式碳平衡计算公式为： ，其中ρ=燃油密度为ρ；0.1154为燃油中碳元素的质量比；0.866为C元素在HC中的所占含量比，即12/(1.86+12)=0.8658；0.429为C元素在CO中所占含量比，即12/(12+16) = 0.42857；0.273为C元素在CO2中所占含量比，即12/(12+16*2)=0.2733。

测试方法汽车排放试验中，测试车被固定在专用测试转毂上，测试汽车根据排放循环曲线开始运行。排放循环曲线选取国家第四阶段汽车排放污染物测试循环来完成，排放测试过程共1180s，由4个城区循环和1个郊区循环组成。每个城区循环耗时195s，郊区循环400s。汽车运行过程中，使用采集袋收集得到汽车在整个排放循环中释放的尾气量，根据各尾气中的含C量计算出汽车燃油消耗值3。

汽车油耗影响因素先进的汽车技术汽车自身的技术对油耗有重大影响。相比于上世纪的汽车，现代汽车的燃油经济性要高出许多，可见汽车技术的重要性。而与油耗相关的技术是多方面的，最重要的包括几方面：发动机的影响，汽车质量的影响，汽车的传动效率，以及良好的车况。

发动机的影响对于同一台发动机，在不同的转速或扭矩下，所消耗的汽油量是不同的。这与它工作时的温度、进气排气道设计、燃料辛烷值、压缩比、燃烧室积碳程度、进排气阻力等因素有关。装备柴油机的轿车通常比装备汽油机的轿车省油，这是因为柴油机的热效率相对更高。排量大的发动机比排量小的发动机更耗油。评定发动机技术的高低的因素，包括发动机功率与车身质量的比值和发动机的升功率。因此排量大的汽车不一定比排量小的汽车费油，这与它们的发动机技术有关。

汽车质量的影响质量的大小对于汽车的油耗也起着重要作用。汽车的质量会影响汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力，这些阻力都会影响油耗。减小汽车质量，能有效降低油耗。

汽车的传动效率传动效率包括变速器的效率和传动系的效率。变速器分为手动和自动两种，手动变速器虽操作复杂，但没有液力变矩器的效率损失，因此油耗更低。根据以往经验，配置自动变速器的汽车比配备手动变速器的汽车油耗高8%。传动系的传动效率越高，机械损失越少，性越好。较大的传动输出的动力大，但传动效率低，经济性差。因此设计汽车时可以增加汽车档位，行车时应选用合适的挡位。

车况的影响随着汽车里程的增加，其性能时刻发生着变化。正确的保养对于保持汽车良好的性能和燃油经济性有着重要的作用。例如：空气滤清器的滤芯应定期更换，否则将导致滤芯过脏，进气量减少，混合燃油气过浓，油耗增加；自动挡汽车在行车制动时未将挡位挂到空挡，使刹车盘长时间处于摩擦状态，长此以往不仅导致刹车性能下降，还会增加油耗。因此保持汽车良好的车况，对于降低油耗有着重要意义。

良好的使用条件汽车的使用条件包括道路因素、环境因素、驾驶水平等。为汽车创造良好的驾驶环境而达到节油的目的，已成为各国科研工作者的重要工作。1.道路因素：道路设计时应当减少绕圈子，改善路面的宽度、平整度、坡度。科学合理的道路设计对于提高人们的驾驶效率、减少油耗有着重要影响。合理的交通规划包括道路规划和交通安排。例如：若在主干道上设置较多的红绿灯，并且相邻道路的红绿灯开启时间不合理，会降低汽车的行驶速度，频繁的启动和刹车也会增加油耗；此外即使城市行车不堵，也会因路口多、信号灯多，难以达到最大交通流量，增加整体油耗。2.环境因素：环境因素包括行车速度、行车温度和风力等。车速对油耗影响非常大，任何汽车的油耗最终是与能耗有关。能量的耗损主要由几个部分组成：滚动阻力耗能、风阻耗能、发动机燃烧效率、传动效率、用电器耗能等。通过等速百公里油耗，我们可以了解到，油耗与车速基本成浴盆曲线型关系。在经济车速时，等速油耗最低，低速或高速都会随随车速的改变而增加油耗。行车温度包括发动机水温、机油温度和引擎罩温度等，温度过低或过高都会使发动机特性曲线发生变化，进而增加油耗。风力的影响的主要是空气阻力，当汽车顺风行驶时，空气阻力较小，燃油消耗低；当汽车逆风行驶时，风力越大，空阻越大，油耗越高。3.驾驶员的

驾驶水平实践证明，不同技术的驾驶员在相同的路面驾驶相同汽车时，油耗会有小幅度的差别。随着汽车的普及，非专业驾驶人员越来越多，他们的不良驾驶习惯会导致油耗的增加2。

我国油耗控制体系建立

从2004年9月2日经国家质检总局和国家标准委批准发布的《乘用车燃料消耗量限值》算起，我国开始有制度、有标准地控制汽车的燃料消耗量已经有10年时间，同时，这十年也是我国汽车产销量呈现快速增长的十年，汽车的燃油消耗总量也在不断攀升，汽车的油耗控制问题显得越来越重要4。

虽然《乘用车燃料消耗量限值》是我国控制汽车燃料消耗量的第一个强制性国家标准。但事实上，从2001年开始，国家有关部委就正式启动了汽车燃料经济性标准体系的研究和标准制定工作，到2008年为止，国家有关部门先后制定和实施了《轻型汽车燃料消耗量试验方法（GB/T19233-2003）》、《乘用车燃料消耗量限值》、《轻型汽车燃料消耗量标识》等汽车节能领域的一系列重要标准，初步建立起了相对完善的乘用车燃料经济性标准体系。

2004年，由发改委牵头组织实施并发布的《乘用车燃料消耗量限值》标准采用了按质量分组的单车最高燃料消耗量评价体系，以“淘汰落后产品、促进技术进步”为目标，在限值设定上实行“抓大放小”、限制大型车辆发展的策略。

《乘用车燃料消耗量标准》采取提前公布、分段实施的方案，从2005年7月1日和2006年7月1日开始分别对新认证车辆及在生产车实施第一阶段限值要求，从2008年1月1日和2009年1月1日分别对新认证车辆及在生产车实施第二阶段限值要求。标准采用按质量分组的单车燃料消耗量评价体系，按照车辆的整备质量将车辆划分成16个不同的质量段，并对每个质量段内的车辆设定统一的单车最高燃料消耗量限值油耗限值。如果某种车型的油耗不达标，不准生产、销售。考虑到小型车绝对油耗低的情况，在不同的质量段之间，对低质量段的限值适当放松，对高质量段的限值适当加严，从而鼓励质量轻、油耗低的小型车的发展，并对质量重、油耗高的大型车进行控制。

2008年12月，由国家发展改革委员会提出，国家标准委员会和质检总局负责颁发了GB22757-2008《轻型汽车燃料消耗量标识》，并于2009年7月1日起实施，这个强制性的国家标准明确规定了汽车燃料消耗量标识的内容、格式、材质和粘贴要求。汽车燃料消耗量标识是指轻型汽车将分别标明城市工况、郊区工况和综合工况下的油耗等三类油耗标识，另外进口新车也同样要贴油耗标识，以方便消费者辨识油耗程度或节能效果。

2008年，随着工信部的设立，汽车油耗控制的相关工作也加快了进程。

2009年6月22日，工业和信息化部制定并正式发布了《轻型汽车燃料消耗量标识管理规定》征求意见稿，该规定是为配合《轻型汽车燃料消耗量标识》的出台而由工业和信息化部起草的。同年，工信部发布了《轻型汽车燃料消耗量标示管理办法》，该“管理办法”被认为是建立了轻型汽车燃料消耗量公示制度。

《轻型汽车燃料消耗量标示管理办法》从2010年1月1日起施行。根据“标识管理”的规定，所有最大设计总质量在3500kg以下的乘用车和轻型商用车在销售时都必须粘贴“汽车燃料消耗量标识”，并标注由国家指定检测机构按照统一的国家标准测定的市区、市郊、综合三种工况的燃料消耗量。

2010年6月，国家出台了“节能产品惠民工程”节能汽车推广政策，对购买节能型乘用车的消费者给予一定的财政补助。2011年，《中华人民共和国车船税法》及《中华人民共和国车船税法实施条例》颁布，自2012年1月1日起，对节约能源、使用新能源的汽车实施减征或免征车船税政策。

截至到2011年年底，我国已建立了较为完善的乘用车单车产品节能管理体系。从汽车燃料消耗量检测方法、限值、标识等国家标准到汽车燃料消耗量公示制度、汽车燃料消耗量抽样核查制度，以及与燃料消耗量挂钩的节能汽车推广、节能与新能源汽车车船税减免等财税政策，都已建立并实施。

从2012年开始，我国实施乘用企业平均燃料消耗量（CAFC）目标值评价体系。

2013年3月，“五部门”发布了《乘用车企业平均燃料消耗量核算办法》（工信部《公告》2013年第15号，以下简称“核算办法”），该核算办法的核心内容是建立乘用车企业平均燃料消耗量核算及通报制度，“核算办法”对核算范围、核算主体、核算方法及相关要求进行了规定，明确了乘用车企业平均燃料消耗量核算管理程序，并进一步明确了进口车燃料消耗量核算细则，鼓励企业独立核算。此外，由于并没有禁止“核算主体之间的结转额度转让”，被认为是在一定程度上为未来额度市场化的可能开了一个口子。工信部表示期望通过乘用车企业平均燃料消耗量管理，逐步降低我国乘用车产品平均燃料消耗量。可以说，“核算办法”的颁布是建立和完善中国汽车油耗管理制度重要标志之一。不过遗憾的是，该“办法”并没有提出明确的奖惩措施，仅表示“视情节严重，按国家有关法律、法规予以处理”——这被舆论解读为“威慑力远远不够”。

2013年5月7日，工信部发布了《关于加强乘用车企业平均燃料消耗量管理的通知》（简称《通知》），就《加强乘用车企业平均燃料消耗量管理》公开征集意见。《通知》中进一步明确了对油耗超标车企的惩罚措施，而被业内人士认为，其严厉程度远超预期4。

国外油耗控制体系美国：1972年中东战争以后，石油禁运对美国石油供应压力很大，1974年美国议会指令运输部(DOT)和环保局(EPA)研究“对80年以后制造的新车辆颁布一个燃料经济性改进标准的实际可能性”，1975年12月政府颁布了“能源政策和储备法”，以后修订为“机动车情报和成本节约法”(Motor Vehiele Information and Cost Saving Aet)，该法律是制定汽车油耗法规的依据。

日本：日本从1973年开始采用10工况法测定油耗。从1975年开始，增设了11工况法，这两种工况法主要适用于以汽油或液化石油气为燃料。1995年12月日本汽车工业协会发表了《环境问题行动方法》，其中要求开发低油耗汽车，控制CO2排放量，汽油轿车油耗在2000年达到规定目标，在2003年汽油货车油耗也应达到规定目标值。

欧洲：欧洲共同体己形成统一的试验规范，从1982年起执行，即联合国欧洲经济委员会(ECE)的15号法规(ECER 15)，也是为排气控制制订的转毅试验台规范。该循环共进行4次，然后用碳平衡法计算油耗。欧洲各国均未立法强制降低油耗，有些国家通过自愿方式，从1978年起降低油耗10%，其中德国汽车工业协会(VDA)已发表厂在2005年前将新车平均油耗与1990年相比降低25%的计划。具体数值为在2005年达到每百公里油耗5.9L(ECE R51)。

世界主要发达国家都非常重视节约能源的问题，控制油耗的法律和法规都已制定了几十年的时间，特别是近几年为了防止地球温室效应，应控制CO2的排放量，近几年，各国又把目光转向如何降低来自于汽车的CO2排放量上，因此，降低汽车油耗的工作又成为世界汽车工业发展的重点之一5。

个人车辆油耗控制方法除了国家政策对汽车生产厂商做能耗控制的强制规定外，广大汽车用户也需要从自身做起，做好力所能及的油耗控制行为。

驾驶操作首先应保持合理的行车速度。所有汽车都有一个经济时速，当在此时速下行驶时油耗最低，因此尽量保持在经济时速。行驶时气门尽量控制在80%左右，发动机控制在80%负荷下工作，但要根据不同行驶条件来灵活把握。在经济时速下行驶，汽车要比高速行驶节油20%-25%，比低速时节油5%左右。行驶时应尽量避免突然加速或减速，这是由于突然加速比稳加速多耗三分之一汽油，所以要保持车速平稳。冷车启动时注意对发动机预热升温，当温度升至30-40度时在进行启动，启动后要轻踏油门，增档应循序进行。在汽车行驶时，发动机温度控制在85%-95%，正常的行车温度也是节油的必要条件之一。温度过高或过低都会导致油耗的增加。

驾车时应减少不必要的怠速。发动机怠速时由于转速过低，混合气形成条件较差，浓度过高，会增加油耗。因此，当汽车需要长时间停车时应当熄火。保持车内整洁，可以有效减小车重。汽车中不必要的物品应尽量移除，并及时清除底盘的杂物。尽量不在车顶放置物品，以免增大风阻，增加油耗2。

汽车保养汽车在使用过程中，它的车况时刻发生着变化，它的性能也是不同的。因此经常对汽车进行检查，能使汽车保持良好的状态。汽车的技术状况差、故障多，对油耗有着很大的影响。严格执行汽车保养规定是节油的必要条件。定期检查气缸的压力。气缸气压的大小能够直接反映出配气垫的密封性，以及活塞、活塞坏、挡油环的磨损状况。气缸各部件会随着行驶里程数的增加而摩擦损耗，从而使燃烧条件变差，增加油耗。定期检查气缸压力时，若发现气压低于20%时，应当及时进行修理或更换。定期更换空气滤清器。目前市面上大多数汽车仍使用干式滤清器，无法清洗。若空气滤清器过脏，会阻挡空气进入，减少进气，从而使混合燃油气加浓，增加汽车油耗。定期更换火花塞。若火花塞长时间使用而未按规定进行更换，则内部会产生积碳，其点火性会变得机器不稳定，并使油耗增加。对点火系统进行定期检查。点火时间过迟，会导致燃烧时的最高压力降低，使热损失增加；而点火时间过早，会导致爆燃现象。两者都会增加油耗，所以应尽量保证点火时刻的准确性。选择合适的发动机机油。机油起着润滑、清理等作用，所以合适的机油的种类和质量不仅能减少汽车零部件的损耗，并对节油有重要影响。如果温度过低，机油粘度过大，会使发动机在启动时消耗的功率增加；如果高温时机油粘度过低，会导致发动机过热，启动时扭矩增加，油耗增高。因此使用高品质并且适量的机油对节油起着至关重要的作用。选择合适的轮胎类型。不同的轮胎对于油耗影响不同。子午线轮胎可以减少油耗，而在不同的路况应选择合适的轮胎。保持合理气压也十分重要，气压过低会使接触面积增大，滚动阻力增加，油耗更为突出。而气压过高则有爆胎的危险2。