汽車(chē)節(jié)能技術(shù)的原理及應(yīng)用

1、汽車(chē)節(jié)能技術(shù)的原理及應(yīng)用錄1、 汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)定指標(biāo)及試驗(yàn)方法 21.1能源和節(jié)能21.2汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)定指標(biāo)21.3汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)方法21.3.1道路試驗(yàn)法41.3.2統(tǒng)計(jì)法52、 影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的主要因素及汽車(chē)節(jié)能途徑 62.1汽車(chē)燃料的能量消耗62.1.1熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功時(shí)的損失62.1.2指示功率轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Чβ蕰r(shí)的機(jī)械損失62.1.3有效功率轉(zhuǎn)變?yōu)槠?chē)去動(dòng)功率時(shí)的傳動(dòng)損失62.2影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性主要因素及節(jié)能途徑72.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)82.3車(chē)輛結(jié)構(gòu)112.3.1整車(chē)匹配對(duì)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的影響122.3.2輪胎對(duì)整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響152.3.3空氣阻力對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響18

2、2.3.4重量對(duì)整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響202.4底盤(pán)傳動(dòng)效率對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響222.4.1潤(rùn)滑油、齒輪油的選用對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響232.4.2底盤(pán)各部分的調(diào)整對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響252.4.3行駛狀況和駕駛習(xí)慣對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響26概述隨著國(guó)家節(jié)能政策的逐步實(shí)施，國(guó)家對(duì)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)的要求越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)隨著燃油價(jià)格的持續(xù)上漲，消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品的燃油經(jīng)濟(jì)性也越來(lái)越關(guān)注。奧鈴技術(shù)中心借工程研究院要求各事業(yè)部進(jìn)行油耗摸底的機(jī)會(huì)，并結(jié)合工程研究院組織的整車(chē)降油耗技術(shù)講座，特做此材料，供大家參考學(xué)習(xí)。汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)定指標(biāo)及試驗(yàn)方法1.1 能源和節(jié)能中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法中規(guī)定了能源和節(jié)能的概念。

3、能源，是指煤炭、原油、天然氣、電力、焦炭、煤氣、熱力、成品油、液化石油氣、生物質(zhì)能和其他直接或者通過(guò)加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源。節(jié)能，是指加強(qiáng)用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，減少?gòu)哪茉瓷a(chǎn)到消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)中的損失和浪費(fèi)，更加有效、合理的利用能源。節(jié)能是國(guó)家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。1.2 汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性評(píng)定指標(biāo)汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性是指汽車(chē)在一定的使用條件下，完成單位運(yùn)輸量所消耗燃料的多少，是汽車(chē)的主要使用性能之一。汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性是用汽車(chē)燃油消耗的多少來(lái)評(píng)價(jià)的，通常用一定運(yùn)行工況下汽車(chē)行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車(chē)行駛的里程來(lái)衡量。我國(guó)及歐洲一般

4、采用升/百公里（L/100km）作為汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)來(lái)衡量。美國(guó)、英國(guó)等一些國(guó)家則用英里/加侖（mile/Usgal或MPG）數(shù)值作為汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，即用每消耗1加侖的燃料時(shí)汽車(chē)行駛的英里數(shù)來(lái)表示（1英里=1.6093km,1美加侖=3.785L，1英加侖=4.546L）,該數(shù)值越大，則說(shuō)明該車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性越好。1.3 汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)方法歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）規(guī)定，要測(cè)量車(chē)速為90km/h和120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ECE-R.15循環(huán)工況的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作為混合百公里燃油消耗量來(lái)評(píng)定汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性。圖2-1 歐洲(ECE)測(cè)量汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的工

5、況美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）規(guī)定，要測(cè)量城市循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃油經(jīng)濟(jì)性（單位為每加侖燃油汽車(chē)行駛英里數(shù)mile/gal），并按下式計(jì)算綜合燃油經(jīng)濟(jì)性（單位為mile/gal），作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。綜合燃油經(jīng)濟(jì)性=1/（0.55/城市循環(huán)工況燃油經(jīng)濟(jì)性）+（0.45/公路循環(huán)工況燃油經(jīng)濟(jì)性）圖2-2 美國(guó)(EPA)測(cè)量汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的工況我國(guó)常用的汽車(chē)油耗指標(biāo)是L/100km，汽車(chē)制造廠提供的汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)就是如此表示的。汽車(chē)的燃油油耗量，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，但最簡(jiǎn)單最常用的方法是通過(guò)道路試驗(yàn)確定。我國(guó)運(yùn)輸部門(mén)采用的油耗指標(biāo)有兩個(gè)：一個(gè)是汽車(chē)制

6、造廠的油耗指標(biāo)；另一個(gè)是汽車(chē)運(yùn)輸部門(mén)，根據(jù)氣候、道路等條件制定的油耗指標(biāo)。前者經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)確定，后者大多根據(jù)統(tǒng)計(jì)或者實(shí)際道路試驗(yàn)確定。1.3.1 道路試驗(yàn)法我國(guó)汽車(chē)燃油消耗量的測(cè)定，有GB/T 12545.2-2001商用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法、GB/T 19233-2003輕型車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法和GB/T 12545.1-2001乘用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法三種試驗(yàn)方法。1.3.1.1 商用車(chē)燃油消耗量試驗(yàn)按照GB/T 12545.2-2001商用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法的規(guī)定，商用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法有兩種測(cè)定方法。1.3.1.1.1 等速行駛?cè)加拖牧吭囼?yàn)等速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn)及可以在測(cè)功機(jī)上

7、進(jìn)行，也可在道路上進(jìn)行。測(cè)試路段：試驗(yàn)測(cè)試路段長(zhǎng)500m。試驗(yàn)方法：汽車(chē)用直接檔位（自動(dòng)變速器車(chē)輛采用高檔），等速行駛，通過(guò)500m的測(cè)試段，測(cè)量通過(guò)該路段的時(shí)間及燃料消耗量。試驗(yàn)車(chē)速?gòu)?0km/h(最低穩(wěn)定車(chē)速高于20km/h時(shí)，從30km/h)開(kāi)始，以10km/h的整數(shù)倍均勻選取車(chē)速，直至最高車(chē)速的90%，至少測(cè)試5個(gè)試驗(yàn)車(chē)速。同一車(chē)速往返各進(jìn)行2次。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制成燃料消耗量（L/100km）與車(chē)速（km/h）的關(guān)系曲線(xiàn)，稱(chēng)為等速油耗曲線(xiàn)。根據(jù)曲線(xiàn)可以比較出燃料經(jīng)濟(jì)性的大小。由于汽車(chē)在行使中有加速、減速、制動(dòng)等各種工況，而等速行駛的機(jī)會(huì)是很少的，等速油耗試驗(yàn)方法與實(shí)際使用中的情況差別

8、較大，商用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)還需要采用多工況燃料消耗量試驗(yàn)方法。1.3.1.1.2 多工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)多工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)既可在測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，也可以在道路上進(jìn)行。城市客車(chē)及雙層客車(chē)采用四工況循環(huán)試驗(yàn)，其他商用車(chē)采用六工況循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)往返各進(jìn)行兩次，以四次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值為多工況多工況燃料消耗量試驗(yàn)的測(cè)定值。圖2-3 中國(guó)測(cè)量汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的工況在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)行多工況循環(huán)道路試驗(yàn)，取3次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值為多工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)的測(cè)定值。多工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)是針對(duì)汽車(chē)使用中的各種工況制定的，有加速、減速、等速，以及不同車(chē)速的各種工況，所以試驗(yàn)結(jié)果接近實(shí)用情況。1.3.1.

9、1.3 輕型汽車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法GB/T 19233-2003輕型車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法規(guī)定了汽車(chē)在模擬城市和市郊工況循環(huán)下，通過(guò)測(cè)定排放的尾氣含量，用碳平衡法計(jì)算燃料消耗量的試驗(yàn)方法和計(jì)算方法。該方法適用于以點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)或壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，最大設(shè)計(jì)車(chē)速大于或等于50km/h的M1類(lèi)（包括駕駛員座位在內(nèi)，座位數(shù)不超過(guò)九座的載客車(chē)輛），也可用于最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過(guò)3.5t的M2類(lèi)（包括駕駛員座位在內(nèi)，座位數(shù)超過(guò)九座，且最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不超過(guò)5000kg的載客車(chē)輛）和N1類(lèi)（最大涉及總質(zhì)量不超過(guò)3500kg的載貨車(chē)輛）車(chē)輛。輕型汽車(chē)燃油消耗量試驗(yàn)方法中二氧化碳、一氧化碳和碳?xì)浠衔锏臏y(cè)定按GB 1

10、8352.2-2001輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，其燃料消耗量的計(jì)算方法如下：汽油車(chē)：FC=0.1154(0.866×HC)+(0.429×CO)+（0.273×CO2）/D柴油車(chē)：FC=0.1155(0.866×HC)+(0.429×CO)+（0.273×CO2）/D式中 FC燃料消耗量，L/100km；HC測(cè)得的碳?xì)渑欧帕?，g/km；CO測(cè)得的一氧化碳排放量，g/km；CO2測(cè)得的二氧化碳排放量，g/km；D288K（15攝氏度）下試驗(yàn)燃料的密度，kg/L。1.3.1.2 乘用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法按GB/T

11、 12545.1-2001乘用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法的規(guī)定，乘用車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)有兩種測(cè)定方法。1.3.1.2.1 等速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn)等速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn)既可在測(cè)功機(jī)上進(jìn)行，也可以在道路上進(jìn)行。測(cè)試路段：試驗(yàn)測(cè)試路段長(zhǎng)度至少2000m。試驗(yàn)方法：汽車(chē)以90km/h和120km/h的速度等速行駛，通過(guò)測(cè)試路段，測(cè)量通過(guò)該路段的時(shí)間及燃料消耗量。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以比較出燃料經(jīng)濟(jì)性情況。汽車(chē)在行使中有加速、減速、制動(dòng)等各種工況，而等速行駛的機(jī)會(huì)是很少的。等速油耗試驗(yàn)方法與實(shí)際使用中的情況差別較大。1.3.1.2.2 模擬城市工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)?zāi)M城市工況循環(huán)燃油消耗量試驗(yàn)規(guī)定在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上進(jìn)

12、行15種工況循環(huán)道路試驗(yàn)，取3次試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值為模擬城市工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)的測(cè)定值。模擬城市工況循環(huán)燃油消耗量試驗(yàn)是針對(duì)汽車(chē)使用中的各種工況制定的，有加速、減速、等速，以及不同車(chē)速的各種工況，所以試驗(yàn)結(jié)果接近實(shí)用情況。1.3.2 統(tǒng)計(jì)法有些汽車(chē)運(yùn)輸單位有自行規(guī)定的汽車(chē)油耗指標(biāo)，也就是企業(yè)的油耗定額，是用統(tǒng)計(jì)方法確定的。一般用于月、季度，或者1年的時(shí)間為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)確定。這種統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)法，至少應(yīng)有10輛以上的車(chē)輛，行駛里程超過(guò)一萬(wàn)公里。這樣測(cè)得的誤差以及偶然性便會(huì)減少，測(cè)試的結(jié)果就比較準(zhǔn)確。2 影響汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的主要因素及汽車(chē)節(jié)能途徑2.1 汽車(chē)燃料的能量消耗汽車(chē)依靠發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力，

13、通過(guò)傳動(dòng)裝置推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)，而發(fā)動(dòng)機(jī)是依靠燃料在氣缸內(nèi)燃燒，放出熱量，使燃?xì)獾臏囟群蛪毫υ黾?，體積膨脹，推動(dòng)活塞做功而獲得動(dòng)力。在此過(guò)程中，燃料燃燒后只有一小部分能量轉(zhuǎn)化為有用功，其余大部分以不同形式分別損失在發(fā)動(dòng)機(jī)本身和汽車(chē)傳動(dòng)裝置中。汽車(chē)能量轉(zhuǎn)換時(shí)的損失情況，可分為以下三點(diǎn)。2.1.1 熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功時(shí)的損失燃料發(fā)出熱能的損失，主要是排氣、散熱、漏氣等造成的。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)氣缸內(nèi)熱量的利用程度，用指示功率表示，它是指氣體膨脹推動(dòng)活塞在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。指示功率=（推動(dòng)活塞做功的有效熱量）/（燃料總熱量）上式說(shuō)明，推動(dòng)活塞所做功的有效熱量越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的指示功率越高，則熱量損失越少。一般四行程

14、汽油機(jī)的指示功率為0.25-0.35，熱量損失達(dá)65%-75%；柴油機(jī)的指示功率為0.4左右，熱量損失達(dá)60%。2.1.2 指示功率轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Чβ蕰r(shí)的機(jī)械損失發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)活塞所承受的力，經(jīng)過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)飛輪輸出動(dòng)力。由于部分指示功率要消耗在發(fā)動(dòng)機(jī)本身的摩擦損失上，所以從飛輪上實(shí)際輸出的有效功率要小于指示功率。為表明發(fā)動(dòng)機(jī)指示功率的利用程度，可用機(jī)械效率表示。機(jī)械效率=（有效功率）/（指示功率）汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率約為0.7-0.9，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)的功由活塞經(jīng)曲軸到飛輪時(shí)，摩擦損失達(dá)10%-30%，具體見(jiàn)表2-1。表2-1 柴油機(jī)和汽油機(jī)熱量分配表熱量分配轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ臒崃?%冷卻水帶走的熱量

15、/%廢氣帶走的熱量/%不完全燃燒損失的熱量/%其他熱損失/%柴油機(jī)汽油機(jī)30-3519-2525-3230-4020-2521-250-26-1310-207-16注：其他熱損失包括機(jī)件摩擦損失和發(fā)動(dòng)機(jī)外表面熱輻射損失等。2.1.3 有效功率轉(zhuǎn)變?yōu)槠?chē)動(dòng)功率時(shí)的傳動(dòng)損失 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的有效功率，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置傳到驅(qū)動(dòng)輪時(shí)，由于一部分有效功率損失在傳動(dòng)裝置中，所以驅(qū)動(dòng)功率又小于有效功率。為表明有效功率的利用程度，可用傳動(dòng)效率來(lái)表示。傳動(dòng)效率=（驅(qū)動(dòng)輪功率）/（有效功率）不同車(chē)輛的傳動(dòng)效率大約為80%-95%，即有5%-20%的有效功率消耗于傳動(dòng)裝置中。直接檔因?yàn)槭莿?dòng)力直接從中間軸傳遞，在變速器內(nèi)部不

16、經(jīng)過(guò)齒輪傳遞，所以光從傳動(dòng)效率應(yīng)來(lái)說(shuō)，直接檔比其它檔位稍高。圖2-4為一卡車(chē)的能量消耗分布圖。 圖2-4卡車(chē)的能量消耗分布圖從上圖可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)及附件能耗占60%，克服空氣阻力的能量占21%，能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳到輪胎，用于克服輪胎滾動(dòng)阻力做功的能量占13%。汽車(chē)節(jié)能的關(guān)鍵是降低圖中的熱能損失和降低摩擦。2.2 影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性主要因素及節(jié)能途徑影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的主要因素，請(qǐng)見(jiàn)魚(yú)刺圖2-5 。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)附件駕駛情況冷卻水溫燃油種類(lèi)駕駛技術(shù)進(jìn)氣阻力萬(wàn)有特性排氣阻力駕駛習(xí)慣排放水平風(fēng)扇離合器駕駛態(tài)度增壓程度噴油正時(shí)齒輪油黏度行駛路線(xiàn)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性負(fù)荷程度駕駛員身體狀況供油系統(tǒng)各缸工作情況潤(rùn)滑

17、油選用天氣影響 整車(chē)載重氣候影響手制動(dòng)間隙整車(chē)重量輪胎類(lèi)型離合器間隙行駛時(shí)間空氣阻力四輪定位后橋速比制動(dòng)間隙路面狀況變速箱選用用輪胎氣壓行駛車(chē)速行駛環(huán)境整車(chē)匹配整車(chē)狀況離合器選用輪胎花紋圖2-5影響汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的主要因素2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)2.2.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗對(duì)汽車(chē)的油耗有決定性的影響，而發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比高、有完善的供油系統(tǒng)及合理的燃燒室形狀、采用電子點(diǎn)火系統(tǒng)等都能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗。下面就以上幾方面對(duì)比油耗的影響逐一分析。2.2.1.1.1 冷卻系對(duì)熱效率的影響發(fā)動(dòng)機(jī)中通過(guò)缸壁傳給冷卻水的熱量,在各過(guò)程中的比例大致為:膨脹過(guò)程70%-80%,排

18、氣過(guò)程15%-20%,壓縮過(guò)程5%-10%?？梢?jiàn)冷卻損失大部分發(fā)生在膨脹過(guò)程中，此過(guò)程的溫度和壓力下降，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損失。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率有很大影響。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)升溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于水溫較低，燃油霧化不良，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，加之低溫時(shí)機(jī)油的黏度較大，摩擦損失功率增加，這些都會(huì)使油耗增加。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，有的駕駛員怕熄火，求升溫快，往往加大油門(mén)，這不僅嚴(yán)重浪費(fèi)燃油，而且增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。為了節(jié)省燃油和保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)待發(fā)動(dòng)機(jī)水溫升到40°C以上才能起步行駛。發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度高低對(duì)燃料消耗的影響溫度20°C時(shí)，汽油的蒸發(fā)率為50%，而在30°C時(shí)

19、蒸發(fā)率為75%。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)低，燃料蒸發(fā)性差，混合氣霧化不良，油滴增多，各缸進(jìn)氣不均勻，混合氣偏稀，不易燃燒或火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，燃燒不充分，因而油耗增加。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，空氣熱膨脹過(guò)大，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣系數(shù)，破壞了空燃比，使混合氣偏濃，燃料燃燒不完全，也導(dǎo)致燃料消耗增大。發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過(guò)高或者過(guò)低不但使燃料消耗增加，也會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)磨損增加，使用壽命受到影響。如果溫度太高，會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的早期磨損。表2-3說(shuō)明了發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度（水溫）與耗油量及發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的關(guān)系。表2-3 發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度與耗油量及磨損的關(guān)系發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度/°C油耗/%磨損量/%發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度/°C油耗/%磨

20、損量/%80-906050100103108100403020112125140500正確掌握行車(chē)溫度經(jīng)理論計(jì)算和長(zhǎng)期實(shí)踐證明，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的溫度是：水箱出口處水溫在75-85°C范圍內(nèi)（水溫表的溫度保持在80-90°C之間），發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)溫度保持在30-40°C。供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料所放出的熱量，在發(fā)動(dòng)機(jī)中經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的過(guò)程，只有20%-35%轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?，而其余的熱量將隨廢氣、冷卻介質(zhì)等不同途徑排出發(fā)動(dòng)機(jī)。向發(fā)動(dòng)機(jī)供給的燃料所放出的熱量恒等于轉(zhuǎn)變?yōu)橛行Ч透魃⑹У臒崃恐停Q(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡。發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡各部分組成的值是隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷等情況的改變而變化。在全

21、負(fù)荷情況下工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熱平衡各組成部分的大致數(shù)值如表2-4所示。表2-4 發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡熱平衡各項(xiàng)組成汽油機(jī)/%柴油機(jī)/%熱平衡各項(xiàng)組成汽油機(jī)/%柴油機(jī)/%轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ЧΦ臒崃繌U氣帶走的熱量冷卻介質(zhì)帶走的熱量19-2521-2530-4030-3520-2522-25不完全燃燒的熱損失其他熱量損失6-137-160-210-20從表中可以看出，冷卻介質(zhì)帶走的熱量是相當(dāng)多的，所以掌握好行車(chē)溫度，減少不必要的熱量損失，對(duì)汽車(chē)節(jié)油有著很重要的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度對(duì)油耗的影響非常大，為了使發(fā)動(dòng)機(jī)有合適工作溫度，現(xiàn)在通常采用風(fēng)扇離合器，適時(shí)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度。2.2.1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過(guò)程對(duì)油耗

22、的影響 換氣過(guò)程可以用充氣效率和換氣損失來(lái)評(píng)價(jià)。改善換氣過(guò)程的目的，是使充氣過(guò)程中充氣效率提高和換氣損失減少。目前，汽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為，汽油機(jī)7000r/min，柴油機(jī)5000r/min。發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，換氣過(guò)程的持續(xù)時(shí)間大大縮短，工質(zhì)流速明顯提高，充氣效率明顯下降、換氣損失也會(huì)增加，影響混合氣形成和燃燒，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化。所以，換氣過(guò)程對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能影響很大，改善換氣過(guò)程主要通過(guò)以下幾方面：2.2.1.1.2.1 減小進(jìn)、排氣系統(tǒng)的阻力減小進(jìn)、排氣系統(tǒng)的阻力，特別是進(jìn)氣系統(tǒng)的阻力，對(duì)于改善換氣過(guò)程有著重要作用。減小進(jìn)、排氣系統(tǒng)的阻力，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。進(jìn)、排氣門(mén)時(shí)面值是評(píng)價(jià)氣門(mén)流通能

23、力的參數(shù)，其定義為氣門(mén)的瞬時(shí)開(kāi)啟截面積在氣門(mén)開(kāi)啟期間內(nèi)的積分。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用一進(jìn)一排的兩氣門(mén)結(jié)構(gòu)。增大氣門(mén)直徑可以擴(kuò)大氣門(mén)流通路截面積，提高充氣效率.在兩氣門(mén)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)氣閥盤(pán)直徑可達(dá)活塞直徑的45%-50%，氣門(mén)與活塞面積之比為0.2-0.25，進(jìn)氣門(mén)比排氣門(mén)一般大15%-20%；但由于受到結(jié)構(gòu)限制，進(jìn)一步增大比列已經(jīng)很困難。為了進(jìn)一步增大進(jìn)氣門(mén)流通截流面積，普遍采用多氣門(mén)技術(shù)。多氣門(mén)中應(yīng)用最多的是四氣門(mén)，即兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)和兩個(gè)排氣門(mén)。此外，三氣門(mén)和五氣門(mén)也可見(jiàn)到。一般情況下，四氣門(mén)較容易布置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)的進(jìn)氣門(mén)流通截面積可以提高30%-50%，充氣效率的提高使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率得到明顯提高

24、，經(jīng)濟(jì)性也有所改善。多氣門(mén)（四氣門(mén)或五氣門(mén)）技術(shù)還具有易實(shí)現(xiàn)可變技術(shù)、單個(gè)氣門(mén)運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量減小、有利于發(fā)動(dòng)機(jī)高速化等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于低速工況而言，由于氣體流速相對(duì)較低而減弱了缸內(nèi)工質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，可能會(huì)帶來(lái)不利的影響，但可以在發(fā)動(dòng)機(jī)低速工況下通過(guò)關(guān)閉某一進(jìn)氣道來(lái)實(shí)現(xiàn)加速氣流運(yùn)動(dòng)，獲得需要的氣流形式與渦流強(qiáng)度，這便是進(jìn)氣系統(tǒng)的可變技術(shù)。配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的基本功能是在運(yùn)動(dòng)慣性力許可的前提下，盡可能的提高氣門(mén)的流通能力，即提高氣門(mén)的時(shí)面值。由于運(yùn)動(dòng)慣性力與配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量以及運(yùn)動(dòng)加速度有關(guān)，改進(jìn)配氣機(jī)構(gòu)主要是減小配氣機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、摩擦阻力以及優(yōu)化凸輪型線(xiàn)等，以更有利于配氣機(jī)構(gòu)的高速化。進(jìn)、排氣通道進(jìn)、排氣道的

25、改進(jìn)也是減小進(jìn)、排氣系統(tǒng)阻力的重要措施之一。進(jìn)氣道不僅要保證高的流通性能，而且還要滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)組織工質(zhì)運(yùn)動(dòng)的要求。例如，直噴式柴油機(jī)中，常通過(guò)進(jìn)氣道產(chǎn)生一定強(qiáng)度的進(jìn)氣渦流，以提高可燃混合氣的形成，改進(jìn)燃燒。這就要求對(duì)進(jìn)氣道進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)。排氣道的改進(jìn)不僅可以減小排氣系統(tǒng)的阻力，對(duì)增壓機(jī)還可以提高廢氣可利用程度。此外，進(jìn)、排氣系統(tǒng)中的空氣濾清器、排氣消音器、以及催化轉(zhuǎn)化器等，在保證主要功能的同時(shí)，要盡量降低氣體流動(dòng)阻力，減少對(duì)換氣過(guò)程產(chǎn)生不良影響。2.2.1.1.2.2 合理的配氣定時(shí) 合理確定配氣定時(shí)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)一個(gè)完善的換氣過(guò)程，進(jìn)而提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能是十分重要的。由于不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工況對(duì)應(yīng)著不同的最

26、理想配氣定時(shí)，最理想的情況是實(shí)現(xiàn)配氣定時(shí)隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)?！叭嵝耘錃舛〞r(shí)”，即在各種工況下通過(guò)電控實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的配氣定時(shí)，是今后發(fā)展的方向之一。配氣定時(shí)通過(guò)進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)刻和開(kāi)閉時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)控制，通常是延遲進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉、提前打開(kāi)排氣門(mén)，反映到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)角上即進(jìn)氣遲閉角和排氣提前角。為了獲得最佳的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速和大負(fù)荷下希望進(jìn)氣遲閉角和排氣提前角加大，有較大的氣門(mén)升程和較大的氣門(mén)疊開(kāi)角；而在低轉(zhuǎn)速和小負(fù)荷下，則希望進(jìn)氣遲閉角和排氣提前角較小，有較小的氣門(mén)疊開(kāi)角。轎車(chē)上普遍采用這種可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)。2.2.1.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比越高，其熱效率就越高，使用時(shí)節(jié)油越明顯發(fā)動(dòng)機(jī)氣

27、缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，叫壓縮比。它表示氣缸內(nèi)工作混合氣壓縮后，容積縮小的倍數(shù)。此數(shù)值越大，則壓縮比越大。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比一般在7-10之間，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比要高的多，一般在16-22之間，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比用符號(hào)“”表示。提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比的理論根據(jù)是，壓縮比提高后，可以提供發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，也就是提高了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。汽油機(jī)壓縮比與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系如表2-2所示。表2-5 壓縮比與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系壓縮比/汽油消耗/%發(fā)動(dòng)機(jī)功率/%壓縮比/汽油消耗/%發(fā)動(dòng)機(jī)功率/%67810093881001031149108582118120壓縮比如果提高，壓縮終了時(shí)氣缸內(nèi)的溫度和壓

28、力就高，混合氣形成的質(zhì)量就好，有利于燃燒，此時(shí)的膨脹比也高，因而發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高。因此，壓縮比高的發(fā)動(dòng)機(jī)比壓縮比低的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性好并且省油。但是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比提高到一定程度后，如果再繼續(xù)提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和油耗指標(biāo)就會(huì)變差，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了一種像敲擊氣缸似的聲音，俗稱(chēng)“敲缸”，這是由于氣缸里的混合氣燃燒時(shí)出現(xiàn)了不正常的爆震燃燒。產(chǎn)生爆震燃燒時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體壓力波在極短時(shí)間內(nèi)上升很高，并且這種壓力波在氣缸內(nèi)來(lái)回反復(fù)的震蕩。爆震的結(jié)果使活塞等零件受到損傷，并且使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降，燃料消耗增多。為了避免產(chǎn)生爆震燃燒，必須選用高辛烷值的汽油，或者相應(yīng)的改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)。適用于高壓縮比的汽油機(jī)結(jié)

29、構(gòu)較緊湊，其形狀能促使氣流產(chǎn)生一定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。火花塞在燃燒室中的位置也很重要，最好是位于溫度較高、氣體較純凈的適當(dāng)部位。柴油機(jī)選用適當(dāng)?shù)母邏嚎s比后，可以使壓縮終了時(shí)燃燒室里的混合氣獲得較高的壓力和溫度，有利于柴油迅速著火并加速燃燒。柴油機(jī)的壓縮比一般是16-22，比汽油機(jī)高的多。但是，在這樣高的壓縮比范圍內(nèi)，再繼續(xù)提高壓縮比對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的作用就不明顯了。相反，在某些情況下，壓縮比選用過(guò)高，燃燒產(chǎn)生的最高壓力過(guò)分增加，使活塞、連桿、曲軸等機(jī)件受力過(guò)大，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命產(chǎn)生不良影響。2.2.1.1.4 絕熱指數(shù)越高，熱效率也越高,油耗越低絕熱指數(shù)k與氣缸里氣體的品質(zhì)有關(guān)。例如室溫條件下氦氣

30、的絕熱指數(shù)k是1.67，干空氣是1.44，濕空氣是1.33，各種氣體在不同溫度時(shí)絕熱指數(shù)變化不大。柴油機(jī)氣缸內(nèi)氣體燃燒之前是空氣，燃燒之后氣體成分是二氧化碳、水蒸氣、氮?dú)夂蜕倭靠諝猓藭r(shí)絕熱指數(shù)k一般取值為1.4。汽油機(jī)工作時(shí)進(jìn)入氣缸的是可燃混合氣體，絕熱指數(shù)與混合氣的濃度有關(guān)。較濃的可燃混合氣的絕熱指數(shù)較低，因而發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率也低。反之，當(dāng)可燃混合氣變稀時(shí)，絕熱指數(shù)的數(shù)值增加，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率也將提高，這便是采用稀薄燃燒的理論依據(jù)。適當(dāng)調(diào)稀可燃混合氣，能明顯降低燃油的消耗。2.2.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)對(duì)于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，柴油機(jī)由于壓縮比比汽油機(jī)要高的多，因此柴油機(jī)比汽油機(jī)的油耗要低的多。試驗(yàn)和

31、使用證明，一般裝備柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車(chē)比裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的轎車(chē)節(jié)油18%左右，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)載貨汽車(chē)比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)載貨汽車(chē)節(jié)油30%左右，加上車(chē)用柴油機(jī)與車(chē)用汽油機(jī)相比加工成本低5%，目前世界各國(guó)正在積極推行輕型載貨汽車(chē)和轎車(chē)的柴油化。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有如下優(yōu)勢(shì)：l 熱效率高，燃油消耗率低，且柴油價(jià)格低，運(yùn)輸成本低；l 柴油機(jī)在部分負(fù)荷時(shí)由于空燃比增大了，混合氣絕熱指數(shù)增大，柴油機(jī)熱效率提高；l 柴油機(jī)的排氣污染較小，它排放產(chǎn)生的溫室效應(yīng)比汽油機(jī)低45%，一氧化碳含量低。柴油機(jī)的使用時(shí)，要注意柴油牌號(hào)的選擇，如果柴油牌號(hào)過(guò)高，則燃油的價(jià)格高，造成浪費(fèi)；若選用柴油牌號(hào)過(guò)低，則會(huì)因?yàn)槿加蜏囟冗^(guò)低，低溫不能啟動(dòng)，燃燒不

32、充分，造成燃油消耗量增高。應(yīng)按照GB 252，根據(jù)氣溫，選用合適牌號(hào)的柴油。隨著科技的進(jìn)步，采用缸內(nèi)直噴技術(shù)的汽油機(jī)，其油耗相對(duì)于傳統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油3%-13%。缸內(nèi)直噴若采用噴射導(dǎo)向式分層燃燒模式，油耗將進(jìn)一步降低。此技術(shù)已在某些高檔轎車(chē)上使用，并且將會(huì)是乘用車(chē)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。2.2.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率通常是指發(fā)動(dòng)機(jī)阻力矩大小。發(fā)動(dòng)機(jī)克服阻力矩必須消耗燃油，增加負(fù)荷就意味著增加發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)工作循環(huán)的供油量。汽油機(jī)是通過(guò)節(jié)氣門(mén)位置來(lái)控制，柴油機(jī)是通過(guò)噴油泵齒條位置來(lái)控制（非電控發(fā)動(dòng)機(jī)），因此我們把汽油機(jī)節(jié)氣門(mén)不全開(kāi)或柴油機(jī)噴油泵齒條位置小于標(biāo)定功率位置時(shí)，稱(chēng)為部分負(fù)荷

33、。反映到整車(chē)上，當(dāng)加速踏板踩到底時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)為全負(fù)荷，加速踏板部分踩下時(shí)為部分負(fù)荷。發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化而變化，在負(fù)荷率約為80%-90%時(shí)比油耗最低，低負(fù)荷和全負(fù)荷時(shí)比油耗都增加。在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低時(shí)，由于功率利用率低，燃油消耗率增加。若希望汽車(chē)的動(dòng)力性好，則要求發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩大。但是在一般行駛時(shí)，由于路況較好，車(chē)速也受到一定限制。這就可能使大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于小負(fù)荷工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，造成燃油消耗增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在平路上以常用速度行駛時(shí)，往往只利用同轉(zhuǎn)速下發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的50%-60%，只占發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的20%左右。汽車(chē)空載低速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用更低。因此，在滿(mǎn)足車(chē)輛動(dòng)力性要求的前

34、提下，不宜裝用功率過(guò)大的發(fā)動(dòng)機(jī)。在合適的道路條件下，利用拖掛和半拖掛汽車(chē)運(yùn)輸，可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率，使燃油消耗率下降。以上分析側(cè)重于乘用車(chē)，特點(diǎn)是整車(chē)總質(zhì)量變化不大。載貨汽車(chē)主要是側(cè)重于整車(chē)的載貨能力，整車(chē)匹配不能完全按照以上分析進(jìn)行。若按照上面原則，傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比取得太小的話(huà)，雖然整車(chē)的油耗有可能降低，但是整車(chē)的超載能力會(huì)降低，駕駛過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)加速緩慢，爬坡無(wú)力等問(wèn)題。載貨汽車(chē)的傳動(dòng)系取值要綜合車(chē)輛使用的情況具體分析。2.3 車(chē)輛結(jié)構(gòu)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的高低，除了受發(fā)動(dòng)機(jī)本身影響外，整車(chē)匹配和整車(chē)狀態(tài)的調(diào)整也對(duì)經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。結(jié)合我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，下面就整車(chē)的匹配、輪胎的選用、風(fēng)阻的降低和整車(chē)

35、質(zhì)量幾個(gè)方面來(lái)分析車(chē)輛結(jié)構(gòu)對(duì)汽車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的影響。2.3.1 整車(chē)匹配對(duì)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的影響整車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)匹配的目的是，在滿(mǎn)足傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩匹配、空間布置、重量要求和符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)要求的同時(shí)，使整車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最佳狀態(tài)。汽車(chē)行駛時(shí)，等速百公里油耗和六工況油耗與車(chē)速的關(guān)系及影響因素見(jiàn)圖2-6。圖2-6 等速百公里油耗和六工況油耗與車(chē)速的關(guān)系及影響因素整車(chē)匹配中，影響比較大是發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性、變速箱速比、后橋速比三個(gè)方面影響。2.3.1.1 萬(wàn)有特性曲線(xiàn)對(duì)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的影響圖2-7 發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性和后橋速比對(duì)整車(chē)經(jīng)濟(jì)性的影響如上圖所示，整車(chē)匹配時(shí)，常用工況越靠近中心1區(qū)，整車(chē)的燃油消

36、耗率就越低，相應(yīng)的油耗就越低。最理想的狀態(tài)是，整車(chē)常用工況在中心區(qū)域1內(nèi)。整車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)確定后，工作曲線(xiàn)通常由調(diào)整后橋速比，使其靠近或者進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)最小燃油消耗率區(qū)域。2.3.1.2 變速箱速比對(duì)整車(chē)燃料經(jīng)濟(jì)性的影響變速箱是改變汽車(chē)速度的。發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，不同檔位，車(chē)速不同，檔位越高時(shí)車(chē)速越高。對(duì)于同一檔位，車(chē)速越高，相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就越高，整車(chē)油耗就高。不同檔位，油耗是不一樣的。使用低速檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的后備功率大、牽引力大，功率利用率低，油耗要高于高速檔的油耗。不同的汽車(chē)，油耗不同，但用高速檔比低速檔油耗低，這個(gè)結(jié)論是不變的。多檔變速箱是降油耗的方式之一。變速箱檔位數(shù)增加，其速比級(jí)差減小，可選擇

37、合適的變速箱速比，使發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率在80%-90%最大功率范圍內(nèi)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗也最低，又減少整車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)低負(fù)荷和全負(fù)荷時(shí)比油耗都將會(huì)增加。圖2-8 不同檔位時(shí)換檔車(chē)速與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系2.3.1.3 后橋速比對(duì)整車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的影響在動(dòng)力系統(tǒng)其它參數(shù)不變的條件下，若要選定最佳主減速器傳動(dòng)比，通常做出燃油經(jīng)濟(jì)性加速時(shí)間曲線(xiàn)（此曲線(xiàn)通常呈C形，稱(chēng)之為C曲線(xiàn)）。由于后橋速比增大時(shí)，整車(chē)的動(dòng)力性提高，油耗增加；相反，整車(chē)動(dòng)力性下降，油耗降低。圖2-9 燃油經(jīng)濟(jì)性加速時(shí)間曲線(xiàn)從圖2-9可以看出，后橋速比4.3點(diǎn)較好的兼顧動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；小于4.3時(shí)，燃油經(jīng)濟(jì)性

38、稍有改善，但動(dòng)力性有明顯下降；大于4.3時(shí)，動(dòng)力性雖有改善，但燃油經(jīng)濟(jì)性明顯下降。速比4.3是比較理想的。從我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也可以看出，后橋速比變小時(shí)，整車(chē)的動(dòng)力性降低，油耗下降。表2-6 調(diào)整速比后整車(chē)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系空載（7# 1900車(chē)身，平板，6.50R16）滿(mǎn)載（7# 1900車(chē)身，平板，6.50R16）6.50R16 5.5716.50R16 4.875差值6.50R16 5.5716.50R16 4.875差值檔最高車(chē)速km/h101.4115-13.6101108.4-7.4直接檔最低穩(wěn)定車(chē)速18.621.7-3.118.421.5-3.1直接檔從25km/h加速到80km/

39、h時(shí)間18.6919.3-0.6145.2945.75-0.46起步連續(xù)換檔加速至80km/h時(shí)間21.0319.151.8847.9943.454.54檔30（km/h）6.166.150.018.046.491.5540（km/h）7.746.351.399.37.961.3450（km/h）8.887.481.410.849.411.4360（km/h）10.99.41.512.810.881.9270（km/h）13.8511.362.4915.2212.472.75檔30（km/h）5.485.390.097.16.320.7840（km/h）6.195.610.587.927.52

40、0.450（km/h）7.2661.269.348.730.6160（km/h）8.957.821.1310.499.451.0470（km/h）10.549.051.4912.1310.761.37模擬7.856.291.569.498.750.74當(dāng)主減由5.571換為4.875后，由于傳動(dòng)系總傳動(dòng)比減小，整車(chē)的最高車(chē)速和直接擋最低穩(wěn)定車(chē)速明顯加大，加速時(shí)間加長(zhǎng)，動(dòng)力性下降；整車(chē)油耗降低很多，并且隨著車(chē)速的逐漸加大，兩車(chē)型的油耗差值越來(lái)越大。如試驗(yàn)數(shù)據(jù)所示：用五檔車(chē)速達(dá)到70km/h時(shí)，空載油耗差值達(dá)到1.49L，滿(mǎn)載油耗差值達(dá)到1.37L，變化率分別為14%和11%。由于試驗(yàn)只做了兩個(gè)速

41、比，不能做出此車(chē)的C曲線(xiàn)。2.3.2 輪胎對(duì)整車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的30%-40%消耗在輪胎的滾動(dòng)阻力上，而輪胎變形阻力占其滾動(dòng)阻力總值的90%以上（輪胎空氣阻力、輪胎與路面滑動(dòng)阻力占10%左右）。輪胎滾動(dòng)阻力的產(chǎn)生和能耗分布如圖2-10所示。圖2-10 輪胎滾動(dòng)阻力的產(chǎn)生和能耗分布圖由于輪胎的變形阻力是輪胎滾動(dòng)阻力的主要能量消耗，要減小輪胎滾動(dòng)阻力，主要從減小變形阻力著手。2.3.2.1 輪胎工作氣壓對(duì)汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響輪胎工作氣壓直接關(guān)系到汽車(chē)行駛的安全性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于同一車(chē)輛，輪胎氣壓降低，則其輪胎半徑減小，同時(shí)滾動(dòng)阻力系數(shù)增大，整車(chē)的油耗就升高；氣壓升高，輪胎的滾動(dòng)阻

42、力系數(shù)減小，整車(chē)的油耗就降低，由于與地面的接觸面積減小，對(duì)路面的壓力增大?？梢?jiàn)，根據(jù)輪胎負(fù)荷，適時(shí)地調(diào)整輪胎氣壓，是減小滾動(dòng)阻力、降低油耗的有效措施。輪胎工作氣壓應(yīng)與負(fù)荷能力相適應(yīng)在垂直載荷作用下，輪胎被壓縮的程度或徑向變形量稱(chēng)為輪胎的下沉量。當(dāng)氣壓一定時(shí)，作用在輪胎上的負(fù)荷，直接影響到輪胎的變形程度，輪胎工作氣壓應(yīng)與負(fù)荷能力相適應(yīng)。單輪負(fù)荷比雙輪負(fù)荷高5%。在實(shí)際應(yīng)用中，不能簡(jiǎn)單地按照輪胎標(biāo)準(zhǔn)或者使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定的氣壓充氣，而應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)范圍內(nèi)合理的選擇。若要提高車(chē)輛的負(fù)荷能力，可適當(dāng)提高輪胎的工作氣壓（該氣壓不能超過(guò)規(guī)定的最大負(fù)荷）。 相反，若車(chē)輛負(fù)荷小，可以適當(dāng)減小輪胎氣壓，但要注意行駛速度

43、。輪胎工作氣壓對(duì)壓縮系數(shù)有直接影響：=h/H （h為輪胎下沉量，H為輪胎充氣斷面高）在最大允許負(fù)荷的作用下，普通載重貨車(chē)輪胎壓縮系數(shù)為10%-12%；乘用車(chē)輪胎壓縮系數(shù)為12%-14%。在負(fù)荷一定時(shí)，輪胎工作氣壓過(guò)高，下沉量小，地面接觸面積縮小，單位面積所受的力增加，從而加速了胎面中部的磨損，縮短了輪胎的使用壽命，但是在此情況下，滾動(dòng)阻力小，有利于降低燃油消耗；輪胎工作氣壓過(guò)低，下沉量增大，胎面邊緣負(fù)荷增大，胎肩早期磨損，增加了滾動(dòng)阻力，這對(duì)節(jié)油、節(jié)胎都不利。因此，應(yīng)選擇最佳的輪胎工作氣壓，一般取輪胎壓縮系數(shù)為10%時(shí)的氣壓。 圖2-11 輪胎高氣壓時(shí)輪胎形狀輪胎使用速度應(yīng)與負(fù)荷能力相適應(yīng)輪胎

44、的最大負(fù)荷，是指在一定速度等級(jí)下，輪胎所能承受的最大負(fù)荷。當(dāng)使用速度與負(fù)荷能力相適應(yīng)，并符合相應(yīng)的氣壓標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就能發(fā)揮輪胎的綜合性能。在實(shí)際使用中，若保持最高車(chē)速在速度等級(jí)以?xún)?nèi)，則可相應(yīng)增加輪胎的負(fù)荷，這時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高輪胎工作氣壓。若高于規(guī)定的速度等級(jí)，應(yīng)相應(yīng)減小負(fù)荷。特定條件下需要超載時(shí)，應(yīng)當(dāng)減速行駛。若輪胎使用因素（負(fù)荷、車(chē)速、道路、運(yùn)輸距離等）中某一因素發(fā)生變化，則要求相應(yīng)的改變輪胎工作氣壓。輪胎工作氣壓應(yīng)與胎溫相適應(yīng)汽車(chē)行駛時(shí)，輪胎斷面撓屈變形，輪胎產(chǎn)生內(nèi)部摩擦，引起發(fā)熱，胎溫升高，胎內(nèi)氣體受熱膨脹，致使胎壓升高。同一輪胎，由于花紋不同，輪胎發(fā)熱程度就不同，設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)調(diào)整輪胎花紋來(lái)降

45、低胎溫。圖2-12 相同負(fù)荷、氣壓下不同花紋輪胎溫度輪胎摩擦、扭曲變形產(chǎn)生的熱量，這些熱量都來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功，產(chǎn)生的熱量越高，消耗的燃油就越多。所以應(yīng)通過(guò)調(diào)整輪胎氣壓和輪胎花紋，降低輪胎的工作溫度，達(dá)到節(jié)油的目的。2.3.2.2 子午線(xiàn)輪胎的使用對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響圖2-13 子午線(xiàn)胎結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)子午線(xiàn)胎有以下優(yōu)點(diǎn)：l 載荷能力大，比斜交胎載荷能力高20%以上；l 耐磨性能好，行駛里程高，胎溫低；l 滾動(dòng)阻力降低20%，油耗降低5%-10%；l 耐刺扎與切割，安全性能好；l 緩沖性能好，乘坐舒適。使用子午線(xiàn)輪胎時(shí)應(yīng)注意：l 子午胎的胎側(cè)薄，側(cè)向剛性較差，在轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角度較大。因而，在汽車(chē)轉(zhuǎn)

46、向前，應(yīng)時(shí)當(dāng)減速，以免外傾過(guò)大降低橫向穩(wěn)定性；l 在采用子午胎時(shí)要將所有車(chē)輪都換成子午胎，子午胎不能與斜交胎混裝，否則可能使汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性變差；l 子午胎氣壓比相同規(guī)格的斜交胎氣壓高，要嚴(yán)格控制輪胎氣壓； 圖2-14 子午線(xiàn)胎和斜交胎與地面接觸面對(duì)比無(wú)內(nèi)胎子午胎比相同規(guī)格有內(nèi)胎子午胎節(jié)油1%-3%。目前，美國(guó)的汽車(chē)輪胎子午化達(dá)到90%，日本達(dá)到了80%，而中國(guó)只達(dá)到了30%。通過(guò)試驗(yàn)，將同一車(chē)分別裝斜交胎和子午胎進(jìn)行對(duì)比，測(cè)得動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性如表2-7。表2-7 換子午胎后整車(chē)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系 空載（7# 1900車(chē)身，平板，5.571）滿(mǎn)載（7# 1900車(chē)身，平板，5.571）6.

47、50-166.50R16差值6.50-166.50R16差值檔最高車(chē)速km/h103.6101.42.21031012直接檔最低穩(wěn)定車(chē)速18.918.60.318.718.40.3直接檔從25km/h加速到80km/h時(shí)間19.1918.690.543.2345.29-2.06起步連續(xù)換檔加速至80km/h時(shí)間19.9821.03-1.0541.247.99-6.79檔30（km/h）6.156.16-0.017.728.04-0.3240（km/h）7.617.74-0.139.239.3-0.0750（km/h）8.78.88-0.1810.8610.840.0260（km/h）11.33

48、10.90.4313.212.80.470（km/h）13.6313.85-0.2215.5415.220.32檔30（km/h）5.275.48-0.217.037.1-0.0740（km/h）6.336.190.148.077.920.1550（km/h）7.287.260.0210.219.340.8760（km/h）8.988.950.0311.0710.490.5870（km/h）11.2410.540.712.7112.130.58模擬7.427.85-0.439.829.490.336.50-16輪胎換子午胎后，整車(chē)最高車(chē)速和直接擋最低穩(wěn)定車(chē)速有所降低。由于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的30%

49、消耗在輪胎的滾動(dòng)阻力上，子午線(xiàn)胎的滾動(dòng)阻力系數(shù)比普通斜交胎低20%；滾動(dòng)摩擦阻力小，整車(chē)油耗可降低5%-10%，并且隨著車(chē)速增加，油耗差值趨勢(shì)越明顯：如試驗(yàn)數(shù)值所示，當(dāng)車(chē)速達(dá)到70km/h時(shí)，空車(chē)油耗差值為0.7L，滿(mǎn)載3T的油耗差值為0.58L，油耗差值分別達(dá)到7%和5%。2.3.2.3 新型輪胎的使用為了減小輪胎的滾動(dòng)阻力，降低整車(chē)的油耗，一些車(chē)型上使用了寬體單胎代替雙胎結(jié)構(gòu)。這樣，既可以降低滾動(dòng)阻力，又能降低整車(chē)重量,從而降低整車(chē)油耗。圖2-15 寬體單胎車(chē)圖示2.3.3 空氣阻力對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響汽車(chē)在空氣中運(yùn)動(dòng)，空氣本身也有運(yùn)動(dòng)，兩者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，形成了汽車(chē)的行駛阻力。相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度越高

50、，汽車(chē)的行駛阻力就越大,空氣阻力對(duì)整車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性影響就越明顯。通過(guò)減少汽車(chē)空氣阻力來(lái)降低汽車(chē)的燃油消耗率是一種行之有效的措施。研究表明，汽車(chē)以一般車(chē)速行駛時(shí)，約有20%-30%的發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率消耗于克服空氣阻力，高速行駛時(shí)，約有50%-60%的發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率消耗于克服空氣阻力。汽車(chē)行駛時(shí)受到的空氣阻力分為壓力阻力和摩擦阻力兩大部分。作用在汽車(chē)外形表面上的法向壓力的合力在行駛方向的分力，稱(chēng)為壓力阻力；主要由形狀、干擾、循環(huán)和誘導(dǎo)阻力組成；摩擦阻力是由于空氣的粘性在車(chē)身表面產(chǎn)生的切向力的合力在行駛方向的分力。各種阻力所占空氣阻力的比例：形狀阻力：主要與汽車(chē)的形狀有關(guān)（長(zhǎng)、寬、高及其比例）

51、，約占58；干擾阻力：汽車(chē)突出部件，如后視鏡、門(mén)把手、導(dǎo)水槽、驅(qū)動(dòng)軸、懸架導(dǎo)向桿等，約占14；內(nèi)循環(huán)阻力：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系、車(chē)身通風(fēng)等氣流流過(guò)汽車(chē)內(nèi)部，占12；誘導(dǎo)阻力：空氣升力在水平方向的分力，占7；摩擦阻力：占9；減小空氣阻力，可以通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，一是減小汽車(chē)的迎風(fēng)面積；二是減小汽車(chē)的空氣阻力系數(shù)。減小汽車(chē)的空氣阻力系數(shù)，需要在汽車(chē)設(shè)計(jì)和制造是提高汽車(chē)的流線(xiàn)型，流線(xiàn)型越好，產(chǎn)生的阻力就越小，燃油消耗就越少。圖2-16是一中重卡通過(guò)車(chē)身改進(jìn)，降低風(fēng)阻的實(shí)例。圖2-16 中重卡降低風(fēng)阻車(chē)身設(shè)計(jì)實(shí)例我們通過(guò)平板車(chē)和廂式車(chē)，廂式車(chē)帶導(dǎo)流罩和不帶導(dǎo)流罩的試驗(yàn)對(duì)比，可以看出迎風(fēng)面積和空氣阻力系數(shù)對(duì)風(fēng)阻

52、和整車(chē)性能的影響。表2-8 平板車(chē)和廂式車(chē)（增大迎風(fēng)面積）的性能對(duì)比8# 1900車(chē)身，7.00-16 輪胎，5.571速比空載差值滿(mǎn)載差值平板廂式平板廂式檔最高車(chē)速km/h106.91033.9106.597.49.1直接檔最低穩(wěn)定車(chē)速19.719.7019.519.40.1直接檔從25km/h加速到80km/h時(shí)間18.7720.99-2.2239.3551.14-11.79起步連續(xù)換檔加速至80km/h時(shí)間20.121.74-1.6439.2750.39-11.12檔30（km/h）6.466.47-0.017.99.27-1.3740（km/h）7.527.69-0.179.279.6

53、2-0.3550（km/h）8.659.64-0.9910.7512.02-1.2760（km/h）10.6812.21-1.5312.2413.41-1.1770（km/h）12.7515.21-2.4615.3317.76-2.43檔30（km/h）5.725.89-0.177.548.2-0.6640（km/h）6.366.37-0.018.068.97-0.9150（km/h）7.468.12-0.668.5910.41-1.8260（km/h）8.819.34-0.5310.3811.67-1.2970（km/h）10.3711.92-1.5511.5113.85-2.34模擬用戶(hù)7.618.22-0.61