第二章 汽車的燃油經(jīng)濟性

第二章汽車的燃油經(jīng)濟性燃油經(jīng)濟性好：

可以降低汽車的使用費用、節(jié)省石油資源；降低CO2(溫室效應(yīng)氣體)的排放量。減少排放污染節(jié)約燃料、保護環(huán)境燃油經(jīng)濟性：在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟行駛的能力。第二章汽車的燃油經(jīng)濟性

本章要點基本概念:

汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標(biāo)汽車燃油經(jīng)濟性的評價方法試驗循環(huán)重點內(nèi)容:

等速行駛汽車燃油經(jīng)濟性的計算影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標(biāo)

汽車的燃油經(jīng)濟性常用一定運動工況下汽車行駛百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽車行駛的里程來衡量。我國及歐洲：行駛100km所消耗的燃油升數(shù)，單位為L/100km。美國：每加侖燃油能行駛的英里數(shù)，單位為MPG或mile/USgal。日本：每升燃油能行駛的公里數(shù)，Km/L第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的評價指標(biāo)一、等速行駛百公里燃油消耗量常用的一種評價指標(biāo)，指汽車在一定載荷(我國標(biāo)準規(guī)定轎車為半載、貨車為滿載)下，以最高檔在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。常測出每隔10km/h或20km/h速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線，稱為等速百公里燃油消耗量曲線，用來評價汽車的燃油經(jīng)濟性。汽車等速百公里燃油消耗量曲線二、循環(huán)行駛工況百公里燃油消耗量

全面反映汽車的實際運行情況，特別是在市區(qū)行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速、怠速停車等工況。

循環(huán)工況規(guī)定了車速—時間行駛規(guī)范，例如，何時換擋、何時制動以及行車的速度和加速度等數(shù)值。因此在路上試驗比較困難，一般多規(guī)定在室內(nèi)汽車底盤測功機(轉(zhuǎn)鼓試驗臺)上進行測試。二、循環(huán)行駛工況百公里燃油消耗量1.歐洲經(jīng)濟委員會二、循環(huán)行駛工況百公里燃油消耗量1.歐洲經(jīng)濟委員會二、循環(huán)行駛工況百公里燃油消耗量1.歐洲經(jīng)濟委員會2.美國2.美國3.日本2005年前10工況運轉(zhuǎn)循環(huán)3.日本2005年后10-15工況運轉(zhuǎn)循環(huán)4.中國商用車4.中國4.中國輕型汽車循環(huán)與污染物排放測量相同

（國4標(biāo)準，2010.7.1起）1.歐洲經(jīng)濟委員會（ECE）

三、綜合燃油消耗量以L/100km計的1/3混合油耗為2.美國環(huán)境保護局(EPA)

要測量城市循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃油經(jīng)濟性（單位為每加侖燃油汽車行駛英里數(shù)mile/gal），并按下式計算綜合燃油經(jīng)濟性：三、綜合燃油消耗量四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準

所謂“公司平均燃油經(jīng)濟性”（CAFE—CorporateAverageFuelEconomy），以英里/加侖為單位。每個制造廠每年銷售的各型轎車或輕型貨車，以其所占總銷售量的百分比作為加權(quán)系數(shù)，乘以該型車輛的燃油經(jīng)濟性，再將各車型的加權(quán)燃油經(jīng)濟性總加起來，得到該廠的總平均燃油經(jīng)濟性值，此值應(yīng)滿足法規(guī)限值的要求。1.美國油耗法規(guī)“公司平均燃油經(jīng)濟性”（CAFE）四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準2007年底新標(biāo)準通過，到2020年達到35mpg,約6.7L/100Km10.27L/100Km四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準2009年5月19日，美國總統(tǒng)奧巴馬在白宮宣布了限制汽車溫室氣體排放和油耗的新法規(guī)，要求在2016年公司平均燃油經(jīng)濟性（CAFE）達到35.5英里/加侖，即在2007年水平基礎(chǔ)上提高42%。這對汽車業(yè)是一個更大的挑戰(zhàn)，因為美國2007年底通過的法律僅要求在2020年達到35英里/加侖，僅提高40%。奧巴馬的講話清楚地表明美國汽車業(yè)今后十年的發(fā)展戰(zhàn)略重點是“節(jié)油和減少溫室氣體排放”。

1.美國油耗法規(guī)“公司平均燃油經(jīng)濟性”（CAFE）四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準

日本在其質(zhì)量段范圍內(nèi)采用CAFE

方法，即某一汽車廠在某一質(zhì)量段內(nèi)銷售的汽車，只要各車型的加權(quán)油耗的總和滿足該質(zhì)量段的限值要求即可。2.日本的汽車燃油經(jīng)濟性標(biāo)準四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準2.日本的汽車燃油經(jīng)濟性標(biāo)準6.25L/100Km四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準4.中國乘用車燃料消耗量限值單位：L/100km執(zhí)行日期

新認證車第一階段的執(zhí)行日期為2005年7月1日第二階段的執(zhí)行日期為2008年1月1日

在生產(chǎn)車第一階段的執(zhí)行日期為2006年7月1日第二階段的執(zhí)行日期為2009年1月1日GB19578-2004四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準序號商標(biāo)產(chǎn)品型號及名稱整備質(zhì)量(kg)燃料消耗量（L/100km）標(biāo)準限值綜合值1東風(fēng)標(biāo)致牌DC7146A206轎車10508.36.402東風(fēng)雪鐵龍牌DC7148A轎車10408.36.403東風(fēng)標(biāo)致牌DC7164C307轎車(自動檔)132410.78.504東風(fēng)標(biāo)致牌DC7164C307轎車(手動檔)12939.57.8020061103四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準節(jié)能汽車推廣補貼政策（1.6升及以下乘用車）第一階段：2010年6月1日—2011年9月30第二階段：2011年10月1日—四、燃油經(jīng)濟性標(biāo)準節(jié)能汽車推廣補貼政策（1.6升及以下乘用車）第一階段：2010年6月1日—2011年9月30第二階段：2011年10月1日—

補貼范圍從百公里平均油耗6.9升，降到6.3升，原有420多款銷售享受補貼的車型，僅有37款能繼續(xù)得到3千元的補貼。影響？第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算1、等速行駛工況燃油消耗量的計算

根據(jù)等速行駛車速ua及阻力功率P，在萬有特性圖上（利用插值法）可確定相應(yīng)的燃油消耗率b。b=?第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟性的計算

計算出以該車速等速行駛時單位時間內(nèi)燃油消耗量Qt（單位為mL/s）為b——燃油消耗率(g/kW·h）——燃油的密度（kg/L）g——重力加速度（m/s2）整個等速過程行經(jīng)s(m)的燃油消耗量Q為（mL）燃油重度N/L

把加速過程分割為若干個區(qū)間,每個區(qū)間的燃油消耗量可根據(jù)其平均的單位時間燃油消耗量與行駛時間之積來求得。折算成等速百公里燃油消耗量為2.等加速行駛工況燃油消耗量的計算

各區(qū)間起始或終了車速所對應(yīng)時刻的單位時間燃油消耗量Qt（mL/s）汽車速度每增加1km/h所需時間為△t（s）

從汽車行駛初速ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量

整個加速過程的燃油消耗量為

加速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離sa（m）為（mL）同理，每個區(qū)間的燃油消耗量為（mL）

3.等減速行駛工況燃油消耗量的計算

減速行駛時，油門全松開并進行輕微制動，發(fā)動機處于強制怠速狀態(tài)，其油耗量即為正常怠速油耗Qi。所以，減速工況燃油消耗量等于減速行駛時間與怠速油耗的乘積。減速時間t（s）為

其中，ua2、ua3為起始及減速終了時的車速（km/h）；du/dtd為減速度（m/s2）。

3.等減速行駛工況燃油消耗量的計算

減速過程燃油消耗量（mL）為

Qi-單位時間怠速燃油消耗量(mL/s)

減速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離（m）為

4.怠速停車時的燃油消耗量若怠速停車時間為ts（s），則燃油消耗量(mL)為

Qid=Qits

5.整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量對于由等速、等加速、等減速、怠速停車等工況組成的循環(huán)，整個試驗循環(huán)的百公里燃油消耗量（L/100km）為其中，Q為所有過程油耗量之和（mL）；s為整個循環(huán)的行駛距離（m）。第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素

其中，C—常數(shù)；F—行駛阻力發(fā)動機的燃油消耗率，既取決于發(fā)動機的種類、設(shè)計制造水平；也與汽車行駛時發(fā)動機的負荷率有關(guān)。還與工況及附件使用有關(guān)。汽車等速百公里燃油消耗量可表示為第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟性的因素現(xiàn)代中型轎車城市（公路）循環(huán)工況的能量平衡一、使用方面（一）行駛車速

由發(fā)動機外特性曲線可知,汽車在接近于低速的中等車速時燃油消耗量最低，高速時隨車速增加而迅速增加。（二）檔位選擇

應(yīng)盡量使用高檔位。

（三）掛車的應(yīng)用

貨車拖掛掛車，使油耗降低（按100t?km計算）。原因有二個：帶掛車后阻力增加，發(fā)動機的負荷率增加，使燃油消耗率b下降；汽車列車的質(zhì)量利用系數(shù)（即裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量之比）較大。（四）正確地保養(yǎng)與調(diào)整

汽車的調(diào)整與保養(yǎng)會影響到發(fā)動機的性能與汽車行駛阻力,所以對百公里油耗有相當(dāng)?shù)挠绊憽６?、汽車結(jié)構(gòu)方面（一）縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量轎車質(zhì)量減少10%，可節(jié)油3-4%。應(yīng)用輕質(zhì)材料、復(fù)合材料。思考大型轎車G大，F(xiàn)f、FW、

、

均大；裝用大排量發(fā)動機，負荷率低，b大；致使Qs增大AudiA8采用全鋁承載式車身，質(zhì)量減輕15％，百公里油耗降低5%～8%。為什么大型轎車油耗較高？1升油耗概念車減輕質(zhì)量的措施鎂合金的空間結(jié)構(gòu)；碳素纖維合成材料的外部表面；車身總質(zhì)量大約在74kg；輪轂采用鈦合金；車輪軸承滾子采用陶瓷；葉片彈簧采用玻璃纖維。二、汽車結(jié)構(gòu)方面（二）發(fā)動機（1）提高現(xiàn)有汽油發(fā)動機的熱效率與機械效率；（2）擴大柴油發(fā)動機的應(yīng)用范圍；（3）增壓技術(shù)；（4）電控制技術(shù)。車型發(fā)動機排量/L最高車速加速時間/s油耗量270CDIL5（柴油）2.6852309.26.74240V6（汽油）2.5972369.210.8柴油機可節(jié)能和降低排污奔馳CLK雙門跑車單缸SDI柴油發(fā)動機；排量0.299L；壓縮比16.5:1；最大轉(zhuǎn)矩18.4N·m/2000r/min；最大功率

6.25kW(8.5PS)/4000r/min；發(fā)動機質(zhì)量26kg;中置橫放。1升油耗概念車發(fā)動機柴油機熱效率比汽油機高30%；用于轎車可降低油耗30%；在西歐新注冊的汽車中，2001年柴油車的份額為32%，2005年柴油車的份額上升到了49.5%。二、汽車結(jié)構(gòu)方面（三）傳動系（1）主減速器傳動比i0：影響常用車速下的油耗。（2）傳動效率的影響（3）檔數(shù)的影響增加檔位數(shù)：轎車5-6，中型貨車6-7，重型貨車10-16檔采用無級變速器：在任何車速下使發(fā)動機處于經(jīng)濟工作區(qū)。二、汽車結(jié)構(gòu)方面采用無級變速器二、汽車結(jié)構(gòu)方面（四）汽車外形與輪胎

（1）降低CD值是節(jié)油的有效途經(jīng)

二、汽車結(jié)構(gòu)方面（四）汽車外形與輪胎

（2）輪胎滾動阻力系數(shù)f減小10%，節(jié)油0.6-1.2%。汽車對輪胎提出各種要求，如耐磨性，耐久性及要求它保證動力，經(jīng)濟性等各種使用性能?，F(xiàn)在公認子午線輪胎的綜合性能最好。不同輪胎與燃油消耗第四節(jié)新一代高效率節(jié)能汽車的研究1.原因

近年來，防止地球變暖、節(jié)約燃油、嚴格控制排氣污染，已成為國際社會極為關(guān)心的熱點議題。要進一步改善汽車燃料化學(xué)能利用率，即提高汽車的效率。汽車的效率高，則油耗低、CO2排放量小。因此，當(dāng)前汽車技術(shù)發(fā)展動向常概括為“高效率、低排放、性能優(yōu)、價格低”。其中的性能是指除去燃油經(jīng)濟性以外的其他各種性能。第四節(jié)新一代高效率節(jié)能汽車的研究2.PNGV

美國于1997年，在聯(lián)邦政府的支持下，成立了“新一代汽車伙伴關(guān)系”

(PartnershipforANewGenerationofVehicles)。PNGV是由政府有關(guān)機構(gòu)、國家實驗室、大學(xué)、汽車協(xié)會、三大汽車公司及有關(guān)配套廠商參加，聯(lián)合開發(fā)研制美國新一代汽車的合作組織。PNGV的目標(biāo)是要求三大公司在2004年提供新一代汽車的生產(chǎn)型樣車。樣車的基本要求是在當(dāng)時典型轎車的價格與各方面性能的基礎(chǔ)上，將其按EPA循環(huán)工況測得的燃油經(jīng)濟性指標(biāo)提高3倍，即提高到80mile／USgal（相當(dāng)于3L/100km）。第四節(jié)新一代高效率節(jié)能汽車的研究2.PNGV

為達到PNGV提出的目標(biāo)，在技術(shù)策略上目前工程技術(shù)界較為一致的看法是：采用復(fù)合動力的電力驅(qū)動裝置、制動能耗回收利用裝置和大幅度降低汽車整備質(zhì)量、滾動阻力系數(shù)、空氣阻力系數(shù)及附屬設(shè)備能耗等。第四節(jié)新一代高效率節(jié)能汽車的研究3.混合動力電動汽車效率高的原因

（1）混合動