当前往加油站时,会留意到有两类汽油在售:高品质汽油与普通汽油(例如92号、95号、98号)。高辛烷值汽油也被称作高级汽油,每升价格比普通汽油高出约0.5元,以40升的油箱计算,加满一箱油大约会产生20元的差价。于是,很多人想要节省开支而选择使用低辛烷值燃油,还有一种情况是觉得自己的发动机积碳过多、加速无力,本应使用低辛烷值燃油,却添加了高辛烷值燃油,这究竟是心理作用,还是确实有效果呢?
首先,我们需要思考为何加油站会同时销售不同标号的汽油,原因在于不同的汽车(发动机)需要不同类型的汽油。如果在需要高辛烷值燃料的发动机中不使用高辛烷值燃料,其性能就无法达到应有的水准。具体而言,将普通汽油加入设计为使用高级汽油的发动机中,通常会导致动力下降和燃油经济性变差等问题。不过,另一方面,将高辛烷值汽油加入需要普通汽油的发动机中,并不一定就会带来更大的动力或更好的燃油经济性。实际上,更有可能的是,不会产生任何变化。
优质汽油和普通汽油之间的区别可以简单概括为抗爆震能力不同(即抑制异常燃烧的能力)。汽油抗爆震性的衡量指标是“辛烷值”,辛烷值越高,抑制爆震的效果就越好。那么,为什么有些发动机会需要高辛烷值燃料呢?简而言之,在汽车研发时假设会使用高辛烷值燃料是有其道理的。在发动机设计中,降低压缩比是抑制爆震的一种方法。
然而,有趣的是,压缩比越高,发动机的热效率就越高。这是因为热效率是影响动力和燃油效率的主要因素。所以,在需要动力的高性能发动机中,存在着通过采用基于高辛烷值燃料的压缩比来提升性能的趋势。因此,高性能发动机往往需要高辛烷值的燃料。在为高辛烷值汽油设计的发动机中使用普通汽油,“会导致动力下降和燃油经济性变差等问题”,但更核心的作用是为了防止爆震。
除特殊发动机外,发动机的压缩比是固定的。在这种情况下,抑制爆震的标准方法是延迟点火正时。这样一来,当发动机运转时,就无法达到原本的燃烧效率,进而导致动力损失。另一方面,为使用普通汽油而开发的发动机,其设计具有适合普通汽油的压缩比和点火正时控制。添加高辛烷值燃料不会改变压缩比或提前点火正时,因此无法发挥高辛烷值的优势。单纯使用昂贵的汽油只是在浪费金钱。所以,注重经济性的环保车往往采用常规指定的发动机来开发。
那么,如果我们研发一种旨在使用高辛烷值燃料,同时提高热效率并优先考虑燃油效率的发动机会怎样呢?
从理论上来说,提高热效率会更容易,从而能够提升燃油经济性。曾经有人对发动机的计算机程序进行调整,将原本设计为使用普通燃料的发动机重新编程为使用高辛烷值燃料。最初的目的是为了提升动力,但最终却发现燃油效率得到了提高。
具体而言,城市道路的燃油经济性从约15公里/升提高到了约18公里/升。尽管测量结果不如在实验室中精确,但燃油效率提高约20%可以说是一个显著的差异。当然,由于这只是计算机程序的调整,压缩比并没有改变。但由于该程序降低了安全裕度,因此将类似的程序应用于量产车辆可能会比较困难。
如果一辆汽车的油耗为20公里/升,每年行驶10000公里,那么需要消耗500升汽油。假设高级汽油与普通汽油的价格差额为每升0.5元左右,那么一年的费用差额仅为250元。此外,如果使用高辛烷值燃料能够提高燃油效率,汽油消耗量也会降低。如果使用高辛烷值燃料后油耗达到22公里/升,汽油消耗量约为455升,这将导致年度燃料成本出现逆转。
如果燃油效率能够稍有提高,那么每升的总价格差异就会变得微不足道。从逻辑上思考,研发需要高辛烷值燃料且热效率高的发动机,可能会对环保汽车产生积极影响。不过,用户确实不愿意在日常购买汽油时花费更多的钱。这种心态可能也是难以研发使用高辛烷值燃料的环保汽车的原因之一。
另一个方面是,环保汽车的发动机通常使用称为阿特金森循环或米勒循环的高膨胀比发动机。在一般的发动机中,压缩比等于膨胀比,但这些发动机被控制为压缩比小于膨胀比。在很多情况下,通过改变气门正时可以降低有效压缩比。也就是说,实际压缩比低于规格表中所列的压缩比。相反,膨胀比可以说与目录值中记载的压缩比相同,因此压缩比小于膨胀比。
在这些发动机中,压缩比不像目录规格中那么高,因此指定高辛烷值燃料对于减少爆震的效果并不明显。如果确实如此,那么研发使用普通汽油的车辆是有道理的,这样可以降低运行成本。
全部评论 (0)