汽車起重機燃油經濟性分析

摘要：從不同的工況分析影響汽車起重機燃油經濟性的因素，並主要從設計的角度提出了提高燃油經濟性可采取的措施。

關鍵詞：燃油經濟性工況汽車起重機

        在zai過guo去qu的de很hen長chang一yi段duan時shi間jian裏li，汽qi車che起qi重zhong機ji製zhi造zao商shang和he用yong戶hu都dou不bu是shi很hen關guan心xin油you耗hao，因yin為wei在zai起qi重zhong機ji的de運yun營ying成cheng本ben裏li燃ran油you消xiao耗hao所suo占zhan的de比bi重zhong很hen小xiao，而er且qie起qi重zhong機ji的de贏ying利li能neng力li良liang好hao。而er目mu前qian，汽qi車che起qi重zhong機ji吊diao裝zhuang業ye務wu的de競jing爭zheng越yue來lai越yue激ji烈lie
，贏ying利li能neng力li也ye逐zhu漸jian降jiang低di
，用yong戶hu開kai始shi關guan注zhu燃ran料liao成cheng本ben，而er且qie由you於yu石shi油you是shi一yi種zhong不bu可ke再生資源，目前世界石油價格呈快速上升的趨勢，所以研究汽車起重機的燃油經濟性不僅是對用戶負責，同樣也體現了汽車起重機製造商對社會的責任感，其必然的結果是能擁有更多的用戶。

1 工況分析

        汽qi車che起qi重zhong機ji是shi一yi種zhong可ke在zai公gong路lu上shang高gao速su行xing駛shi的de移yi動dong式shi作zuo業ye設she備bei，兼jian具ju典dian型xing的de汽qi車che和he作zuo業ye設she備bei的de工gong況kuang，同tong時shi由you於yu大da部bu分fen汽qi車che起qi重zhong機ji均jun共gong用yong底di盤pan發fa動dong機ji作zuo為wei起qi重zhong裝zhuang置zhi的de動dong力li源yuan
，因yin此ci不bu能neng簡jian單dan地di按an汽qi車che和he作zuo業ye設she備bei的de工gong況kuang考kao慮lv其qi燃ran油you經jing濟ji性xing，必bi須xu在zai動dong力li性xing能neng與yu油you耗hao以yi及ji工gong作zuo時shi的de功gong率lv要yao求qiu和he平ping均jun油you耗hao之zhi間jian找zhao到dao平ping衡heng。

2. 行駛狀態燃油經濟性分析

        汽車行駛狀態時的燃油經濟性的評價指標一般定義為一定工況下汽車行駛100km的燃油消耗量即百公裏油耗（單位L/100km）。其中等速百公裏油耗是一種常用的比較簡單的評價指標，它指汽車在額定載荷下，以最高檔在水平良好路麵上等速行駛100km的燃油消耗量。但是等速行駛工況並不能全麵反映汽車的實際運行情況，特別是在市區行駛中頻繁出現的加速.減速.怠(dai)速(su)停(ting)車(che)等(deng)行(xing)駛(shi)工(gong)況(kuang)，因(yin)此(ci)各(ge)國(guo)都(dou)指(zhi)定(ding)了(le)一(yi)些(xie)典(dian)型(xing)的(de)循(xun)環(huan)試(shi)驗(yan)工(gong)況(kuang)來(lai)模(mo)擬(ni)實(shi)際(ji)汽(qi)車(che)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)，並(bing)以(yi)其(qi)百(bai)公(gong)裏(li)油(you)耗(hao)來(lai)評(ping)定(ding)相(xiang)應(ying)行(xing)駛(shi)工(gong)況(kuang)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)。

        為簡單起見

，我們通常將汽車的等速百公裏油耗作為評價指標，其計算公式為：Q=CFb/η（式中C為常數，F為行駛阻力，b為燃油消耗率

，η為效率）

        從設計的角度考慮，以下方麵影響汽車起重機行駛狀態的燃油經濟性。

(1) 發動機的燃油經濟性

        作為主機廠，在選用發動機時要考慮發動機的燃油消耗率(見發動機的萬有特性圖，與發動機的技術和製造水平有關)。

(2) 傳動係統的檔位

        增加檔位能使發動機處於經濟工作狀態的機會增加。對於大噸位的汽車起重機，變速器的檔位可多至10～16個
，可大幅度提高燃油經濟性
，但檔位太多
，將使傳動係統過於複雜而且不便於駕駛操作。

(3) 傳動係統的最小速比

         汽qi車che起qi重zhong機ji在zai很hen多duo的de時shi間jian是shi以yi最zui高gao檔dang位wei行xing駛shi的de，即ji用yong最zui小xiao速su比bi的de檔dang位wei行xing駛shi，最zui小xiao速su比bi選xuan擇ze合he適shi，既ji能neng獲huo得de較jiao好hao的de動dong力li性xing能neng，又you能neng有you很hen好hao的de燃ran油you經jing濟ji性xing。

(4) 汽車起重機總尺寸和總質量

         整(zheng)車(che)尺(chi)寸(cun)和(he)質(zhi)量(liang)直(zhi)接(jie)決(jue)定(ding)了(le)車(che)輛(liang)行(xing)駛(shi)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)各(ge)種(zhong)阻(zu)力(li)，從(cong)而(er)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)決(jue)定(ding)了(le)車(che)輛(liang)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)。同(tong)時(shi)為(wei)保(bao)證(zheng)車(che)輛(liang)的(de)動(dong)力(li)性(xing)能(neng)
，在(zai)整(zheng)機(ji)質(zhi)量(liang)增(zeng)加(jia)時(shi)必(bi)須(xu)選(xuan)用(yong)更(geng)大(da)排(pai)量(liang)的(de)發(fa)動(dong)機(ji)從(cong)而(er)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)了(le)油(you)耗(hao)。

(5) 汽車起重機的外形

         目前汽車起重機的最高行駛速度有不斷加大的趨勢。在行駛速度大於50km/h時
，空氣阻力的影響必須考慮，尤其在空氣阻力係數CD值降到0.25以前，降低CD值是節約燃料的有效途徑。在公路循環工況下，CD值由0.5降到0.4後
，燃油經濟性能提高10%。

(6) 汽車起重機的輪胎

        汽車起重機對輪胎提出各種要求，針對燃油經濟性來講，現在公認子午線輪胎比一般斜交輪胎可節油6%～8%。

3. 作業狀態燃油經濟性分析

        為簡單起見，我們以國內某公司生產的QY70汽車起重機為樣本來進行起重作業時的燃油經濟性分析。

        該起重機行駛和作業共用發動機，行駛時發動機的動力經變速箱傳動軸和驅動橋傳至輪胎驅動車輛；起重作業時
，發動機的動力經取力器驅動液壓油泵提供工作裝置的動力。發動機的具體參數和輸出特性如下：

(1) 發動機主要參數

型號：WD615.46

型式：水冷、直列、四衝程增壓中冷柴油機

排量：9.726L

額定最大功率：266kW/2200r/min

最大輸出扭矩：1480N.m/1400～1600r/min

(2) 工作裝置的主要參數為

係統壓力：30MPa

最大流量：135ml/r

係統工作時需要的最大功率：105kW

        假定上裝部分處於如下理論工作狀態：發動機保持均勻轉速 1500rpm

，係統消耗的功率為105kW。根據發動機的萬有特性圖，此轉速時發動機的最大輸出功率為228kW
，此負荷下對應的燃油消耗率為 490g/kW.h，那麼工作1小時消耗的燃油是44100g折合55L（取發動機的功率輸出效率為95%）。

        由以上計算可看出，由於上車工作時所需的功率較小
，發動機的負荷率很低（約32%）
，導致發動機的燃油消耗率極高從而油耗極高。因此，單從燃油經濟性的角度來評估，此QY70汽車起重機的匹配方案是不合理的。

        如果我們選擇上車獨立發動機
，譬如采用TBD226II-4（額定功率115kW）發動機作為上車動力源，通過計算，在同樣工況下1小時的燃油消耗是22.66kg折合28L。因而在特定工況下每小時可省油27L。

         通過以上分析
，從設計的角度考慮，以下方麵影響汽車機作業狀態的燃油經濟性：

(1) 發動機的選擇。發動機的燃油消耗率取決於發動機本身的技術和製造水平。

(2) fadongjidefuhelv。congfadongjidewanyoutexingkan
，fadongjidefuhelvdishi
，ranyouxiaohaolvxianzhuzengda。yincicongranyoujingjixingdejiaodukaolvxujinliangxuanyongxiaogonglvfadongjiyitigaogongzuoshidefuhelv
；

(3) 經常工作的工況下發動機的轉速。在發動機確定後
，怎樣使發動機盡可能在經濟轉速下工作是提高燃油經濟性的決定因素。

        汽車起重機的燃油經濟性是一個係統的工程，受多方麵因素的影響，從設計的角度考慮：對(dui)於(yu)采(cai)用(yong)單(dan)一(yi)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)中(zhong)小(xiao)噸(dun)位(wei)汽(qi)車(che)起(qi)重(zhong)機(ji)的(de)發(fa)動(dong)機(ji)匹(pi)配(pei)，考(kao)慮(lv)中(zhong)小(xiao)噸(dun)位(wei)起(qi)重(zhong)機(ji)移(yi)動(dong)作(zuo)業(ye)半(ban)徑(jing)較(jiao)小(xiao)
，不(bu)存(cun)在(zai)經(jing)常(chang)的(de)遠(yuan)距(ju)離(li)的(de)轉(zhuan)場(chang)，整(zheng)車(che)匹(pi)配(pei)時(shi)應(ying)更(geng)多(duo)地(di)考(kao)慮(lv)作(zuo)業(ye)時(shi)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)

，即(ji)降(jiang)低(di)車(che)輛(liang)比(bi)功(gong)率(lv)，不(bu)追(zhui)求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)最(zui)高(gao)車(che)速(su)，在(zai)公(gong)路(lu)行(xing)駛(shi)工(gong)況(kuang)下(xia)可(ke)通(tong)過(guo)加(jia)大(da)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)最(zui)大(da)總(zong)速(su)比(bi)和(he)變(bian)速(su)箱(xiang)檔(dang)位(wei)數(shu)獲(huo)得(de)良(liang)好(hao)的(de)加(jia)速(su)性(xing)能(neng)，並(bing)使(shi)發(fa)動(dong)機(ji)在(zai)更(geng)多(duo)的(de)時(shi)候(hou)在(zai)經(jing)濟(ji)轉(zhuan)速(su)下(xia)運(yun)轉(zhuan)。同(tong)時(shi)選(xuan)擇(ze)恰(qia)當(dang)的(de)取(qu)力(li)器(qi)傳(chuan)動(dong)比(bi)
，使(shi)起(qi)重(zhong)作(zuo)業(ye)時(shi)在(zai)發(fa)動(dong)機(ji)經(jing)濟(ji)轉(zhuan)速(su)下(xia)運(yun)轉(zhuan)。

         對(dui)於(yu)總(zong)質(zhi)量(liang)較(jiao)大(da)的(de)大(da)噸(dun)位(wei)汽(qi)車(che)起(qi)重(zhong)機(ji)，很(hen)難(nan)在(zai)行(xing)駛(shi)動(dong)力(li)性(xing)和(he)作(zuo)業(ye)時(shi)的(de)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)之(zhi)間(jian)找(zhao)到(dao)平(ping)衡(heng)，因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)上(shang)車(che)獨(du)立(li)發(fa)動(dong)機(ji)，從(cong)行(xing)駛(shi)和(he)作(zuo)業(ye)兩(liang)種(zhong)工(gong)況(kuang)單(dan)獨(du)考(kao)慮(lv)燃(ran)油(you)經(jing)濟(ji)性(xing)。

         當然
，以上的分析是基於機械調速發動機進行的，當采用電控發動機的時候

，理論上可以根據實際的使用工況

，通過ECU的程序設置來調定發動機的輸出特性，從而達到較理想的燃油經濟性。