吉林大學(xué)汽車?yán)碚摰诙?燃料經(jīng)濟(jì)性

1、2022-5-32022-5-31/35許洪國200710302022-5-3Fuel Economy2022-5-32022-5-32/35許洪國200710302022-5-32 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性 Fuel Economy汽車燃料經(jīng)濟(jì)性評價(jià)指標(biāo) FE evaluation index汽車燃料經(jīng)濟(jì)性計(jì)算 FE Calculation影響汽車燃料經(jīng)濟(jì)性因素 Effects of factors on FE2022-5-32022-5-33/35許洪國200710302022-5-3汽車使用經(jīng)濟(jì)性汽車使用經(jīng)濟(jì)性是一種使用性能,是指汽車為完成單位運(yùn)輸量所支付最少費(fèi)用的能力。它是評價(jià)汽車運(yùn)輸企業(yè)經(jīng)營經(jīng)

2、濟(jì)效果的綜合性指標(biāo)。在我國營運(yùn)汽車的平均運(yùn)輸成本中，汽車運(yùn)行材料(燃料、潤滑油、輪胎、制動(dòng)液、防凍液、制冷劑等)費(fèi)所占比率最大(40以上)。其消耗和節(jié)約的研究，對提高汽車使用經(jīng)濟(jì)性具有重要作用。4/35許洪國200710302022-5-3The auto fuel economy in operation The auto fuel economy in operation It is a kind of usage function, means auto for completing the ability of the minimal expenses that pay the uni

3、t transport quantity. It is comprehensive index that evaluates the auto transport enterprise to conduct the economic gains. In the average transport cost of the our country operation auto, the auto circulates the ratio that the material fee( fuel fee, lubricant, the tire fee.etc.) have biggest(40% i

4、s above). It consume and economical research, have the important function towards raising the auto fuel economy in operation.5/35許洪國200710302022-5-3 在當(dāng)前和今后相當(dāng)長的一段時(shí)期,汽車燃料仍將以石油產(chǎn)品為主。 例如,西歐工業(yè)發(fā)達(dá)國家交通運(yùn)輸消耗石油產(chǎn)品的3445；美國交通運(yùn)輸部門消耗國內(nèi)石油產(chǎn)品的52；我國交通運(yùn)輸和郵電通訊業(yè)石油產(chǎn)品消耗約占總量的16,每年消耗的汽油占其總消耗量的36,柴油約占27。2000年我國汽車運(yùn)輸用油料缺口約2000萬噸,

5、汽車用汽油和柴油缺口分別達(dá)25和60。6/35許洪國200710302022-5-3FE evaluation index At current and very long term from now, the auto fuel still will regard the petroleum products as principle. For example, the industry flourishing and national transportation of Western Europe consumes 34-45% of the petroleum product; The

6、 American transportation section consumes 52% of the local petroleum product; The petroleum product that the transportation and the post and telecommunication industries of the our country consume about has 16% of its total amount, the gasoline consume annually has 36% of its total depletion quantit

7、y, the diesel about has 27%. In 2000 our country auto the transport anticipates the indentation with the oil about 20 million tons, the auto amount to 25% and 60%s respectively with the gasoline and the diesel indentations.7/35許洪國200710302022-5-3汽車運(yùn)輸油耗占運(yùn)輸成本的20以上。采用燃油稅改代原有養(yǎng)路費(fèi)征稽，是和國際慣例接軌的重大舉措，有利于我國運(yùn)輸車

8、輛總體提高效益，有利于促進(jìn)汽車技術(shù)進(jìn)步。但與按車型征收規(guī)定養(yǎng)路費(fèi)相比，征收燃油稅的辦法使得專業(yè)運(yùn)輸車輛的燃料成本大幅度增加。據(jù)某地區(qū)專業(yè)運(yùn)輸業(yè)統(tǒng)計(jì)，改收燃油附加費(fèi)同原有的養(yǎng)路費(fèi)相比成本增加37.544.5，甚至高達(dá)60以上。8/35許洪國200710302022-5-3 The auto transport oil consumes to have 20% of transport the cost above. Adopt the fuel tax changes the generation to keep the travel expenses to advertise for the

9、originally possessed, is to raise the measures with the graveness that international usual practice BE in line with, be advantageous to the total exaltation performance of the our country conveyance vehicle, be advantageous to promoting the auto technique progress. But with press the car type to col

10、lect provision to keep the travel expenses to compare, collect the way of the fuel tax to make the profession transport the significant increment of the fuel cost of the vehicle. Statistics according to the area of the certain place, change to collect the fuel surcharge to keep the travel expenses t

11、o compare the cost to increase 37.5% 44.5 % together and originally possessed, even be up to 60% above.9/35許洪國200710302022-5-3 實(shí)行養(yǎng)路費(fèi)、過路費(fèi)、過橋費(fèi)和運(yùn)管費(fèi)四費(fèi)合一，用燃油附加費(fèi)替代后，某省汽運(yùn)公司燃料附加費(fèi)率達(dá)60，增加支出1320萬元。出租公司原繳納養(yǎng)路費(fèi)220元/車，改為燃料附加費(fèi)后費(fèi)用增至1170元/車，僅此項(xiàng)就增加費(fèi)用4.3倍。 燃油附加費(fèi)代替養(yǎng)路費(fèi)后，必將推動(dòng)汽車更新和換代的步伐。節(jié)約燃料就意味著汽車運(yùn)輸成本的降低和經(jīng)濟(jì)效益的提高。研究汽車燃料經(jīng)濟(jì)性顯

12、然對汽車節(jié)能的意義重大。同1970年相比，1993年美國汽車平均油耗下降33。為此，世界各國都把降低汽車能耗(3L/100km)作為一項(xiàng)基本國策，并將成為汽車制造業(yè)和交通運(yùn)輸行業(yè)的重要課題。10/35許洪國200710302022-5-3 The execution keeps the road fee, the special road travel fee and the bridge fee that take four fees to unite as one, after using the fuel surcharge to act for, the some province v

13、apor carries the additional fee rate of the company fuel to amount to 60%, increasing to expend 13,2million dollars. The for-rent company pays to keep 220 of travel expenses at first, the expenses increases to 1170 after changing for the fuel surcharge, only this and no more item increment expenses

14、4.300%. After the fuel surcharge replace to keep the travel expenses, necessarily the speed that the push auto renews and changes the generation. So, the FE means that the auto transport cost lower, the exaltation of the economic performance. Obviously, the research auto FE to the meaning that auto

15、economize on energy-saving, for example, compared in 1970 together, in 1993 American automobile average the oil consumed to descend 33%. For this, international community all lower the auto and can consume(3L/100km) to be a basic national policies, and become important topic of the auto manufacturin

16、g industry and the transportation profession.2022-5-32022-5-311/35許洪國200710302022-5-3汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性。通常由有效燃料消耗率be(ge) 或有效效率e 來評價(jià)。因其不能反映發(fā)動(dòng)機(jī)在具體汽車上的功率利用情況及行駛條件的影響。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性不能直接用于評價(jià)整車的燃料經(jīng)濟(jì)性。汽車燃料經(jīng)濟(jì)性是指汽車以最少的燃料消耗完成單位運(yùn)輸工作量的能力。它是汽車的主要使用性能之一。2.1.1 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性評價(jià)指標(biāo)12/35許洪國200710302022-5-3常選取單位行程的燃料消耗量L/100km，或單位運(yùn)輸工作量的燃

17、料消耗量L/100tkm或L/kpkm。 前者用于比較相同容量的汽車燃料經(jīng)濟(jì)性，也可用于分析不同部件(如發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系等)裝在同一種汽車上對汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的影響；后者常用于比較和評價(jià)不同容載量的汽車燃料經(jīng)濟(jì)性。其數(shù)值越大，汽車燃料經(jīng)濟(jì)性越差。汽車燃料經(jīng)濟(jì)性也可用單位量燃料消耗汽車所經(jīng)過的行程，km/L作為評價(jià)指標(biāo)，稱為汽車燃料經(jīng)濟(jì)性因數(shù)。美國采用每加侖燃料能行駛的英里數(shù)MPG。其數(shù)值越大，汽車燃料經(jīng)濟(jì)性越好。評價(jià)指標(biāo)13/35許洪國200710302022-5-3 由于汽車在使用過程中，載荷和道路條件對汽車燃料的消耗影響很大，也 可 采 用 燃 料 消 耗 量 Q ( 單 位 為L/100km

18、)與有效載荷G (單位為t)之間的關(guān)系曲線，評價(jià)在不同道路條件下的汽車燃料經(jīng)濟(jì)性，稱之為平均燃料運(yùn)行消耗特性。14/35許洪國200710302022-5-3 測定汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的試驗(yàn)方法有多種。 根據(jù)對各種使用因素的控制程度，試驗(yàn)方法分類： 不加控制的道路試驗(yàn)； 控制的道路試驗(yàn)； 道路循環(huán)試驗(yàn)(包括等速油耗、加速油耗、 制動(dòng)油耗、怠速油耗等)； 在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，如汽車底盤測功機(jī)(即轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺)上的循環(huán)試驗(yàn)。2.1.2 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)方法15/35許洪國200710302022-5-3 對各個(gè)影響因素都不加以控制的試驗(yàn)方法，稱為“ 不加控制的道路試驗(yàn)”。試驗(yàn)條件中，對被試車輛的維護(hù)、調(diào)整規(guī)范以

19、及所用燃料、潤滑材料的規(guī)格有明確的規(guī)定。由于各種使用因素的隨機(jī)變化，要獲得分散度小的數(shù)據(jù)是困難的，須用車隊(duì)進(jìn)行長距離(11.6萬km)的試驗(yàn)，才能獲得可信度較高的數(shù)據(jù)。 這種試驗(yàn)是一種非常接近實(shí)際情況的試驗(yàn)，反映了車輛類型、道路條件、交通量、裝載質(zhì)量以及氣候等因素對汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的影響，適用于全面評價(jià)汽車使用燃料經(jīng)濟(jì)性。但這種試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間很長，試驗(yàn)費(fèi)用巨大，很少采用。16/35許洪國200710302022-5-3我國過去汽車運(yùn)輸企業(yè)采用“使用油耗試驗(yàn)”就是一種“不加控制的道路試驗(yàn)”。即在一個(gè)地區(qū)某汽車運(yùn)輸企業(yè)中，把試驗(yàn)車輛投入實(shí)際使用，在運(yùn)行中認(rèn)真記錄汽車行駛里程與油耗量，最后確定平均油耗量

20、。 這種試驗(yàn)結(jié)果能較好地反映車隊(duì)的實(shí)際情況，但難以真正做到準(zhǔn)確地測量，同時(shí)也浪費(fèi)時(shí)間。它僅適合車型單一的運(yùn)輸企業(yè)使用。17/35許洪國200710302022-5-3在道路試驗(yàn)中測量油耗時(shí)，若維持一個(gè)或幾個(gè)因素不變，則稱作控制的道路試驗(yàn)。例如，我國海南試驗(yàn)站進(jìn)行的汽車試驗(yàn)規(guī)定，應(yīng)在一般路面、惡劣路面和山區(qū)公路上測量百公里油耗。試驗(yàn)規(guī)范對試驗(yàn)路線有較明確的規(guī)定。這種實(shí)驗(yàn)除了大致規(guī)定了平均速度外，對試驗(yàn)中的交通情況、駕駛習(xí)慣以及氣溫、風(fēng)速等并無規(guī)定。這就是一種控制的道路試驗(yàn)。這種汽車試驗(yàn)在國內(nèi)外是在汽車試驗(yàn)場的專用道路上進(jìn)行類似的油耗試驗(yàn)。18/35許洪國200710302022-5-3完全按規(guī)定

21、的車速-時(shí)間規(guī)范進(jìn)行的汽車試驗(yàn)方法被稱為循環(huán)試驗(yàn)。規(guī)范中規(guī)定了換檔時(shí)刻、制動(dòng)時(shí)間、行車速度、加速度、制動(dòng)減速度等數(shù)值。等速行駛油耗試驗(yàn)和怠速油耗試驗(yàn)是兩種最簡單的循環(huán)試驗(yàn)方法。等速行駛百公里油耗試驗(yàn)是一種廣泛采用的、最簡單的道路循環(huán)試驗(yàn)。它不能全面反映汽車運(yùn)行燃料經(jīng)濟(jì)性，只能作為一種比較性的相對指標(biāo)。等速燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)缺乏有關(guān)動(dòng)力性要求的檢驗(yàn)指標(biāo)，容易造成試驗(yàn)汽車動(dòng)力性要求與燃料經(jīng)濟(jì)性匹配不合理的現(xiàn)象；它也不能反映汽車實(shí)際行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速等工況。19/35許洪國200710302022-5-3等速百公里燃料經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定：良好路面,縱坡0.3,測量路段長度500m或1000m。氣

22、溫035,氣壓740770mmHg,相對濕度風(fēng)速3m/s。汽車技術(shù)狀況良好。試驗(yàn)前,汽車須充分預(yù)熱,發(fā)動(dòng)機(jī)出水溫度8090,變速器及驅(qū)動(dòng)橋潤滑油溫度50。汽車用最高檔等速行駛,從車速20km/h開始,以速度間隔10km/h的整倍數(shù),直至該檔最高車速的80,至少測定5點(diǎn)。測定通過測量段的耗油量和時(shí)間。每種車速往返試驗(yàn)各兩次,兩次試驗(yàn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)盡可能地縮短,以保持穩(wěn)定的熱狀況。往返共4次試驗(yàn)結(jié)果的油耗量差值不應(yīng)超過5,取4次試驗(yàn)平均值為等速行駛的耗油量。20/35許洪國200710302022-5-3室內(nèi)試驗(yàn)可不受外界氣候條件限制；由于能控制試驗(yàn)條件，周圍環(huán)境影響的修正系數(shù)可減到最少；若能控

23、制室溫，則可對不同氣溫條件的汽車工況進(jìn)行模擬試驗(yàn)；室內(nèi)便于控制行駛狀況，故能采用符合實(shí)際的復(fù)雜循環(huán)；可同時(shí)進(jìn)行燃料經(jīng)濟(jì)性與排氣污染試驗(yàn)；能采用多種測量油耗的方法。汽車底盤測功機(jī)測量油耗的重復(fù)性好，日益受到重視。不易準(zhǔn)確地確定道路滾動(dòng)阻力與汽車空氣阻力；冷卻風(fēng)扇的冷卻氣流與道路行駛的實(shí)際情況有差異；難以給出準(zhǔn)確的慣性阻力。測功機(jī)測試油耗的優(yōu)點(diǎn)21/35許洪國200710302022-5-32.2 2.2 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算方法汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算方法1.1.等速行駛工況燃油消耗量的計(jì)算等速行駛工況燃油消耗量的計(jì)算燃油消耗率燃油消耗率ge：萬有特性圖上的等燃油消耗率曲線：萬有特性圖上的等燃油消耗

24、率曲線3600)15.21(13600)(12aaDTajwifTeudtdumAuCmguFFFFPeeebnPfg),(sincosf22/35許洪國200710302022-5-3kW，發(fā)動(dòng)機(jī)功率ePhkmurna/,min/,或或汽汽車車速速度度發(fā)發(fā)動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速constge發(fā)動(dòng)機(jī)萬有特性(等高線)Engine power output Pe, kWEngine speed n, r/minMV velocity, km/hEngine speed characteristics with constant specific fuel consumption23/35許洪國2007

25、10302022-5-3mL, )6 . 3/(102:aaeeustusgPQts油耗或行程單位時(shí)間油耗：km100/,02. 1LugPQaees單位行程油耗：smLgPgPQeeeet/1 .367100081. 910003600/，LNLNLNLN/8/13. 894. 7/7(/15. 796. 6（柴油）汽油）2. 2. 加速行駛工況燃油消耗量的計(jì)算加速行駛工況燃油消耗量的計(jì)算aiuitkm/h1.aaiauuconstu例如速度增量dtdu.dtdu.uta63163aut25/35許洪國200710302022-5-3km/h11aiaiauuudtdu.)uu(dtdu.)

26、uu(udtdu.uusaiaiaiaiaaiaii92259225632112212sQQQQtQQQsititii100)(21126/35許洪國200710302022-5-33. 3. 等減速行駛工況燃油消耗的計(jì)算等減速行駛工況燃油消耗的計(jì)算x.uudtdu.uustQQx.x.udtdu.uutaiaiaiaideiddeaaiai 9225922563163631212127/35許洪國200710302022-5-34. 4. 怠速停車時(shí)的燃油消耗量怠速停車時(shí)的燃油消耗量sidsttQQ路程整個(gè)行駛循環(huán)過程的總油耗量整個(gè)行駛循環(huán)過程的總sQsQQs1005. 5. 整個(gè)循環(huán)工況的

27、百公里燃油消耗量整個(gè)循環(huán)工況的百公里燃油消耗量28/35許洪國200710302022-5-32.3 2.3 燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素eTaeesgFKugPQ02.1術(shù)狀況、使用條件。傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)型式、技工況等。如燃油噴射、壓縮比、以及發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，（負(fù)荷）使用條件TatateeaDaDtuFuFfnPfgudtduACifmdtdumAuCmgmgfF,),(),(,15.21sincos2aTeuPKF29/35許洪國200710302022-5-3轎車燃料化學(xué)能與汽車耗能平衡圖EPA75EPA7530/35許洪國200710302022-5-3汽車速度汽車速度: : 中

28、等負(fù)荷為佳中等負(fù)荷為佳(60-90(60-90km/h) )檔檔 位：位： 高檔位為佳高檔位為佳掛車掛車( (貨車貨車) )：負(fù)荷增加和質(zhì)量利用系數(shù)增加負(fù)荷增加和質(zhì)量利用系數(shù)增加維護(hù)與調(diào)整：維護(hù)與調(diào)整：汽車技術(shù)狀況汽車技術(shù)狀況, ,如前束、滑行距如前束、滑行距離、制動(dòng)系發(fā)咬、輪胎氣壓、點(diǎn)離、制動(dòng)系發(fā)咬、輪胎氣壓、點(diǎn)火提前角、混合氣濃度等?；鹛崆敖?、混合氣濃度等。(km/h)auVIVIII等速百公里油耗等速百公里油耗60-90km/hMV speedFuel Consumption at constant speedQs (L/100km)3rd Gear 4th Gear 5th Gear

29、32/35許洪國200710302022-5-3汽車結(jié)構(gòu)汽車結(jié)構(gòu)輕量化：小型化、緊湊化以及使用輕型材料，如鋁材和塑料，即增加質(zhì)量利用系數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)： 提高熱效率和機(jī)械效率 擴(kuò)大發(fā)動(dòng)機(jī)工作區(qū)域 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓 發(fā)動(dòng)機(jī)電控（點(diǎn)火、供油、配氣） 混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系：增加檔位數(shù)、無級變速器、雙離合器外形和輪胎：降低CD、子午線輪胎、適當(dāng)胎壓33/35許洪國200710302022-5-3FE for Urban Driving CycleHybrid drive train34/35許洪國200710302022-5-3最小燃油消耗特性：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性最小燃油消耗特性：發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷特性曲線族的包絡(luò)線是發(fā)動(dòng)

30、機(jī)提供一定功曲線族的包絡(luò)線是發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率率( (負(fù)荷率負(fù)荷率) )時(shí)的最低燃油消耗率曲線。時(shí)的最低燃油消耗率曲線。利用這條包絡(luò)線就可找出發(fā)動(dòng)機(jī)提供利用這條包絡(luò)線就可找出發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定功率時(shí)一定功率時(shí)的最經(jīng)濟(jì)工況（負(fù)荷和轉(zhuǎn)的最經(jīng)濟(jì)工況（負(fù)荷和轉(zhuǎn)速）。速）。把各功率下最經(jīng)濟(jì)工況的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷把各功率下最經(jīng)濟(jì)工況的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷率標(biāo)明在外特性曲線圖上，便得到率標(biāo)明在外特性曲線圖上，便得到最最低燃油消耗特性。低燃油消耗特性。35/35許洪國200710302022-5-3eg燃油消耗率eP發(fā)動(dòng)機(jī)功率1n2n3n4n最低燃油消耗率曲線Engine specific fuel consumption ge,g/kWhEngine power output Pe, kW36/35許洪國200710302022-5-3eP功率n轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速ePen