最新無級變速機車省油途徑探討

2021-06-18

無級變速機車因其容易駕駛、外表美觀而受用戶的青睞。但一般情況下,無級變速(全自動)機車比有級變速機車的油耗要多,因而如何使無級變速機車節省燃油、減輕經濟負擔已成為人們關心的問題,本文就這個問題進行探討,以供參考。

一、影響耗油量的結構部位及特點

1. 化油器的技術狀態直接影響耗油。化油器浮子室油位過高,空氣濾清器堵塞,主油針和主噴油孔磨損等原因都會導致混合氣過濃,燃油消耗量增加。化油器技術狀態調整不當,混合氣過濃或過稀均可導致耗油量增加。因為可燃混合氣過稀,會使發動機過熱,功率下降,加速性能變差。例如:機車由低速向高速行駛時,由於加速性能差,而使機車在低速行走的時間拖長,從而增加油耗量;當機車上坡時,由於加速性能差而使車速提前減低,同樣也增加瞭油耗量。

2. 行車阻力過大增加油耗。如:輪胎氣壓不足;前、後制動器間隙太小;前、後輪軸配合間隙太小;輪軸軸承軸向定位不當或損壞等原因,造成阻力過大而增加瞭油耗量。

3. 離合器的接合、分離臨界轉速影響油耗。無級調速機車的離合器是離心蹄式自動離合器,其接合臨界轉速是指離合器開始處於接合狀態時的離合器主動件的轉速。離合器接合臨界轉速越低,機車就越易於在發動機低速中起步和行駛,油耗就越低,反之就越高。機車離合器分離臨界轉速是指離合器開始處於分離狀態時的離合器主動件的轉速。離合器分離臨界轉速越高,機車發動機被驅動輪拖動越少,即汽缸制動效應越少,滑行距離越遠,油耗降低,反之油耗升高。

4. 自動變速裝置的上、下臨界轉速影響油耗。機車要實現變速,一方面由改變發動機的轉速來實現,即加大油門時,發動機轉速升高,車速變快;減小油門時,發動機轉速降低,車速變慢。另一方面由改變傳動比來實現,即由自動變速裝置實現。自動變速機構由主動皮帶輪總成、皮帶和從動皮帶輪總成組成。當加大油門時,發動機轉速升高,主動皮帶輪直徑由小變大,而從動皮帶輪直徑由大變小,導致傳動比變小,車速加快;反之,傳動比變大,車速減慢,這樣就實現瞭無級變速。而主、從動皮帶輪直徑的改變主要是由主動皮帶輪中離心滾柱活滾道向輪緣滾動的位置決定的。

我們知道,發動機轉速升高時,主動皮帶輪在離心力的作用下,其離心滾柱沿滾道由裡向外滾動,迫使主動皮帶輪軸向壓合,主動輪包角段皮帶趨向輪緣,主動皮帶輪有效直徑由小變大,在梯形皮帶張力的作用下,從動皮帶輪被迫克服壓合彈簧壓力而軸向張開,其包角段皮帶趨向輪心,從動皮帶輪有效直徑由大變小,這時傳動比減小,車速升高。我們定義:當主動皮帶輪有效直徑達到最大時所對應的發動機轉速,稱為自動變速裝置的上臨界轉速;反之,主動皮帶輪有效直徑減到最小時所對應的發動機轉速稱為自動變速裝置的下臨界轉速。由此可見,上臨界轉速越低,越利於發動機低速和輕載小油門高速行駛,並且達到較大車速所對應的發動機轉速較小,出現較大車速的省油階段,實現中高速省油性能。同樣,下臨界轉速越低,機車在小油門的情況下,獲得的行車速度就越高,就越省油,反之,耗油會增加。

5. 機械潤滑狀態的影響。發動機在運轉時,各摩擦副的接觸面高速相對運動,為瞭減少這些部件的磨損和因摩擦引起的功率損失和摩擦熱,需要在摩擦部件之間使用潤滑油。一般來說,發動機的所有摩擦損失占機械有效功率的 25 %~ 29 %左右,減少摩擦損失就等於增加瞭機械有效功率,也就意味著節省燃油。

6. 發動機自身技術狀況的影響,如汽缸壓力不足或積碳過多,配氣相位不正常,進、排氣阻滯,冷卻效果差,點火相位不正確,點火有效率低等,都會使發動機功率下降,耗油增加。

二、在使用方法方面,影響耗油量的因素

1. 行駛速度的影響。當機車在平路上行駛時,除瞭要克服滾動阻力外,還要克服空氣阻力,而空氣阻力取決於行駛中迎面的氣體壓力,後面空氣渦流所產生的吸引力及車體與空氣相對運動時產生的摩擦阻力。空氣阻力隨車速的升高而增大。試驗表明,當機車以 40km/h 左右車速行駛時,空氣阻力消耗發動機功率的比例為 30 %,當以 60km/h 左右車速行駛時,空氣阻力消耗發動機功率的 50 %;當車速達到 80km/h 時,空氣阻力所消耗的功率將占發動機總輸出功率的 90% 以上。由此可見,保持機車中速行駛,將獲得較經濟的低油耗。

2. 機車在行駛中加、減速過渡的影響。機車在行駛中變速,將使機車在行駛中受加速阻力的作用。加速阻力又稱為慣性阻力,它取決於機車(含載體)總質量及加速度。機車勻速行駛時,加速阻力為零,所以在機車總質量不變的情況下,當降低或避免加速度時,即機車平緩的加速、減速或勻速行駛時,加速阻力將減少,發動機的功率消耗也將減少,而且化油器也能提供所需燃油形成合理的混合氣而獲得低的耗油量。

3. 機車滑行技巧的影響。我們定義:發動機的油門控制轉速與驅動輪的逆傳動轉速達到相等時的行車狀態,稱機車的滑行。機車處於滑行狀態,就意味著發動機不輸出功率,同時也不對車輛實施汽缸制動,可使車輛充分利用重力及慣性力行駛,而達到有效省油的目的。如:減速滑行,停車前滑行,下坡滑行,都在很大程度上達到省油目的。這裡值得註意的是:滑行不同於空擋行駛和離合器分離行駛,不存在操作上的危險性。

三、降低油耗的途徑綜上所述,要降低全自動機車耗油的途徑可以從以下幾個方面考慮。

1. 調整化油器,使可燃混合氣的濃度達到最佳狀態。混合氣濃度狀態一般可以從火花塞狀況表現得到判斷。因為火花塞點火端的外貌最能準確地反映發動機的混合氣狀態,所以機車行駛一段時間後,應拆檢火花塞。如火花塞瓷絕緣體裙部呈淺棕色,說明發動機工作正常,也就處於省油狀態;如呈潔白色,說明混合氣過稀;如火花塞點火端覆蓋瞭一層幹燥松軟的積碳,說明混合氣過濃;對於四沖程發動機,如火花塞履蓋瞭一層粘性的油膜,說明汽缸竄入機油嚴重,應檢修。

2. 註意掌握充分利用機車的滑行時機,掌握滑行技巧,充分利用慣性力及重力行駛。

3. 適當降低離合器接合臨界轉速,提高離合器分離臨界轉速。具體措施有:( 1 )可以降低與蹄塊連接的拉簧的作用力,比如:換另一種較軟一些的拉簧,那麼蹄塊克服拉簧的作用力而向外張開所需要的離心力就小瞭,因而離合器接合臨界轉速將降低。( 2 )由牛頓第二定律可知,增加離合器蹄塊質量,可獲得低速時較大的接合力。( 3 )改善離合器摩擦材料性能,增大摩擦系數和改善摩擦系數動態性能。這一點,既可降低接合臨界轉速,也可提高分離臨界轉速,如選用銅絲含量高的蹄塊。

4. 降低變速裝置的上臨界轉速和下臨界轉速。具體措施有:( 1 )可以考慮加重離心滾輪的質量,因為滾輪慣性離心力,在所需 F 不變的情況下, m 增大時, n 下降,這時變速裝置的上、下臨界轉速下降。( 2 )可以考慮增大主動皮帶輪最大直徑或減小從動皮帶輪最大直徑。因為在 F 不變情況下,主動輪直徑增大,即 R 增大, n 下降,表示變速裝置的上、下臨界轉速下降。另外,因為其中 n 1 、 d 1 表示主動輪轉速、直徑, n 2 、 d 2 表示從動輪的轉速和直徑,當 d 1 增大或 d 2 減小時,在 n 1 不變情況下, n 2 將增大,即車速增加。換句話說,如果 n 2 不變, n 1 將減小,即發動機轉速下降,所以也可以使變速裝置的上、下臨界轉速下降。

5. 正確選用潤滑油。潤滑油的選用包括兩部分,一是汽機油的選用,二是齒輪油的選用。潤滑油選用不當,會造成機件迅速磨損或粘滯阻力過大,消耗發動機的功率,增加燃料消耗。對於汽機油及齒輪油的選用應註意如下幾點:

( 1 )可根據使用說明書中的規定或選用比說明書規定的機油相近 1 ~ 2 個級別的機油。一般情況下,舊車應選用比說明書規定的機油高 1 ~ 2 個級別。

(2 )在保證潤滑的前提下,其粘度應盡量選擇小些。

( 3 )對磨損量大、配合精度差的發動機,為保證良好的潤滑及密封作用以利於啟動,可以適當要用粘度比原來稍大一些的機油。

( 4 )選用多級機油(即俗稱的稠化機油),由於稠化機油低溫流動性好,粘溫性好,啟動後機油能迅速地泵送到摩擦副表面,因而摩擦功率損失小,燃料的消耗也較小。

( 5 )選用多級齒輪油,多粘度級齒輪油有類似稠化機油的效果。它既能保證潤滑,同時因其粘度較低,粘溫特性好,內部摩擦阻力小,所以又能減少摩擦損失,增加機車的滑行距離,減少燃料消耗。

( 6 )推廣使用發動機減磨添加劑。如美國 JB 汽車機車添加劑,可改善潤滑,減少摩擦損失,實踐表明,一般節油效果在 3 %左右。

6. 采用經濟車速( 30 ~ 50km/h )行駛,而且在使用中盡可能做到平穩起步,緩慢加速,緩慢減速,保持經濟車速行駛。若猛加油門,由於發動機轉速突然提高,使克服旋轉機件慣性消耗的功率增加。試驗表明,猛加速比緩加速多耗油 30 %左右。關於經濟車速,各車型因設計不同而不同,同一車型也因技術狀態、調試、元件質量而大有差別。最好對具體車輛進行測定,如前所述,自動變速裝置的上臨界轉速對應的車速應為經濟車速。綜上所述,以上種種途徑,雖然對節油都有利,但從安全角度來考慮,對降低離合器接合臨界轉速這種途徑,由於起步加快,對駕駛技術要求高,應慎重考慮安全問題,故這一途徑不宜普遍推廣,僅適用於駕駛技術較熟練的人使用。總之,節油是一項細致的工作,除瞭要求提高駕駛技能外,還必須對機車的結構、性能、原理有所瞭解,我們才能做到愛車、護車、省油、省錢,以及延長機車使用壽命的理想效果。