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第二章汽车的燃油经济性•含义: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。第二章汽车的燃油经济性•§2-1汽车燃油经济性的评价指标•1、行驶百公里燃油消耗量•单位为L/100km,即行驶100km所消耗的燃油升数(城市百公里,公路百公里,吨百公里)•美国为MPG或mile/USgal,美国加仑3.785升AUDIA41.88.2AUDIA82.811.7BUICKcenturyV69.5SC70804.4第二章汽车的燃油经济性•§2-1汽车燃油经济性的评价指标•2、等速百公里燃油消耗量•等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标,它指汽车在一定载荷(我国标准规定轿车为半载、货车为满载),以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。§2-1汽车燃油经济性的评价指标参加测试车型波罗1.4舒适型+派力奥1.5ELX赛欧1.6SLX夏利20001.3豪华型厂方提供技术规格发动机型式直列4缸,16气门直列4缸,8气门赵列4缸,8气门直列4缸,16气门排量(ml)1390146115981342压缩比10.5:18.85:19.4:19.3:1最大功率(kW/r/mon)55/500062.5/550066:560063/6000最大扭矩(Nm/r/min)126/3800122/4500128/2800110/5200燃油经济性(L/100km)60km/h等速油耗4.635.334.924.4590km/h等速油耗5.766.845.935.75第二章汽车的燃油经济性•§2-1汽车燃油经济性的评价指标•3、多工况燃油消耗量•各国都制定了一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车状况,并以其百公里燃油消耗量(或MPG)评定相应行驶工况的燃油经济性。我国的6工况;9工况;4工况;15工况•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•六工况第二章汽车的燃油经济性公路循环燃油经济性+城市循环燃油经济性综合燃油经济性=45.055.01并按下式计算综合燃油经济性(单位为mile/gal),第二章汽车的燃油经济性表2-1一些轿车的EPA循环工况油耗车型发动机排量cm3EPA城市/公路QSL·(100km)-1车型发动机排量cm3EPA城市/公路QsL·(100km)-1FORDESCORTLX18597.84/6.36HONDACIVICDX14936.72/5.88589818.09/14.70经济型TOYOTACOROLLADX15858.71/6.92硬顶吉普JEEPGRANDCHEROKEE5.9LIMITEDLANDROVERDISCOVERYSE9394216.80/13.84HONDAACCORDCOUPEEX22549.40/7.84PONTIACGRANDPRIXGTR379113.07/8.71NISSANALTIHASE23829.80/7.59LEXUSGS400396912.38/9.41SUBARUIMPREZA245711.20/8.71AUDIA84.2QUATTRO417213.84/9.41BMW528i279313.07/9.05CADILACGLS456514.70/9.41中高级轿车BUICKCENTURYCUSTOM314611.76/8.11中高级轿车LINCOLNCONTINENTAL460113.84/9.80第二章汽车的燃油经济性•4、燃油消耗量的限值与法规:•美国针对轿车制定了“公司平均燃油经济性标准”1989年要求为27.5mile/USgal•我国机械工业部于1984年发布了货车与客车燃油消耗量限值标准。1985年6T-9T的汽车为3.13-2.95吨百公里1990年为2.82-2.65•美国1978年乘客车为15.71l/100km1989年10.28l/100km燃油经济性目标•1.2005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)。•2.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。§2-2汽车燃油经济性的计算•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。•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的燃油消耗量Qt(mL/s)为1.367PbQt=式中,b为燃油消耗率(g/(kW·h));为燃油的重度=g,为燃油密度(Kg/L),g为重力加速度(m/s2),g汽油可取为6.96~7.15N/L,柴油可取为7.94~8.13N/L。§2-2汽车燃油经济性的计算•整个等速过程行经s(m)行程的燃油消耗量Q(mL)为auPbsQ102asuPbQ02.1=折算成等速百公里燃油消耗量Qs(L/100km)为§2-2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•若加速度为(m/s2),则发动机提供的功率P(kW)应为dtdumuAuCGfuPaaDa360076140360013=把加速过程分隔为若干个区间,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。§2-2汽车燃油经济性的计算•而汽车行驶速度每增加1km/h所需时间△t(s)为dtdut6.31=从行驶初速ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量Q1(mL)为tQQQtt10121+=车速ua1+1km/h再增加1km/h所需的燃油量Q2(mL)为tQQQtt21221+=§2-2汽车燃油经济性的计算•Qt2为车速为ua1+2km/h时,即t2时刻的单位时间燃油消耗量(mL/s)。依此,每个区间的燃油消耗量为tQQQtt32321+=……………………………tQQQtnntn)1(21nniiaQQQQQ211=11tnt0t)Q(Q21nitiatQQ=dtduuusaaa92.252122=§2-2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•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。idaadQdtduuuQ6.332=Qi为怠速燃油消耗率(mL/s)。daaddtduuus92.252322=§2-2汽车燃油经济性的计算•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Qid(mL)为Qid=Qits•5.整个循环工况的百公里燃油消耗量100sQQs=式中,ΣQ为所有过程油耗量之和(mL);s为整个循环的行驶距离(m)。§2-3影响汽车燃油经济性的因素•一、汽车运行油耗方程式EfEiEeEd•Ef:供发动机燃油包含的能量;Ei:发动机指示功;Ee:发动机有效功;Ed:驱动轮上的有用能量ηi=Ei/Ef;ηm=Ee/Ei;ηT=Ed/Ee;ηR=ηi*ηm*ηT=Ed/Ef§2-3影响汽车燃油经济性的因素•一、汽车运行油耗方程式•Qt=100Qs/(Ga×S)Ga:载重量(T)Qs:s距离中油耗(升)Qt为吨百公里油耗•设油的密度ρ为千克/升,热值hn千焦/千克•Qt=100Ef/(Ga×S×ρ×hn)•=100Ed/(Ga×S×ρ×hn)/ηR•假设汽车匀速运动阻力为F0Ed=F0×S•Qt=100F0/(Ga×ηi×ηm×ηT)/(ρ×hn)•=K0×F0/(Ga×ηi×ηm×ηT)•(其中K0=100/(ρ×hn))汽车能量消耗平衡图§2-3影响汽车燃油经济性的因素•二、提高燃油经济性的一些途径:•1、使用方面:•(一)行驶车速•(二)档位选择•(三)挂车的应用:如“解放”牌CA10B汽车经常拖挂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)。•(四)正确地保养与调整§2-3影响汽车燃油经济性的因素•二、提高燃油经济性的一些途径:•2、汽车结构方面•(一)缩减轿车总尺寸和减轻质量•(二)发动机•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)增压化(目前常提供选用的增压汽油机,采用增压的柴油机已很普遍)。•4)广泛采用电子计算机控制技术§2-3影响汽车燃油经济性的因素•二、提高燃油经济性的一些途径:•2、汽车结构方面•(三)传动系:传动系的档位增多后,增加了选用合适档位使发动机处于经济工作状况的机会,有利于提高燃油经济性。•档数无限的无级变速器,在任何条件下都提供了使发动机在最经济工况下工作的可能性。§2-3影响汽车燃油经济性的因素•发动机的最经济工况–––最小燃油消耗特性§2-3影响汽车燃油经济性的因素•有了发动机的“最小燃油消耗特性”,可进一步确定无级变速器的调节特性。无级变速器的传动比i′与发动机转速n及汽车行驶速度之间有如下关系aaunAuinri0377.0式中,A对某一汽车而言为常数,0ir3770A.=。锁止离合器钢带式无级变速器•P884CVT是双模式(DualMode),即与液力变矩器共同工作的无级变速器。装用P884CVT时的燃油经济性有较明显提高,动力性也有所改善。节气门全开的加速性能百公里耗油量L·(100km)-1P8844·AT*P8844·AT*经济档正常档改变率%0-30km/h2.5s2.5sECEcitycycle**16.414.415.0-12/-90-100km/h13.2s12.2sECEurban/extraurbancycle***13.412.412.6-7/-6最大加速度4.8m/s24.8m/s290km/h120km/h10.213.99.314.29.314.2-9-9*4档液力自动变速器**根据70/220/EEC,最高车速ua=50km/h***根据91/441/EEC,最高车速ua=120km/h§2-3影响汽车燃油经济性的因素•二、提高燃油经济性的一些途径:•2、汽车结构方面•(四)汽车外形与轮胎•Audi100轿车通过变动车身形状而具有不同CD值时的试验结果。当CD值由0.42降低到0.3时,其混合百公里燃油消耗量可降低9%,而以150km/h等速行驶的油耗则可降低25%左右。•滚动阻力每减小1N燃油消耗量减少0.01L/100km,或估算为f减少10%,省油0.6-1.2%。•午线轮胎的综合性能最好。由于它的滚动阻力小,与一般斜交轮胎相比,可节油6%-8%。CD值对燃油消耗的影响滚动阻力及轮胎对燃油消耗的影响新一代高效率节能汽车的研究•“新一代汽车伙伴关系”(PartnershipforANewGenerationofVehicles,简称PNGV)。PNGV是由政府有关机构、国家实验室、大学、汽车协会、三大汽车公司及有关配套厂商参加,联合开发研制美国新一代汽车的合作组织。PNGV汽车计划的目标是要求三大公司在2004年提供新一代汽车的生产型样车(ProductionPrototype)。样车的基本要求是在当今典型轿车(指1994年型ChryslerConcord、FordTaurus、ChevroletLumina三种轿车)的价格与各方面性能的基础上,将其按EPA循环工况测得的燃油经济性指标提高3倍,即由26.6mile/gal(相当于8.84L/100km)提高到80mile/gal(相当于3L/100km)。若采用其他代用燃料,则指标为80mile/114,132B.t.u.。生产型样车是指其加工方法、应用材料、部件都符合大量生产要求的样车。新一代高效率节能汽车
本文标题:汽车经济性
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