汽车燃料经济性评价指标(教案)

地区的某汽车运输部门中，把试验车辆投入实际使用，在运行中认真记录汽车行驶里程与油
耗量，最后确定平均油耗量。这种试验结果能较好地反映车队的实际情况，但难以真正做到
准确地测量，同时也浪费时间。因此，它适合车型单一的运输企业使用。
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在道路试验中测量油耗时，若维持表 2-3 中的一个或几个因素不变，则称作“控制的道 路试验”。例如，我国海南汽车试验站的汽车质量检查试验规定，应在一般路面、恶劣路面和 山区公路上测量百公里油耗，并对一些试验路线作了比较明确地规定。如指定在海口市秀英 港以南，海榆中线 3km 处入口、9km 处出口，一条通往石山乡，全长 18km 的便道为试车的 恶劣路面；海榆中线北起毛阳南至通什，总长 25km 的山道为试车的山区公路；而对一般路 面，则仅指海南岛上较好的平原公路，未明确规定路段。这就是一种“控制的道路试验”。国 外是在汽车试验场的专用试验道路上进行类似的油耗试验。
行驶误差小于±1.5s。完成一个单元试验后，尽可能迅速地调头，从相反方向重复试验。累计
进行四个单元试验，将此六工况循环或四工况循环的累计耗油量折算成算术平均百公里耗油
量测定值。
表 2-4 六工况循环试验参数表
工况
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
行程(m)
125 175 250 250 250 300
时间 (s)
柴油 14516.17 8518.56
燃料油 2403.18 1326.65
汽车燃料经济性是在保证汽车动力性的基础上，以尽可能少的燃料消耗行驶的能力。汽
车发动机燃料经济性通常用有效燃料消耗 率 ge 或有效效率e 评价，但它们均不能 反映发动机在具体汽车上的功率利用情况 及行驶条件的影响。所以，它们不能直接 用于评价汽车的燃料经济性。
图 2-2 城市客车和双层客车四工况循环
“乘用车城市底盘测功机试验运转循环”（GB/T 12545.1）方法见表 2-6 和图 2-3。距离 测量准确度应为 0.3%，时间测量的准确度为 0.2s，燃料测量精度±2%，燃料测量装置的进出 口压力和温度变化不得超出 10%和±5℃，环境温度应为 5~35℃，大气压力应为 91~104kPa。
2012 年，我国车用燃料消耗约占石油消耗量的 55%。其中一个重要的原因就是，我国各 类汽车平均每百公里油耗比发达国家高 20％以上，其中营运货车百公里油耗较国际平均水
3-1
平高出近 50％(见表 2-1)。 节约燃料就意味着汽车使用成本的降低，经济效益的提高，因此研究汽车燃料经济性对
汽车节能的意义重大，当前世界多数国家都把降低汽车燃料消耗作为一项基本国策，并成为
第一节 汽车燃料经济性
在今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。例如，西欧工业发达国家交 通运输消耗石油产品的 34~45%，美国交通运输部门消耗国内石油产品的 52%，我国交通运 输和邮电通讯业消耗的石油产品约占总量的 16%，每年消耗的汽油占其总消耗量的 36%，柴 油占 27%。2012 年中国石油进口量 2.84 亿吨，根据国际能源机构（IEA）预测 2030 年中国石 油有 80%依靠进口。
等速油耗与实际行驶情况有很大差别，等速行驶燃料经济性不能全面考核汽车运行燃料 经济性，它只能作为一种相对比较性的指标。因为等速燃料经济性试验缺乏有关动力性要求 的检验指标，容易造成试验汽车的动力性要求与燃料经济性匹配不合理的现象。此外，等速 行驶燃料经济性不能反映汽车实际行驶中频繁出现的加速、减速等非稳定行驶工况。现在一般 都采用循环油耗来评定汽车的燃料经济性。循环油耗是指在一段指定的典型路段内汽车以设 定的不同工况行驶时的油耗，起码要规定等速、加速和减速三种工况，复杂的还要计入冷起 动和怠速停驶等多种工况，然后折算成百公里油耗。
轻型汽车燃料消耗量试验方法是指汽车在模拟城市和市郊工况循环下，通过测定排放的 二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC），用碳平衡法计算燃料消耗量的试 验和计算方法。此方法适用于以点燃式发动机或压燃式发动机为动力，最大设计车速大于或
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等于 50km/h 的 M1 类车辆，也可用于最大设计总质量不超过 3.5t 的 M2 类和 N1 类车辆。模拟 市区和市郊行驶工况的试验循环，测量 CO2、CO 和 HC 排放量(g/km)。测量时车辆的机械状态 应良好，试验前车辆至少应行驶 3000km，且少于 15000km。应按制造厂的规定调整发动机和 车辆操纵件，特别注意怠速设定（转速和排气中 CO 和 HC 含量）、冷起动装置和排气污染物 排放控制系统的调整。试验室可检查进气系统的密封性，以避免额外进气影响雾化。试验前， 车辆应置于温度保持为 293K 至 303K（20°C 至 30°C）的室内进行处理。此处理期至少为 6h，直至发动机的润滑油和冷却液温度达到室温的±2K 范围内，车辆可在正常温度下行驶后 30h 内进行试验。
另外，对在用汽车燃料经济性评价的新指标可以采用等速驱动比油耗，它是在美国 UDDS 循环测试规范下，在大量论证的基础上，把多工况与等速油耗按照一定加权比例合成 一个综合平均油耗指标，从而使数值更接近实际运行状态。
二、汽车燃料经济性试验方法 汽车燃料经济性试验方法可根据对各种使用因素的控制程度分为不加以控制的路上试验、
11.3 14.0 18.0 16.3 15.0 21.6
累计行程(m)
125 300 550 800 1050 1350
车
速
(km/h)
40
40~50
50
50~60
60
60~40
加速度(m/s2)
－ 0.2 － 0.17 － 0.26
图 2-1 六工况测试循环图 表 2-5 城市客车和双层客车四工况循环试验参数
汽车完全按规定的车速－时间规范进行的道路试验方法被称为“道路循环试验”。实验 规范中规定了换挡时刻、制动时间、速度、加速度、制动减速度等数值。等速行驶油耗试验和怠 速油耗试验是这类试验中两种最简单的循环试验方法。
等速百公里油耗是汽车在无坡度的平坦好路上以等速行驶时的油耗为等速百公里油耗。 所谓等速还要计入以不同车速等速行驶的情况，不同车速的等速行驶，百公里油耗是不同的。
430
(20.9) 17.7
V
4
减速行驶
270
700
空挡
6~8 13~15 19~21
注：1. 对于 5 挡以上变速器采用 II 挡起步，按表中规定循环试验；对于 4 挡变速器 I 挡起步，将 IV 挡
代替表中 V 挡，其它依次代替，按表中规定试验循环进行。
2. 括号内数字适用于铰接式客车及双层客车。
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工况序号 运转状态(km/h) 行程(m) 累积行程(m) 时间(s)
变速器挡位及换挡车速(km／ h)
挡位
换挡车速
1
0~25
5.5
5.5
5.6
II~ III
换挡加速
24.5
30
8.8
III~IV
50
80
11.8
IV~V
70
150
11.4
V
2
25
120
270
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ17.2
V
3
(30)25~40
160
3-3
控制的道路试验、道路循环试验(包括等油耗、加速、制动油耗等)、在汽车底盘测功器(即转鼓试
验台)上的循环试验。表 2-3 列出了影响汽车燃料经济性的使用因素。 对表 2-3 所列的各个因素都不加以控制的试验，称为“不控制的道路试验”。在试验条
件中，对被试车辆的维护、调整规范及所用燃料、润滑材料的规格都有明确的规定。由于各种
汽车燃料经济性也可用汽车消耗单位量燃料所经过的行程 km/L 作为评价指标，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，即 MPG 或 mile/USgal （注意： 美制加仑和英制加仑是不同的）。其数值越大，汽车的燃料经济性越好。
由于汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，也可采用燃料消 耗量 Q (单位 L/100km)与有效载荷 Ge (单位 t )之间的关系曲线，评价在不同道路条件下汽车燃 料经济性，称之为平均燃料运行消耗特性。
长，试验费用巨大，一般不被采用。
过去我国汽车运输企业采 用的“使用油耗试验”就是一种 “不控制的道路试验”。即在某
表 2-3 影响汽车燃料经济性的使用因素 行驶道路 城市、市郊、一般公路、高速公路
交通情况 道路上行人、车辆构成及车辆密集程度 驾驶习惯 平均车速、加速度及制动减速度情况
驾驶员心理状况和熟练程度 周围环境 气温、气压，风、雨、雪等 车辆情况 车辆质量、装载及维修
为了评价汽车的燃料经济性，通常用
表 2-2 某运输公司载货汽车货运成本组成
汽车总质量
10t
24t
成本类型
成本
元
%
元
%
固定折旧
22953 17.9
0
0.0
利息 车辆税 保险费
10000 7.8 22500 7.5
18000 14.0 37500 12.5
10000 7.8 18420 6.2
0
0 32504
汽车制造和交通运输领域的重要课题。
表 2-1 交通运输、仓储和邮政行业年消耗油量统计（来源：2012 中国统计年鉴）
总消耗 运输行业消耗
油品合计 40393.70 14709.86
原油 806.12
/
一、汽车燃料经济性的评价指标
汽油 6886.12 3204.93
煤油 1741.41 1601.08
等速行驶百公里油耗试验是一种在我国广泛采用的最简单的道路循环试验。试验规范规 定，试验在纵坡不大于 0.3%的混凝土、沥青道路，要求路面干燥、平坦、清洁、测量路段长度 500m，两端可方便地使汽车调头。气温 0~35℃，气压 740~770mmHg，相对湿度 50~95%，风
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速小于 3m/s。汽车技术状况良好，试验前，汽车必须充分预热，使发动机冷却水水温达到 80~90℃，变速器及驱动桥润滑油温度不低于 50℃。试验时，汽车用最高挡等速行驶，从车 速 20km/h 开始，以车速 10km/h 的整倍数行驶，直至该挡最高车速的 80%，至少测定 5 个数 据点。通过 500m 测量段，测定耗油量和时间，每种车速往返试验各两次，两次试验之间的 时间间隔(包括使车速达到预定的稳定车速所需的助跑时间 )应尽可能地缩短，以保持稳定的 热状况。往返共四次试验结果的油耗量差值不应超过 ±5%，取四次试验结果的平均值作为等 速行驶的耗油量。其中某一车速的油耗是最低的，该车速即称为经济车速。
使用因素的随机变化，要获得分散度很小的数据较难。为此，必须用相当数量的汽车 (车队)
进行长距离(10000~16000km)的试验，方能获得可信度较高的统计数据。由此可见，这种试验
反映了车辆类型、道路条件、交通量、装载质量以及气候等因素对汽车燃料消耗的影响。它可用
于全面评价汽车使用燃料经济性，是一种非常接近实际情况的试验，但这种试验持续时间很
可变折旧
28571 22.3 60714 20.3
燃料 轮胎 维修
3500 2.7 20400 6.8 10000 7.8 40800 13.6 2500 1.9 1700 0.6 6000 4.7 15000 5.0
润滑剂
16729 13.0 49908 16.7
驾驶员工资及花费
日常管理成本
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我国针对载货汽车、城市公共汽车和乘用车提出了相应的燃料经济性试验规范。载货汽车
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“六工况燃料测试循环”、城市公共客车四工况（GB/T 12545.2）方法见表 2-4 至表 2-5 和图
2-1 至图 2-2。试验过程是，用仪器记录行程－车速－时间曲线，检查试验参数。在每个试验单
元中，车辆终速度偏差应小于±3.0km/h，其它工况速度偏差±1.5km/h，要求控制六工况的总
第二章 汽车燃料经济性
汽车使用经济性，是指汽车完成单位运输量所支付的最少费用的一种使用性能。它是评 价汽车营运经济效果的综合性指标。
根据大量数据表明，我国汽车使用成本中，汽车燃料费以及维修费用占总成本 50%~67%，按每年总行程 2 万公里且百公里油耗 9L 算，仅燃料费一向就占 40%以上。其消耗 和节约的研究，对提高汽车使用经济性具有重要作用。
共计
12825 100. 29944 100.
3
0
6
0
一定运行工况下汽车行驶百公里的燃料消耗量（L/100km）或一定燃料量使汽车行驶的里程 （L/100tkm、L/kpkm）作为评价指标。前者用于比较相同容量的汽车燃料经济性，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；后者常用于 比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性。