燃料基础知识

燃油经济性与燃油效率:有什么区别?

2024年6月25日 · 按每加仑英里数计算器

当人们谈论在加油时省钱时,“燃油经济性”和“燃油效率”这两个词不断出现,经常被用作同一件事。 它们是相关的,但它们描述的是不同的事物,理解它们之间的区别可以帮助您更好地理解在汽车评论、EPA 评级和制造商规格中看到的数字。

什么是燃油经济性?

燃油经济性是车辆级别的指标。 它测量车辆在给定量的燃料下行驶多远。 在美国,燃油经济性以每加仑英里数 (MPG) 表示。 在大多数其他国家/地区,等效衡量标准是每 100 公里升 (L/100km),其中数字越低意味着性能越好。 当 EPA 发布车辆的城市、高速公路或综合 MPG 评级时,它是在衡量燃油经济性。 当您使用MPG计算器来跟踪您的汽车在实际行程中的表现时,您正在计算燃油经济性。 输入很简单:行驶距离和使用的燃料。 实际上,结果告诉您运行该车辆的成本是多少。 燃油经济性体现的是整个车辆的性能,而不仅仅是发动机的性能。 汽车的重量、空气动力学形状、轮胎滚动阻力、变速箱类型,甚至空气滤清器的状况都会影响最终的 MPG 数。

什么是燃油效率?

燃油效率是发动机级别的指标。 它描述了发动机将燃料中存储的化学能转化为有用的机械运动的能力。 这通常以百分比表示,称为热效率。 当您在发动机中燃烧汽油或柴油时,会释放能量。 问题是,有多少能量实际转动曲轴并移动汽车,有多少能量被浪费了。 浪费有多种形式:通过排气管排出的热量、通过发动机缸体和冷却剂系统辐射的热量以及由于发动机内部摩擦造成的损失。

热效率以及为什么大多数燃料能源被浪费

传统汽油内燃机的热效率约为 25% 至 35%。 这意味着每燃烧一加仑汽油,燃料中就有 65% 到 75% 的能量损失,主要以热量的形式损失。 只有剩下的 25% 到 35% 负责实际移动车辆的工作。 这是内燃机的基本限制之一,也解释了为什么汽车制造商和研究人员在过去几十年里投入了大量资金来改进发动机设计。

工程师如何提高发动机效率

得益于多项减少浪费的技术,现代发动机比 20 或 30 年前的发动机效率要高得多。 直接燃油喷射将燃油直接喷射到燃烧室中,而不是在进气口中混合。 这样可以实现更精确的燃油计量、更清洁的燃烧和更高的压缩比,所有这些都可以从每一滴燃油中提取更多的功。 可变气门正时根据发动机转速和负载调节进气门和排气门的打开和关闭时间。 在低速时,发动机可以采取一种方式来最大限度地减少泵气损失; 在高速行驶时,它会进行调整以最大限度地提高功率和效率。 涡轮增压允许较小的发动机通过迫使更多的空气进入气缸来产生较大发动机的动力。 在产生相同功率输出的情况下,在适度增压下运行的较小发动机可以比更大排量的自然吸气发动机获得更高的效率。 当发动机不需要全功率时(例如在稳定的高速公路巡航期间),气缸停用会关闭向某些气缸的燃油输送。 完成相同工作的气缸更少意味着泵气损失更少,轻负载时效率更高。

为什么更好的发动机效率并不总是意味着更好的 MPG

这就是效率和经济之间的区别变得真正重要的地方。 安装在具有钝空气动力学轮廓的大型重型 SUV 中的热效率为 35% 的发动机可能会比安装在轻型空气动力学轿车中效率稍低的发动机提供更差的实际 MPG。 燃油经济性反映了整个系统。 重型车辆需要更多的能量来加速并保持速度以抵抗滚动阻力。 不良的空气动力学性能会增加高速公路上的阻力,无论发动机内部的燃料转化效果如何,都需要更多的燃料。 即使发动机本身设计良好,使发动机保持在其工作范围的低效部分的变速箱也会降低燃油经济性。 这就是为什么您不能简单地阅读制造商声称的热效率并得出结论说某辆车的运行成本会很便宜。 完整的图片需要 MPG 数据,它集成了所有这些现实因素。

混合优势:回收原本会消失的能量

混合动力汽车很好地说明了效率和经济性之间的差异。 混合动力系统不一定具有比同类传统汽车更热效率的发动机。 混合动力汽车所做的就是回收原本会完全损失的能量。 当您制动传统汽车时,动能会在刹车片和转子中转化为热量,然后热量散发到空气中。 它消失了。 混合动力汽车使用再生制动来捕获部分动能并将其存储在电池中,以便稍后为汽车提供动力。 在频繁制动的城市驾驶中,即使不提高发动机的热效率,这种恢复机制也可以显着提高燃油经济性。 这也是混合动力汽车在城市和高速公路评级之间比传统汽车表现出更大差距的原因。 在城市驾驶中,可以通过再生制动回收更多能量。 在高速公路上匀速行驶时,再生优势缩小,两类车辆的表现更加相似。

购车者的实用要点

如果您正在购买汽车并想要比较运行成本,请关注 MPG 或 L/100km 数字,而不是热效率百分比。 MPG 是标准化的、广泛发布的,反映了整车在真实驾驶条件下的表现。 热效率数字更难找到,并且因不同的发动机工作点而异,并且没有考虑到决定实际燃烧多少燃料的重量、空气动力学和传动特性。 使用 EPA 综合 MPG 评级作为车辆之间比较的起点。 然后,如果您经常在城市驾驶,请更重视城市数字。 如果您主要在高速公路上行驶,请参考高速公路号码。 一旦您拥有车辆,使用MPG计算器跟踪您的实际消耗量可以让您最准确地了解实际成本,因为实际的MPG通常与EPA的估计值不同,具体取决于驾驶习惯、气候和车辆状况。 从热学意义上来说,燃油效率是一个令人着迷的工程指标,它解释了为什么某些发动机技术值得追求。 但燃油经济性是告诉您将在汽油上花费多少的数字,这是您在经销商或加油站做出决策时最重要的数字。