中文版-第二章 汽车燃油经济性
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第二章 汽车的燃油经济性
⏹预备知识：汽车传动系的功能、组成、构造及工作原理。
发动机的转速特性。
汽车的动力性。
⏹中心思想：介绍燃油经济性评价指标、计算方法、影响因素及新一代高效节能技术。
引言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。
燃油经济性好，可以降低汽车的使用费用、减少同家对进口石油的依赖性、节省石油资源；同时降低了发动机产生的CO2(温室效应气体)的排放量，起到防止地球变暖的作用。
发动机的燃油消耗率与排放污染是有密切关系的，只能在保证排放达到有关法规要求的前提下来降低发动机的燃油消耗率，援高汽车的燃油经济性。
节约燃料、保护环境已成为全球关注的大事，汽车燃油经济性受到各国政府、汽车制造业与汽车使用者的重视。
第一节汽车燃油经济性的评价指标汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃加消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100Km，即行驶100km所消耗的燃油升数。
其数值越大，汽车燃油经济性越差。
在美国，燃油经济性指标的单位为MPG或Mile／USgal，指的是每加仑燃油能行驶的英里数。
这个数字越大，汽车燃油经济性越好。
⏹等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷(我国标准规定轿车为半载、货车为满载)下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。
常测出每隔30km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线，用它来评价汽车的燃油经济性，如图2-1所示。
等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情况，持别是在市区行驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等工况。
图2-2给出了联合国欧洲经济委员会、美国及我国法定的测定燃油经济性的循环行驶工况图。
欧洲经济委员会（ECE）规定，要测量车速为90km/h和120km/h的等速百公里燃油消耗里和按ECE-R.15循环工况的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作为混合百公里燃油消耗量来评定汽车燃油经济性。
发动机原理 汽车的燃油经济性
§2-1
汽车燃油经济性的评价指标
（一） 汽车的燃油经济性常用一定运动工况下汽车行驶百公里的燃油 消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100km；
美国为MPG或mile/USgal。
1mile=1.609Km;1usgal=4.546L
等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标，它指汽车 在额定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油 消耗量。常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里燃油 消耗量，然后在图上连成曲线，称为等速百公里燃油消耗量曲线， 它用来评价汽车的燃油经济性.
燃油经济性
27
愈低，后备功率愈大，发动机的负荷率愈低，燃油消耗率愈高，百公 里燃油消耗量就愈大，而使用高档时的情况则相反。
be
C
燃油经济性
22
汽车理论
（三）挂车的应用
拖带挂车后节省燃油的原因有二个：一是带挂车后阻力
增加，发动机的负荷率增加，使燃油消耗率b下降；另一个原 因是汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整车整备质量 之比）较大。 （四）正确地保养与调整 汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车行驶阻 力,所以对百公里油耗有相当的影响。 轮胎气压；前轮定位；制动二、汽车结构方面
汽车理论
根据专家意见，美国密西根大学研究了改进汽车结构因素 与提高燃油经济性的关系，见表2-1。
下面分别说明这些因素与燃油经济性的关系。
（一）缩减轿车总尺寸和减轻质量。
（二）发动机 目前看来，提高发动机燃油经济性的主要途径为： （1）提高现有汽油发动机的热效率与机械效率； （2）扩大柴油发动机的应用范围；
第二章
汽车的燃油经济性
第二章汽车燃油经济性
行程油耗（s米）:Q Pebs ,mL
102ua
百公里油耗：Qs
Peb
1.02ua
,L/100km
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
gege(Pe,n) b
1
Pe
T
(Pf
Pw
Pj)
步骤1：将加速过程划分为 若干个区间；
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
2.1.1 汽车燃料经济性的评价指标
① 常选取单位行程的燃料消耗量或单位运输工 作的燃料消耗量作为评价指标。前者用于比 较相同容载量汽车的燃料经济性，也可用于 分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同 一种汽车上对汽车燃料经济性的影响，单位 是L/100km；后者常用于比较和评价不同容载 量汽车的燃料经济性，单位是L/(t·100km)、 L/(kg·km)。此项指标的数值越大，则汽车燃 料经济性越差。
➢ 据预测到2020年我国车用燃油消耗 为3.05亿吨，换算成原油将超过5亿 吨
➢ 包括欧盟、美国、日本、韩国等在 内的很多国家和地区都已经根据各 自国情实施了不同形式的汽车燃料 消耗量标示制度，作为控制汽车二 氧化碳排放和油耗的支柱措施之一。
第二章汽车燃油经济性
2.1.1 汽车燃料经济性的评价指标
步骤4：将各区间的燃油消 耗量累加，得到整 个加速过程的燃油 消耗量；
步骤5：计算该工况的行驶 距离。
第二章汽车燃油经济性
2.1.1 汽车燃料经济性的评价指标
② 汽车燃料经济性也可用单位燃料量的汽车行 驶里程作为评价指标。该指标亦称为汽车经 济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行 驶的英里数作为评价指标，单位是MPG或 mile/USgal。该指标数值越大，汽车燃料经 济性越好。
第二章 汽车的燃油经济性
第二章 汽车的燃油经济性
第一节
汽车燃油经济性的评价指标
等速百公里 燃油消耗量曲线
循环行驶试验 工况燃油消耗
1.评价指标
评价指标
每百公里 的燃油消耗量
一定的燃油量 行驶的里程
中国及欧洲燃油经济性评价指标：一定运行工况下 百公里燃油消耗量，单位为L/100km 。 美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定量
装用大排量发动机，负荷率低，b大；
Audi A8采用全铝承载式车身，质量减轻15％，百公里油耗降低5%～8%。
第二章 汽车的燃油经济性
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。
第二章 汽车的燃油经济性
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
几种不同车型的油耗 车型 路虎发现 V6 4.0 整备质量 /kg 2700 油耗量（综合）
第二章 汽车的燃油经济性
第一节
汽车燃油经济性的评价指标
4.中国相关的新标准
新开发车型，从2005年7月1日开始执行第一阶段限值 要求，2008年1月1日起执行第二阶段限值要求。 在生产车型，从2006年7月1日开始执行第一阶段限值 要求，2009年1月1日起执行第二阶段限值要求。
具体测量方法按照GB19233—2003《轻型汽车燃料消 耗量试验方法》进行。
第二章 汽车的燃油经济性
定义：在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油消耗量经 济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。
意义：
燃油经济性好
节约资源 减少进口的石油量
降低CO2等的排放 降低汽车的使用费用
截止2006年底，我国已探明石油剩余经济可采储量为20.43
亿吨，天然气剩余经济可采储量为24.49亿m3。 中国石油的相当一部分依赖进口 自1993年开始，中国已成为石油净进口国，且进口量逐年 增加；石油对外依赖程度越来越大。2004年以来，中国的石油 消费总量已经超过日本，位居世界第二位，仅次于美国。 2009年进口石油达到2.038亿吨，出口516万吨。
第二章汽车的燃油经济性
（３）高原地区空气稀薄，发动机吸入空气量减少，压缩 压力随之 降低。可适当选用较低辛烷值汽油或将发动机点火角适当提前。
二、柴油的性质、种类、牌号及选用
（一）柴油的性质
１．发火性
柴油在发动机气缸中自行着火的性 能
表示方法：
十六烷值
２．低温流动性
评定指标：
凝点
二、柴油的性质、种类、牌号及选用
（二）柴油的种类与牌号
汽油机油 柴油机油
SC、SD、SE、SF、SG、SH CC、SD、CE、CF-4
三、润滑油性质、种类及选用（发动机）
（三）润滑油的选用 关键三点： 一、选择好油品的质量等级 二、选择好油品的粘度等级
粘度等级 5W 10W 20 30
40
使用温度℃ -40～-10
-30～5 -10～30
0～30
10～50
（一）齿轮油的分类 1．性能分类
我国车辆齿轮油性能分类 L-CLC 普通车辆齿轮油 L-CLD 中负荷车辆齿轮油 L-CLE 重负荷车辆齿轮油
相当的API性能分类 GL-3 GL-4 GL-5
2．粘度分类 低温粘度级号 高温粘度级号
75Ｗ、80Ｗ和85Ｗ 90、140和250
三、润滑油性质、种类及选用（齿轮）
滴点高、抗水性好
四、润滑脂性质、种类和牌号
（三）润滑脂的选用 1．选用依据： 使用部位的温度、速度、负荷、环境状况 2．在使用中应注意的事项 （1）按汽车使用保养说明书的要求选用； （2）汽车轮毂应采用空毂润滑； （3）推广使用锂基系列润滑脂； （4）润滑脂不得混存，存放容器应保持清洁。
五、特种液
粘度等级 5W/30 10W/30 15W/40 20W/40
使用温度℃ -40～30 -30～30 -20～40 -10～15
二、柴油的性质、种类、牌号及选用
（一）柴油的性质
１．发火性
柴油在发动机气缸中自行着火的性 能
表示方法：
十六烷值
２．低温流动性
评定指标：
凝点
二、柴油的性质、种类、牌号及选用
（二）柴油的种类与牌号
汽油机油 柴油机油
SC、SD、SE、SF、SG、SH CC、SD、CE、CF-4
三、润滑油性质、种类及选用（发动机）
（三）润滑油的选用 关键三点： 一、选择好油品的质量等级 二、选择好油品的粘度等级
粘度等级 5W 10W 20 30
40
使用温度℃ -40～-10
-30～5 -10～30
0～30
10～50
（一）齿轮油的分类 1．性能分类
我国车辆齿轮油性能分类 L-CLC 普通车辆齿轮油 L-CLD 中负荷车辆齿轮油 L-CLE 重负荷车辆齿轮油
相当的API性能分类 GL-3 GL-4 GL-5
2．粘度分类 低温粘度级号 高温粘度级号
75Ｗ、80Ｗ和85Ｗ 90、140和250
三、润滑油性质、种类及选用（齿轮）
滴点高、抗水性好
四、润滑脂性质、种类和牌号
（三）润滑脂的选用 1．选用依据： 使用部位的温度、速度、负荷、环境状况 2．在使用中应注意的事项 （1）按汽车使用保养说明书的要求选用； （2）汽车轮毂应采用空毂润滑； （3）推广使用锂基系列润滑脂； （4）润滑脂不得混存，存放容器应保持清洁。
五、特种液
粘度等级 5W/30 10W/30 15W/40 20W/40
使用温度℃ -40～30 -30～30 -20～40 -10～15
第二章 汽车的燃油经济性-2009
汽车理论讲义（第3版）
等速百公里油耗
油消耗量。 油消耗量。编著 时培成
2
等速百公里油耗曲线
常测出每隔 10km/h或 或 20km/h速 速 度间隔的等 速百公里油 耗量， 耗量，然后 在图上连成 线。
汽车理论讲义（第3版） 时培成 编著 3
汽车理论讲义（第3版）
时培成 编著
4
等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情 特别是在市区行驶中频繁出现的加速、 况，特别是在市区行驶中频繁出现的加速、 减速、怠速停车等工况。 减速、怠速停车等工况。
汽车理论讲义（第3版）
时培成 编著
12
汽车理论讲义（第3版）
图 2-3 汽油发动机万有特性
时培成 编著
13
等速行驶工况燃油消耗量的计算
根据等速行驶车速u 及阻力功率P， 根据等速行驶车速 a及阻力功率 ，在万有特性图上 利用插值法）可确定相应的燃油消耗率b。 （利用插值法）可确定相应的燃油消耗率 。从而计算 出以该车速等速行驶时单位时间内的燃油消耗量。 单位时间内的燃油消耗量 出以该车速等速行驶时单位时间内的燃油消耗量。 发动机万有特性曲线 车速ua 车速 阻力功率P 阻力功率 燃油消耗率 燃油消耗量
u −u sa = 25 . 92 du / dt
2 a2 2 a1
汽车理论讲义（第3版） 时培成 编著
将车速以m/s的 的 将车速以 形式代入即可
20
等减速行驶工况燃油消耗量的计算
等减速行驶 发动机怠速状态
等减速行驶 燃油消耗量
怠速燃油消耗率 等减速行驶时间
计算
汽车理论讲义（第3版） 时培成 编著 21
汽车理论讲义（第3版）
时培成 编著
Pb Qs＝ 1.02u a ρg
等速百公里油耗
油消耗量。 油消耗量。编著 时培成
2
等速百公里油耗曲线
常测出每隔 10km/h或 或 20km/h速 速 度间隔的等 速百公里油 耗量， 耗量，然后 在图上连成 线。
汽车理论讲义（第3版） 时培成 编著 3
汽车理论讲义（第3版）
时培成 编著
4
等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情 特别是在市区行驶中频繁出现的加速、 况，特别是在市区行驶中频繁出现的加速、 减速、怠速停车等工况。 减速、怠速停车等工况。
汽车理论讲义（第3版）
时培成 编著
12
汽车理论讲义（第3版）
图 2-3 汽油发动机万有特性
时培成 编著
13
等速行驶工况燃油消耗量的计算
根据等速行驶车速u 及阻力功率P， 根据等速行驶车速 a及阻力功率 ，在万有特性图上 利用插值法）可确定相应的燃油消耗率b。 （利用插值法）可确定相应的燃油消耗率 。从而计算 出以该车速等速行驶时单位时间内的燃油消耗量。 单位时间内的燃油消耗量 出以该车速等速行驶时单位时间内的燃油消耗量。 发动机万有特性曲线 车速ua 车速 阻力功率P 阻力功率 燃油消耗率 燃油消耗量
u −u sa = 25 . 92 du / dt
2 a2 2 a1
汽车理论讲义（第3版） 时培成 编著
将车速以m/s的 的 将车速以 形式代入即可
20
等减速行驶工况燃油消耗量的计算
等减速行驶 发动机怠速状态
等减速行驶 燃油消耗量
怠速燃油消耗率 等减速行驶时间
计算
汽车理论讲义（第3版） 时培成 编著 21
汽车理论讲义（第3版）
时培成 编著
Pb Qs＝ 1.02u a ρg
《汽车理论》第二章 汽车的燃油经济性
1 Q1 2 (Qt0 Qt1)t
Q2
1 2
(Qt1
Qt2 )t
Q3
1 2
(Qt 2
Qt3 )t
Qn
1 2
(Qt ( n1)
Qtn )t
等加速行驶工况燃油消耗量
Qa
1 2
(Qt
0
Qtn )t
n1
Qti t
i 1
等加速区间内行驶的距离
sa
ua22 ua21 25.92du / dt
三、等减速行驶工况燃油消耗量的计算
反映实际的汽车 行驶情况
循环行驶 试验工况
▪ 我国及欧洲：行驶100km所消耗 的燃油升数，单位为L/100km。
▪ 美国：每加仑燃油能行驶的英里 数，单位为MPG或mile/USgal。
一、等速行驶百公里燃油消耗量
常用的一种评价指标，指汽车在额定载 荷下，以最高档在水平良好路面上等速 行驶100km的燃油消耗量。常测出每隔 10km/h或20km/h速度间隔的等速百 公里燃油消耗量，然后在图上连成曲线， 称为等速百公里燃油消耗量曲线，用来 评价汽车的燃油经济性。
利用情况及行驶条件的影响，所以，它 不能直接用于评价整车的燃料经济性。
燃油经济性
一定的动力性条件下 尽量少的燃油消耗
燃油经济性好
降低汽车的使用费用 减少进口的石油量 节约资源 降低CO2等的排放
2.1 燃油经济性的评价指标
评价指标
每百公里 的燃油消耗量
一定的燃油量 行驶的里程
等速百公里 燃油消耗量曲线
汽车等速百公里燃油消耗量曲线
二、循环行驶工况百公里燃油消耗量
全面反映汽车的实际运行情况，特别是在市区行 驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等工况。
第二章 汽车燃油经济性
第一阶段 第二阶段
12.0
10.8
750<CM ≤865
7.6
6.9
1660<CM ≤1770
12.6
11.3
865<CM ≤980
8.2
7.4
1770<CM ≤1880
13.1
11.8
980<CM ≤1090
8.8
8.0
1880<CM ≤2000
13.6
12.2
1090<CM ≤1205
9.4
8.6
使用高挡可节省燃油； 汽车起步加速过程中， 从经济性角度出发要尽早 换入高挡；从动力性角度 出发要用足低挡。
41
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3.带挂车运输
1）提高生产率30％～50％； 2）降低油耗20% ～ 30%。
带挂车运输时
F 负荷 b率
Qs
F b F
第二章 汽车的燃油经济性
第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
返回目录 1
第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
发动机转矩、小时燃油消耗量与发动机转速的关系
2
第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
画 Tt KTP 与 nPfnt 曲线
在发动机转矩曲线上画泵轮的转矩曲线TP=f（n P ）；
29
第二节 汽车燃油经济性的计算
以速度增加1km/h 为间隔，将汽车加速 过程分为若干个小区 间，计算各区间的油 耗并将其相加，即得 加速油耗。
每个小区间起始或终了时刻车 速对应的单位时间燃油消耗量
Qt
Peb
367.1 g
30
第二节 汽车燃油经济性的计算
汽车燃油经济性
3. 汽车整备质量
它是汽车设计与制造中的重要技术指标。显然，在汽车最大 总质量相同的情况下，汽车的整备质量越小，相同运程的货运 量就越大，单位货运量（货物周转量）的油耗就越少。当整备 质量减少时，汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都将减 少，则消耗在这些阻力上的能量相应减少，因而汽车的百公里 油耗将会减少。目前，在汽车上广泛采用轻质材料，改进汽车 结构，优化汽车设计，以减少汽车整备质量，来提高汽车的燃 油经济性。
车辆滑行距离要求（30km/h摘档滑行）
汽车整备质量M（kg） 单轴驱动车辆滑行距离（m） 双轴驱动车辆滑行距离（m）
M＜1000 1000≤M≤4000 4000＜M≤5000 5000＜M≤8000 8000＜M≤11000
M＞11000
≥130 ≥160 ≥180 ≥230 ≥250 ≥270
检测
评价
§2-1 汽车燃油经济性评价指标
1．单位行程的燃油消耗量 单位行程的燃油消耗量常用一定运行工况下汽车行驶百公 里的燃油消耗升数（L/100km）来表示。 它可用来评价相同容载量汽车的燃油经济性，也可用于分 析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃 油经济性的影响，其数值越小，则汽车的燃油经济性就越好。 我国及欧洲一般采用L/100km数作为汽车燃油经济性的评价 指标。
Qs
P.ge
10ua
Ｌ/100km
汽油ρ=0.71～0.73kg/L；柴油ρ=0.81～0.83kg/L。
等速行驶工况燃油消耗量计算
计算的基本依据
发动机万有特性图 或发动机负荷特性图 和汽车功率平衡图
等速时发动机应提供的功率为
Pe
1
T
(P f
Pw )
汽车理论第二章汽车的燃油经济性
个很小的发动机转速区域内， 而在此区域内燃油经济性最 佳的负荷率大致为80~90%
可见，部分负荷，尤
其是低速时负荷率很低， 负荷率远离比耗油率的最 佳经济区！
Pe
1
T
( Gfua 3600
CD A 76140
ua3
)
Pe1
Pe2
发动机实际负荷
Pe3
be
k3
it m
坐标换算ua
0.377
rn i0ig
依据发动机小时燃油消耗量 Qt f (n, ) 求出
5、新一代高效率节能汽车的研究（电动汽车的研究）
共5节内容
§1汽车燃油经济性评价指标 §2汽车燃油经济性计算 §3影响汽车燃油经济性的因素 §4装有液力变矩器汽车的燃油
经济性计算
§5电动汽车的研究（PRIUS简介）
研究有何意义 ？
燃油经济性
一定的动力性条件下 尽量少的燃油消耗
sa
ua1 (ua 2
ua1)
1 du /
dt
1 2
du dt
((ua2
ua1)
1 du /
)2 dt
ua22 ua21 du / dt
✓等减速行驶工况燃油消耗量的计算
等减速行驶
等减速行驶 燃油消耗量
发动机怠速状态 怠速燃油消耗率 等减速行驶时间
减速时间 t (s)
ua2 ua3
t ua2 ua3 3.6du / dt
3600
du ) dt
Pua1＋1
1
T
(G（f ua1＋1） 3600
7C61D4A0（ua1＋1）3
m(ua1 1) 3600
du ) dt
将ua2-ua1分成 若干个小区间
可见，部分负荷，尤
其是低速时负荷率很低， 负荷率远离比耗油率的最 佳经济区！
Pe
1
T
( Gfua 3600
CD A 76140
ua3
)
Pe1
Pe2
发动机实际负荷
Pe3
be
k3
it m
坐标换算ua
0.377
rn i0ig
依据发动机小时燃油消耗量 Qt f (n, ) 求出
5、新一代高效率节能汽车的研究（电动汽车的研究）
共5节内容
§1汽车燃油经济性评价指标 §2汽车燃油经济性计算 §3影响汽车燃油经济性的因素 §4装有液力变矩器汽车的燃油
经济性计算
§5电动汽车的研究（PRIUS简介）
研究有何意义 ？
燃油经济性
一定的动力性条件下 尽量少的燃油消耗
sa
ua1 (ua 2
ua1)
1 du /
dt
1 2
du dt
((ua2
ua1)
1 du /
)2 dt
ua22 ua21 du / dt
✓等减速行驶工况燃油消耗量的计算
等减速行驶
等减速行驶 燃油消耗量
发动机怠速状态 怠速燃油消耗率 等减速行驶时间
减速时间 t (s)
ua2 ua3
t ua2 ua3 3.6du / dt
3600
du ) dt
Pua1＋1
1
T
(G（f ua1＋1） 3600
7C61D4A0（ua1＋1）3
m(ua1 1) 3600
du ) dt
将ua2-ua1分成 若干个小区间
第二章汽车的燃油经济性
燃油经济性好： 可以降低汽车的使用费用； 节约石油资源； 降低汽车有害气体的排放量； 减轻环境污染等。
目录
2.1 汽车的燃油经济性评价指标 2.2 汽车燃油经济性的计算 2.3 影响汽车燃油经济性的因素
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
燃油消耗占运输成本的40％左右， 所以节约用油是降低运输成本的重 要措施之一。
二、等加速行驶工况燃有消耗量的计算
计算汽车由ua1以等加速度行驶至ua2的燃油消 耗量 把加速过程分为若干区间，每个区间的燃油 消耗量可根据平均的单位时间燃油消耗量与 行驶时间之积求得。 各区间燃油消耗量值和即为整个加速过程的 燃油消耗量。
三、等减速行驶工况燃有消耗量的计算
减速行驶时，油门松开并轻微制动， 发动机处于强制怠速状态，其油耗量 即为正常怠速油耗。
第二节 汽车燃油经济性的计算
在汽车设计时，常需要在实际的试验样 车制成之前，先根据所选用的发动机台架试 验得到的油耗曲线与汽车功率平衡图，对汽 车进行燃油经济性的估算。
汽车等速百公里油耗的计算； 等速、等加速、等减速和停车整个行驶
过程的油耗的计算。
一、汽车等速百公里油耗的计算
汽车以等速在路上行驶时，发动机相应工况
与燃料经济性相关的结构方面因素主要有： 发动机 传动系 汽车外形等
1.发动机方面
发动机的热效率和机械损失占燃料化学能 的65%左右
解决途经 提高现有发动机的热效率与机械效率 扩大柴油机的应用范围 增压化 广泛采用计算机控制技术 EMS 书上的自学
2.传动系
变速器档数的影响
汽车燃油经济性评价指标： 汽车行驶百公里燃油消耗量 一定燃油量的汽车行驶里程
一、等速行驶百公里的燃油消耗量
定义： 汽车在一定载荷（我国轿车为
目录
2.1 汽车的燃油经济性评价指标 2.2 汽车燃油经济性的计算 2.3 影响汽车燃油经济性的因素
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
燃油消耗占运输成本的40％左右， 所以节约用油是降低运输成本的重 要措施之一。
二、等加速行驶工况燃有消耗量的计算
计算汽车由ua1以等加速度行驶至ua2的燃油消 耗量 把加速过程分为若干区间，每个区间的燃油 消耗量可根据平均的单位时间燃油消耗量与 行驶时间之积求得。 各区间燃油消耗量值和即为整个加速过程的 燃油消耗量。
三、等减速行驶工况燃有消耗量的计算
减速行驶时，油门松开并轻微制动， 发动机处于强制怠速状态，其油耗量 即为正常怠速油耗。
第二节 汽车燃油经济性的计算
在汽车设计时，常需要在实际的试验样 车制成之前，先根据所选用的发动机台架试 验得到的油耗曲线与汽车功率平衡图，对汽 车进行燃油经济性的估算。
汽车等速百公里油耗的计算； 等速、等加速、等减速和停车整个行驶
过程的油耗的计算。
一、汽车等速百公里油耗的计算
汽车以等速在路上行驶时，发动机相应工况
与燃料经济性相关的结构方面因素主要有： 发动机 传动系 汽车外形等
1.发动机方面
发动机的热效率和机械损失占燃料化学能 的65%左右
解决途经 提高现有发动机的热效率与机械效率 扩大柴油机的应用范围 增压化 广泛采用计算机控制技术 EMS 书上的自学
2.传动系
变速器档数的影响
汽车燃油经济性评价指标： 汽车行驶百公里燃油消耗量 一定燃油量的汽车行驶里程
一、等速行驶百公里的燃油消耗量
定义： 汽车在一定载荷（我国轿车为
汽车理论第二章汽车的燃油经济性
步骤： 1 由下式救出液力变扭器的输出扭矩和转速
ua 0.377 nT r ' ig i0 Ft
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T
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。
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
Pb s Pbs Q Qt t 3600 1 u 1000ua a 3.6
（5）折算成等速百公里燃油消耗量（L/100km)
Q Pbs 100 Pb Qs 100 s 1000ua s 10ua
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
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。
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）。
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(四)汽车外形与轮胎 (1)降低CD值是节油的有效途经 (2)轮胎 滚动阻力系数f减小10%,节油0.6~1.2%.汽车对轮胎提 出各种要求,如耐磨性,耐久性及要求它保证动力,经济 性等各种使用性能.现在公认子午线轮胎的综合性能最好.
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三,综合燃油消耗量 欧洲经济委员会(ECE)规定,要测量车速为90km/h 和120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ECE-R.15循 环工况的百公里燃油消耗量,并各取1/3相加作为混 合百公里燃油消耗量来评定汽车燃油经济性. 美国环境保护局(EPA)规定.要测量城市循环工况 (UDDS)及公路循环工况(HWFET)的燃油经济性 (单位为每加仑燃油汽车行驶英里数mile/gal),并 按下式计算综合燃油经济性:
整个加速过程的燃油消耗 量为
Qa =
Q i (mL/s) i =1
∑
n
加速区段内汽车行驶的 距离sa(m)为 u a2 2 u a2 1 sa = du 25 . 92 dt
3. 等减速行驶工况燃油消耗量的计算 减速行驶时,油门全松开并进行轻微制动,发动 机处于强制怠速状态,其油耗量即为正常怠速油耗Qi. 所以,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
Pb Qt = 367 . 1 ρ g
b——燃油消耗率,单位为g/(kWh) ρ——燃油的密度(kg/L) g——重力加速度(m/s) 整个等速过程行经s的燃油消耗 量Q为 Pbs
Q =
102 u a ρ g (mL)
Pb 折算成等速百公里燃油消耗量为 Q s = 1 . 02 u a ρ g
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算 在汽车加速行驶时,发动机还要提供为克服加速阻力所 消耗的功率.把加速过程分割为若干个区间,每个区间的燃 油消耗量可根据其平均的单位时间燃油消耗量与行驶时间之 积来求得.各区间起始或终了车速所对应时刻的单位时间燃 油消耗量Qt (mL/s) Pb
汽车等速百公里燃油消耗量曲线
二,循环行驶工况百公里燃油消耗量 全面反映汽车的实际运行情况,特别是在市区行 驶中频繁出现的加速,减速,怠速停车等工况.
欧洲经济委员会及我国法定的测定燃油经济性的循环行驶工况图
美国法定的测定燃油经济性的循环行驶工况图 循环工况规定了车速—时间行驶规范,例如,何时换挡, 何时制动以及行车的速度和加速度等数值.因此在路上试验 上进行测试.
u a2 u a3 t = 3 . 6 du / dt
d
其中,ua2,ua3为起始及减速终了时的车速(km/h); du/dtd为减速度(m/s2). 减速过程燃油消耗量(mL)为
Q
d
=
u a2 u a3 3 . 6 du / dt
Q
d
i
减速区段内汽车行驶的距离(m)为 u a2 2 u a2 3 sd = 25 . 92 du / dt d
4. 怠速停车时的燃油消耗量 若怠速停车时间为ts(s),则燃油消耗量(mL)为 Qid=Qits 5. 整个循环工况的百公里燃油消耗量 对于由等速,等加速,等减速,怠速停车等工 况组成的循环,整个试验循环的百公里燃油消耗量 (L/100km)为 ∑ Q Q s = × 100 s 其中,∑Q为所有过程油耗量之和(mL);s为 整个循环的行驶距离(m).
第3节 影响汽车燃油经济性的因素
汽车等速百公里燃油消耗量可表示为 Q = CFb s η T 其中,C—常数;F—行驶阻力 发动机的燃油消耗率, 取决于发动机的种类,设计制造 水平;也与汽车行驶时发动机的负荷率有关.还与工况及附 件使用有关. 中型轿 车城市,公 路循环工况 的能量平衡. 影响燃 油经济性的 因素有:
汽车的燃油经济性常用一定运动工况下汽车行驶 百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里 程来衡量. 我国及欧洲:行驶100km所消耗的燃油升数,单位为 L/100km. 美国:每加仑燃油能行驶的英里数,单位为MPG或 mile/USgal. 一,等速行驶百公里燃油消耗量 常用的一种评价指标,指汽车在额定载荷下,以 最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗 量.常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公 里燃油消耗量,然后在图上连成曲线,称为等速百公 等速百公 里燃油消耗量曲线,用来评价汽车的燃油经济性. 里燃油消耗量曲线
第二章 汽车的燃油经济性
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 汽车的燃油 经济性. 经济性 基本概念: 基本概念 汽车燃油经济性的评价指标 汽车燃油经济性的计算 重点内容: 重点内容 等速行驶汽车燃油经济性的计算 影响汽车燃油经济性的因素
第1节 汽车燃油经济性的评价指标
一,使用方面
(一)行驶车速 由发动机外特性曲线可知, 汽车在接近于低速的 中等车速时燃油消耗量最低,高速时随车速增加而 迅速增加.这是因 为在高速行驶时, 虽然发动机的负荷 率较高,但汽车的 行驶阻力增加很大 而导致百公里油耗 增加的缘故.
(二)档位选择 在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同, 但档位愈低,后备功率愈大,发动机的负荷率愈低,燃油 消耗率愈高,百公里燃油消耗量就愈大,而使用高档时的 情况则相反. (三)挂车的应用 1091货车拖挂4.5~5t挂车,行驶于坡度小于8%的道路, 油耗降低20~30%(按100tkm计算).拖带挂车后节省燃 油的原因有二个: 带挂车后阻力增加,发动机的负荷率增加,使燃油消耗率b 下降; 汽车列车的质量利用系数(即装载质量与整车整备质量之 比)较大. (四)正确地保养与调整 汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车行驶 阻力,所以对百公里油耗有相当的影响.
二,汽车结构方面
美国密西根大学对改进汽车结构因素与燃油经济性关系的研究 汽车结构因素 减小整车尺寸 采用轻材料 提高发动机效率 减小空气阻力 改进传动系统 减小滚动阻力 其他 合计 对提高燃油经济性的作用 1985 1990 30% 35% 20 % 15% 15% 10% 10% 5% 10% 100% 15% 10% 10% 5% 10% 100%
综合燃油经济性=
1 0.55 0.45 + 城市循环燃油经济性 公路循环燃油经济性
第2节 汽车燃油经济性的计算
1,等速行驶工况燃油消耗量的计算 根据等速行驶车速ua及阻力功率P,在万有特性图上(利 用插值法)可确定相应的燃油消耗率b.从而计算出以该车速 等速行驶时单位时间内燃油消耗量Qt(单位为mL/s)为
Qt =
367 . 1 ρ g
汽车速度每增加1km/h所需时间为 t =
1 du 3 .6 dt
(s)
从汽车行驶初速ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量 同理,每个区间的燃油消耗量为
1 Q 1 = ( Q t 0 + Q t1 ) t 2
(mL)
1 Q n = ( Q t ( n 1 ) + Q tn ) t 2
汽车结构因素与燃油经济性的关系 (一)缩减轿车总尺寸和减轻质量 轿车质量减少10%,可节油3~4%.应用轻质材料, 复合材料. (二)发动机 目前提高发动机燃油经济性的主要途径为: (1)提高现有汽油发动机的热效率与机械效率; (2)扩大柴油发动机的应用范围; (3)增压技术; (4)电子计算机控制技术. (三)传动系 (1)档数的影响 增加档位数:轿车5~6,中型货车6~7,重型货车10~16档 采用无级变速器:在任何车速下使发动机处于经济工作 区. (2)主减速器传动比i0:影响常用车速下的油耗. (3)传动效率的影响