3.汽车运用工程课件第三章共48页PPT资料

第三章汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性是指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力。在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。提高汽车的燃油经济性，可以节约石油资源，减轻国家对进口石油的依赖性。此外，由于汽车运输的油耗占汽车运输成本的20%以上，因此节约燃油就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。同时，减少燃油消耗可以降低发动机所排出的有害气体的量和排放量，是保护环境的重要措施。本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录第三章汽车的燃油经济性第一节汽车燃油经济性的评价指标第二节汽车燃油经济性的计算第三节影响汽车燃料经济性的结构因素第四节汽车燃油经济性试验汽车的燃油经济性常用汽车在一定工况下行驶某一单位行程的燃油消耗量或汽车在一定工况下完成某一单位运输工作量的燃油消耗量评价。其数值越小，汽车燃油经济性越好。我国燃油经济性的评价指标：百公里燃油消耗量（L/100km），即行驶100km所消耗燃油的升数；百吨公里（千人公里）燃油消耗量（L/100t·km或L/1000人·km），即完成100t·km（1000人·km）运输工作量所消耗燃油的升数。汽车的燃油经济性也可用消耗某一单位量燃油所能行驶的里程作为评价指标，称为汽车经济性因数。美国汽车燃油经济性指标为：MPG或mile/usgal，即每加仑燃油所能行驶的英里数。汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃油消耗量的影响很大。因此，可采用平均燃油运行消耗特性，即：不同道路条件下，单位行程燃油消耗量Q（L/100km）与汽车有效载荷（t）之间的关系曲线。Ge第一节汽车燃油经济性的评价指标第二节汽车燃油经济性的计算在汽车设计与开发工作中，常需要在样车制成前，根据发动机台架试验得到的特性曲线和汽车的功率平衡图，估算汽车的燃油经济性。以作为汽车结构参数选择的依据。一、汽车燃油消耗方程式发动机每小时燃料消耗量1000eeTgPQ式中：——发动机有效油耗率——发动机有效功率ePge（kg/h）与汽车百公里耗油量（L/100km）的关系为：TQQ第二节汽车燃油经济性的计算aTVQQ100式中：——燃油密度，kg/L；——汽车行驶速度，km/h。aV燃油密度汽车行驶速度aVaeeVgPQ10根据以上二式得：发动机有效功率可根据汽车的功率平衡方程式求出：其中：滚动阻力功率：坡度阻力功率：令，称为道路阻力系数。则道路阻力功率为：空气阻力功率：加速阻力功率：)(1jwiftePPPPP36003600aaffVfGVFP36003600aaiiViGVFPif3600aifVGPPP3600115.2136003aDawwVACVFPdtdVgVGVFPaajj36003600第二节汽车燃油经济性的计算由此得发动机输出有效功率（kW）为：dtdVgGVACGVPaDtae15.2136002dtdVgGVACGgQaDte15.21360002ePQ汽车的燃油消耗量（L/100km）与发动机的有效油耗率、汽车结构参数、汽车行驶的道路条件、汽车运动状况等影响因素间的关系，称为汽车燃油消耗方程式。第二节汽车燃油经济性的计算第二节汽车燃油经济性的计算Q二、汽车等速百公里燃油消耗量的计算汽车等速百公里燃油消耗量指汽车在一定的载荷下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量，是汽车燃油经济性的常用评价指标发动机负荷特性、汽车的功率平衡图和汽车燃油消耗方程式是求解汽车等速百公里燃油消耗量的依据汽车等速行驶时，加速阻力功率为零，燃油消耗量（L/100km）为。15.21360002aDteVACGgQjPQ负荷特性曲线给出了在发动机某一转速时，不同有效输出功率或负荷率U下的有效油耗率。负荷率指在某一相同转速下节气门部分打开时发动机发出的功率与节气门全开时发出的功率之比。第二节汽车燃油经济性的计算在初步确定了汽车结构参数、汽车行驶的道路条件等影响因素的前题下，可绘出汽车的功率平衡图和汽车车速（km/h）与发动机转速（r/min）的关系图。据此可得到汽车以给定车速行驶时的发动机转速、输出功率（kW）或负荷率U（%）。负荷率U为：式中：——某转速下节气门部分打开时发动机发出的功率，kW；——某转速下节气门全开时发动机发出的功率，kW。''sPPU'P'sP第二节汽车燃油经济性的计算第二节汽车燃油经济性的计算等速百公里燃油消耗量曲线若用同样方法，依次求出每隔l0km/h速度间隔的若干个车速下的等速百公里燃油消耗，从而在-坐标系中得到若干个点，连接各点即可绘出该车在给定条件下的等速百公里燃油消耗量曲线。即可用于评价该车在给定条件下的燃油经济性。aVQ第二节汽车燃油经济性的计算求出不同道路阻力系数下的等速百公里燃油消耗量曲线或不同挡位下的等速百公里燃油消耗量曲线，则可据此评价道路条件变化或汽车某结构参数（如挡位）的变化对汽车燃油经济性的影响不同道路阻力的等速百公里油耗曲线反映不同类型汽车在各种不同使用条件下的运行循环有多种，但均由匀速行驶、加速行驶、减速行驶、停车、怠速等运行状况构成。因此，要计算汽车循环工况百公里燃油消耗量，必须进行匀速、加速、减速以及停车、怠速工况的耗油量计算。第二节汽车燃油经济性的计算三、汽车循环工况百公里燃油消耗量计算1.汽车匀速行驶工况燃油消耗量对于运行循环中汽车以匀速工况行驶的各个阶段，可根据以上介绍的方法,求出各匀速阶段的等速百公里燃油消耗量、…（L/100km），而后根据各个阶段的长度、…（100km），求出各个匀速行驶阶段的燃油消耗量、…（L）。显然：1Q2Q1L2L1LQ2LQ111LQQL222LQQL第二节汽车燃油经济性的计算第二节汽车燃油经济性的计算2.加速行驶工况燃油消耗量15.213600015.21360001022aDteaDteaeeVACGgdtdVgGVACGgVgPQ等加速汽车等加速行驶工况燃油消耗量为其中：，称为道路阻力系数；，称为当量道路阻力系数。比较可见，汽车以等加速度在道路阻力系数为的道路上行驶时的燃油经济性，可以用汽车在道路阻力系数为的道路上稳定行驶时的燃油经济性近似表示。ifvtgdVdt在汽车加速过程中，汽车的行驶速度是不断变化的。因此，如计算汽车以的等加速度使汽车速度从上升到的过程中的燃油消耗量时，可以按速度每增长（km/h），把汽车的整个加速过程分为n个小区间、…，每个加速区间的持续时间（s）为：在每个小区间中汽车的行驶速度可以近似用车速的平均值代表。同时，由等加速度时的当量道路阻力系数和车速，通过功率平衡图和发动机负荷特性可得车速在每一小区间内发动机稳定工作时的有效油耗率，显然区间划分越细计算结果的近似程度越好。aV21t32ttdtdVVta6.3第二节汽车燃油经济性的计算dVdtVa1Va2这样，车速从上升到的小区间的燃油消耗量（L/100km）和绝对油耗量（L）分别为：整个等加速过程所消耗的燃油量（L）为：njijisQQ1,15.21360002jaiDtjeijiVACGgQ100360015.21360002tVVACGgQjaijaiDtjeijisQaiVajVjitjiQjiQ第二节汽车燃油经济性的计算2）不等加速行驶工况燃油消耗量不等加速行驶工况的燃油消耗量计算方法与以上介绍的等加速行驶工况的燃油消耗量计算方法类似。其主要区别在于：等加速行驶工况时，各个加速小区间的当量道路阻力系数相同，即：；而在不等加速行驶工况时，不同加速小区间的当量道路阻力系数不相同，即：。因此，为求解不等加速行驶工况的燃油消耗量，首先要解决的问题是各个加速小区间的当量道路阻力系数。设各加速小区间的速度变化为～（km/h），则该小区间的加速度可以用平均加速度（）表示。即：1'2'1'2'jitaiVajVdVijdtij2m/sdVijdtij13.6VajVaitjti第二节汽车燃油经济性的计算汽车在道路阻力系数为的道路上加速行驶时，加速小区间的当量道路阻力系数为：据此，用同样的方法，可求出车速从上升到的小区间的燃油消耗量（L/100km）和绝对油耗量（L）。各个小区间的绝对油耗量相加，即可得到整个加速过程所消耗的燃油量。ijgdVijdtijaiVajVjitjiQjiQ第二节汽车燃油经济性的计算3．怠速停车时的燃油消耗量若在汽车运行循环中怠速停车的时间为（h），则怠速停车时的燃油消耗量（L）为：式中：——怠速燃油消耗率，L/h。4．减速行驶工况的燃油消耗量减速行驶时，节气门松开（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（h）与怠速油耗率之积。即：5．整个循环工况的燃油消耗量对于由等速、加速、减速、怠速停车等行驶工况构成的汽车运行循环，其整个运行循环的平均百公里燃油消耗量（L/100km）为：式中：——所有过程的绝对油耗量（L）；S——整个循环的行驶距离（km）。ssttQQsttQsQdtsQdsdtQQQ100SQQw第二节汽车燃油经济性的计算计算某一具体运行条件下的汽车燃油消耗量时可采用定额计算法。汽车在某一具体条件下运行时，其燃油消耗量的影响因素较以上理论计算时所考虑的因素多得多。除汽车的结构因素和技术状况外，道路条件、交通情况、载荷状况、运输距离、环境条件（如气温、风、雨、雾等）及驾驶水平等，都对汽车的燃油消耗量有很大影响。对于道路、载荷、气温、海拔高度等，因其影响较大且可等级化和数量化，因此作为参数将其综合在燃油消耗量计算公式中考虑；交通因素将在道路分类中予以考虑；而汽车技术状况、驾驶水平等因素，尽管它们对运行燃油消耗也有较大影响，但计算时将其视为一般正常水平，而不予以考虑；对风、雨、雾等特殊环境因素，由于其影响是局部的、地区性的，且难于等级化和数量化，因此其影响可根据实际情况在制定燃油消耗定额时确定。汽车运行燃油消耗量计算公式由汽车基本运行燃油消耗量和汽车运行条件修正系数两部分构成，用于计算汽车在不同运行条件下运行时所消耗的燃油限额，以限制和考核汽车运行燃料经济性。第二节汽车燃油经济性的计算四、汽车运行燃油消耗量的计算第二节汽车燃油经济性的计算载货汽车运行燃油消耗量计算式1001itihiriinicibakkkkSMqWqqQ大型载客汽车运行燃油消耗量计算式为1001itihiriinicibakkkkSMqNqqQ乘用车运行燃油消耗量计算公式为1001itihiriinikkkkSqQ——汽车整备质量增量M——该运行条件下乘客人数iN——汽车空驶基本燃油消耗量aq——该运行条件下汽车行驶里程iSK——该运行条件下各类修正系数——该运行条件下汽车行驶里程，km；——该运行条件下汽车的载质量，t；——该运行条件下乘客人数，人；——汽车整备质量增量，其值为汽车实际整备质量M（包括挂车整备质量）与标准给出的汽车整备质量M。之差，t；——该运行条件下的道路修正系数；——该运行条件下的海拔高度(大气压力)修正系数；——该运行条件下的气温修正系数，℃；——该运