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1、第2章 汽车的燃油经济性学习目标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。汽车的燃油经济性的定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汽车的燃油经济性。美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定量燃油行驶的里程，单位为mile/USgal。中国及欧洲燃油经济性评价指标：一定运行工况下百公里燃油消耗量，单位为L/100km。单位里程燃油消耗量Qs（L/100km）单位运输工作燃油消耗量Qt（L/t100km）思考：为什么要在一定运行工况下评价汽车的燃油经济性？2.1 燃油经济性的评价燃油
2、经济性的评价指标指标NoteIn USA MPG（miles per gallon）1 mile1.609 km;1gallon=3.785(liter)1 L/100km 235.2/MPG数American cars 2030 MPG 7.8411.76L/100km Japanese cars 2840 MPG 5.888.4L/100km(Prius:33km/L)1.等速工况以L/100km计的1/3混合油耗为2.循环行驶试验工况1）欧洲经济委员会（ECE）2）美国环境保护局（EPA）3）中国相关规定汽车燃油消耗量的小结汽车燃油消耗量的小结排量大的车，油耗高；排量大的车，油耗高；自重
3、大的车，油耗高；自重大的车，油耗高；城市油耗高于公路油耗；城市油耗高于公路油耗；自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况本节将介绍汽车在等速、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。下百公里燃油消耗量的计算方法。为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。2.2 汽车燃油经济性的计算等速行驶燃油消耗量计算公式推导等速行驶燃油消耗量计算公式推导单位单位:Pe(kw)；Ttq(Nm)；b(g/kwh)；GT(kg/h)；g(N/L)；Qs(L/100k
4、m)。汽油机：g=6.967.15(N/L)柴油机：g=7.948.13(N/L)Q-Ua负荷特性图功率平衡图 QUa曲线曲线加速时发动机需提供的功率为加速时发动机需提供的功率为2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算 以速度增加以速度增加1km/h为间隔，将汽车加速为间隔，将汽车加速过程分为若干个小区过程分为若干个小区间，计算各区间的油间，计算各区间的油耗并将其相加，即得耗并将其相加，即得加速油耗。加速油耗。每个小区间起始或终了时刻车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速对应的单位时间燃油消耗量 从行驶初速度从行驶初速度 ua1+1km/h再加速再加速1km/h所需燃油量所需燃油量
5、 汽车行驶速度每增汽车行驶速度每增加加1km/h所需时间所需时间 从行驶初速度从行驶初速度ua1加速加速至至ua1+1km/h所需燃油量所需燃油量各区间的燃油消耗量为各区间的燃油消耗量为整个加速过程的燃油消耗量为整个加速过程的燃油消耗量为加速区段内汽车行加速区段内汽车行驶的距离为驶的距离为减速行驶时油耗量计算减速行驶时油耗量计算以怠速油耗量为基础以怠速油耗量为基础 两种不同的减速方法:1）空档、怠速2）挂档、怠速 三种不同的油耗量:怠速油耗强制怠速油耗 0.28 mL/s(化油器)零油耗，断油控制 0 mL/s(EFI-先进电喷)一般按照第二种一般按照第二种强制怠速油耗计算方法来计算：本节将从
6、使用和设计两方面分析影响汽车燃本节将从使用和设计两方面分析影响汽车燃油经济性的因素。油经济性的因素。2.3 影响汽车燃油经济性的因素影响燃油经济性的因素有以下三个：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。燃油消耗率与发动机负荷率及发动机自身有关。C为常数；为常数；为总行驶阻力，为总行驶阻力，2.行驶中消耗的发动机功率 （或行驶阻力F）降低汽车重量降低汽车重量G，可以降低，可以降低 Ff；降低汽车降低汽车CDA，可以降低空气阻力，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。减轻汽车质量、降低空气阻力有利于节省燃油。与总行驶阻
7、力与总行驶阻力F成正比成正比 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。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。发动机发动机怠速停车怠速停车17.2%(3.6%)附件附件(空调等空调等)2.2%(1.5%)发动机损耗（包括热发动机损耗（包括热损失和机械损耗）损失和机械损耗）62.4%(69.2%)传动系损耗传动系损耗5.6%(5.4%)制动制动5.8%(2.2%)滚动阻力滚动阻力4.2%(7.1%)空气阻力空气阻力2.6%(10.9%)燃料燃料能量能量10012.6%(20.2%)18.2%(25.6%)行驶循环工况：城市
8、（公路）行驶循环工况：城市（公路）一、使用方面1.车速 低速时低速时FW，Ff 但负荷率但负荷率，b 中等车速经济中等车速经济性相对较好性相对较好 高速时负荷率高速时负荷率，b 但但 FW ，Ff，Qs 2.挡位选择 使用高挡可节省燃油；使用高挡可节省燃油；汽车起步加速过程中，汽车起步加速过程中，从经济性角度出发要尽早从经济性角度出发要尽早换入高挡；从动力性角度换入高挡；从动力性角度出发要用足低挡。出发要用足低挡。车速一定时，车速一定时，一定一定用高挡，后备功率用高挡，后备功率负荷率负荷率b Qs 货车以货车以100tkm计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。计算成本，折算到每吨货物的油耗将降
9、低。3.带挂车运输1）提高生产率）提高生产率3050；2）降低油耗）降低油耗20%30%。较大较大带挂车运输时带挂车运输时带挂车运输带挂车运输4.正确地保养与调整（1）制动器间隙要合适 间隙过小，容易出现间隙过小，容易出现“自刹自刹”现象，损耗发动机功现象，损耗发动机功率，导致制动器发热，消耗燃油；率，导致制动器发热，消耗燃油；间隙过大，制动反应间隙过大，制动反应“迟钝迟钝”，导致制动距离加长。，导致制动距离加长。（2）轮毂轴承预紧度调整要正常 预紧度过预紧度过低低，轮胎打摆，直线行驶性差；，轮胎打摆，直线行驶性差；预紧度过预紧度过大大，轴承发热，轴承磨损加快。，轴承发热，轴承磨损加快。行驶中
10、行驶中紧紧急制动（急刹车）急制动（急刹车）、高速行车中、高速行车中猛打转向猛打转向盘盘都会造成轴承早期磨损。都会造成轴承早期磨损。3）轮胎气压要合适 气压过气压过低低，导致车辆操控性导致车辆操控性降低，燃油消耗降低，燃油消耗增大，轮胎磨损增大，轮胎磨损加剧；轮胎气压加剧；轮胎气压过过高高，接地面积，接地面积减小，轮胎中部减小，轮胎中部出现异常磨损。出现异常磨损。二、汽车结构方面1.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。汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。车型车型整备质量整备质量/kg油耗量（综合）油耗量（综合）路虎发现路虎发现 V6 4.0 27
11、0015.2 劳斯莱斯劳斯莱斯 幻影幻影 V12 6.7 2495 15.9 梅赛德斯梅赛德斯-奔驰奔驰 E55 183512.9 伊兰特伊兰特1.6自动舒适型自动舒适型 1210 9.0夏利夏利N3 9006.0奥拓奥拓 6704.0几种不同车型的油耗几种不同车型的油耗思考思考大型轿车大型轿车 G大，大，Ff、FW、均大；均大；装用大排量发动机，负荷率低，装用大排量发动机，负荷率低，b大；大；致使致使Qs增大增大 Audi A8采用全铝承载式车身，质量减轻采用全铝承载式车身，质量减轻15，百，百公里油耗降低公里油耗降低5%8%。为什么大型轿车油耗较高？为什么大型轿车油耗较高？1升油耗概念车减
12、轻质量的措施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；镁合金的空间结构；碳素纤维合成材料的外部表面；车身总质量大约在车身总质量大约在74kg；轮毂采用钛合金；车轮轴承滚；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。子采用陶瓷；叶片弹簧采用玻璃纤维。2.发动机 1）提高现有发动机的热效率和机械效率（热损失占化）提高现有发动机的热效率和机械效率（热损失占化学能学能65左右）；左右）；2）扩大柴油发动机的应用范围；）扩大柴油发动机的应用范围；3）增压化；）增压化；4）广泛采用电子计算机控制技术。）广泛采用电子计算机控制技术。想一想想一想柴油机有哪些特点
13、？柴油机有哪些特点？提到提到柴油机柴油机时，人们想到的是时，人们想到的是黑烟黑烟、臭味臭味和和嘈杂嘈杂的的噪声噪声。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人粗粗大笨拙大笨拙的印象，似乎的印象，似乎难登大雅之堂难登大雅之堂。具有现代技术水平的柴油车，早已不是具有现代技术水平的柴油车，早已不是工作粗暴、工作粗暴、吼声隆隆、黑烟滚滚的吼声隆隆、黑烟滚滚的“墨斗鱼墨斗鱼”形象，其性能与汽油形象，其性能与汽油车没有什么区别。车没有什么区别。车型车型发动机发动机排量排量/L最高车速最高车速加速时间加速时间/s油耗量油耗量270CDIL5（柴油）（柴油）2.6852
14、309.26.74240V6（汽油）（汽油）2.5972369.210.8柴油机可节能和降低排污。柴油机可节能和降低排污。奔驰奔驰CLK双门跑车双门跑车 挡位越多，油耗越低；挡位越多，油耗越低；无级变速最理想。无级变速最理想。3.传动系 目前很多轿车采用的是带液力变矩器的自动换挡变速目前很多轿车采用的是带液力变矩器的自动换挡变速器，挡位一定时可依靠液力变矩器实现无级变速，其效器，挡位一定时可依靠液力变矩器实现无级变速，其效率仍需进一步提高才能做到真正省油。率仍需进一步提高才能做到真正省油。思考思考为什么挡位越多越省油？为什么挡位越多越省油？4.汽车外形与轮胎汽车外形与燃油消耗汽车外形与燃油消耗不同轮胎与燃油消耗不同轮胎与燃油消耗