看来标准答案应该是内燃机的扭矩、热效率、变速箱的传动效率等。然而,路面类型对轮胎的滚动摩擦系数和滑动摩擦系数有很大的影响。众所周知,汽车在低摩擦的道路上加速时容易打滑,车辆的制动距离会更长。打滑的概念是车轮扭矩大于轮胎摩擦力,必然导致车轮上的动力损失,发动机转动会导致油耗增加。
解析参考各类型路面滚动摩擦系数&滑动摩擦系数
商品混凝土铺路硬质道路_ 0.010和1.0
沥青铺路软路面_ 0.012和1.0
压实土路_ 0.035和0.5
铺碎石和渣路_0.035/0.8
湿雪路面_0.020/0.1~0.3
每种路面的摩擦系数决定了汽车行驶中的“车轮上的动力损失”,其中两种专业路面的区别更有意思。沥青路面的滚动摩擦系数高于商品混凝土硬路面。这个参数对于不同类型的汽车有优点也有缺点。
1.普通家用车多为小型微型客车,车身尺寸一般为“≤5000*1850*1800mm”。小车身决定了服务质量最多不超过2吨左右。除了这些车型,一些皮卡和轻客也将作为家庭用车。然而,即使是这些整备质量在2.5吨左右的车型,在沥青路面上行驶时其实也有优势。
为此,这类车辆的重量不足以“碾压”沥青路面,因此路面较高的滚动摩擦系数可以减少车轮扭矩(扭力)的损失。车轮上的功率计算公式为:速度×扭矩÷ 9549 = kW。如果扭矩足够大,可以降低发动机转速来降低油耗(发动机转速越低,喷油量越小)。对于轻型和小型车辆,增加滚动摩擦系数和降低摩擦系数可以在达到前者的阈值之前节省燃油。
2.中重型客货车不适合用沥青铺筑松软路面,因为这类车辆的总质量可达几十吨。即使车辆至少有六个车轮,每个车轮获得的垂直压力仍然会被夸大。在足够的重量作用下,沥青路面容易被挤压变形,在行驶过程中会迅速变形。这种状态就像汽车行驶在有积水的道路上,积水会增加车轮转动的阻力。
对于重型车辆来说,沥青路面可以理解为“软”。铺装平整后,以每分钟数千转的速度滚动的车轮,会与车轮滚动方向前方一定程度“凸起”的路面形成“过度抓地力”。通俗的描述是凸起位置抓胎冠——轮胎不变形时,沥青路面的滚动摩擦系数从0.9到1.0足够高,通过抓路面变形凸起位置的车轮来增加滚动摩擦。
知识点:沥青路面与重型车辆的结合导致路面变形,使摩擦系数超过车轮滚动阻力阈值。正常路面假设轮胎输出扭矩为100%,商品混凝土硬路面损耗为5%,剩下95%。但是对于轻型和小型车辆,沥青路面的损耗是3%,剩余97%,而对于重型车辆,损耗是7%,剩余93%,油耗也会按照这个比例增加。当然,这只是一个假设的参数,真正的差别会在3%到5%之间。这是道路类型和车辆类型与油耗的关系,供参考。
MIT研究发现 道路更坚硬可提升车辆燃料效率/降低二氧化碳排放
盖世汽车讯 每当有一辆大卡车呼啸而过,人们总会听到低沉的隆隆声,感觉到房子在摇晃,这是因为重型车辆的重量会让路面略微弯沉,也会对卡车的整体燃油效率造成影响。
(图片来源:MIT)
现在,据外媒报道,麻省理工学院(MIT)研究人员进行的一项理论研究表明,稍稍改变道路铺设就可以减少车辆燃油效率的损失,几乎无需成本就可以将交通领域温室气体排放总量减少0.5%。
该项研究调查了美国各州天气条件、道路长度、材料特性、道路使用情况的数据,并建立了不同路面重新铺设方案的模型。研究人员发现,提高里程效率的一个关键就是要让路面更加坚硬,以减小路面弯沉的程度,从而减少路面磨损,也减少了车辆为摆脱路面凹陷而不断做出的轻微上坡动作。
研究人员表示,有预测表示,未来乘用车旅行数量会微微减少,但是卡车货运旅行会增多,而路面弯沉会对其整体效率造成影响。
不过,研究人员表示,有几种方法可以让道路变得更加坚硬。一种是在铺设沥青时,在沥青混合物中加入少量的合成纤维或碳纳米管。只需要用上此类廉价材料的十分之一就可以极大地改进道路的硬度。另一种增加硬度的方法是,调整沥青混合物中不同大小集料的粒度,增加岩石数量,减少粘合剂数量,让混合物更加密集。
还有一种方法是将沥青路面换成混凝土路面,后者的初始成本更高,但是更耐用,因此总生命周期成本与沥青路面持平或者更低。美国北部很多州的路面都已经用上了混凝土,而在南部的州,沥青更受欢迎。因为沥青在炎热的天气条件下特别容易变形,而混凝土路面相对而言不受高温的影响,因此南部州的路面对车辆产生了更大的影响。研究表明,仅仅是升级德克萨斯州的路面,就产生了重大影响,因为该州有着庞大的沥青公路网以及高温天气。
研究人员们计算出,道路改善率只达到10%,就可在50年内减少4.4亿吨二氧化碳排放量,约占这一时期内交通相关排放总量的0.5%。不过,该项建议可能会带来一些调整,因为改变沥青材料混合物可能会影响到现场工作的操作,可能需要对使用的设备进行调整。也可能会带来一些处理成本。
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动力粘度高沥青会怎么样
当动力粘度高的沥青被用来铺设道路时,会有一些不利的影响。首先,它很难在较低的温度下混合和工作。这可能会导致施工延误和不均匀的路面质量。其次,高粘度的沥青可以导致路面变硬,这增加了车辆在路面上行驶的能量消耗。这会导致汽油消耗过高,对环境造成负面影响。此外,高粘度沥青可能会导致高温时柔软度变差,而在雨季时则可能导致表面水分集中,造成行车不稳。因此,在选择使用沥青时,应综合考虑各种可能的影响,并选择合适的粘度来完成建设工程。