汽车理论第二章-汽车的燃油经济性

第一节汽车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循环行驶试验工况反映实际的汽车行驶情况一定运行工况下汽车行驶等速百公里燃油消耗量：指汽车在一定载荷（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。几种常见轿车最大功率与最大转矩车型最大功率最大转矩最高车速2008款飞度1.588kw/6600rpm145N·m/4800rpm-2011款卡罗拉1.690kw/6000rpm154N·m/5200rpm180.0km/h2011款朗逸1.677kw/5250rpm155N·m/3750rpm174.0km/h2011款天籁2.5136kw/6000rpm232N·m/4400rpm-2011款雅阁2.4132kw/6500rpm225N·m/4500rpm200km/h2009款皇冠2.5145/6200kw/rpm242N·m/4400/rpm219.0km/h2010款奥迪A6L2.4130kw/6000rpm230N·m/3000-5000rpm222.0km/h2010款宝马760Li400/5650kw/rpm750N·m/1500/rpm250.0km/h2010款奔驰S600L380/5000kw/rpm830N·m/1900-3500rpm250.0km/h2010款法拉利4584.5LV8425/9000kw/rpm540N·m/6000/rpm325.0km/h2010款布加迪威航8.0TW16736/6000kw/rpm1250N·m/2200-5500/rpm407.0km/h几种常见轿车动力性与经济性参数车型最高车速加速时间(0-100km)工信部综合油耗2011款凯越1.6MT180.0km/h12.9秒7.7L/100km2011款卡罗拉1.6MT180.0km/h-6.9L/100km2013款朗逸1.6MT174.0km/h12.8秒6.8L/100km2012款凯美瑞2.0经典版190.0km/h-9.4L/100km2012款君越2.4SIDI205.0km/h10.1秒9.4L/100km2012款奥迪A6L2.5FSI226.0km/h9.5秒7.5L/100km2010款宝马760Li250.0km/h4.6秒15.2L/100km2010款奔驰S6005.5TV12250.0km/h4.6秒14.5L/100km2010款法拉利4584.5LV8325.0km/h3.4秒13.4L/100km2010款布加迪威航8.0TW16407.0km/h2.5秒24.1L/100km第二节汽车燃油经济性的计算发动机的万有特性曲线Pe~n~b功率平衡曲线燃油经济性的计算介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况下百公里燃油消耗量的计算方法。设已知汽车的车速=150km/h，发动机功率=43kW，可在万有特性图上确定燃油消耗率b=270g/(kW·h)。ePau一、等速行驶工况燃油消耗量的计算万有特性曲线车速ua阻力功率P燃油消耗率燃油消耗量(mL/s)1.36736008.9gPbgPbQtP阻力功率(kw)b燃油消耗(g/kw.h)ρg6.96-7.15N/L单位时间内的燃油消耗量PPPP)(1wfTe)761403600(13aDaTuACGfuPg/kw.hmL/s10003600aus(mL/s)1.36736008.9gPbgPbQt(mL)102100036001.367aausgPbusgPbQ等速行驶燃油消耗量的计算行程s(m)车速ua(Km/h)所用时间t(s)等速行驶s(m)燃油消耗量ml(L/100km)02.1asguPbQ等速行驶s=100km燃油消耗量L二、等加速行驶工况燃油消耗量的计算)3600761403600(13dtdumuuACGfuPaaDaT发动机提供的功率滚动阻力功率空气阻力功率加速阻力功率等加速行驶燃油消耗量的计算(ua1~ua2)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。et367.1PbQg每个小区间起始或终了时刻车速对应的单位时间燃油消耗量将ua2-ua1分成若干个小区间每个区间计算燃油消耗量将所有区间的燃油消耗量相加等加速行驶工况燃油消耗量dtdut6.31将ua2-ua1分成若干个小区间(如每隔1Km/h为一区间)速度增加1Km/h所需的时间(s)发动机的功率P计算每个区间的燃油消耗量燃油消耗率b小区间起始和终了时的车速区间燃油消耗量tQQQtt)(21101et367.1PbQg每个小区间起始或终了时刻车速对应的单位时间燃油消耗量tQQQtt)(21101tQQQtt)(21212tQQQtnntn)(21)1(将所有区间的燃油消耗量相加如第一个区间的燃油消耗量为如第二个区间的燃油消耗量为tQQQtt)(21323110)(21nititntatQtQQQ2121tdtdutusaadtduuudtduuudtdudtduuuusaaaaaaaa/)/1)((21/1)(2122212121等加速行驶工况燃油消耗量等加速区间内行驶的距离dtduuusaaa/92.252122dtduuutaa/)(12nniiQQQQQ211a三、等减速行驶工况燃油消耗量的计算等减速行驶发动机处于怠速状态等减速行驶燃油消耗量怠速燃油消耗率等减速行驶时间dtduuutaa/6.33232aauu减速时间t(s)减速过程燃油消耗量(mL)iaadQdtduuuQ/6.33232aauu怠速燃油消耗率等减速过程行驶的距离(m)daaddtduuus/92.25232232aauu四、怠速停车时的燃油消耗量的计算怠速停车燃油消耗量怠速燃油消耗率怠速停车时间siidtQQ五、整个循环工况的百公里燃油消耗量的计算循环工况等速等加速怠速停车等减速百公里燃油消耗量CHINAECE-R.15100sQQs整个循环行驶的距离第三节影响汽车燃油经济性的因素TaaasCFbgubFuguPbQ02.102.1汽车等速百公里燃油消耗量总行驶阻力fwFFF。影响燃油经济性的因素有以下三个1.燃油消耗率b最大负荷（功率）使用负荷（功率）发动机负荷率＝燃油消耗率与发动机负荷率及发动机自身有关。2.行驶中消耗的发动机功率（或行驶阻力F）降低汽车重量G，可以降低Ff；降低汽车CDA，可以降低空气阻力FW。减轻汽车质量、降低空气阻力有利于节省燃油。与总行驶阻力F成正比ePsFQeP3.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。第三节影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素汽车的使用汽车的结构汽车的使用行驶车速挡位的选择挂车的应用保养与调整燃油消耗率后备功率的变化发动机的负荷增加质量利用系数大发动机的性能汽车的行驶阻力一、汽车的使用1.车速低速时FW↓，Ff↓但负荷率↓，b↑中等车速经济性相对较好高速时负荷率↑，b↓但FW↑，Ff↑，↑Qs↑ePau2.挡位选择使用高挡可节省燃油；汽车起步加速过程中，从经济性角度出发要尽早换入高挡；从动力性角度出发要用足低挡。车速一定时，一定用高挡，后备功率↓负荷率↑b↓Qs↓fwT()/PPb负荷率FFbFsQ货车以100t·km计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。整车整备质量装载质量质量利用系数3.带挂车运输1）提高生产率30％～50％；2）降低油耗20%～30%。较大带挂车运输时带挂车运输4.正确地保养与调整（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。（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。1.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二、汽车的结构缩减轿车总尺寸和减轻质量汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。车型整备质量/kg油耗量（综合）路虎发现V64.0270015.2劳斯莱斯幻影V126.7249515.9梅赛德斯-奔驰E55183512.9伊兰特1.6自动舒适型12109.0夏利N39006.0奥拓6704.0几种不同车型的油耗/[()]1L100km思考大型轿车G大，Ff、FW、、均大；装用大排量发动机，负荷率低，b大；致使Qs增大为什么大型轿车油耗较高？1升油耗概念车减轻质量的措施镁合金的空间结构；碳素纤维合成材料的外部表面；车身总质量大约在74kg；轮毂采用钛合金；车轮轴承滚子采用陶瓷；叶片弹簧采用玻璃纤维。iFjFAudiA8采用全铝承载式车身，质量减轻15％，百公里油耗降低5%～8%。全铝车身框架结构使第三代新型奥迪A8豪华轿车的车身实现了高度轻量化。车身重量仅为231千克，是钢制的同样车身的40%。2.发动机性能发动机的性能机械损耗热损失提高机械和热效率柴油机的效率高增压发动机的应用发动机电喷技术65%化学能想一想柴油机有哪些特点？提到柴油机时，人们想到的是黑烟、臭味和嘈杂的噪声。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人粗大笨拙的印象，似乎难登大雅之堂。具有现代技术水平的柴油车，早已不是工作粗暴、吼声隆隆、黑烟滚滚的“墨斗鱼”形象，其性能与汽油车没有什么区别。车型发动机排量/L最高车速加速时间/s油耗量270CDIL5（柴油）2.6852309.26.74240V6（汽油）2.5972369.210.8柴油机可节能和降低排污。奔驰CLK双门跑车/()1kmh/[()]1L100km单缸SDI柴油发动机；排量0.299L；压缩比16.5:1；最大转矩18.4N·m/2000r/min；最大功率6.25kW(8.5PS)/4000r/min；发动机质量26kg;中置横放。1升油耗概念车发动机柴油机热效率比汽油机高30%；用于轿车可降低油耗30%；在西欧新注册的汽车中，2001年柴油车的份额为32%，2005年柴油车的份额上升到了49.5%。我国一汽2002年推出捷达柴油轿车，但我国柴油硫含量高，使用中排放物的烟度和微粒排放量较大。目前我国柴油轿车有：捷达SDI、宝来TDI1.9L、奥迪A62.5TDI、开迪SDI。TDI是英文TurboDirectInjection的缩写，意为涡轮增压直接喷射（柴油发动机）。SDI是英文SuctionDirectInjection的缩写，意为自然吸气直接喷射（柴油发动机）。3.传动系性能传动系的挡位分级式变速器发动机的负荷无级式变速器挡位越多，油耗越低；无级变速最理想。发动机的最经济工况－最小燃油消耗特性发动机负荷特性曲线的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。最低燃油消耗率曲线可以利用发动机负荷特性曲线找到发动机提供一定功率（）时最经济工况下的转速（n3）。PePe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）。A1A3A2Pe最小燃油消耗特性曲线90%100%Pe4.汽车外形与轮胎汽车的外形轮胎空气阻力系数空气阻力滚动阻力系数滚动阻力CD值的降低与燃油节省程度滚动阻力与燃油消耗量的关系第四节新能源汽车的研究新能源汽车系指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术