吉林大學(xué)汽車?yán)碚摰诙氯剂辖?jīng)濟(jì)性

汽車燃料經(jīng)濟(jì)性FuelEconomy第二章5/13/2023第一頁，共四十二頁。2汽車燃料經(jīng)濟(jì)性FuelEconomy2.1

汽車燃料經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)

FEevaluationindex2.2

汽車燃料經(jīng)濟(jì)性計算

FECalculation2.3

影響汽車燃料經(jīng)濟(jì)性因素EffectsoffactorsonFE5/13/2023第二頁，共四十二頁。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)輸量所支付最少費用的能力。它是評價汽車運(yùn)輸企業(yè)經(jīng)營經(jīng)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、制動液、防凍液、制冷劑等)費所占比率最大(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。5/13/2023第三頁，共四十二頁。TheautofueleconomyinoperationTheautofueleconomyinoperationItisakindofusagefunction,meansautoforcompletingtheabilityoftheminimalexpensesthatpaytheunittransportquantity.Itiscomprehensiveindexthatevaluatestheautotransportenterprisetoconducttheeconomicgains.Intheaveragetransportcostoftheourcountryoperationauto,theautocirculatestheratiothatthematerialfee(fuelfee,lubricant,thetirefee...etc.)havebiggest(40%isabove).Itconsumeandeconomicalresearch,havetheimportantfunctiontowardsraisingtheautofueleconomyinoperation.5/13/2023第四頁，共四十二頁。在當(dāng)前和今后相當(dāng)長的一段時期,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34～45％；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,汽車用汽油和柴油缺口分別達(dá)25％和60％。2.1汽車燃料經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)5/13/2023第五頁，共四十二頁。FEevaluationindexAtcurrentandverylongtermfromnow,theautofuelstillwillregardthepetroleumproductsasprinciple.Forexample,theindustryflourishingandnationaltransportationofWesternEuropeconsumes34-45%ofthepetroleumproduct;TheAmericantransportationsectionconsumes52%ofthelocalpetroleumproduct;Thepetroleumproductthatthetransportationandthepostandtelecommunicationindustriesoftheourcountryconsumeabouthas16%ofitstotalamount,thegasolineconsumeannuallyhas36%ofitstotaldepletionquantity,thedieselabouthas27%.In2000ourcountryautothetransportanticipatestheindentationwiththeoilabout20milliontons,theautoamountto25%and60%srespectivelywiththegasolineandthedieselindentations.5/13/2023第六頁，共四十二頁。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)路費征稽，是和國際慣例接軌的重大舉措，有利于我國運(yùn)輸車輛總體提高效益，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，改收燃油附加費同原有的養(yǎng)路費相比成本增加37.5％～44.5％，甚至高達(dá)60％以上。5/13/2023第七頁，共四十二頁。Theautotransportoilconsumestohave20%oftransportthecostabove.Adoptthefueltaxchangesthegenerationtokeepthetravelexpensestoadvertisefortheoriginallypossessed,istoraisethemeasureswiththegravenessthatinternationalusualpracticeBEinlinewith,beadvantageoustothetotalexaltationperformanceoftheourcountryconveyancevehicle,beadvantageoustopromotingtheautotechniqueprogress.Butwithpressthecartypetocollectprovisiontokeepthetravelexpensestocompare,collectthewayofthefueltaxtomaketheprofessiontransportthesignificantincrementofthefuelcostofthevehicle.Statisticsaccordingtotheareaofthecertainplace,changetocollectthefuelsurchargetokeepthetravelexpensestocomparethecosttoincrease37.5%～44.5%togetherandoriginallypossessed,evenbeupto60%above.5/13/2023第八頁，共四十二頁。

實行養(yǎng)路費、過路費、過橋費和運(yùn)管費四費合一，用燃油附加費替代后，某省汽運(yùn)公司燃料附加費率達(dá)60％，增加支出1320萬元。出租公司原繳納養(yǎng)路費220元/車，改為燃料附加費后費用增至1170元/車，僅此項就增加費用4.3倍。燃油附加費代替養(yǎng)路費后，必將推動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。5/13/2023第九頁，共四十二頁。Theexecutionkeepstheroadfee,thespecialroadtravelfeeandthebridgefeethattakefourfeestouniteasone,afterusingthefuelsurchargetoactfor,thesomeprovincevaporcarriestheadditionalfeerateofthecompanyfueltoamountto60%,increasingtoexpend13,2milliondollars.Thefor-rentcompanypaystokeep220oftravelexpensesatfirst,theexpensesincreasesto1170afterchangingforthefuelsurcharge,onlythisandnomoreitemincrementexpenses4.300%.Afterthefuelsurchargereplacetokeepthetravelexpenses,necessarilythespeedthatthepushautorenewsandchangesthegeneration.So,theFEmeansthattheautotransportcostlower,theexaltationoftheeconomicperformance.Obviously,theresearchautoFEtothemeaningthatautoeconomizeonenergy-saving,forexample,comparedin1970together,in1993Americanautomobileaveragetheoilconsumedtodescend33%.Forthis,internationalcommunityalllowertheautoandcanconsume(3L/100km)tobeabasicnationalpolicies,andbecomeimportanttopicoftheautomanufacturingindustryandthetransportationprofession.5/13/2023第十頁，共四十二頁。

汽車發(fā)動機(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ηe來評價。因其不能反映發(fā)動機(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)動機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性不能直接用于評價整車的燃料經(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)性評價指標(biāo)5/13/2023第十一頁，共四十二頁。①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)動機(jī)、傳動系等)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。②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。評價指標(biāo)5/13/2023第十二頁，共四十二頁。

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)與有效載荷G

(單位為t)之間的關(guān)系曲線，評價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。5/13/2023第十三頁，共四十二頁。

測定汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的試驗方法有多種。根據(jù)對各種使用因素的控制程度，試驗方法分類：

不加控制的道路試驗；控制的道路試驗；道路循環(huán)試驗(包括等速油耗、加速油耗、制動油耗、怠速油耗等)；在室內(nèi)實驗，如汽車底盤測功機(jī)(即轉(zhuǎn)鼓試驗臺)上的循環(huán)試驗。2.1.2汽車燃料經(jīng)濟(jì)性試驗方法5/13/2023第十四頁，共四十二頁。對各個影響因素都不加以控制的試驗方法，稱為“不加控制的道路試驗”。試驗條件中，對被試車輛的維護(hù)、調(diào)整規(guī)范以及所用燃料、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，須用車隊進(jìn)行長距離(1～1.6萬km)的試驗，才能獲得可信度較高的數(shù)據(jù)。這種試驗是一種非常接近實際情況的試驗，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，適用于全面評價汽車使用燃料經(jīng)濟(jì)性。但這種試驗持續(xù)時間很長，試驗費用巨大，很少采用。5/13/2023第十五頁，共四十二頁。我國過去汽車運(yùn)輸企業(yè)采用“使用油耗試驗”就是一種“不加控制的道路試驗”。即在一個地區(qū)某汽車運(yùn)輸企業(yè)中，把試驗車輛投入實際使用，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。這種試驗結(jié)果能較好地反映車隊的實際情況，但難以真正做到準(zhǔn)確地測量，同時也浪費時間。它僅適合車型單一的運(yùn)輸企業(yè)使用。5/13/2023第十六頁，共四十二頁。在道路試驗中測量油耗時，若維持一個或幾個因素不變，則稱作控制的道路試驗。例如，我國海南試驗站進(jìn)行的汽車試驗規(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。試驗規(guī)范對試驗路線有較明確的規(guī)定。這種實驗除了大致規(guī)定了平均速度外，對試驗中的交通情況、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。這種汽車試驗在國內(nèi)外是在汽車試驗場的專用道路上進(jìn)行類似的油耗試驗。5/13/2023第十七頁，共四十二頁。

完全按規(guī)定的車速-時間規(guī)范進(jìn)行的汽車試驗方法被稱為循環(huán)試驗。規(guī)范中規(guī)定了換檔時刻、制動時間、行車速度、加速度、制動減速度等數(shù)值。等速行駛油耗試驗和怠速油耗試驗是兩種最簡單的循環(huán)試驗方法。

等速行駛百公里油耗試驗是一種廣泛采用的、最簡單的道路循環(huán)試驗。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)性試驗缺乏有關(guān)動力性要求的檢驗指標(biāo)，容易造成試驗汽車動力性要求與燃料經(jīng)濟(jì)性匹配不合理的現(xiàn)象；它也不能反映汽車實際行駛中頻繁出現(xiàn)的加速、減速等工況。5/13/2023第十八頁，共四十二頁。等速百公里燃料經(jīng)濟(jì)性試驗規(guī)范規(guī)定：良好路面,縱坡0.3％,測量路段長度500m或1000m。氣溫0～35℃,氣壓740～770mmHg,相對濕度風(fēng)速<3m/s。汽車技術(shù)狀況良好。試驗前,汽車須充分預(yù)熱,發(fā)動機(jī)出水溫度80～90℃,變速器及驅(qū)動橋潤滑油溫度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。測定通過測量段的耗油量和時間。每種車速往返試驗各兩次,兩次試驗之間的時間間隔應(yīng)盡可能地縮短,以保持穩(wěn)定的熱狀況。往返共4次試驗結(jié)果的油耗量差值不應(yīng)超過±5％,取4次試驗平均值為等速行駛的耗油量。5/13/2023第十九頁，共四十二頁。室內(nèi)試驗可不受外界氣候條件限制；由于能控制試驗條件，周圍環(huán)境影響的修正系數(shù)可減到最少；若能控制室溫，則可對不同氣溫條件的汽車工況進(jìn)行模擬試驗；室內(nèi)便于控制行駛狀況，故能采用符合實際的復(fù)雜循環(huán)；可同時進(jìn)行燃料經(jīng)濟(jì)性與排氣污染試驗；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5/13/2023第二十頁，共四十二頁。2.2汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的計算方法

1.等速行駛工況燃油消耗量的計算

燃油消耗率ge：萬有特性圖上的等燃油消耗率曲線5/13/2023第二十一頁，共四十二頁。發(fā)動機(jī)萬有特性(等高線)EnginepoweroutputPe,kWEnginespeedn,r/minMVvelocity,km/hEnginespeedcharacteristicswithconstantspecificfuelconsumption5/13/2023第二十二頁，共四十二頁。單位時間油耗：5/13/2023第二十三頁，共四十二頁。2.加速行駛工況燃油消耗量的計算5/13/2023第二十四頁，共四十二頁。5/13/2023第二十五頁，共四十二頁。3.等減速行駛工況燃油消耗的計算5/13/2023第二十六頁，共四十二頁。4.怠速停車時的燃油消耗量5.整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量5/13/2023第二十七頁，共四十二頁。2.3燃油經(jīng)濟(jì)性的影響因素5/13/2023第二十八頁，共四十二頁。轎車燃料化學(xué)能與汽車耗能平衡圖EPA75EPA755/13/2023第二十九頁，共四十二頁。汽車速度:中等負(fù)荷為佳(60-90km/h)檔位：高檔位為佳掛車(貨車)：負(fù)荷增加和質(zhì)量利用系數(shù)增加維護(hù)與調(diào)整：汽車技術(shù)狀況,如前束、滑行距離、制動系發(fā)咬、輪胎氣壓、點火提前角、混合氣濃度等。使用方面5/13/2023第三十頁，共四十二頁。等速百公里油耗60-90km/hMVspeedFuelConsumptionatconstantspeedQs(L/100km)3rdGear4thGear5thGear5/13/2023第三十一頁，共四十二頁。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)動機(jī)改進(jìn)：提高熱效率和機(jī)械效率擴(kuò)大發(fā)動機(jī)工作區(qū)域發(fā)動機(jī)增壓發(fā)動機(jī)電控（點火、供油、配氣）

混合動力驅(qū)動傳動系：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5/13/2023第三十二頁，共四十二頁。FEforUrbanDrivingCycleHybriddrivetrain5/13/2023第三十三頁，共四十二頁。最小燃油消耗特性：發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性曲線族的包絡(luò)線是發(fā)動機(jī)提供一定功率(負(fù)荷率)時的最低燃油消耗率曲線。利用這條包絡(luò)線就可找出發(fā)動機(jī)提供一定功率時的最經(jīng)濟(jì)工況（負(fù)荷和轉(zhuǎn)速）。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，便得到最低燃油消耗特性。5/13/2023第三十四頁，共四十二頁。Enginespecificfuelconsumptionge,g/kW·hEnginepoweroutputPe,kW5/13/2023第三十五頁，共四十二頁。Enginespeedn,r/minEnginepoweroutputPe,

kWMin.specificfuelconsumptionge,g/k