4.5.2 汽车节能
1.汽车节能措施
为了有效利用自然资源和社会财富，必须千方百计节约能源，节能也是减少环境污染的有效措施。施行欧6之后，减排的主要目标直指CO2，至此，对一般燃料而言，节能与减排就合而为一了。即使今后可再生能源成了汽车能源的主角，也不能放松节约，更何况在现有的供给体系下，对车而言，新能源还不具备跟汽、柴油抗衡的比较优势，还会有新的油藏不断被发现，汽、柴油机汽车在今后相当长的时间里仍是主要的交通工具，因此，研发节能技术、改进石油基燃料发动机不仅是当务之急，更是长远之计。CAERC的研究认为：“石油节油应优先于石油替代”“车用能源发展应始终本着节约优先的策略”。这是出于现实与长远结合得出的论断。
汽车节能措施可概括为图4-36所示要点，这些措施需要环环相扣、相辅相成，方能取得好成效。通过汽油机缸内直喷（GDI）、HCCI、增压、可变气门（包括可变气门正时（VVT）和可变气门升程）、集成式起动/发电机（ISG）等技术，通过提高汽油机的压缩比，减少节流损失，增大进气量，优化进气质量，稳定着火燃烧，减少燃烧室壁传热，优化功率输出与工况的适配，采用自动起停（怠速工况熄火）、回收制动能量等技术来降低内燃机油耗。马自达（Mazda）公司推出的米勒循环汽油机（Miller cycle engine），通过延迟进气阀关闭的时间，使实际的膨胀行程长于压缩行程，降低了泵吸损失，提高了热效率，据称在10.15工况循环下实现了23km/L（4.3L/100km）的低油耗。这里要特别强调，除了技术措施之外，科学用车也是极其重要的环节，科学的运输组织和科学驾驶（如生态驾驶[66]）的节能效果往往比一些技术措施明显，这就是欧洲汽车厂近年来特别强化了培训驾驶人的原因。社会化的集约物流及科学组织和调度车辆的节能效果也十分显著。北欧素有使用长挂列车（longer vehicle combinations）的传统，三辆车运来的货物，两辆长挂列车即可运走，减少了单位货物质量（mass）的耗能量。美国的长组合车（LCVs）和欧洲推广的长重列车（LHV-ECO Combi.）都能收到显著的节能效果。欧盟商会2008年9月提交建议书建议中国将最大列车的长度限值增加到25.25m，以允许LHVECO Combi.运输三个集装箱。我曾撰文推介长挂列车的优势。2015年6月，交通部批复同意黑龙江龙运集团试点超长列车，GB 1589—2016定义中置轴车辆运输列车最大长度限值为22m。
图4-36 汽车节能措施
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美国的长组合车与欧洲的长重列车
LCVs是列车长度超过一般限值的组合列车，可以是货车加一个全挂车、货车加两个全挂车，或者半挂牵引列车加全挂车。在美国，最小的LCVs两车连挂组合的列车长95ft（29m），最长达120ft（36.6m），重61t，真是逶迤如山。而美国现行法规规定的组合列车长不超过75ft（22.9m）。1956年，联邦法规授权加州和其他20多个州可选择允许三车连挂（triple trailer）的LCVs，但加州没有做这样的选择。1991年，议会通过陆上交通联运效率法，禁止州自行增加列车的尺寸和重量限值，但1991年1月前允许增加的除外。
加州交通局认为，LCVs具有下述优势：①运输效率高，美国的研究认为，LCVs的运输效率提高30%～100%；②运输成本低，可使货主和车主获利，最终受惠于公众；③由于行驶的车辆减少而提高道路的利用率；④可减少单位运输量的排放。但担忧LCVs的如下劣势：①由于在用的长组合车不够多，不能获得有效的统计数据，担心它的大量使用会增加恶性事故，担心三车连接的最后挂车在行驶中摆动，偏离预计的车道，担心坡道行驶动力不足等；②轴荷增大会加剧对路面的损坏，但可通过增加轴数使损坏减轻；③由于转弯直径增大，不适应现有的道路，可能会损坏道路镶边石和路旁指示设施；④美国公路休息区的停车场不能停泊大于80ft（24.4m）的列车；⑤担心由于大量采用LCVs，使运价降低，铁路货运大量转向公路，使公路拥堵。美国人对于人的保护令人钦佩，他们甚至考虑到了逶迤的列车冬季溅起雨雪对行人的侵害（因为车长连续溅起雨雪），为此还做了试验。(https://www.daowen.com)
LHV-ECO Combi.的限值定义为：列车长25.25m，列车总重60t。这样，既减轻了美国LCVs过长带来的风险，又发扬了长重车的优势。LHV-ECO Combi.的推广者认为，LHV-ECO Combi.具有这些推广效应：①运营效率提高了，据DAF的资料，长重列车每1000t·km的燃料消耗率比GCM＝40t的列车低16%，比GVM＝26t的货车低41%。美国未来清洁空气东北部中心（NESCCAF）、西南研究院（SwRI）等2009年10月联合发布的研究报告预计，采用北欧限值的长重列车，从现在到2030年，美国可累计节约900亿gal的当量柴油。②由于上路的货运车少了，道路的利用率会提高。③汽车排放对环境的冲击会减少，NESCCAF等的研究报告预测，从现在到2030年美国因之可累计减排CO2970亿t。④由于货运车数量减少和对驾驶员素质要求的提高，以及因运输效益提高而使购车支付能力增强，促使汽车安全性能和道路交通安全得以改善。究竟如何规避LHV-ECO Combi.的风险，怎样协调安全、节能、环保的权重，都是很值得研究的公共管理课题。NESCCAF等的研究指出，2012—2017年期间，LHV-ECO Combi.将在美国逐渐得到发展。
2.汽车节能技术的成效评定
由于汽车的载荷变化多端、影响油耗的因素与汽车的多种性能相关，判定一项汽车节油技术的成效必须经过多工况、多性能的综合考量，才能得出客观的结论，切忌只看事情的一个或几个方面，以偏概全，误导公众。《汽车节油技术评定方法》（GB/T 14951—1994）就规定了汽车节油技术的13项评定指标，涉及经济性、动力性、环境友好性。如经济性主要测评指标就有城间运输模式节油量和节油率、市区运输模式节油量和节油率、快速运输模式节油量和节油率、特定工况节油技术运行节油量和节油率，不仅计算各种运输模式节油率等综合评定指标，还要评定经济效益评定系数和使用节油技术的投资回收里程，还规定了评定试验方法和评定指标的计算模式。2007年1月颁布的修订版将指标调整为15个项目，环境影响项目细化为六项，对燃料消耗量的测量方法做了修订，增加了汽车运行百公里燃料消耗量、挂挡滑行对比试验和针对装有排气后处理装置的车辆排气污染物测量方法，取消了有关特定工况和加速工况燃料消耗量的检测及相关事项。修订版涵盖了1994年以后出现的影响汽车节油的新因素，鉴于市场上销售的汽车节油产品增多的新情况，质监局和标准化管理委员会于2010年11月发布《汽车节油产品使用技术条件》（GB/T 25348—2010）。
汽车的燃料经济性是考量汽车性能的重要指标，正在越来越受到用户的重视。汽车燃料经济性是汽车效率的一项考量指标，与汽车的其他效率指标相关。我们常用等速行驶燃料消耗量、模拟城市工况循环燃料消耗量、多工况循环燃料消耗量、碳平衡法计算燃料消耗量、限定条件下的100km油耗（或t·100km油耗）等方法评定汽车燃料经济性，这些指标各自表征了指定工况下燃料的使用效率，但与其他的效率指标缺少相关性，不便于对汽车的效率作出综合评定。横贯欧洲试验同业会（Tran Euro Test colleagues）采用了一种他们称作“生产率系数”（productivity factor）的综合指标来评定重型汽车包括燃料消耗在内的运输效率。生产率系数用通过检测路段的平均车速、平均燃料消耗、车辆整备质量加权计算得出。式（4-16）是总质量40t的牵引列车的生产率系数计算公式。
① 原文发表的此公式有误。此式由作者推导出，供参考。经与发表的计算结果对比，误差为0.6%～6.2%。原式见：“The Millennium Challenge”，载Truck.February2000。
按式（4-16）计算的生产效率系数在75～100之间表明该车运输效率较高。这种综合评定方法简单易行，特别适用于对车型之间的对决作评定。
与其说式（4-16）给我们一种综合评定牵引列车综合生产率的量化公式，不如说是带给我们一种启示，启发我们继续探索不同工况下各变量的相关关系、加权系数和评判标准，研究权重和评判标准该如何随价值取向的变化而修订，以求客观、科学地评定包含燃料经济性在内的综合运输效率。