第三章汽车使用经济性PowerPointPresen.ppt

第三章汽车使用经济性,第三章汽车使用经济性第一节汽车燃料经济性第二节提高汽车使用经济性的途径第三节润滑材料的合理使用第四节轮胎的合理使用,汽车使用经济性是,为了完成单位运输量所支付的最少费用的一种使用性能。它是评价汽车营运效果的综合性指标。统计资料表明，我国营运汽车的平均运输成本中，汽车运行材料费(燃料费和轮胎费)占比率最大，达40以上。其消耗和节约的研究，对提高汽车使用经济性具有重要作用，本章将从汽车运行材料的合理性作用方面来讨论汽车使用经济性。,第一节汽车燃料经济性,定义是指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力，它是汽车使用的主要性能之一。,一、汽车燃料经济性的评价指标,1.单位行程燃料消耗量，即L/100km，主要由厂家采用。其值越小越好。,2.单位运输工作的燃料消耗量，即L/100tkm,由运输企业采用，越小越好。3.消耗单位量燃料所经过的行程，即km/L,由厂家采用，越大越好。4.平均燃料运行消耗特性，主要用于科研。（1）定义在不同道路条件下，燃料消耗量（L/100km)与有效载荷（t）之间的关系。,坏路,一般路,好路,Q(L/100km),Gt,0,（2）用途作为合理选用汽车的依据；全面评价汽车使用经济性；企业制定燃烧定额的依据。实例根据道路情况选择车型问在山东、吉林、西藏三个不同地区各应选什么车型?分析山东路面较好应选东风，吉林路面属于一般，应选解放；西藏路面较差，应选东风。,坏路,一般路,好路,Q(L/100km),Gt,0,绿色车型为CA1091白色为EQ1090,方法1最高档全油门加速燃油消耗量试验汽车初始速度V初201km,稳定后，通过50m测速段，然后油门全开，通过500m测定加速时间和消耗量。方法2等速行驶燃油消耗量试验（1）路面条件试验在纵坡不大于0.3的混凝土、沥青道路，要求路面干燥、平坦、清洁，测量路段长度500km(或1km)，两端可方便的使汽车调头。,二、汽车燃料经济性试验方法,（2）气候条件气温035，气压98kpa103kpa，相对湿度5095，风速小于3m/s.（3）汽车条件要求技术状况良好，试验前必须充分预热，使发动机出水温度8090，变速器及驱动桥润滑油温度不低于50。,用最高档等速行驶，从车速20km/h开始，以车速10km/h的整倍数直至该档最高车速的80%，至少测定5点。通过500m(或1km)测量路段，测定耗油量和时间，每种车速往返试验各两次，两次试验之间的时间间隔应尽可能的缩短，以保持稳定的热状况。往复试验四次的油耗量差值不应超过5%，取四次实验结果的平均值为等速行驶的油耗量。,（4）试验方法,方法3多工况燃油消耗量试验（1）货车采用六工况；（2）微型车采用十工况；（3）客车采用四工况；（4）轿车采用二十五工况。方法4限定条件下平均使用燃料消耗量试验要求：行驶路程50km,车速ua=45km/h，结果折合成百公里燃油消耗量。,货车：六工况测试循环图,客车：四工况测试循环图,三、汽车燃料经济性的计算方法1.燃料消耗方程式,2.等速百公里油耗曲线（1）步骤1）依据,2）求百公里油耗,（2）等速百公里油耗曲线,(3)分析等速百公里油耗曲线变化规律,UaUQ：当Ua增加时，Pe增大，Q增大；同时，负荷率增大，be减小，使Q减小。因前者起主导作用，故Q增大。车速一定时，好路省油，坏路费油。路面一定，档位不同：高档省油，低档费油。,四、非稳定工况油耗计算加速油耗1.等加速,2.非等加速油耗图解法确定基本思想：虽然du/dt常数，但是在很短时间内，可以认为是常数。首先把加速阻力作为道路阻力作出Q-Ua图，再根据Q-Ua和t-Ua（加速过程）图分别求出各不同加速度时的油耗值。分段越细，结果越准。,最后把各段相加，就是整个加速过程耗油量，再加上等速、减速、停车怠速等各种行驶状态的耗油量，就可以按预定循环试验程序估算汽车的燃油经济性。,制定原则：基于影响汽车运行燃料消耗量的因素，除汽车结构、工艺水平、车况外，还有道路、载荷、运距、环境条件及驾驶水平等，其中包括随机因素、自然因素和人为因素。为了全面建立数学表达式，该标准只考虑了可等级化和数量化的因素，如道路、载荷、气温、海拔高度等。,四、“汽车运行燃料消耗量”国家标准,计算公式载货汽车客车轿车,第二节提高汽车使用燃料经济性的途径和技术,一.政策性措施1.运输能源政策燃料价格政策、燃料与道路税收政策、油料分配与奖惩制度、油料管理制度、各种运输方式的合理分配与转换制度、新能源开发政策、限制油耗及车速的标准法规。,2.营运管理建立现代化的调度系统，搞好运输组织提高现有车辆的实载率，大力研究结合全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统和先进运输信息系统的新型货运系统和客运系统。,3.节能管理制定运行油耗标准，完善油耗考核奖惩制度；正确选择与合理使用车辆；正确选用燃润料与轮胎；推广节能的新技术、新产品；进行职工轮训。,4.交通管理（1）改善道路设施：高速公路、道路结构、路面质量、实行立体交叉。（2）优化交通管理：采用信号控制、路线引导、速度限制指示系统。（3）改善交通系统：双层公共汽车、城市汽车系统。,5.节能措施（1）提高汽车功率有效利用各参数、选择最佳传动比。（2）开发代用燃料：液化气（LPG）、石油气（NPG）、甲醇、乙醇和植物燃料。（3）研制新型动力装置：转子发动机、燃料电池发动机、氢气发动机、蓄电池车及电动车。（4）增加专用车辆：发展大吨位拖挂运输。（5）改进汽车维修方法，提高维修质量，保证车况完好。（6）优选运行工况，提高驾驶技术。,二.提高汽车燃料经济性的结构措施,1.提高压缩比压缩比提高一个单位，油耗可以下降4%。提高压缩比措施：（1）改进燃烧室和进气系统，提高发动机结构的爆震极限。（2）使用爆震传感器，自动延迟产生爆震的点火提前角。（3）掺水抗震方式。（4）开发高辛烷值的汽油。,2.改进进、排气系统减少进气管气流阻力，减少排气干扰，提高充气效率。3.选择合理的配气相位配气相位的持续角较宽时：高速充气特性好，低速时充气特性差。电液控制的可变配气相位控制：工况最佳状况。4.改进化油器（1）标准量孔（2）电子喷射系统,5.采用稀混合气稀混合气的优点:完全燃烧，绝热指数高，热效率高。温度低，气缸壁传热损失大，离介现象降低，热效率提高。不爆震，压缩比提高，燃油的能量利用效率可提高。,6.减少强制怠油耗真空强制怠速省油器7.闭缸节油技术变缸法是改变有效气缸数目，中小负荷时，关闭一部分气缸。（1）堵塞进气法（2）关闭进排气门,8.汽车轻量化（1）汽车整备质量减轻10%，油耗可减少8.5%。（2）汽车轻量化提高结构的刚度：优化设计提高强度。采用高强度轻材料：铝合金、玻璃钢、塑料、低合金钢。改进汽车结构：前轮驱动；不要备胎；承载式车身；空冷式发动机。,9.减少滚动阻力（1）轮胎阻力下降10%，油耗下降2%。（2）采用子午线胎，提高轮胎气压。10.减少空气阻力（1）空气阻力系数下降10%，经济性上升2%。（2）措施1）选择合理的车身外形；2）对所有暴露部分进行空气力学优选。3）车身上加装各种导流装置。,11.选择最佳传动比（1）根据发动机常用工况区与发动机万有特性常用工况与最低油耗区接近；降低转速或提高功率，BC区。（2）主减速比降低，油耗下降。主减速比一定，用高档行驶。,三.汽车驾驶技术和维护的影响,1.发动机起动升温油路、电路、怠速、点火提前角及发动机预热。2.汽车起步加速（1）水温40C以上，逐步加档。（2）满载：二档；一档，阻力加档。（3）坡道起步，离合器半离合，不使车辆倒退、熄火。（4）行驶：正常范围80-90C；轿车90-105C。3.档位的选择和变换（1）良好路面上：节气门开度小于等于90%，用最高档。（2）上坡：坡度不大或短而陡，可不换档用高档加速冲坡，利用汽车惯性。坡度较大，及时换入较低档。,4.汽车行驶速度技术经济车速Vp：一般以直接档行驶时等速燃料消耗最小的车速。国产货车：65km/h-75km/h；轿车90km/h。5.离合器的运用一般两脚，经验丰富者一脚。6.加速踏板的运用轻踏，柔和控制。7.行车温度的控制发动机水温度、机温温度、发动机罩内气温、变速器和驱动桥齿轮油温度。水温：80C-90C；变速、齿轮油50C。,8.合理利用滑行(1)减速滑行预先将变速器置空档的滑行。(2)加速滑行法高档加速空档滑行高档加速。满载16.7-11.8%，空载23.4-21.3%加速滑行适合：a.技术状况良好；b.道路宽直，无视线遮挡。c.滑行距离应达到加速距离1.5倍以上。不适合滑行：a.拖带挂车；b.高速公路。(3)下坡滑行a.i5%，坡尾，空档滑行。b.空档滑行至坡顶，至临近坡尾再挂档加速冲过第二坡道。,9.汽车底盘技术状况（1）传动系的技术状况消耗功率的10%-15%，变速、主减速器占绝大部分。若发响、发热，都表明齿轮或轴等在运转中遇到了不应有的阻力。润滑油：不符合要求，也将使耗油量增加。,（2）行驶系技术状况a.轮毂轴承松紧度：过紧，车轮旋转阻力和摩擦损失增大，油耗增加；过松，车轮摇摆，车轮阻力增大，制动鼓歪斜，易与制动蹄片相碰擦，增大了旋转阻力，降低了汽车的滑行性能。油耗增加。,第三节润滑材料的合理使用,总成本1%3%。作用：对减少摩擦损失，减少零件磨损，延长机件的使用寿命和工作可靠性，进而减少维修工作量及时间，以及提高汽车利用率和运输成本。,润滑油的消耗,主要是发动机烧机油、润滑材料变质、挥发及泄漏等原因造成的。若超常消耗，要查明原因，予以排除。每100kg燃料，润滑材料消耗量润滑材料汽油机柴油机齿轮油（单轴）（双轴）润滑脂消耗量L3.55.01.81.50.6技术状况好，比定额低；磨损严重，比定额要高得多。,润滑油的合理更换,质的变化：由于受到机械杂质的污染，燃油的稀释和高温氧化等所致。（1）定期更换：按汽车制造厂、或用户自行确定周期。（2）按质更换：监测、化验，指标达极限时更换。（3）定期换油同时控制油的指标。,一.发动机润滑油的合理使用,1.发动机润滑油的作用和性能要求（1）作用：润滑、冷却、清洗、密封、防锈。（2）性能：a.粘度、粘度温度曲线；b.适当的润滑性c.一定的热稳定性和良好的抗氧化安定性d.较低的凝点e.在氧化燃烧和分解时无胶质沉淀，不含有引起发动机零件腐蚀和磨损的物质。f.不含机械杂质和水分。,2.学会与作用,SAE：美国汽车工程学会；制定标准，公布、发表。ASTM：美国材料试验学会；做试验及发展。API：美国石油协会；承担分类和说明用途。,粘度等级,运动粘度：根据一定体积的流体流出一个细的管子所需的时间来测。单位mm/s，100C运动粘度。按运动粘度分11等级。,3、分类(1)国外1)按机油的粘度分类：SAE5W、10W、20W（冬季），20、30、40、50、60（夏季），并可组成多级机油，如：SAE5W/30,即这种机油在高温时具有SAE30相同的粘度值，低温时，它的粘度又不超过冬用机油SAE5W的粘度值。,2）按机油的品质分类:APIa：汽油机机油S:SA、SB、SC、SD、SE、SF。b：柴油机机油C:CA-CD。(2)国内（GB/T7631.3-1995）参照国外质量等级分为：1）汽油机机油：QBQF2）柴油机机油：CACD,4.合理选用原则：既要熟悉各类型号机油的规格性能，又要熟悉发动机结构特点、强化程度、使用条件、制造年代。(1)根据发动机工作条件的苛刻程度选择适当的机油API等级。1）汽油机机油的选用应先看发动机进排气系统有无附加装置，发动机的升功率。清楚者可查对制造年代，以选相应机油的品质。年代越近，机油品质越高。,13-23kw/L:SB（现已淘汰）；18-30kw/L：SCSD:（曲轴箱通风装置）；30-45kw/L:SE(废气循环阀装置)；装催化反应器（三元）：SF。,2）柴油机机油的选用根据柴油机的强化系数（K）或发动机的增压情况选柴油机油的品质等级。K=PeCmZPe气缸的平均有效压力（P0）Cm活塞平均线速度（m/s）Z行程数,K50中增压选API中的CD，国产选CD。实际上，应根据发动机实际工作条件的苛刻程度，提高用油的品质等级。,（2）根据季节气候选机油结合发动机性能选择适当的SAE等级机油，单级机油不能同时满足低温和高温的要求。只能根据当时季节适当选用适用范围宽的多级机油。例如：5W适用-40-185W/30适用-352830适用0305W/40适用-353540适用540,5.注意事项（1）优先选用国产机油；（2）优先选用粘度级别较低的机油；（3）推广使用多级机油；（4）选用API品质等级要得当（即要防止高档油用在低性能发动机上，又要避免低档油用在高性能发动机上）；,（5）关于发动机机油互相代用问题除了那种兼顾汽油机、柴油机各自特殊需要的柴、汽油机通用机油除外，一般来说，一是不能发挥各自的性能，二会暴露代用后的某些缺陷，导致发生意外故障；另外，柴油机机油代替汽油机机油在经济上不合算；（6）换油时要放净并清洗油底壳。,6.发动机机油的油性,1）定义：保持边界油层的性能。2）油性变坏原因：机油中含有机械杂质和水分。3）保持良好油性措施：放旧机油、曲轴箱通风、发动机温度、油气冷凝污染、机油温度不要过高、润滑系统的维护。,二、齿轮油的合理使用1.汽车齿轮油工作条件和主要要求1）润滑变速器、驱动桥、转向器等传动机件的摩擦处。2）温度：10C80C；压力大。3）半液体摩擦。4）要求：连续坚韧的油膜、良好的粘温特性。,2.分类(1)国外1）SAE70W、80W、85W、90、140、250七个型号。2）APIGL-1GL-6(2)国内参照API有GL-3、GL-4、GL-5三个等级（GB/T7631.7-1995）,1）GL-3级普通齿轮油适用于中等负荷和比较苛刻的手动变速器和锥齿轮主减速器、驱动桥。有80W/90、85W/90和90三个牌号。2）GL-4级双曲线齿轮油适用于手动变速器、锥齿轮主减速器和使用条件不太苛刻的双曲线齿轮驱动桥。有75W、80W/90、85W/90、90、85W/140五个牌号。3）GL-5级重载荷车辆齿轮油常用于高速低转矩或低速高转矩的轿车，适用于工作条件苛刻的双曲线齿轮和手动变速器齿轮的润滑。,3.选用(1)质量等级的选用1）中等速度和负荷比较苛刻的齿轮或螺旋齿轮选用GL-3级齿轮油。2）低速大转矩或高速低转矩工作的齿轮及使用条件不太苛刻的准双曲线齿轮选用GL-4级齿轮油。3）高速冲击负荷、高速低转矩和低速高转矩条件下工作的齿轮及使用条件缓或苛刻的准双曲线齿轮选用GL-5及齿轮油,(2)牌号的选用1）江南地区及冬季气温不低于-10的地区，全年可使用90号齿轮油；2）气温特别高时（或大功率或装柴油发动机的汽车）可使用140号齿轮油；3）长江以北地区全年可使用85-90号齿轮油。4）气温低于-26地区冬季使用75号齿轮油。,三、润滑脂的合理选用1.润滑脂特点1）是介于液体与固体之间的半流动的塑性物质。2）不流失，用在难以密封的摩擦面，难以加注的摩擦副。3）变温条件下的摩擦面。4）润滑脂：润滑油+稠化剂+稳定剂+添加剂。,根据我国实际情况，按使用要求可把润滑脂分为三种。1.钙基润滑脂钙基润滑脂有1、2、3、4四个型号，使用温度为-10-0，它具有良好的隔水性，遇水不易变质，主要用于水泵轴承、分电器轴、转向传动机构的拉杆球头或轮毂轴承等处。2.钠基润滑脂钠基润滑脂有2号和3号两种稠度的牌号。其耐热性好，可在120条件下长时间工作，并有较好的承压抗磨性，可适应大的负荷，但不适用于潮湿及与水接触的部件使用。,3.通用锂基润滑脂通用锂基润滑脂有0、1和2三个牌号，其通用于汽车底盘润滑点及轮毂轴承，具有良好的机械安定性、胶体安定性、抗水性、防锈性、氧化安全性和高低温性。除了-30以下严寒地区外，可在我国平原地区和山区通用。使用温度为-2020。还有复合钙钠基润滑脂、复合锂基润滑脂、石磨钙基润滑脂等。实际选用润滑脂时，应在保证润滑的条件下，尽量选用低牌号润滑脂。在我国2号和3号钙基润滑脂都能保证润滑，目前采用较多的是3号钙基润滑脂。,第四节轮胎的合理使用,一、概述轮胎的性能对汽车的经济性、动力性、制动性、平顺性及通过性都有直接影响。轮胎的规格、品种繁多，轮胎的性能日益改善，但由于使用技术不同，使轮胎的寿命在一个很大的范围内变动。因此合理使用轮胎，极大地影响汽车的使用性能。,运输费用10%，寿命3万18万公里。轮胎的功能：轮胎安装在轮辋上，直接与路面接触，功用是：（1）支承汽车的总质量；（2）吸收及缓和汽车行驶时所受到的部分冲击和振动；（3）保证轮胎与路面的良好附着，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性。,二、分类,1.按用途分轿车、客车及货车轮胎2.按胎体结构分实心、充气和特种轮胎充气轮胎分有内胎和无内胎两种3.按胎体帘线排列方向分普通斜线胎、子午线胎及带束斜交胎4.按胎压分超低压胎、低压胎和高压胎,轮胎的组成,（1）骨架：挂胶帘布交叉贴合构成。,（2）帘布材料,棉纱（M）、人造丝布（R）、聚酰纤维（N）、金属帘布（G）。,不同结构轮胎的特点,（1）普通斜线胎：相邻帘布层线交错排列、帘布层的层数都是偶数。胎寇角=5052,高速=5860。（2）子午线胎：帘线呈子午向排列，胎寇角等于0。层数少，可奇、可偶。胎寇带层由钢丝帘线组成。横向滑移、周向滑移很小，提高了轮胎的各项性能指标。,（3）带束斜交胎：,帘线交错排列成人字形，帘布层为偶数，性能为普通斜线和子午线胎之间，汽车的行驶稳定性较子午线胎好。25,不同结构轮胎的特点,三、子午线胎1.结构特点帘线成子午方向排列2.优缺点寿命长径向弹性好，接地面积大，对地单位压力低，胎面磨损小，行驶里程长；滚动阻力小消耗能量少，燃料经济性好；附着性能好胎体弹性好，接地面积大，胎面滑移小；缓冲性能好径向弹性大，缓和不平路面冲击，改善汽车行驶平顺性；负荷能力大达18000N；胎侧薄，变形大，易裂口，行驶稳定性差。,轮胎,轮胎的断面高宽比,高宽比H/B值愈小，则轮胎的侧偏角、滚动阻力、磨耗和噪声也愈小。低断面轮胎的高速稳定性好。轿车都是采用无内胎、低断面的子午线轮胎。,货车9.00-2.0轿车6.95-14B、D单位为英寸。日本160-SR-13B、D单位为毫米。西欧175/65R1482H175B65H/B高宽比R子午线14D82载荷指数H速度级别,按轮