汽车理论第二章汽车的燃油经济性

汽车的燃油经济性定义：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。意义：降低汽车使用费用；减少对进口石油的依赖；节省能源；降低温室效应气体CO2的排放量。燃油经济性的评价指标一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量。L/km等速百公里燃油消耗量：一定载荷（轿车半载，货车满载）下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。优点：简单易行。缺点：不能全面反映汽车的实际运行情况。尤其是市区行驶中的加速、减速、怠速停车等运行工况。05101520252535455565758595车速/km/h百公里油耗/L/100km循环行驶工况美国环境保护局（EPA）测量城市循环工况（UDDS）和公路循环工况（HWFET），然后按：计算综合燃油经济性，作为综合评价指标。我国货车六工况，行驶1.075km客车城市四工况，行驶0.7km0.451综合燃油经济性=0.55城市循环工况公路循环工况工况累积行程/m时间/s累积时间/s车速/（kmh-1）说明Ⅰ507.27.225等速Ⅱ20016.723.925～40均加速度为0.25m/s2Ⅲ45022.546.440等速Ⅳ62514.060.440～50均加速度为0.20m/s2Ⅴ87518.078.450等速Ⅵ107519.397.750～25均加速度为-0.36m/s2六工况循环参数表四工况循环参数表工况换档车速km/h车速km/h通过行程/累积行程/m通过时间/累计时间/s说明Ⅰ1-2档6-80～255.5/5.55.6/5.6起步换挡加速3-4档13-1524.5/308.8/14.44-5档19-2150/8011.8/26.25档加速70/15011.4/37.6Ⅱ25120/27017.2/54.8等速Ⅲ25～35160/43019.2/74均加速Ⅳ270/700脱档滑行一定燃油量能使汽车行驶的里程。mile/USgal汽车燃油经济性的计算等速行驶工况燃油消耗量计算（1）根据汽车在水平路面上等速行驶时要克服的滚动阻力和空气阻力，求出发动机应提供的功率及发动机转速：30013600716400.3770.377aDaTagaaagGfuCAuPuiinRnuRii（2）根据等速行驶车速及阻力功率，在万有特性图上（利用插值法）确定相应的燃油消耗率b。（3）按下式求出单位时间内的燃油消耗量（mL/s）。ρ——密度；汽油0.71～0.73kg/L，柴油0.81～0.83kg/L（4）求出整个等速过程行驶s（m）的燃油消耗量（mL）3600tPbQ1360010003.6taaPbsPbsQQtuu（5）折算成等速百公里燃油消耗量（L/100km)100100100010saaQPbsPbQsusu等加速行驶工况燃油消耗量计算（1）求出等加速行驶时发动机应提供的功率（2）计算由ua1等加速行驶至ua2的燃油消耗量将加速过程按速度每增加1km/h为一个小区域分成若干区间，求每个区间的燃油消耗量。313600716403600aaaTGfuCDAumuduPdt1136003.6tPbQtdudt1）从初始速度ua1加速至ua1+1km/h所需的燃油消耗量（mL）为：2）由ua1+1km/h再增加1km/h所需的燃油消耗量3）同理10112ttQQQt21212ttQQQt323(1)1212ttntntnQQQtQQQt4）整个加速过程的燃油消耗量（mL）为或5）加速区段内汽车行驶的距离（m）为1231nainiQQQQQQ0112nattntiiQQQttQ22222121225.92aaaaauuuusduadt等减速行驶工况燃油消耗量计算等减速行驶特点：油门松开（关至最小位置），轻微制动，发动机处于强制怠速状态，油耗量为正常怠速油耗。因此，减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。减速时间（s）为：233.6aauutdudtua2——起始速度（km/h)ua3——终了速度（km/h)——减速度（m/s2）减速过程燃油消耗量（mL）为Qi——怠速燃油消耗率（mL/s）dudt233.6aadiduuQQdudt减速区段内汽车行驶的距离（m）为232225.92aadduusdudtidisQQt怠速停车时的燃油消耗量ts——怠速停车时间（s）对于由等速、等加速、等减速、怠速停车等行驶工况组成的循环，整个试验的百公里燃油消耗量（L/100km/h）为：ΣQ——所有过程油耗之和（mL）s——整个循环的行驶距离（m）100sQQs整个循环工况的百公里燃油消耗量影响燃油经济性的因素由可知，等速百公里油耗与等速行驶时的行驶阻力和燃油消耗率与正比，与传动效率成反比。发动机的燃油消耗率取决于发动机的种类、设计制造水平和汽车行驶时的负荷率。从万有特性图上可知，负荷率低时，b值显著增大。另外，总的汽车燃油消耗还与加速、减速、制动、怠速停车等工况以及汽车附件的使用有关。10aTPbCFbQu使用方面影响燃油经济性的因素1、行驶车速由等速百公里油耗曲线可以看出，汽车在接近于低速的中等车速行驶时，Qs最低，高速时随车速增加，Qs迅速加大。虽然发动机负荷率较高，但行驶阻力（特别是空气阻力）增加很多，从而导致百公里油耗增加。2、挡位选择在同一道路条件和车速下，发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越大，发动机负荷率越低，百公里油消耗量就越大。3、挂车的使用1）带挂车后阻力增加，发动机负荷率增加，燃油消耗率b下降。2）汽车列车的质量利用系数（装载质量与整车备质量之比）较大。如CA10B汽车常拖带挂4.5～5t挂车，行驶于坡度小于8％，最大坡度小于11％的道路上，生产率可提高30％～50％，油耗可降低20％～30％（以100t·km计）。总油耗增加，但以100t·km计的油耗下降，即分摊到每吨货物上的油耗下降。4、正确保养与调整汽车的调整与保养影响到发动机的性能与汽车的行驶阻力。正确的前轮定位；制动器摩擦片与制动鼓之间正常的间隙；轮胎气压正常；相对运动零部件表面光洁，间隙恰当，充分润滑底盘行驶阻力减小燃油消耗降低。结构方面影响燃油经济性的因素1）缩减轿车总尺寸和减轻质量质量减轻10％，节油3％～4％。为减轻质量，汽车上大量使用高强度钢板、铝合金、镁合金、复合材料等。2）发动机发动机的热损失与机械损失占燃油化学能的65％左右。a、提高发动机的热效率与机械效率。b、扩大柴油发动机的应用范围。c、汽油机缸内直喷稀燃技术。d、停缸技术。等等3）传动系a、增加挡位。挡位增加后，增加了选用合适挡位使用发动机的机会，有利于提高燃油经济性。但挡位过多操作不便。b、电控自动换档C、无级变速器。4）汽车外形和轮胎a、降低空气阻力系数CD值。Audi100试验结果：CD值从0.42降到0.3后，混合百公里油耗降低9％，以150km/h行驶时，降低25％左右。00.377agnRuii自然，油门也必须随之变化将行驶阻力曲线换算到发动机万有特性中来：b、改进轮胎结构、帘线、胎面花纹、橡胶配方以降低滚动阻力。子午线轮胎与一般的斜交轮胎相比，可节油6％～8％第四节装用了液力变扭器汽车的燃油经济性计算如机械传动相同，必须首先确定功率和比油耗。车速一定，阻力功率就确定了，问题的关键是求出对应工况下的发动机转速。这样才能通过万有特性图确定比油耗。步骤：1由下式救出液力变扭器的输出扭矩和转速'0''00.377gTgtTatTiinruFiir2借用动力性计算时所画出的液力变扭器输出特性曲线和液力变扭器与发动机共同工作曲线，确定发动机转速。3由阻力功率和发动机转速确定比油耗。4其它与机械传动相同。电动车的经济性考虑阻力功率不会变，指导思想仍然是，如何设计传动比，使常用工作区落在电动机的经济区本章要着重注意的问题评价指标发动机的万有特性哪些汽车设计因素会影响到汽车的燃油经济性？为什么汽车燃油经济性计算方法