于秩祥

Yu Zhixiang

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)與職業(yè)技能管理中心，江蘇 徐州 221116）

混合動(dòng)力轎車(chē)和常規(guī)動(dòng)力轎車(chē)維護(hù)周期與經(jīng)濟(jì)效益分析

于秩祥

Yu Zhixiang

（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)與職業(yè)技能管理中心，江蘇 徐州 221116）

根據(jù)混合動(dòng)力轎車(chē)和常規(guī)動(dòng)力轎車(chē)的實(shí)際使用情況，采用試驗(yàn)對(duì)比和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，實(shí)施信息反饋，驗(yàn)證2種動(dòng)力轎車(chē)在正常使用條件下的維護(hù)周期、維護(hù)成本和使用成本，同時(shí)測(cè)試 2種動(dòng)力轎車(chē)各項(xiàng)性能指標(biāo)，對(duì)比分析 2種轎車(chē)的使用經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

轎車(chē)；混合動(dòng)力；維護(hù)周期；經(jīng)濟(jì)效益

0 引 言

目前，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量和銷(xiāo)量均居世界第一，汽車(chē)保有量巨大，成為石油消費(fèi)大國(guó)，給我國(guó)環(huán)境帶來(lái)了一定影響。為了降低汽車(chē)油耗，減少尾氣排放，國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展新能源汽車(chē)，尤其是純電動(dòng)汽車(chē)。由于我國(guó)新能源汽車(chē)起步較晚，技術(shù)掌握不全面，配套設(shè)施不健全，價(jià)格昂貴，新能源汽車(chē)（純電動(dòng)車(chē)）市場(chǎng)保有量很低?，F(xiàn)在比較成熟的新能源汽車(chē)主要是采用混合動(dòng)力技術(shù)，即汽油機(jī)或柴油機(jī)加電動(dòng)機(jī)組成的動(dòng)力總成系統(tǒng)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)不需要充電，駕駛方式與常規(guī)動(dòng)力汽車(chē)一樣，基于這一特點(diǎn)市場(chǎng)保有量較大。結(jié)合車(chē)輛油耗、維護(hù)周期和使用成本等情況，將混合動(dòng)力汽車(chē)（汽油機(jī)加電動(dòng)機(jī)）與常規(guī)動(dòng)力（汽油機(jī)）汽車(chē)進(jìn)行比較分析，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證 2種車(chē)輛的維護(hù)周期與經(jīng)濟(jì)效益。

1 試驗(yàn)車(chē)輛的選擇

試驗(yàn)車(chē)輛采用市場(chǎng)上銷(xiāo)售的同一品牌的汽油機(jī)轎車(chē)和混合動(dòng)力（汽油機(jī)加電動(dòng)機(jī)）轎車(chē)，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。2輛轎車(chē)外形和車(chē)身尺寸一致，車(chē)輛狀況良好，使用時(shí)間1年以上，行駛里程均在1萬(wàn) km以上。選用車(chē)輛配置基本相同，混合動(dòng)力轎車(chē)比常規(guī)動(dòng)力轎車(chē)市場(chǎng)售價(jià)高 5萬(wàn)元。車(chē)輛都進(jìn)行過(guò)首次保養(yǎng)，已過(guò)磨合期。

表1 車(chē)輛技術(shù)參數(shù)

2 轎車(chē)維護(hù)周期驗(yàn)證對(duì)比

常規(guī)動(dòng)力轎車(chē)與混合動(dòng)力轎車(chē)的保養(yǎng)周期和保養(yǎng)項(xiàng)目以廠家使用說(shuō)明書(shū)要求和4S店實(shí)際規(guī)定為主。表 2列出車(chē)輛保養(yǎng)配件價(jià)格和工時(shí)費(fèi)，均以4S店銷(xiāo)售價(jià)格為主，全國(guó)其他地區(qū)可能略有差異。

表2 保養(yǎng)配件價(jià)格表

廠家提供質(zhì)量保證周期為3年或6萬(wàn)km，使用環(huán)境氣溫在-10～38 ℃。測(cè)試車(chē)輛在整個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)的維護(hù)周期和養(yǎng)護(hù)成本，見(jiàn)表3。廠家4S店建議首保以后汽油動(dòng)力轎車(chē)每5 000 km或6個(gè)月進(jìn)行一次保養(yǎng)；混合動(dòng)力轎車(chē)每1萬(wàn)km或6個(gè)月保養(yǎng)一次。測(cè)試車(chē)輛從1萬(wàn)km開(kāi)始計(jì)算保養(yǎng)周期，根據(jù)車(chē)輛使用說(shuō)明書(shū)，混合動(dòng)力轎車(chē)的電池設(shè)計(jì)壽命和整車(chē)相同。

在配置一樣的情況下，混合動(dòng)力轎車(chē)比汽油動(dòng)力轎車(chē)貴約5萬(wàn)元，按照廠家4S店保養(yǎng)要求，2種轎車(chē)的推薦保養(yǎng)周期為5 000 km，整車(chē)享受廠家3年10萬(wàn)km質(zhì)量保證，其中混合動(dòng)力轎車(chē)的動(dòng)力電池可以享受5年或20萬(wàn)km的保修。從表2和表3中可以看出，在保養(yǎng)周期和保養(yǎng)費(fèi)用中混合動(dòng)力轎車(chē)的用車(chē)成本并沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，如果超出廠家規(guī)定的質(zhì)保時(shí)間和里程，混合動(dòng)力轎車(chē)因動(dòng)力電池系統(tǒng)故障會(huì)支付更多的維護(hù)費(fèi)用。另外，車(chē)輛在道路行駛時(shí)可能會(huì)發(fā)生交通事故，導(dǎo)致車(chē)輛損壞，涉及動(dòng)力系統(tǒng)的情況下，混合動(dòng)力轎車(chē)的維修成本高于汽油轎車(chē)。根據(jù)使用情況，混合動(dòng)力轎車(chē)在市區(qū)走走停停的工況下，是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行比較平穩(wěn)，潤(rùn)滑油氧化變質(zhì)較慢，可適當(dāng)延長(zhǎng)保養(yǎng)周期，減少保養(yǎng)次數(shù)。

表3 保養(yǎng)周期及項(xiàng)目

3 燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

汽油動(dòng)力轎車(chē)與混合動(dòng)力轎車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)比參照 GB/T 19233—2008《輕型汽車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法》進(jìn)行實(shí)際路況測(cè)試。由于駕駛習(xí)慣、道路狀況、氣候條件和燃油品質(zhì)等因素，實(shí)際燃油消耗量可能與廠家標(biāo)示燃油消耗量不同。對(duì)比數(shù)據(jù)以實(shí)際測(cè)量為主，測(cè)試時(shí)間為 1年，測(cè)試?yán)锍虨?.5萬(wàn)km。環(huán)境溫度跨度在-10～38 ℃區(qū)間內(nèi)，包含雨雪大風(fēng)、低溫高溫和潮濕干燥等惡劣天氣的行駛，行駛過(guò)程中包含暖風(fēng)、空調(diào)和大功率用電設(shè)備的使用。油耗測(cè)試參照 GB/T 19233—2008標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際駕駛情況，測(cè)試城市市區(qū)工況百公里油耗、市郊工況百公里油耗、高速行駛工況百公里油耗和綜合工況百公里油耗 4個(gè)方面，見(jiàn)表4。

從表 4中可以得到，混合動(dòng)力轎車(chē)各項(xiàng)工況指標(biāo)均優(yōu)于汽油動(dòng)力轎車(chē)，但在市郊工況和高速工況中，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)不大。在這 2種工況下，車(chē)輛都是直接采用發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)提供動(dòng)力，所以測(cè)試數(shù)據(jù)基本接近?；旌蟿?dòng)力轎車(chē)適合在市區(qū)內(nèi)駕駛，在走走停停的工況下基本是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或者串聯(lián)驅(qū)動(dòng)，這樣既節(jié)省了燃油又降低發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放。嚴(yán)格講只要電池電量充足，混合動(dòng)力轎車(chē)在 0～60 km/h速度內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)基本不工作，尾氣排放等于零。長(zhǎng)期在城市工況下使用混合動(dòng)力轎車(chē)，可有效提高車(chē)輛使用經(jīng)濟(jì)性，減少燃油消耗。

表4 油耗對(duì)比L/100km

4 車(chē)輛性能對(duì)比

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 6323—2014、GB/T 21670—2008和GB/T 18697—2002等，結(jié)合實(shí)際測(cè)試條件，選取幾項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目（包括100 m繞樁測(cè)試、百公里加速測(cè)試、制動(dòng)測(cè)試和怠速噪聲測(cè)試等）見(jiàn)表5，比較分析2種動(dòng)力的各項(xiàng)性能指標(biāo)，在測(cè)試過(guò)程中混合動(dòng)力轎車(chē)的電池電量充足。

表5 100米繞樁測(cè)試

從表5中可以看出，2種動(dòng)力轎車(chē)在100 m繞樁測(cè)試的各項(xiàng)數(shù)據(jù)中基本接近，并無(wú)太大差別。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中混合動(dòng)力轎車(chē)以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，汽油動(dòng)力轎車(chē)以發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力。混合動(dòng)力轎車(chē)數(shù)據(jù)略好于汽油動(dòng)力轎車(chē)，可能是由于車(chē)的整備質(zhì)量所導(dǎo)致，混合動(dòng)力轎車(chē)的電池組壓在后軸上，使前后軸比重更為平衡。

在百公里加速測(cè)試過(guò)程中，混合動(dòng)力轎車(chē)的電池為滿(mǎn)電量，2車(chē)測(cè)試次數(shù)為10次，以最快加速時(shí)間為準(zhǔn)?；旌蟿?dòng)力轎車(chē)的加速時(shí)間與電池電量有直接關(guān)系，電池充滿(mǎn)后開(kāi)始進(jìn)行加速測(cè)試，0～100 km/h最快一次用時(shí)8.12 s，如圖1所示。電池電量充足時(shí)，起步過(guò)程非常柔和，ECVT變速箱工作平穩(wěn)，輪胎沒(méi)有打滑，整段加速過(guò)程線性平穩(wěn)，綿密有力。而后隨著電池電量的減少，加速會(huì)越來(lái)越慢。整段加速過(guò)程平穩(wěn)線性，持續(xù)力度不錯(cuò)。

汽油動(dòng)力轎車(chē)，采用2.5 L缸內(nèi)直噴自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，配合 6擋行星齒輪自動(dòng)變速器，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在3 000多轉(zhuǎn)起步，車(chē)身穩(wěn)定控制系統(tǒng)和牽引力控制系統(tǒng)在車(chē)輛剛啟動(dòng)時(shí)對(duì)空轉(zhuǎn)的前輪實(shí)施干擾，減輕前輪打滑。整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)效率高，動(dòng)力輸出更加均勻，速度提升非常線性，0～100 km/h最快一次用時(shí)8.69 s，如圖2所示。

圖2 汽油動(dòng)力轎車(chē)百公里加速曲線

制動(dòng)測(cè)試采用100 km/h時(shí)駕駛員全力制動(dòng)直至車(chē)輛停止時(shí)的制動(dòng)距離。測(cè)試次數(shù)10次取平均值，見(jiàn)表6。兩車(chē)制動(dòng)距離差距不大，都在40 m左右，兩車(chē)懸架保持穩(wěn)定，制動(dòng)姿態(tài)沒(méi)有任何問(wèn)題，減速度都能維持在-1G上下，混合動(dòng)力轎車(chē)由于車(chē)重原因制動(dòng)距離略大于汽油動(dòng)力轎車(chē)。

表6 制動(dòng)性能測(cè)試（100 km/h減速至0 km/h）

噪聲測(cè)試中，主要測(cè)試2車(chē)在怠速、60 km/h、90 km/h和120 km/h時(shí)的車(chē)內(nèi)噪音，選取4個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，取平均值，見(jiàn)表7。2車(chē)在各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試中，噪聲值都比較理想，保證了車(chē)內(nèi)安靜度、車(chē)輛駕駛和乘坐的舒適性。尤其是混合動(dòng)力轎車(chē)在60 km/h以下速度行駛時(shí)，車(chē)內(nèi)噪聲極低，這個(gè)速度區(qū)間只有電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛，車(chē)身振動(dòng)和噪聲很小，在怠速停車(chē)時(shí)，車(chē)身基本無(wú)任何噪聲源，除非發(fā)動(dòng)機(jī)為電池充電。

表7 車(chē)內(nèi)噪聲測(cè)試dB

5 結(jié) 論

1）混合動(dòng)力轎車(chē)與汽油動(dòng)力轎車(chē)的保養(yǎng)和維護(hù)相比，混合動(dòng)力轎車(chē)在廠家質(zhì)保期內(nèi)具有一定優(yōu)勢(shì)。但隨著長(zhǎng)期使用，各類(lèi)部件的老化和電器故障，混合動(dòng)力轎車(chē)的保養(yǎng)和維護(hù)費(fèi)用會(huì)高于汽油動(dòng)力轎車(chē)。另外，車(chē)輛在使用過(guò)程中出現(xiàn)交通事故導(dǎo)致車(chē)輛損壞，混合動(dòng)力轎車(chē)的維修成本會(huì)高于汽油動(dòng)力轎車(chē)。

2）根據(jù)使用情況，混合動(dòng)力轎車(chē)長(zhǎng)期在市區(qū)內(nèi)行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)處于穩(wěn)定工況區(qū)域?yàn)閯?dòng)力電池充電，發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)周期可適當(dāng)延長(zhǎng)，減少保養(yǎng)次數(shù)，降低維護(hù)成本。

3）混合動(dòng)力轎車(chē)在市區(qū)工況下油耗遠(yuǎn)低于汽油動(dòng)力轎車(chē)的油耗，并且尾氣排放量接近于零。混合動(dòng)力轎車(chē)非常適合城市工況下使用，高速行駛工況下2車(chē)油耗基本接近。

4）在0～60 km/h的速度內(nèi)，混合動(dòng)力轎車(chē)都是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在油耗、噪聲、加速、制動(dòng)和操控性等方面，混合動(dòng)力轎車(chē)各項(xiàng)性能略?xún)?yōu)于汽油動(dòng)力轎車(chē)。

5）為保護(hù)城市環(huán)境，減少霧霾，推薦在大中城市內(nèi)使用混合動(dòng)力轎車(chē)。

[1]于秩祥. 乘用車(chē)使用低滾動(dòng)阻力輪胎的節(jié)能減排分析[J]. 無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（6）：76-79.

[2]余志生. 汽車(chē)?yán)碚?[M]. 5版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[3]耿彤. 德國(guó)汽車(chē)?yán)碚揫M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[4]李興虎. 電動(dòng)汽車(chē)概論[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2005.

[5]Robert Bosch. 汽車(chē)工程手冊(cè)[M]. 魏春源，等譯. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2009.

[6]高延齡. 汽車(chē)運(yùn)用工程[M].北京：人民交通出版社，2007.

[7]劉玉梅. 汽車(chē)節(jié)能技術(shù)與原理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

U472

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2016.05.012

1002-4581（2016）05-0042-04

2016-04-15