中文版-第二章 汽车燃油经济性

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:
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.
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
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
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
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
(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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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:
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
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
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
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%
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,Βιβλιοθήκη Baidu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 比较困难,一般多规定在室内汽车底盘测功机(转鼓试验台) 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).