汽车理论课件 第二章 汽车燃油经济性
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汽车理论讲义(第1版) 赵又群编著 14
第一节结束! 第一节结束!
汽车理论讲义(第1版)
赵又群编著
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第二节 汽车燃油经济性的计算
在汽车设计与开发工作中,常需要根据发动机 台架试验得到的万有特性因与汽车功率平衡图 万有特性因与汽车功率平衡图,对 万有特性因与汽车功率平衡图 汽车燃油经济性进行估算.本节将介绍燃油经济性 循环行驶试验工况的各工况,如等速行驶,加速, 等速行驶, 等速行驶 加速, 减速和怠速停车等行驶工况的燃油消耗量计算方法. 减速和怠速停车
下面计算由ua1以等加速度加速行驶至ua2的燃油消耗量, 参看图2-5.把加速过程分隔为着干区间.例如按速度每增 加1km/h为 一个小区间,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 始或终了车速对应时刻的单位时间燃油消耗量Q1(mL/s), 可根据相应的发动机发出的功率与燃油消耗率求得
第二章 汽车燃油经济性
预备知识
汽车传动系的功能, 汽车传动系的功能, 组成,构造及工作原理. 组成,构造及工作原理. 发动机的转速特性. 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 介绍燃油经济性评 价指标,计算方法, 价指标,计算方法,影 响因素以及新一代高效 节能技术. 节能技术.
汽车理论讲义(第1版) 赵又群编著 17
汽车理论讲义(第1版)
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1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
整个等速过程行经s(m)行程的燃油消耗量(mL)为
折算成等速百公里燃泊消耗量(L/100km)为
汽车理论讲义(第1版)
赵又群编著
19
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.
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
汽车理论讲义(第1版)
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
给出了联合国欧洲经济委员会, 图2-2给出了联合国欧洲经济委员会,美国及我国法定 给出了联合国欧洲经济委员会 的测定燃油经济性的循环行驶工况图 循环行驶工况图. 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 )规定,要测量车速为90km/h和120km/h的等速百 和 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 公里燃油消耗里和按 循环工况的百公里燃油消耗 并各取1/3相加作为混合百公里燃油消耗量来评定汽车 量,并各取 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 规定. 燃油经济性.美国环境保护局 规定 工况( 工况(UDDS)及公路循环工况(HWFET)的燃油经济性 )及公路循环工况( ) 单位为每加仑燃油汽车行驶英里数mile/gal),并按下式 ),并按下式 (单位为每加仑燃油汽车行驶英里数 ), 计算综合燃油经济性(单位: 计算综合燃油经济性(单位:mile/gal) )
汽车理论讲义(第1版) 赵又群编著 20
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2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
汽车行驶速度每增加1km/h所需时间(s)为 从行驶初速ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量(mL)为
由车速ua1+1km/h再增加1km/h所需的燃油量(mL)为
汽车理论讲义(第1版)
注意:单位换算,运动学公式 注意:单位换算,
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1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
图2-4给出了一汽油发动机的万有特性曲线.在万有特 性图上有等燃油消耗率曲线.根据这些曲线,可以确定发动 机在一定转速n,发出一定功率Pe时的燃油消耗率b. 为了便于进行计算,按照转速n和车速ua的转换关系在横 坐标上画出汽车(最高档)的行驶车速比例尺.此外,计算时 还需要汽车在水平路面上等速行驶时,为克服滚动阻力与空 气阻力,发动机应提供的功率. 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)可确定相应的燃泊消耗率b,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(mL/s)为
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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. 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 我国及欧洲,燃油经济性指标的单位为 , 行驶100km所消耗的燃油升数.其数值越大,汽车燃油经济 所消耗的燃油升数. 行驶 所消耗的燃油升数 其数值越大, 性越差. 性越差. 燃油经济性指标的单位为MPG或Mile/USgal, 在美国 ,燃油经济性指标的单位为 或 / , 指的是每加仑燃油能行驶的英里数.这个数字越大, 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. 油经济性越好.
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引 言
在保证动力性的条件下, 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 汽车的燃油经济性. 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, 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; 进口石油的依赖性,节省石油资源;同时降低了发动机产生 温室效应气体)的排放量 的CO2(温室效应气体 的排放量,起到防止地球变暖的作用. 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, 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. 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, 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. 经济性受到各国政府,汽车制造业与汽车使用者的重视.
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
我国原机械工业部于1984年发布了货车与客车燃油消耗 年发布了货车与客车燃油消耗 我国原机械工业部于 量限值标准. 量限值标准. 年防止地球变暖京都会议上, 在1997年防止地球变暖京都会议上,欧盟主张发达国家 年防止地球变暖京都会议上 年时, 年要减少15%. 在2010年时,温室气体排放量比 年时 温室气体排放量比1990年要减少 %.这必 年要减少 %.这必 然要求汽车燃油消耗应有相应的降低. 然要求汽车燃油消耗应有相应的降低. 有资料表明, 年或2010年时,欧洲轿车 年时, 有资料表明,到2005年或 年或 年时 欧洲轿车CO2排放 量已规定为120g/km,相当的燃油消耗量应为 量已规定为 ,相当的燃油消耗量应为5.17L/100km 汽油机) 柴油机). (汽油机)和4.56L/100km(柴油机 . 柴油机 现在世界各国正在研制21世纪新一代超经济型轿车, 现在世界各国正在研制 世纪新一代超经济型轿车, 世纪新一代超经济型轿车 其油耗指标接近于3L/100km. . 其油耗指标接近于
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
1,人们通常如何评价?中欧L/100km,美国 ,人们通常如何评价?中欧 ,美国MPG? ? 2,常用的评价指标是什么(等速百公里燃油消耗量)? ,常用的评价指标是什么(等速百公里燃油消耗量)? 3,怎样才能使得评价指标全面反映汽车的实际工况(综合 ,怎样才能使得评价指标全面反映汽车的实际工况( 评价指标,典型的循环行驶工况)? )?ECE,EPA,China? 评价指标,典型的循环行驶工况)? , , ? 4,市内测功器的循环行驶工况规范是怎样制定的(车速时 ,市内测功器的循环行驶工况规范是怎样制定的( 间行驶规范)? 间行驶规范)? 5,表2-1:P40 , : 6,1997年,防止地球变暖的京都会议的主题是什么?(欧 , ?(欧 年 防止地球变暖的京都会议的主题是什么?( 盟主张发达国家在2010年时,温室气体排放量比 年时, 盟主张发达国家在 年时 温室气体排放量比1990年要 年要 减少15%) 减少 %)
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
自1973年发生世界石油危机后,各国十分重视节约燃油, 年发生世界石油危机后,各国十分重视节约燃油, 不少国家制定了控制燃油消耗的法规. 不少国家制定了控制燃油消耗的法规.美国针对轿车制定了 公司平均燃油经济性标准" 简称为CAF). ).CAFE是 "公司平均燃油经济性标准"(简称为 ). 是 指一个公司全部销售轿车的平均燃油经济性.若不能达到该 指一个公司全部销售轿车的平均燃油经济性. 标准,公司将被处以罚款. 标准,公司将被处以罚款. 值随时间变化的曲线. 图2-3是CAFE值随时间变化的曲线.到1989年,要求 是 值随时间变化的曲线 年 CAFE值为 值为27.5mile/USgal(相当于 ).此后 值为 (相当于10.27L/100km).此后 ). 再没有明确的规定.图中1990年以后的阴影部分是美国议会 再没有明确的规定.图中 年以后的阴影部分是美国议会 讨论中提出的数值范围. 讨论中提出的数值范围.
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赵又群编著பைடு நூலகம்
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引 言
问题 汽车排放的温室气体指什么?( 汽车排放的温室气体指什么?(CO2) ?( 现今对汽车的――要求越来越高?(石油资源,发 要求越来越高?(石油资源, 现今对汽车的 要求越来越高?(石油资源 动机排放的限制) 动机排放的限制) 如何解决――问题?(在保证动力性和安全性的前 问题?(在保证动力性和安全性的前 如何解决 问题?( 提下,节能,环保) 提下,节能,环保)
赵又群编著
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2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
依此,每个区间的燃油消耗量为
整个加速过程的燃油消耗量(mL)为
加速区段内汽车行驶的距离(m)为
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3.等减速行驶工况燃抽消耗量的计算
减速行驶时,油门松开(关至最小位置)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.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 减速过程燃油消耗量(mL)为 减速区段内汽车行驶的距离(m)为
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价 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 我国标准规定轿车为半载, 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 货车为满载 下,以最高档在水平良好路面上等速行 100km的燃油消耗量 的燃油消耗量. 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 或 常测出每隔 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 油消耗量,然后在图上连成曲线,称为等速百公里燃油消耗 所示. 量曲线,用它来评价汽车的燃油经济性,如图2-1所示 量曲线,用它来评价汽车的燃油经济性,如图 所示. 等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情况, 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. 在市区行驶中频繁出现的加速,减速,怠速停车等工况.
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
循环工况规定了车速—时间行驶规范,例如, 循环工况规定了车速 时间行驶规范,例如, 时间行驶规范 何时换挡, 何时换挡,何时制动以及行车的速度和加速度等数 值. 因此,它在路上试验比较困难,一般多规定在 因此,它在路上试验比较困难, 室内汽车底盘测功机(转鼓试验台 上进行测试; 转鼓试验台)上进行测试 室内汽车底盘测功机 转鼓试验台 上进行测试;而 规定在路上进行试验的循环工况均很简单. 规定在路上进行试验的循环工况均很简单.
第一节结束! 第一节结束!
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第二节 汽车燃油经济性的计算
在汽车设计与开发工作中,常需要根据发动机 台架试验得到的万有特性因与汽车功率平衡图 万有特性因与汽车功率平衡图,对 万有特性因与汽车功率平衡图 汽车燃油经济性进行估算.本节将介绍燃油经济性 循环行驶试验工况的各工况,如等速行驶,加速, 等速行驶, 等速行驶 加速, 减速和怠速停车等行驶工况的燃油消耗量计算方法. 减速和怠速停车
下面计算由ua1以等加速度加速行驶至ua2的燃油消耗量, 参看图2-5.把加速过程分隔为着干区间.例如按速度每增 加1km/h为 一个小区间,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 始或终了车速对应时刻的单位时间燃油消耗量Q1(mL/s), 可根据相应的发动机发出的功率与燃油消耗率求得
第二章 汽车燃油经济性
预备知识
汽车传动系的功能, 汽车传动系的功能, 组成,构造及工作原理. 组成,构造及工作原理. 发动机的转速特性. 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 介绍燃油经济性评 价指标,计算方法, 价指标,计算方法,影 响因素以及新一代高效 节能技术. 节能技术.
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1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
整个等速过程行经s(m)行程的燃油消耗量(mL)为
折算成等速百公里燃泊消耗量(L/100km)为
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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.
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
给出了联合国欧洲经济委员会, 图2-2给出了联合国欧洲经济委员会,美国及我国法定 给出了联合国欧洲经济委员会 的测定燃油经济性的循环行驶工况图 循环行驶工况图. 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 )规定,要测量车速为90km/h和120km/h的等速百 和 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 公里燃油消耗里和按 循环工况的百公里燃油消耗 并各取1/3相加作为混合百公里燃油消耗量来评定汽车 量,并各取 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 规定. 燃油经济性.美国环境保护局 规定 工况( 工况(UDDS)及公路循环工况(HWFET)的燃油经济性 )及公路循环工况( ) 单位为每加仑燃油汽车行驶英里数mile/gal),并按下式 ),并按下式 (单位为每加仑燃油汽车行驶英里数 ), 计算综合燃油经济性(单位: 计算综合燃油经济性(单位:mile/gal) )
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2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
汽车行驶速度每增加1km/h所需时间(s)为 从行驶初速ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量(mL)为
由车速ua1+1km/h再增加1km/h所需的燃油量(mL)为
汽车理论讲义(第1版)
注意:单位换算,运动学公式 注意:单位换算,
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1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
图2-4给出了一汽油发动机的万有特性曲线.在万有特 性图上有等燃油消耗率曲线.根据这些曲线,可以确定发动 机在一定转速n,发出一定功率Pe时的燃油消耗率b. 为了便于进行计算,按照转速n和车速ua的转换关系在横 坐标上画出汽车(最高档)的行驶车速比例尺.此外,计算时 还需要汽车在水平路面上等速行驶时,为克服滚动阻力与空 气阻力,发动机应提供的功率. 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)可确定相应的燃泊消耗率b,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(mL/s)为
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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. 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 我国及欧洲,燃油经济性指标的单位为 , 行驶100km所消耗的燃油升数.其数值越大,汽车燃油经济 所消耗的燃油升数. 行驶 所消耗的燃油升数 其数值越大, 性越差. 性越差. 燃油经济性指标的单位为MPG或Mile/USgal, 在美国 ,燃油经济性指标的单位为 或 / , 指的是每加仑燃油能行驶的英里数.这个数字越大, 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. 油经济性越好.
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引 言
在保证动力性的条件下, 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 汽车的燃油经济性. 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, 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; 进口石油的依赖性,节省石油资源;同时降低了发动机产生 温室效应气体)的排放量 的CO2(温室效应气体 的排放量,起到防止地球变暖的作用. 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, 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. 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, 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. 经济性受到各国政府,汽车制造业与汽车使用者的重视.
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
我国原机械工业部于1984年发布了货车与客车燃油消耗 年发布了货车与客车燃油消耗 我国原机械工业部于 量限值标准. 量限值标准. 年防止地球变暖京都会议上, 在1997年防止地球变暖京都会议上,欧盟主张发达国家 年防止地球变暖京都会议上 年时, 年要减少15%. 在2010年时,温室气体排放量比 年时 温室气体排放量比1990年要减少 %.这必 年要减少 %.这必 然要求汽车燃油消耗应有相应的降低. 然要求汽车燃油消耗应有相应的降低. 有资料表明, 年或2010年时,欧洲轿车 年时, 有资料表明,到2005年或 年或 年时 欧洲轿车CO2排放 量已规定为120g/km,相当的燃油消耗量应为 量已规定为 ,相当的燃油消耗量应为5.17L/100km 汽油机) 柴油机). (汽油机)和4.56L/100km(柴油机 . 柴油机 现在世界各国正在研制21世纪新一代超经济型轿车, 现在世界各国正在研制 世纪新一代超经济型轿车, 世纪新一代超经济型轿车 其油耗指标接近于3L/100km. . 其油耗指标接近于
汽车理论讲义(第1版) 赵又群编著 3
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
1,人们通常如何评价?中欧L/100km,美国 ,人们通常如何评价?中欧 ,美国MPG? ? 2,常用的评价指标是什么(等速百公里燃油消耗量)? ,常用的评价指标是什么(等速百公里燃油消耗量)? 3,怎样才能使得评价指标全面反映汽车的实际工况(综合 ,怎样才能使得评价指标全面反映汽车的实际工况( 评价指标,典型的循环行驶工况)? )?ECE,EPA,China? 评价指标,典型的循环行驶工况)? , , ? 4,市内测功器的循环行驶工况规范是怎样制定的(车速时 ,市内测功器的循环行驶工况规范是怎样制定的( 间行驶规范)? 间行驶规范)? 5,表2-1:P40 , : 6,1997年,防止地球变暖的京都会议的主题是什么?(欧 , ?(欧 年 防止地球变暖的京都会议的主题是什么?( 盟主张发达国家在2010年时,温室气体排放量比 年时, 盟主张发达国家在 年时 温室气体排放量比1990年要 年要 减少15%) 减少 %)
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
自1973年发生世界石油危机后,各国十分重视节约燃油, 年发生世界石油危机后,各国十分重视节约燃油, 不少国家制定了控制燃油消耗的法规. 不少国家制定了控制燃油消耗的法规.美国针对轿车制定了 公司平均燃油经济性标准" 简称为CAF). ).CAFE是 "公司平均燃油经济性标准"(简称为 ). 是 指一个公司全部销售轿车的平均燃油经济性.若不能达到该 指一个公司全部销售轿车的平均燃油经济性. 标准,公司将被处以罚款. 标准,公司将被处以罚款. 值随时间变化的曲线. 图2-3是CAFE值随时间变化的曲线.到1989年,要求 是 值随时间变化的曲线 年 CAFE值为 值为27.5mile/USgal(相当于 ).此后 值为 (相当于10.27L/100km).此后 ). 再没有明确的规定.图中1990年以后的阴影部分是美国议会 再没有明确的规定.图中 年以后的阴影部分是美国议会 讨论中提出的数值范围. 讨论中提出的数值范围.
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引 言
问题 汽车排放的温室气体指什么?( 汽车排放的温室气体指什么?(CO2) ?( 现今对汽车的――要求越来越高?(石油资源,发 要求越来越高?(石油资源, 现今对汽车的 要求越来越高?(石油资源 动机排放的限制) 动机排放的限制) 如何解决――问题?(在保证动力性和安全性的前 问题?(在保证动力性和安全性的前 如何解决 问题?( 提下,节能,环保) 提下,节能,环保)
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2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
依此,每个区间的燃油消耗量为
整个加速过程的燃油消耗量(mL)为
加速区段内汽车行驶的距离(m)为
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23
3.等减速行驶工况燃抽消耗量的计算
减速行驶时,油门松开(关至最小位置)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.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 减速过程燃油消耗量(mL)为 减速区段内汽车行驶的距离(m)为
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价 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 我国标准规定轿车为半载, 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 货车为满载 下,以最高档在水平良好路面上等速行 100km的燃油消耗量 的燃油消耗量. 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 或 常测出每隔 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 油消耗量,然后在图上连成曲线,称为等速百公里燃油消耗 所示. 量曲线,用它来评价汽车的燃油经济性,如图2-1所示 量曲线,用它来评价汽车的燃油经济性,如图 所示. 等速工况并没有全面反映汽车的实际运行情况, 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. 在市区行驶中频繁出现的加速,减速,怠速停车等工况.
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
循环工况规定了车速—时间行驶规范,例如, 循环工况规定了车速 时间行驶规范,例如, 时间行驶规范 何时换挡, 何时换挡,何时制动以及行车的速度和加速度等数 值. 因此,它在路上试验比较困难,一般多规定在 因此,它在路上试验比较困难, 室内汽车底盘测功机(转鼓试验台 上进行测试; 转鼓试验台)上进行测试 室内汽车底盘测功机 转鼓试验台 上进行测试;而 规定在路上进行试验的循环工况均很简单. 规定在路上进行试验的循环工况均很简单.