第二章汽车燃油经济性
汽车理论教程343页PPT
Qs
Peb
1.02ua g
Pe
1
T
ua 3600
F
Qs 1.02buag360u0aT
F C b F
T
C为常数； F 为总行驶阻力， FFf Fw。
影响燃油经济性的因素有以下三个：
1.燃油消耗率b
燃油消耗率与发动机负荷率及发动机自身有关。 负荷率＝使用负荷 最大负荷
15
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
4.正确地保养与调整
16
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
（1）制动器间隙要合适
间隙过小，容易出现“自刹”现象，损耗发动机功 率，导致制动器发热，消耗燃油；
间隙过大，制动反应“迟钝”，导致制动距离加长。
（2）轮毂轴承预紧度调整要正常
预紧度过低，轮胎打摆，直线行驶性差； 预紧度过大，轴承发热，轴承磨损加快。 行驶中紧急制动（急刹车）、高速行车中猛打转向 盘都会造成轴承早期磨损。
Ff=Gf
Fw
CD Aua2 21.15
ua=80km/h ua=50km/h
3.传动效率ηT
传动效率越高，油耗越低。
提高传动系统（尤其是变速器、驱动桥和传 动轴）的设计水平、制造装配工艺、按规程 进行维修保养，以及尽可能使用直接挡行驶 等措施，都可以提高传动效率。
以上讨论的是等速油耗的影响因素。
汽车理论
第十讲
主讲教师：杨志华
学时：48
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
本节将分析影响汽车燃油经济性的 各个因素。
从而进一步寻求在使用和设计两方 面提高汽车燃油经济性因素
等速百公里油耗
Qs
Peb
汽车理论各章知识点
第一章汽车的动力性1汽车动力性：指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。
2汽车动力性主要由三方面指标来评定：1）汽车的最高车速µamax：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速2）汽车的加速时间t：表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间3）汽车的最大爬坡度ⅰmax：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax表示的。
3汽车的驱动力：地面对驱动轮的反作用力Ft（方向与Fo相反）即是驱动汽车的外力，此外力称为汽车的驱动力。
4汽车驱动力公式Ft=5汽车驱动力图6汽车的行驶阻力的分类1）滚动阻力Ff2）空气阻力Fw（汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力）空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力3）坡度阻力Fi（汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力）道路阻力：由于坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故可以把这两种阻力合在一起称作道路阻力4）加速阻力Fj（汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力）7汽车行驶方程式Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N)Ff=Wf f-滚动阻力系数 W-车轮负荷Fw=C D Au a²/21.15 C D-空气阻力系数A-迎风面积m²u a-汽车行驶速度km/hFi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm d u/d t δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg d u/d t 行驶加速度m/s²第二章汽车的燃油经济性1汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的油消耗量经济行驶的能力2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油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
第二章 汽车的燃油经济性
二、汽车的结构
轿车的尺寸和质量
轿车的尺寸 和质量
Ff, Fw, Fi ,Fj
发动机负荷较低
微型车
铝和 复合材料
Q
铝合金车身
CFb
T
CD A 2 F G cos f ua 21.15
Lupo 3L TDI
1.2 TDIThis inline three cylinder
/wiki/Wikipedia:Contact_us
1 Gfua CD A 3 Giua mua du Pe ( ua ) T 3600 76140 3600 3600 dt
测量汽车燃油经济性的行驶工况图
欧洲经济委员会
ECE
汽车测功器循环油耗：利用底盘测功机(转鼓试验 台)在室内模拟各种工况进行测试。
测量汽车燃油经济性的行驶工况图
Pb Qs (L/100km) 1.02Ua g
等加速行驶工况燃油消耗量的计算
滚动阻力功率 发动机提供的功率 空气阻力功率 加速阻力功率
1 Gfua CD A 3 mua du P ( ua ) T 3600 76140 3600 dt
等加速行驶燃油消耗量的计算(ua1 ~ ua2)
优点 改善燃油经济性
MVEG (Motor Vehicle Emissions Group)
燃料消耗, MVEG cycle, on Audi A4 V6 3.0L
tiptronic manual multitronic
9 9,5
10,2 l/100km
9,6 l/100km
9,5 l/100km
2 2 ua 2 ua 3 sd 25.92du / dtd
怠速停车时的燃油消耗量的计算
汽车的燃油经济性(共15张PPT)
5）减小轮胎的滚动阻力系数：滚动阻力损失在4.2%~
7.1%。
第15页，共15页。
✓最高车速：120km/h ✓最大加速度：0.833m/s2 ✓最大加速度：－1.389m/s2
100 Qs 11.007Q测
第6Байду номын сангаас，共15页。
商用车和城市客车变工况百公里燃油消耗量测 试工况
第7页，共15页。
2.2 汽车燃油经济性计算
汽车燃油消耗方程式 1） 等速行驶的汽车燃油经济性的计算
Q Pbs
102ua g
2）加速行驶工况燃油 消耗量的计算
转化为等速行驶工况计算
第8页，共15页。
3）减速行驶工况燃油消耗量的计算
减速过程，油门松开，发动机处于怠速状态，燃油消耗量 为正常怠速燃油消耗量。
t u a 2 u a 3 /3 .6 d/d u t
Q=t Qi Qi为单位时间燃油消耗量。
4）怠速停车时间的燃油消耗量 Qid Qits
Ue称为经济车速 U1—U2称为经济车 速范围
第3页，共15页。
➢等速百公里燃油消费量台架试验
Qs
100 2
Q测
第4页，共15页。
变工况百公里燃油消费量
➢怠速工况 40s； ➢市内道路工况780s； ➢市郊道路工况400s。 石油是现代工业，特别是交通运输的主要能源。
1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 等速百公里燃油消费量曲线 减速过程，油门松开，发动机处于怠速状态，燃油消耗量为正常怠速燃油消耗量。 式中，C为常数， FR 为行驶阻力，N； 5）整个循环工况的百公里燃油消耗量 还与怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗有关。 现代中型轿车EPA城市和公路行驶工况能量平衡 变工况百公里燃油消费量 1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 转化为等速行驶工况计算 市内道路工况780s； 平均车速：19km/h 1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 4） 正确地维修与保养。 发动机负荷特性 万有特性 经济性 1） 等速行驶的汽车燃油经济性的计算
2-第二节-汽车燃油经济性的计算实例解析
ua
CD A 76410
ua3
)
ua 30
50
70
90
120
n
P
2）求有效燃油消耗率b 根据n、P，由题中给定的万有特性图查得b；
或由b的拟合公式及相应的系数表，经过插值计算得到b。
（列出表格）
3）求等速百公里油耗量
由公式
Q100
Pb
1.02gua
得
ua 30
50
70
P
b
Q100
汽油的比重：g 7N / L
减速td时间油耗量：
Qd Qi td
(ml)
td
ua2 ua3 (s) 3.6 du / dt
整个循环工况油耗量： Q
Qu a
Qa
Qid
Qd
100(L/100km)
su sa sd
a
sa
ua22 ua21 25.92 du / dt
sd
ua22 ua23 25.92 du / dt
整个计算过程回顾
t时刻燃油消耗率： 等速行驶s(m)油耗量：
Qt
1 367.1
Pb
g
(mL /
s)
Qs
s 102ua
Pb
g
(mL)
加速行驶油耗量：
n
Qa Qi (mL)
i 1
Qi
1 2
(Qti1
Qti )t
t 1 (s) 3.6 du / dt
怠速ts时间油耗量：
Qid Qi t s (ml)
Q1II
1 2
(Qt
0
Qt1)t
t 5km/ h 5 5.56(s) 3.6 du / dt 3.6 0.25
《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。
装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
可编辑版
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
可编辑版
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 ）；
➢由变矩器的无因次特性K=f（i）确定在不同速比下的变 矩比K；
➢由Tt KTP与 nt inP 绘制不同节气门开度α下 Tt f 与nt 曲线nP。fnt
可编辑版
3
第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
➢不同道路阻力
系数Ψ下等速行驶
时，涡轮转矩
Tc
F Fwr
Ti0ig
可编辑版
4
第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算
➢ T c 与 T t 的交点决定了汽车在一定道路阻力系数下的行 驶速度与发动机节气门位置。
➢由 nPfnt 曲线可确定 n P （即n）。
➢由 Qt f (n,) 曲线可确定Qt 。
Qs
Qt ua
100
可编辑版
5
第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算 本节内容结束 下一节
可编辑版
6
2汽车理论第二章——汽车的燃油经济性
综合燃油经济性
1 0.55 0.45 城市循环工况燃油经济性 公路循环工况燃油经济性
6
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
7
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
8
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
一些车型的百公里油耗 车型 长安奥拓 夏利 捷达前卫 桑塔纳2000 帕萨特1.8L 雅阁2.3 大切诺基 工况 城市平均油耗 厂方油耗 90km/h等速 90km/h等速 城市工况 城市平均油耗 城市 郊区 综合 油耗 /[L(100km)1 ] 5.5 5.0 6.3 7.0 11.9 10.5 19.5 11.8 14.6
等速行驶 s 行程时，燃油消耗量
Pe bs 3.6s Q Qt t Qt ua 102ua g
折算成等速百公里燃油消耗量
Pe b 100 Qs 102ua g
Pe b 1.02ua g
18
第二节 汽车燃油经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
加速时发动机需提供的功率为
盘都会造成轴承早期磨损。
33
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3）轮胎气压要合适
气压过低， 导致车辆操控性 降低，燃油消耗 增大，轮胎磨损 加剧；轮胎气压
过高，接地面积
减小，轮胎中部 出现异常磨损。
34
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
二、汽车结构方面
1.缩减轿车总尺寸和减轻质量
35
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗
改进发动机设计、改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性。
28
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
汽车理论课后习题答案第二章汽车燃油经济性
第二章2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？答：均不正确。
①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。
此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。
②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。
，2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大地改善了汽车动力性。
②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。
2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。
答： 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系：a a u n A u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r=） 当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：T wP P ηφ+='P e由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。
将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。
带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。
2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。
为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷率低也是原因之一。
②汽车外形与轮胎降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。
2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。
2燃油车燃油经济性分析解析
3．传动系
传动系的挡位增多后，增加了选用合适挡位使发动机处于经 济工作状况的机会，油耗越低。
✓ 轿车手动变速器已基本上采用5挡，也有采用6挡的。 ✓ 大型货车有采用更多挡位的趋势，重型汽车和牵引车，为了 改善动力性和燃油经济性，变速器的挡位可多至10—16个。 但不能为了提高性能而过多地增加变速器的挡数，因为这将 使传动系过于复杂，而且也不便于操作选用。
减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速燃油消耗率Qi 的乘积。减速时间 t（s）为
4．怠速停车时的燃油消耗量
若怠速停车时间为ts（s），Qi 为怠速燃油消耗率(mL/s)，则 燃油消耗量（mL）为
Qid Qi .ts
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、怠速停车等行驶工况组成的 循环，其整个试验循环的百公里燃油消耗量(L/100km)为
一定功率（ Pe）时最经济
工况下的转速（n3）。
最低燃油 消耗率曲线
Pe
发动机的最经济工况－最小燃油消耗特性
➢把各功率下最经济工况 运转的转速标明在外特性曲 线图上，便得到“最小燃油 消耗特性”（A1A2A3）。
Pe
A3
最小燃油消 耗特性曲线
A2 A1
由最小燃油消耗特性，确定无级变速器i’调节特性
指每加仑燃油能行驶的英里数。数值越大，汽车燃油经 济性越好。1mile=1.6093km, 1USgallon=3.785L
等速百公里油耗是常用的一种评价指标，指在一定载荷下， 以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。
测出每隔10km/h或20km/h等速百公里燃油消耗量，在图上连成曲线，称 为等速百公里油耗曲线。
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 )
汽车理论课件 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
汽车等速百公里燃油消耗量可表示为
Pb b 1 F f u a Fwua Qs ( ) 1.02u a g 1.02u a g T 3600 3600 CFb
T
其中，C—常数；F—行驶阻力
发动机的燃油消耗率， 既取决于发动机的 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。
4
1293
9.5
7.80
武汉科技大学车辆工程教研室
四、燃油经济性标准
武汉科技大学车辆工程教研室
四、燃油经济性标准
武汉科技大学车辆工程教研室
第二节
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。
P
1
Pe
1 Q1 (Qt 0 Qt 1 ) t 2
同理，每个区间的燃油消耗量为
（mL）
1 Qn (Qt ( n 1) Qtn )t 2
整个加速过程的燃油消耗量为
（mL）
Qa
i 1
Qi
n
加速区段内汽车行驶的距离sa （m）为 2 2
u a 2 u a1 sa du 25.92 dt
nr n i 0.377 A i0ua ua
武汉科技大学车辆工程教研室
二、汽车结构方面 （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。
汽车理论课后习题答案_第二章_汽车燃油经济性
第二章2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？答：均不正确。
①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。
此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。
②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。
，2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了燃机的功率，改善了汽车动力性。
②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。
2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。
答： 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系： a a u n A u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r =）当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率： T wP P ηφ+='P e由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。
将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。
带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。
2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。
为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷率低也是原因之一。
②汽车外形与轮胎降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。
2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。
汽车理论第二章汽车的燃油经济性
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
燃油经济性的计算
折算成等速百公里燃油消耗量
Qs
Peb 100
102ua g
Peb
1.02ua g
4
第二节 汽车燃油经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
加速时发动机需提供的功率为
Pe
1
T
Gfua 3600
CD Aua3 76140
mua
3600
du dt
5
第节 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。
汽车以ua等速行驶时，燃油消耗量为
Qt
Peb
367.1 g
b—燃油消耗率 [g/(kW h)-1]；ρ—燃油的密度（kg/L）；
g—重力加速度（m/s2）。
汽油ρg=6.96～7.15N/L；柴油ρg=7.94～8.13N/L。
等速行驶 s 行程时，燃油消耗量
Q
Qt t
Qt
3.6s ua
Pebs
102ua g
Qi
dtd
Qi—怠速油耗。
减速区段内汽车行驶的距离
sa
ua22 ua21 25.92 du
dt
9
第二节 汽车燃油经济性的计算
4.怠速停车时的燃油消耗量
Qid Qits
ts —怠速时间。
5.整个循环工况的百公里燃油消耗量
Qs
Q
s
100
∑Q —整个循环过程燃油消耗量之和； s —整个循环的行驶距离。
驶的距离为
sa
ua22 ua21 25.92 du
dt
8
第二节 汽车燃油经济性的计算
3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算
E2汽车理论习题+燃油经济性
第2章汽车的燃油经济性一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将其代码写在该小题后的括号内）1、汽车等速百公里燃油消耗量（ ）。
A．与行驶阻力、燃油消耗率和传动效率成正比B．与行驶阻力和燃油消耗率成正比，与传动效率成反比C．与行驶阻力和传动效率成正比，与燃油消耗率成反比D．与燃油消耗率和传动效率成正比，与行驶阻力成反比2、汽车的质量利用系数是指（ ）。
A．汽车整备质量与总质量之比 B．汽车装载质量与总质量之比C．汽车装载质量与整备质量之比 D．汽车整备质量与装载质量之比3、汽车带挂车后省油是因为（ ）。
A．提高了汽车的质量利用系数，提高了发动机的负荷率B．提高了汽车的质量利用系数，降低了发动机的负荷率C．降低了汽车的质量利用系数，提高了发动机的负荷率D．降低了汽车的质量利用系数，降低了发动机的负荷率二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“√”，在错误的小题后括号内画“×”）1、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。
（ ）2、增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。
（ ）三、填空题1、汽车的燃油经济性常用一定运行工况下 或 来衡量。
2、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越 ，发动机的负荷率越 ，燃油消耗率越 ，百公里燃油消耗量越 。
3、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越高，后备功率越 ，发动机的负荷率越 ，燃油消耗率越 ，百公里燃油消耗量越 。
4、百公里燃油消耗量的数值越大，汽车的燃油经济性越 ；单位燃油消耗量行驶里程的数值越大，汽车的燃油经济性越 。
5、汽车等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶的行驶阻力与 ，反比于 。
6、发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的 及其设计制造水平，另一方面又与汽车行驶时发动机的 率有关。
7、汽车带挂车后省油是因为增加了发动机的 ，增大了汽车列车的 。
厦门理工学院汽车理论重点习题ppt课件
简化计算 0.895 0.445
• 制动器起作用时间的减少是缩短制动距离 的主要原因。
14
• 4.3一中型货车装有前后制动器分开的双 管路制动系，其有关参数如下：
• 计算并绘制利用附着系数曲线和制动效率 曲线
前、后轴的利用附着系数公式为：
f
1 L
z
b zhg
r
(1 )z
如下图所示：
车速u=22.35m/s时的转向灵敏度
34
35
• 车速u=22.35m/s时的转向灵敏度
2
• 2.2试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的 关系。
• 答：为了最大限度提高汽车的动力性，要求无级 变速器的传动比似的发动机在任何车速下都能发 出最大功率。为了提高汽车的燃油经济性，应该 根据“最小燃油消耗特性”曲线确定无级变速器 的调节特性。二者的要求是不一致的，一般地， 无级变速器的工作模式应该在加速阶段具有良好 的动力性，在正常行驶状态具有较好的经济性。
车的制动系由真空助力改为压缩空气助力
后的制动试验结果。试由表中所列数据估
•
算
' 2
1 2
'' 2
的数值，说明制动器作用时间的
• 重要性。
s
1 3.6
(
2
'
22 ")u0
u02 25.92abmax
13
2
'
2 " 2
（s）
真空助力制动系
压缩空气－液压制动系
不简化计算 0.97（无解）
3
• 2.4如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃 油经济性？
汽车的燃油经济性
第2章 汽车的燃油经济性学习目标通过本章的学习,应重点掌握汽车燃油经济性的评价指标,掌握汽车燃油经济性的计算方法,理解影响燃油经济性的汽车结构因素和使用因素;石油是现代工业,尤其是交通运输的重要能源,汽车的燃料在今后较长的一段时间仍然是石油产品;随着工业的发展,车辆的增多,使用石油产品越来越多;现在各国都把节约汽车用油作为汽车制造业和汽车运输业中的二个重大问题;节 汽车燃油经济性的评价指标汽车的燃油经济性,是指以最小的燃油消耗量完成单位运输工作量的能力;燃油消耗已占运输成本的40%左右,所以节约用油是降低运输成本的重要措施之一;汽车燃油经济性的评价指标主要又以下三种;2.1.1 单位行驶里程的燃油消耗量当燃油按质量计算时,用符号m Q 表示燃油消耗量,其单位为kg/100km;当燃油按容积计算时,用符号V Q 表示燃料消耗量,其单位为L/100km;单位行驶里程的燃油消耗量只考虑了行驶里程,没有考虑车型与载重量的差别,所以只能用于比较同类型汽车或同一辆汽车的燃料经济性,但它也可用于分析不同部件如发动机、传动系等装在同一汽车上,对燃料经济性的影响;其数值越小,汽车燃油经济性越好;2.1.2 单位运输工作量的燃油消耗量若燃油以质量计算时,该指标单位对于载重汽车为kg/100t ·km,对客车为kg/1000人·km;若燃油以容积计算时,该指标单位对于载重汽车为L/100t ·km,客车为L/1000人·km;该指标可以用来比较不同类型、不同装载质量汽车的燃料经济性;其数值越小,汽车燃油经济性越好;2.1.3 消耗单位燃油所行驶的里程美国采用消耗单位燃油所行驶的里程的评价方法,其单位是MPG 或mile/ USgal,指的是每消耗一加仑燃油能行驶的英里数1mile=1.61km,1Usgal=4.55L;其数值越大,汽车燃油经济性越好;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;其中包括汽车等速百公里油耗的计算,等速、加速、减速和怠速等行驶工况的油耗的计算;2.2.1 汽车等速百公里油耗的计算汽车以速度a u 在路上等速行驶时,发动机相应工况的有效燃油消耗率为e g g/kW ·h,而此时汽车行驶100km 所消耗的功率即阻力功率为P kW,则等速百公里油耗V Q L/100km 为γa e V u Pg Q 02.1=式中 γ——燃料的重度N/L,汽油取—／L,柴油取—／L ；e g ——有效燃油消耗率g/kW ．h;有效油耗率e g 与发动机的负荷率有关;所谓负荷率,是指在某一转速下,节流阀部分打开时,所发出的功率与该转速下节流阀全开时最大功率之比;有效油耗率e g 与负荷率U 的关系曲线,即为负荷特性曲线;发动机负荷特性是从台架试验上获得的,因此,由功率平衡图与负荷特性,可得出行驶时发动机的油耗;图 用功率平衡图与负荷特性计算汽车等速百公里油耗a 功率平衡图b 负荷特性c 等速百公里油耗图所示为计算汽车等速百公里油耗的功率平衡图和负荷特性图,以及计算得到等速百公里油耗曲线;图 2.1a 中,若汽车以车速'a u 在水平路上行驶,发动机应提供的功率即为汽车阻力功率P ',即bc ,此时发动机的负荷率为 ac bcU ='与车速'a u 相对应的发动机转速为'e n r i i u n g a e 377.00=,根据'e n 、U '就能在负荷特性曲线上通过插值法找出有效燃油消耗率e g 见图;汽车行驶l00km,发动机应作的功为 ''='au P W 100 若每隔一定车速如l0km/h 求出相应的百公里油耗Q ,便可作出汽车等速百公里油耗曲线Q -a u ,按同样的方法,也可算出在有坡度的道路上行驶时的等速油耗曲线见图2.1c;2.2.2 汽车等加速行驶油耗的计算方法在分析汽车燃油经济性时,除等速百公里油耗曲线外,还常用计算法确定按某试验循环行驶时的总平均百公里耗油量;为此必须进行加速、减速及停车怠速的耗油量计算;减速及停车怠速时的油耗量,可根据试验得到的怠速油耗量来估算;下面具体介绍一种确定加速时油耗的近似计算法;前面讨论知道汽车行驶的油耗V Q L/100km 为γa e e V u g P Q 02.1= 当该式中的e P 、e g 、a u 为变量时,同样也适合于计算加速过程,即此时)15.21(36722dtdu g G Au C G g Q a D T e V δψγη++=令 dt du g δψψ+='则 )15.21(36722a D T e V Au C G g Q +'=ψγη ψ'为汽车的当量道路阻力系数,即将加速行驶时的惯性力,相当于某一道路阻力来考虑;这样加速过程的燃料经济性,可用等速行驶的燃料经济性的分析方法进行分析;前面在介绍等速行驶百公里油耗计算方法时,曾作出在一定坡道上如1ψ、2ψ、3ψ,…油耗曲线图2.1c;当把加速过程用当量道路阻力系数ψ'来考虑时,如果假设其在水平良好的道路上加速行驶,0=i ,f 很小,则j g δψ='dtdu j =;因为δ、g 为常数,因此这些等速油耗曲线可以转换为在水平道路上,以相应的等加速度1j 、2j 、3j …行驶的油耗曲线如图所示;图 等加速行驶的油耗曲线图 加速时汽车油耗的确定在等加速度行驶的油耗曲线下面,画上加速过程曲线如图所示,则在对应的1t ∆、2t ∆、3t ∆等的速度间隔中,其平均加速度为111t u j ∆∆=,… ,333t u j ∆∆= 而在1t ∆与3t ∆时间间隔中的绝对油耗为11151106.31t Q u Q am ∆⨯=∆ 33353106.31t Q u Q am ∆⨯=∆ 式中 1am u ——在1t ∆小间隔时的平均速度；3am u ——在3t ∆小间隔时的平均速度;由此即可求出整个加速过程中的绝对油耗为：=Q ∑i Q ∆加速过程的油耗量计算方法分成三个步骤：（1） 把加速阻力作为道路阻力,把Q -a u 1ψ、2ψ、3ψ…转换成Q -a u 1j 、2j 、3j …2根据Q -a u 1j 、2j 、3j …和a u -t 加速过程图,分别求出每一小段时间间隔i t ∆的油耗量i Q ∆,i t ∆越小,结果越精确;（2） 把各小段计算的i Q ∆加起来,就是整个加速过程的油耗量;节 汽车燃油经济性的影响因素前面讨论得到汽车行驶的油耗V Q L/100km 为γa e e V u g P Q 02.1= 或 Te V Fg C Q η= 式中 C ——常数；F —— 行驶阻力;可以得出,汽车的燃油消耗量正比于行驶时的行驶阻力与燃油消耗率,反比于传动效率;发动机的燃油消耗率,一方面取决于发动机的种类、设计制造水平；另一方面又与汽车行驶时发动机的负荷率有关;下面分别从汽车结构和使用两个方面,讨论影响燃油经济性的因素,从而可以看出提高燃油经济性的一些途径;2.3.1 汽车结构因素设计与制造出性能良好,燃油消耗低的汽车是很重要的;通过对汽车各个主要部件的改进,可以大大节约用油;下面介绍发动机、传动系、汽车外形等方面与燃料经济性的关系;2.3.1.1 发动机方面2.3.1. 发动机的种类为了节省能源,控制排气污染,充分发挥燃料的热效率,近年来对发动机进行了多方面的研究;目前来看,比较成熟的技术有汽油喷射发动机;汽油喷射发动机可以精确地控制混合气的浓度；保证各缸供应混合气的均匀性；由于汽油是以一定压力喷人进油管中,所以雾化效果较好,燃油利用率高;柴油机的压缩比较汽油机的大,所以热效率高,特别是在部分负荷时,柴油机的有效燃油消耗率e g 较低;柴油机的燃油消耗按容量计算,比汽油机要节省20%~40%,而且柴油价格较汽油低;但是,柴油机排量大,重量大,噪声、振动较大,因此,柴油机的性能不断改善之后,扩大柴油机的使用范围是当前的发展趋势;2.3.1. 发动机的压缩比发动机的压缩比提高,热效率增加,使发动机动力性、经济性得以改善,发动机油耗率有所降低;但汽油机压缩比提NO的排放量;所以压缩比的提高有一定的限度,提高汽油机压缩比的措施高到一定程度后,会产生爆燃,,并且会增加x主要有：1改进燃烧室和进气系统,提高发动机结构的爆燃极限;2使用爆燃传感器,自动延迟产生爆燃时的点火提前角;3喷水抗爆;4开发高辛烷值汽油;2.3.1. 选用小排量发动机、提高发动机的负荷率由发动机的负荷特性可知,在转速一定的条件下,负荷率在80%~90%时,有效耗油率最低;发动机在中等转速较高负荷率下工作时,其燃料经济性较好;一般汽车在水平良好路面上,以常用速度行驶时,只利用到相应转速下发动机最大功率的20％左右;由此可见,在汽车大部分使用中,发动机的负荷率都是较低的,因此,在保证动力性足够的前提下,汽车上不宜装用大功率的发动机,以提高发动机的功率利用率,降低汽车的燃油消耗量;2.3.1. 改善发动机的燃烧过程为了改善汽油机的燃烧过程,主要趋向是采用稀薄混合气分层燃烧,其空燃比可达18以上,既能显着提高燃油经济性,又可以降低排放污染;2.3.1.2传动系的影响2.3.1. 变速器类型的影响目前在汽车上应用最广泛的仍然是机械式手动变速器,但随着人们对汽车乘坐舒适性、操纵简便性以及起步平稳性要求的增加,自动液力变速器AT和更先进的机械无级变速器CVT的应用也越来越广泛;汽车装用自动液力变速器后,由于液力变矩器的传动效率低,其燃油经济性有所下降;近年来,为了节油和进一步提高动力性,自动液力变速器的档位数有所增加,一般为四个档；在有的档位如三档进行功率分流,即较大部分功率不经过液力变矩器而直接经输出轴输出；高档装有锁止离合器,离合器锁止时完全消除了滑转,提高了传动效率,从而提高了燃油经济性;有数据表明,由于自动液力变速器使发动机在较佳工况下运转,所以装用自动液力变速器的汽车的油耗有时比装用手动变速器时还要低;装用机械无级变速器CVT的汽车的燃油经济性与操控良好的手动变速器相当,优于自动液力变速器;2.3.1. 有级变速器档数和超速档应用的影响在一定的行驶条件下,变速器应尽量用较高档位,这样发动机的负荷率较高,有效燃料消耗率较低,所以汽车燃油消耗量较低;变速器档位增多以后,选择恰当的档位机会增多,这样使汽车处于燃油消耗量较低的机会增多;但档数太多,会使变速器和传动系结构复杂,操作不便;传动系直接档的总减速比主减速器速比,是根据良好路面上的功率平衡图及直接档要求的动力因数采选择的;这样选择的传动比,在中等车速下行驶时,节气门开度仍然不大,发动机的燃料消耗率较高;为了改善良好路面上行驶时的燃料经济性,常不改变主减速器传动比,而在变速器中设置一个传动比小于1的超速档;在相同的车速和道路条件下,用超速档比用直接档时发动机的转速低,负荷率高,故燃料消耗率下降;因而可降低汽车的100km燃料消耗量;2.3.1. 主减速器传动比的影响主减速器的传动比选择的较小时,在相同的道路条件和车速下,也同样使发动机的燃料消耗率减小,有利于提高汽车的燃料经济性;但主减速器传动比过小,会导致经常被迫使用低一档的档位,最小传动比档位的利用率降低,反而使燃料消耗量增加;2.3.1. 传动系的机械效率传动系的机械效率越高,则传动过程中的功率损失越少,汽车的燃料消耗量也随之减少;2.3.1.3 汽车质量的影响汽车质量影响到滚动阻力、上坡阻力和加速阻力,因此影响燃油经济性;减小汽车质量是降低油耗最有效的措施之一;减小汽车质量方面采取的措施主要有：采用高强度轻材料,如高强度低合金钢、铝合金、塑料、树脂和各种纤维强化等材料制造汽车零件；改进汽车结构,如采用前轮驱动、承载式车身等,以及各种零件的薄壁化和小型化;汽车的轻量化、小型化也是汽车工业的发展方向之一;2.3.1.4 汽车外形与轮胎改善汽车外形,使车身形状近于流线型,以减小空气阻力系数,可以减少行驶过程中特别是高速行驶中的空气阻力,有显着的节油效果;某轿车空气阻力系数由下降到,可使油耗降低22%,预计在不久的将来,实际使用的轿车空气阻力系数可达;汽车轮胎的选用,主要影响动力性和经济性;公认子午线轮胎综合性能好,尤其滚动阻力小,与一般斜交胎相比可节油6%~8%;2.3.2 汽车使用因素的影响对于一定的车型而言,汽车燃料消耗量的多少,取决于汽车的技术状况、驾驶操作技术水平以及有关的运行条件;2.3.2.1 汽车的技术状况为了保持汽车的技术状况良好,必须正确执行汽车保修规范;正确地保养和调整可以提高发动机性能并降低汽车的行驶阻力;汽油机点火系的技术状况,如点火能量,点火提前角和火花塞型号等,都对燃烧过程有很大影响,因而影响汽车的燃料经济性;汽车底盘的技术状况与保养、调整的关系很大;正确调整传动系齿轮传动副的啮合间隙,轴承和油封的紧度,以及正常的润滑可以大大提高传动系统效率;前轮定位、制动器的正确调整可以减小汽车的行驶阻力;这些都有利于降低汽车的燃料消耗量;轮胎气压对滚动阻力系数影响很大;若轮胎气压降低30%,以40km／h的速度行驶,轿车油耗增加5—10%,柴油载货汽车油耗增加20~25%;国外十分重视检查轮胎气压,实行监测仪器仪表化,并研制了胎压警报装置,当胎压低于标准值时,警报装置发出信号,通知驾驶员;燃料和润滑油的质量对汽车的燃料消耗也有很大影响,2.3.2.2 驾驶和使用技术水平2.3.2. 发动机的起动升温油路、电路、怠速和点火提前角的正确调整及发动机预热,是顺利起动的前提;常温起动时,化油器车辆应轻踏加速踏板电喷发动机车辆不要踩加速踏板尽量一次起动成功;再次起动时间不得超过5s,两次起动间隔不得超过10s;三次起动不成功时,必须进行检查,排除故障;起动后应迅速转入怠速;起动时忌重踏和反复踏加速踏板;冬季在室外停放的化油器车辆冷起动前,应注意发动机的充分预热电喷发动机车辆不需要;关闭百叶窗,根据温度适当关闭阻风门,轻踏几次加速踏板,起动发动机;起动后,以稍高的转速运转一二分钟后逐渐推开阻风门,抬起离合器踏板,继续运转一分钟左右,再缓慢减速到怠速运转升温;汽车行驶过程中,经常遇到停车熄火后重新起动热起动的情况;此时,发动机的温度较高,起动时轻踏加速踏板,然后马上转入怠速运转;2.3.2. 汽车起步加速试验表明,发动机水温上升到40℃以上起步,具有较好的节油效果;机体温度低时燃料雾化不良,燃烧不完全,另外机油粘度大,摩擦损失功率增加,因而特别耗油;冬季汽车起步后l0km以内,车速不要超过40km/h,并根据气温适当延长低档行驶时间,直到水温和各总成温度上升至正常后,可进入正常行驶;车辆一般应从一档起步;汽车坡道起步时,加速踏板、离合器、驻车制动器的操作配合应协调,不使车辆倒退、熄火,达到平稳地顺利起步;2.3.2. 档位的选择和变换汽车在良好路面上行驶,在一定的行驶状态下,即可使用次高档,也可用最高档,但用最高档时较节约燃料;为了节约燃料,在节气门开度不超过90%的条件下,应尽可能使用最高档;汽车上坡行驶时,应及时减档;减档过早,不能充分利用汽车惯性爬坡；减档过晚,车速降低过多,常需要多换一次档,增加油耗;2.3.2. 汽车行驶速度汽车满载在良好路面上行驶时,存在一个使得等速燃料消耗最小的车速,即技术经济车速;车速高于或低于经济车速,汽车等速油耗均上升;不同车型的经济车速可通过试验得到;2.3.2. 离合器的运用两脚离合器换档是规范化操作,而经验丰富的驾驶员常采用一脚离合器换档法;试验表明,良好道路起步连续换档至40km/h,一脚离合器换档法可节约燃料,时间缩短1s；在坡道减档,一脚离合器换档法由五档到四档,节约燃料,,缩短时间;2.3.2. 加速踏板的使用汽车行驶时,加速踏板要轻踏,柔和控制,减少加速泵供油的机会;避免空轰加速踏板;试验表明,某车每空轰一次加速踏板,就要耗油3~5mL；节气门开度不宜过大,以避免加浓装置参加工作而增加油耗;2.3.2. 行车温度的控制汽车行车温度,包括发动机冷却水温度、机油温度、发动机罩内气温、变速器和驱动桥齿轮油温度等;水温过低,会使燃料不易雾化,各缸进气不均,燃烧室壁散热损失增加,燃烧速度下降,造成发动机功率和转矩下降,油耗增加；另外,机油的流动性和飞溅润滑能力下降,增加了机械损失;水温过高,会使机体过热,充气量下降,容易出现爆燃、早燃等异常燃烧现象；供油系容易发生气阻,造成功率下降,油耗增加,且在高温下机油压力和粘度下降；并加速机油因氧化和热分解而发生的变质,加快发动机的磨损;正常的发动机水温,有利于燃料的雾化和混合气的分配均匀,使得发动机有良好的燃料经济性和动力性,并保证机油的粘度和润滑能力,减少发动机的磨损;2.3.2. 合理利用滑行汽车滑行可分为减速滑行、加速滑行和下坡滑行;汽车行驶中,当前方遇障碍,以及预见性停车和到达停车场时,预先将变速器置空档的滑行,称为减速滑行;当汽车接近上述障碍时,车速已降低,可不采取制动或少用制动而顺利通过或停车,这样就可达到节约燃料和保证安全的目的;汽车以高档加速至较高车速后,空档滑行至较低的车速,然后再挂高档加速,这种加速和空档滑行交替进行的方法,称为加速滑行方法;试验结果表明,在平均车速相同的情况下,采用最佳的加速滑行模式与等速相比,满载时的节油率达%~%,空载时的节油率达%~%;一般加速滑行不适合拖带挂车的汽车列车,因汽车列车的负荷率已较高,采用加速滑行方法加速时,负荷率很高,比油耗高,节油效果不明显,甚至油耗增加;此外,加速滑行操作法,使驾驶员的劳动强度增加,对安全不利;汽车加速滑行只能在道路宽直、无视线遮挡、行人和车辆稀少的条件下采用；要求汽车的技术状况良好,滑行距离应达到加速距离的倍以上；加速滑行的最大车速,不应超过经济车速范围的上限；加速时应缓慢踏加速踏板,至全开的80%~90%,以免混合气加浓装置起作用;在高速公路行驶时不能使用加速滑行法;在坡度小于5%的缓直坡道或陡坡接近坡尾,可空档滑行；在路况熟悉的波状起伏微丘地带,可在临近坡顶时空档滑行过坡顶,至临近坡尾再挂档加速冲过第二个坡道,但在这种道路滑行时,发动机不得熄火;在长而陡的坡道上,严禁熄火空档滑行;应在高档不熄火滑行,利用发动机阻力,并施加间歇制动,控制车速;如果熄火空档滑行,长时间用行车制动器控制车速,制动器容易发热使制动效能下降,甚至失效或烧毁制动摩擦片;2.3.2.3 运行条件的影响汽车的运行条件包括气候、地理位置,道路条件等;对汽车燃料经济性的影响很大;我国幅员广大,各地区气候和地理条件差别很大,而汽车设计是按一般条件来考虑的;针对当地特殊环境,对汽车,发动机部件做相应的改变,能消除或减轻特殊环境对汽车性能的影响,达到节油的目的;例如：在高原地区运行的汽车,由于空气稀薄,使动力性下降,燃料经济性恶化;利用空气稀薄时发动机不易爆燃的条件,提高压缩比,能使功率有所恢复;化油器车辆可缩小化油器主量孔,防止混合气过浓,能改善燃油经济性;在山区及丘陵地区安装下坡或怠速节油器,可节约下坡滑行时不必要的燃油消耗；发动机冷却风扇采用风扇离合器,根据发动机工作温度调节供给冷却系的风量,既可减少驱动驸件的动力消耗,又可缩短发动机的预热时间,在北方有明显的节油效果;道路条件对汽车的燃油消耗量影响很大;不同路面的道路阻力系数相差很大;在同一车速下,当道路阻力系数增大时,汽车的燃料消耗量增加;因为道路阻力系数增大时,汽车的行驶阻力增加,汽车的行驶阻力增大,则要求发动机发出较大的功率,发动机的燃料消耗率随之减小,但前者的影响为大;在道路阻力系数增大时,汽车最低燃料消耗量对应的经济车速减小;小结Q L/100km、单位运输工作量的燃油消耗量1.汽车燃油经济性的评价指标：单位行驶里程的燃油消耗量VL/100t·km、消耗单位燃油所行驶的里程MPG2. 汽车等速百公里油耗的计算：γa e V u Pg Q 02.1= 3. 汽车等加速行驶油耗的计算：)15.21(36722a D T e V Au C G g Q +'=ψγη 4. 汽车燃油经济性的影响因素：汽车结构因素：发动机方面发动机的种类,发动机的压缩比,选用小排量发动机、提高发动机的负荷率,改善发动机的燃烧过程、传动系的影响变速器的类型、有级变速器档数、主减速器传动比、传动系的机械效率、汽车质量、汽车外形与轮胎汽车使用因素：汽车的技术状况、驾驶和使用技术水平、运行条件复习思考题1、何谓汽车的燃油经济性评价指标是什么评价试验方法有哪些2、推导出汽车的燃料消耗方程式;3、何谓等速行驶燃料经济特性如何利用它分析比较汽车的经济性4、分析发动机的负荷率对汽车燃料经济性的影响,汽车在使用时如何提高发动机的负荷亭5、某汽车总质量5360kg,轮距1650mm,车高2165mm,空气阻力系数,发动机有效油耗=245g ／ps ·h,机械效率,估算在i =的柏油路面上以60km ／h 稳速行驶百公里油耗是多少。
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汽车理论讲义（第1版）
赵又群编著
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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）
赵又群编著
7
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
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。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（单位：mile/gal）
汽车理论讲义（第1版）
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第三节 影响汽车燃油经济性的因素
一、使用方面
1．行驶车速 由图2-1可以看出，汽车在接近于低速的中等车速时燃油
消耗量Qs最低，高速时随车速增加Qs迅速加大。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 增加很多而导致百公里油耗增加的缘故。
由车速ua1＋1km/h再增加1km/h所需的燃油量（mL）为
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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
s 为整个循环的行驶距离（m）
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第二节结束！
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第三节 影响汽车燃油经济性的因素
汽车等速百公里燃油消耗量为
由上式可知，等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行 驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。
发功机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的种类、设 计制造水平；另一方面又与汽车行驶时发动机的负荷率有关。 从万有特性图上可知．发动机负荷率低时，b值显著增大。
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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， 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CAFÉ）。CAFE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 标准，公司将被处以罚款。
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
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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
图2-3是CAFE值随时间变化的曲线。到1989年，要求 CAFE值为27.5mile/USቤተ መጻሕፍቲ ባይዱal（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 讨论中提出的数值范围。
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
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1、人们通常如何评价？中欧L/100km，美国MPG？ 2、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 评价指标、典型的循环行驶工况）？ECE、EPA、China？ 4、市内测功器的循环行驶工况规范是怎样制定的（车速时 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 盟主张发达国家在2010年时，温室气体排放量比1990年要 减少15％）
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第三节 影响汽车燃油经济性的因素
当然，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（如空调）的使用有关。
图2-6是一美国中型轿车在EPA城市和EPA公路循环工况 中的燃油化学能与汽车各处消耗能量的平衡图。由图可以看 出：汽车燃泊消耗除与行驶阻力(滚动阻力与空气阻力)、发 动机燃油消耗率以及传动系效率有关之外，还与停车怠速油 耗、汽车附件（空调等）消耗及制动能量损耗有关。在城市 循环工况中，后三个因素的影响相当大，它们消耗的能量总 计达燃油化学能的25.2％。但传统结构的汽车在这些方面尚 未找到突破性的提高燃油经济性的措施。
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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， 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 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。
我国原机械工业部于1984年发布了货车与客车燃油消耗 量限值标准。
在1997年防止地球变暖京都会议上，欧盟主张发达国家 在2010年时，温室气体排放量比1990年要减少15％。这必 然要求汽车燃油消耗应有相应的降低。
有资料表明，到2005年或2010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5.17L/100km （汽油机）和4.56L/100km(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，
其油耗指标接近于3L/100km。
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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，对 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、 减速和怠速停车等行驶工况的燃油消耗量计算方法。
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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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
2．挡位选择 在一定道路上，汽车用不同排挡行驶，燃油消耗量是不
一样的。显然，在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出 的功率相同，但挡位越低，后备功率越大，发动机的负荷率 越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，而使用 高挡时的情况则相反。
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第三节 影响汽车燃油经济性的因素
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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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
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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、怠速停车等行驶工况组 成的循环，如ECE-R.15和我国货车六工况法，其整个试验循 环的百公里燃油消耗量(L/100km)为
式中，Q 为所有过程油耗量之和（mL）；
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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。
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
注意：单位换算、运动学公式
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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。
第二章 汽车燃油经济性
预备知识
中心思想
汽车传动系的功能、
介绍燃油经济性评
组成、构造及工作原理。 价指标、计算方法、影
发动机的转速特性。 响因素以及新一代高效
汽车的动力性
节能技术。
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引言
问题 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
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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 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。