无往,内向的小瘦子 关于「最省油车速」或者「最经济车速」,我的看法是「可以说有,也可以说没有,严格地说,没有所谓的最经济车速」。 再说通俗一点: 如果说某个车速最省油,必须还加限定条件:在某个负荷下。 并没有「只要开到这个车速就最省油」的车速。 1. 为什么说「可以说有」呢? 下面这张图学过内燃机的同学不陌生。这是一台 3.3L V6 发动机的燃油消耗率图(图片出处:SAE PAPER 2013-01-1272),单位是 g/kWh。横坐标是转速,纵坐标是扭矩,图上一圈一圈的是等油耗曲线,它描述了这台发动机所有工况点的燃油消耗率的情况。 我们知道,当车辆行驶在最经济的工况时,发动机必定是运行在低油耗区的。 从上面图,我们可以容易看出,在转速 2000rpm,扭矩 200Nm 的坐标点上的一圈,也就是 240 这个等油耗曲线这个圈,油耗是最低的。理论上,如果这个最低等油耗曲线的圈画得足够小,那么会得到一个点,使得发动机运转在这个点的工况就是最经济的。但在工程应用上,我们测不出足够小的最低等油耗曲线,当然也没有必要花大力气去测这个。 这个能说明什么呢?240 这个等油耗曲线所圈的工况点是发动机最经济的工况点。 也就是说,存在某个车速时,使得发动机正好运转在这个 240 等油耗曲线的圈内时,此时发动机的油耗最低。 同样的,对于电动车的电动机也是类似的。 (图片出处:Mathematical modeling of the electric drive train of the sports car) 综上,无论是传统汽车,还是电动车,在发动机 / 电动机全工况范围内,不同工况点的效率是不一样的。因此不严谨地说,终会有那么一种情形:当以某个车速行驶时,使动力单元(发动机 / 电动机)恰好运转在最经济区域。 如果你愿意,当然可以称此时的车速为最经济车速。只是下一次再开到这个车速时,动力单元不一定还是会运转在最经济区域了。 2. 为什么说「严格地说,没有最经济车速」 如果你要问这个经济车速是多少? 只能说,抱歉,我不知道。 因为从上面的图都能知道,单单拿横坐标车速(或转速),无法定位到最经济区域。 以上面发动机的燃油消耗率图为例,我们很容易分辨出等油耗曲线最低的圈为 240,所对应的转速范围在 1400rpm-2600rpm。 假设你把车开在 60-100kph, 并且对应的转速也落在 1400-2600rpm 范围内,请问,现在现在发动机是运转在最经济区域吗? 很明显,得不出这样的结论。 原因很简单:此时,发动机的扭矩输出可能为 30-320Nm 之间的任何一个值,而只有大约在 160-250Nm 这个范围才可能落在最经济的区域内。 因此,单独拿横轴车速或者转速出来,没有纵轴扭矩或负荷的约束,是没有办法定位到最经济区域的。这就是为什么说没有最经济车速的原因。 换句话说就是,单单比较车速或转速,不谈负荷,是没法比较油耗的。 3. 分析一下高票答案所做的 80kph 和 120kph 车速巡航对比试验。 我们知道,动力单元输出的动力,通过传动单元传动到车轮,克服各种阻力。 为了方便起见,这里我们忽略传动单元的传递效率,简单认为动力单元输出的动力直接就到车轮驱动车辆。 车辆行驶中的阻力,下面这个公式课本常见。 为空气阻力; 为滚动阻力; 为坡道阻力; 当巡航行驶时,上面加速度 ,剩下就是空气阻力,滚动阻力,和坡道阻力了。 除了空气阻力与车速有极大关系外,剩下两项滚动阻力与轮胎状态,道路情况等因素相关,坡道阻力与道路状况相关。 我认为,这个巡航试验得出的结论应该是:在特定道路中,相同的车辆状态(这里假设车辆状态相同,比如车辆胎压等轮胎参数一致,巡航时挡位一致等)下,80kph 巡航行驶比 120kph 巡航行驶省油。 如果把 80kph 巡航和 120kph 巡航的工况点定位到上面的燃油消耗率图,80kph 对应的等油耗线的值应该比 120kph 的小。但也只是得出 A 工况比 B 工况的燃油消耗率小的结论而已,并不能得出其他结论。 而 「一般家用车经济车速是多少多少」的结论, 或者说题目里所问的,「有没有最经济车速」这个问题。 我觉得无法从该测试获得解答或结论支撑。 4. 提问者问题里描述的小问题: 「有可能有一款车,110km/h 的时候比 90km/h 更省油吗?」 从上面的燃油消耗量图可以看出, 如果 110km/h 行驶时的所有工况点的燃油消耗率都比 90km/h 行驶时工况点的低,那么这款车 110km/h 行驶就会比 90km/h 更省油。 如果 110km/h 行驶时的大部分常用工况点的燃油消耗率比 90km/h 行驶时常用工况点的低,那么这款车大多数情况下,110km/h 行驶就会比 90km/h 行驶更省油。 …… 你可以以此穷举下去。 我认为结论是有可能存在。 假设现在有辆 2.0L 排量的手动档车,是匀速开在 120 公里 / 小时省油,还是匀速开在 90 公里 / 小时省油? 条件不足,无法比较。 阅读原文