乘用车的整车与性能特征
2012-09-04董学锋
董学锋
(中国第一汽车股份有限公司技术中心)
1 质量、功率与车长的统计特征
1.1 质量与车长关系
图1是乘用车(含客货两用车)整备质量、允许总质量、载质量(允许总质量与整备质量之差)与车长的统计关系。图2是三厢(折背式)轿车的整备质量、载质量、允许总质量与车长的统计关系。图3和图4分别是乘用车(含客货两用车)的整备质量与车长和整备质量与整车体积的统计关系。
1.2 功率与允许载荷(总质量)与车长关系
图5是乘用车发动机功率与允许总质量的统计关系。为简单表征驱动能力,一般用比功率和比扭矩来表示。图6是乘用车比功率与最高车速的统计关系。图7的比功率是按车型种类及整备质量进行计算。图8的比扭矩是按车型所用燃料类别及允许总质量进行计算。由于载货汽车与轿车相比速度低,用比功率与其总质量的关系基本反映汽车的动力性。而轿车速度高,所以轿车比功率曲线的横坐标用最高车速,纵坐标用汽车比功率,则更体现其动力性特征。乘用车各种车型的平均比功率、比扭矩、质量系数和后备载荷(质量)的统计计算结果见表1所列。
表1 乘用车的各种车型的平均比功率、比扭矩、质量系数和后备载荷(质量)的统计计算结果
2 整车与车身结构参数
乘用车的车身型式与车长的统计结果如图9和图10所示。在图9中,两厢式轿车与三厢轿车在长宽上的规律性差别一目了然,一般说来旅行车是三厢式轿车的变型车,因此在图9中表示会与三厢车多有重复迭加,因而移入图10。
根据乘用车市场车型技术数据进行统计分类,其各类车型的车门数与座位数的统计见表2所列,表中是不计算后门进行统计的,如两厢式轿车基本上都是有后背门的,但在本表中不列出。
乘用车的车型类别基本体现在车身外形上,将整车的允许总质量在整车的俯视投影面上进行平均知,由于SUV的车身高大及客货两用车的载货质量大等原因,SUV和客货两用车是乘用车中承载最大的两种车型(图11),再加上SUV具有一定的越野性,因此开发中在强度与耐久性方面比其它乘用车要求更为苛刻。
表2 车型的车门数与座位数的统计
油箱容积应保证一次续驶里程不低于某个特定值,有资料推荐公路上行驶的车辆一次续驶里程不低于400 km,因此油箱容积大小一般推荐为:小型车油箱容积为40 L,中型车油箱容积为55~60 L,中型车以上油箱容积为60~80 L。图12是不同车型油箱容积与车长的统计结果。从图12可知,车长为4000 mm时,一般轿车油箱容积约45L,SUV油箱容积约为45~60 L;车长为4500 mm时,一般轿车油箱容积约60 L,SUV油箱容积约60~80 L;车长为5000mm时,一般轿车油箱容积约80 L,SUV油箱容积约 80~100 L。
行李箱容积是用户关心的内容之一。对于前置发动机的车辆,前厢是发动机舱,中厢是乘员厢,后厢是行李箱,通常在后悬架(后驱式或全驱式传动还有后减速器、后驱动轴)、消声器、油箱和备胎舱之上形成行李箱的空间。乘用车的行李箱大小与车长的统计如图13所示。对于小型轿车,尤其是舱背式轿车,其没有单独隔开的行李箱,后座与后背门之间为行李箱空间。在两厢车、旅行车、SUV和小客车中,通常行李箱与乘员厢是相通的,乘员少时,可通过座椅的放倒或折叠来实现更大的行李箱空间。图14是两厢式轿车、旅行车、SUV和小客车放倒座椅后的行李空间变化。目前,有些三厢式轿车也取消了中后隔板,通过座椅靠背的放倒,可使装物空间变大。
3 整车性能
3.1 加速时间
按照生产厂家公布的产品技术数据进行统计的整车加速时间如图15所示。从图15可以看出,V类(含微型面包车+MPV)车型的加速时间不随车长变化,加速时间基本在10~15 s之间;跑车的加速时间最短,多在5 s左右;随着车辆长度的增加,轿车加速时间有减少的趋势,其主要原因是国外的高级车以追求动力性为主,而安装了大排量的发动机 (图16),这与全球的环保要求相悖。
3.2 最高车速
对于乘用车,一般指半载的条件下,出于安全及轮胎级别等方面的考虑,除跑车和个别三厢轿车外,多数轿车最高车速设在250 km/h以下(图17)。各国高速公路的限速有差别,中国高速路限速值低,且全球在提倡节能,不宜设计速度太高,因此,中国的高级轿车设计最高车速不超210 km/h为宜。
3.3 燃油消耗
图18是乘用车整备质量与燃油消耗的统计关系。从图18中可知,随质量的增加,燃油消耗增大,柴油车比汽油车消耗燃油少,这也是欧洲柴油车多的原因之一。
3.4 CO2排放
汽车通过发动机燃油燃烧产生动力的同时,也产生了CO2(温室效应气体)。从图19中可以看出,车型越大(发动机排量大),CO2排放量越大。