从发动机运行效率的角度来谈谈节油驾驶

大好消息：找到一张大众1.4TSI发动机的工作效率图（见加图1）。此图与正文中的图3一个解释道理。图中100%处为发动机最优工作点，此时转速2800，负载80%。我们还可以从图中发现转速的提高减少对发动机效率的提升并没有太大帮助，而负载的提高却大大提升效率。图中A点3600转负载35%，B点2200转负载60%，效率只差达到20%！

加图1

更新：不少坛友反映此贴太难看懂，可能是我语文水平不高，没有表达清楚。我再尝试表达地清楚一些：

我们平常说开车油耗都是按照每百公里多少油来衡量的。但事实上，同一辆车因为每个人开车方式的不同其油耗也必然不同。因此要讨论汽车油耗，最好是撇开人为因素，从发动机本身的工作效率讲起。本文就是阐述发动机的转速和负载两个因素对油耗的影响，进而推出省油的驾驶方式。

本文给予初学者的简单结论：发动机的工作效率由负载和转速决定，且负载的影响更大。在不拖档前提下，高档低转速大油门情况下因为负载最高，因此发动机工作最有效率。

一. 几个基本概念

首先我们要了解一点，发动机在同一转速下是可以输出不同功率的，这就好比我们骑自行车，

如果没有坐人，那骑车者就可以很轻松的维持匀速前进；相反如果后面坐了人，那如果想要维持相同的速度前进，脚踩踏板的力可是要大多了。发动机也是同样的道理，这个脚踩踏板的力其实就是发动机扭矩。在每一个固定转速条件下，发动机都有一个最大扭矩，100%满负载的意思就是在固定转速下发动机已经输出了它最大的扭矩。

其次就是本文的重点概念“每功率油耗（英文为BSFC）”，它等于发动机总油耗/ 发动机输出功率。我们可以把功率看成能量，那么平均每单位能量消耗的汽油越少，自然就说明发动机越有效率了。比如有两台发动机，同样让它输出100千瓦的功率，第一台耗油100克，第二台耗油80克，那么显然是第二台发动机更有效率，只用较少的油就可以输出同样的功率。在接下去的讨论中，我们就用“每功率油耗”这个术语来表示这个意思，每功率油耗越低，发动机越有效率。

二. 发动机100%满负载条件下，转速对发动机每功率油耗的影响

我们已经谈到发动机的每功率油耗跟发动机转速和负载两个因素有关。在这一节，我们先固定负载为100%，然后来讨论转速对发动机每功率油耗的影响。

下图是一台捷豹V12发动机在100%负荷下的功率/扭矩/每功率油耗图。图中横轴表示发动机转速，红线表示功率，绿线表示扭矩。这两条曲线我们经常能在对一款发动机评测时看到。而第三条紫色的曲线，则是不经常看到。它即表示本文的重点概念：发动机每功率油耗。

我们从图中看到当发动机在1000转时候平均每功率油耗为280，然后逐渐降低到2500转时候的最低值270；之后再逐渐上升至6000转时候的350。因此，在100%负荷情况下，这台发动机最有效率的转速是2500转。

我们的结论就是，起初每功率油耗随着发动机转速的提高而降低，而后随着转速的提高而增加。

图1

三. 发动机的负载值对每功率油耗的影响

接下来，我们再讨论非100%负载下的发动机工况。这更具有现实意义，因为日常行驶的汽车其发动机是不可能达到100%负载的（没有人始终踩着地板油开车吧？）

下图是不同负载情况下的每功率油耗图。横轴是发动机转速，纵轴是每功率油耗（注意此图中的BSFC的计量单位与上图不同，但不影响解释），也就是跟上图中的紫色曲线一个意思。图中的3条曲线分别代表了发动机不同负载条件下的每功率油耗。很明显地，我们发现发动机负载越高，每功率油耗就越低。例如，在1000转速下，25%负载的每功率油耗有1.15,到了50%负载条件下就只有0.8了，而到了100%负载条件下就降为0.3了，这可是若干倍的差距！

我们的结论也就很明显了：在相同转速下，发动机负载越高，发动机每功率油耗越少；并且，提高发动机负载带来的省油效果要高于提高转速带来的省油效果

图2

四. 实际驾驶中每功率油耗记录

讲完了影响每功率油耗的两个因素负载和转速，我们来看看在城市工况下一个普通驾驶员开车时的发动机每功率油耗。

我们仍然用图片说明转速，负载和每功率油耗三者之间的关系。下图3的横坐标是发动机转速，纵坐标是发动机扭矩（可以理解成负载），等高线表示相同的每功率油耗，红色区域为最低的每功率油耗，黄色区域次低，以此类推。图中黑点表示仪器记录的发动机每秒的输出功率和对应输出扭矩。注意此图和上图的纵坐标已经不同，因此不可对比。

要想省油的理想状态是大多数黑点都落入红色或者黄色区域内，因为在理论上，进入这个区域的（转速，负载）配比拥有最低的每功率油耗。而在其他区域的（转速，负载）配比有较高的每功率油耗。

可惜的是，在实际测试中，我们发现黑点的绝大多数都落在了低每功率油耗的区域（即图中的外围），而落在最理想的红色区域的只有区区5个点。这就说明，我们平时开车时候，发动机的每功率油耗是远远没有达到最佳状态的，甚至可以说，大部分时间是在最差状态。

图3的另一个发现是关于红色区域的范围，我们看到红色区域的中心点大概位于转速2000，扭矩100左右。而转速2000条件下的最大扭矩是140左右。因此如果我们能够在开车过程中维持发动机的负载在70%-80%左右，转速在1500转-2500转左右的时候，发动机是工作效率最高最省油的。这个数值也已经被广大节油爱好者所验证。具体讨论会在本文第六部分展开。

此段的结论就是：我们日常驾驶中发动机大部分时间都工作在低效率状态。

图3

五. 混合动力汽车为何省油

混合动力汽车多了电池组、发电机和电动机。但归根结底它的能量仍然全部由汽油提供。那为什么它会更加省油呢？其实答案很简单，工程师们通过对油电双系统以及传动系统的调教，

使汽油发动机绝大部分时间都工作在上图的红色、红色等低每功率油耗的区间内。

我们来看看普锐斯的测试图。上图中的黑点变成了下图中的红线。我们看到红线始终都在发动机最佳的工作区域内工作，此时发动机能效要远远高于上图中黑点所在的位置。这就是为什么混合动力车更加省油的根本原因。

此段的结论是混合动力汽车通过电机的配合让燃油发动机始终工作在高效率状态来达到省油目的。

图4

六. 如何开车更加省油

节油驾驶事实上已经成为一种运动，我们试着运用上面的知识来谈谈如何驾驶才能省油。虽然这个话题对手动挡车型更有意义，但自动挡车型的驾驶者同样能够运用其原理来达到省油