第二章 汽车的燃油经济性.ppt

第二章汽车的燃油经济性 FuelEconomy 汽车理论 主讲教师 马振江 第二章汽车的燃油经济性 石油是现代工业和交通运输的重要能源 汽车的燃料在当前和今后相当长的一段时间仍然是以石油产品为主 随着工业的发展 车辆的增多 使用石油产品越来越多 世界各国都把节约汽车用油作为汽车制造业和汽车运输业中的一个重大问题 定义 在保证动力性的条件下 汽车以尽可能少的燃油消耗量经济行驶的能力 称为汽车的燃油经济性 燃油经济性好 可以降低汽车的使用费用 节约石油资源 降低汽车有害气体的排放量 减轻环境污染等 第二章汽车的燃油经济性 目录 2 1汽车的燃油经济性评价指标2 2汽车燃油经济性的计算2 3影响汽车燃油经济性的因素 第一节汽车燃油经济性的评价指标 燃油消耗占运输成本的40 左右 所以节约用油是降低运输成本的重要措施之一 汽车燃油经济性评价指标 汽车行驶百公里燃油消耗量一定燃油量的汽车行驶里程 定义 汽车在一定载荷 我国轿车为半载 载重汽车为满载 下 以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量 一 等速行驶百公里的燃油消耗量 表示方法 当燃油按质量计算时 用符号Qm表示燃油消耗量 其单位为kg 100km 当燃油按容积计算时 用符号Qv表示燃料消耗量 其单位为L 100km 缺点 没有考虑车型与载重量的差别只能用于比较同类型汽车或同一辆汽车的燃料经济性 也可用于分析不同部件 如发动机 传动系等 装在同一汽车上 对燃料经济性的影响 一 等速行驶百公里的燃油消耗量 二 单位运输工作量的燃油消耗量 表示方法若燃油以质量计算时 载重汽车单位为kg 100t km 客车为kg 1000人 km 若燃油以容积计算时 其单位为L 100t km 客车为L 1000人 km 这种指标可以用来比较不同类型 不同装载质量汽车的燃料经济性 三 消耗单位燃油所行驶的里程 定义指的是每消耗一加仑燃油能行驶的英里数 1mile 1 61km 1Usgal 4 55L 说明其数值越大 汽车燃油经济性越好 消耗单位燃油所行驶的里程的评价方法 主要是美国采用的 其单位是MPG或mile USgal 第二节汽车燃油经济性的计算 在汽车设计时 常需要在实际的试验样车制成之前 先根据所选用的发动机台架试验得到的油耗曲线与汽车功率平衡图 对汽车进行燃油经济性的估算 汽车等速百公里油耗的计算 等速 等加速 等减速和停车整个行驶过程的油耗的计算 汽车以等速在路上行驶时 发动机相应工况的有效燃油消耗率为b 可在万有特性图上获得 单位时间内汽车燃油消耗量为式中 燃料的密度 kg L g 重力加速度 b 有效燃油消耗率 g kW h 一 汽车等速百公里油耗的计算 整个等速行驶过程中 行程为s m 燃油消耗量为 ml 行程为100km 燃油消耗量为 L km 一 汽车等速百公里油耗的计算 在汽车行驶时 发动机还要提供为克服加速阻力所消耗的功率 若加速度为 m s2 则发动机提供的功率 kW 应为 二 等加速行驶工况燃有消耗量的计算 计算汽车由ua1以等加速度行驶至ua2的燃油消耗量把加速过程分为若干区间 每个区间的燃油消耗量可根据平均的单位时间燃油消耗量与行驶时间之积求得 各区间燃油消耗量值和即为整个加速过程的燃油消耗量 二 等加速行驶工况燃有消耗量的计算 三 等减速行驶工况燃有消耗量的计算 减速行驶时 油门松开并轻微制动 发动机处于强制怠速状态 其油耗量即为正常怠速油耗 减速工况燃油消耗量 减速行驶时间怠速油耗 怠速停车时的燃油消耗量等于怠速停车时间与怠速燃油消耗量的乘积 Qid Qits式中Qi 怠速燃油消耗量ts 怠速停车时间 四 怠速停车时的燃油消耗量 对于由等速 等加速 等减速 怠速停车等行驶工况 我国采用六工况 组成的循环 其整个试验循环的百公里油耗 L 100km 为式中 Q 所有过程油耗之和 s 整个循环行驶距离 五 整个循环工况的百公里油耗 汽车行驶时遇到的阻力F发动机有效燃油消耗率b机械效率的影响汽车结构方面使用条件 第三节影响汽车燃油经济性的因素 通过对汽车各个主要部件的改进 可以大大节约用油 近年来主要是缩减轿车总尺寸减轻汽车质量与燃料经济性相关的结构方面因素主要有 发动机传动系汽车外形等 一 汽车结构方面 发动机的热效率和机械损失占燃料化学能的65 左右解决途经提高现有发动机的热效率与机械效率扩大柴油机的应用范围增压化广泛采用计算机控制技术EMS书上的自学 1 发动机方面 变速器档数的影响在一定的行驶条件下 变速器应尽量用较高档位 这样发动机的负荷率较高 单位燃料消耗率较低 所以汽车燃油消耗量较低 变速器档位增多以后 选择恰当的档位机会增多 这样使汽车处于燃油消耗量较低的机会增多 但档数太多 会使结构复杂 操作不便 2 传动系 3 减轻汽车质量 汽车质量影响滚动阻力上坡阻力加速阻力 减小汽车质量是降低油耗最有效的措施之一 3 减轻汽车质量 常采取的措施主要有 采用高强度轻材料如高强度低合金钢 铝合金 塑料和各种纤维强化等材料制造汽车零件改进汽车结构 缩小汽车尺寸如采用前轮驱动 承载式车身等 以及各种零件的薄壁化和小型化 4 汽车外形与轮胎 改善汽车外形 减小空气阻力系数 可以减少中高速行驶的空气阻力 有显著的节油效果 汽车轮胎的选用 主要影响动力性和经济性 公认子午线轮胎综合性能好 尤其滚动阻力小 与一般斜交胎相比可节油6 8 1 发动机的起动升温油路 电路 怠速和点火提前角的正确调整及发动机预热 是顺利起动的前提 常温起动时 要首先检查油面高度 关闭百叶窗 完全开启阻风门 轻踏加速踏板 尽量一次起动成功 再次起动时间不得超过5s 两次起动间隔不得超过10s 三次起动不成功时 必须进行检查 排除故障 起动后应迅速转入怠速 起动时应忌重踏和反复踏加速踏板 二 汽车使用因素的影响 2 档位的选择和变换汽车在良好路面上行驶时 既可以使用次高档 也可以用最高档 但用最高档时较节约燃料 为了节约燃料 在节气门开度不超过90 的条件下 应尽可能使用最高挡 汽车上坡行驶时 应及时减档 减档过早 不能充分利用汽车惯性爬坡 减档过晚 车速降低过多 常需要多换一次档 增加油耗 二 汽车使用因素的影响 3 汽车行驶速度汽车在接近于低速的中等车速时 燃油消耗量最低 高速时随车速的增加 燃油消耗量迅速增大 因为高速行驶时 虽然发动机负荷率较高 但行驶阻力增加很多而导致百公里油耗增多 存在一个经济车速 车速高于或低于经济车速 汽车等速油耗均上升 不同车型的经济车速可通过试验得到 二 汽车使用因素的影响 4 正确保养与调整发动机和底盘的综合技术状况 对汽车运行油耗的影响很大 例如 驾驶员利用汽车的滑行节油 但底盘的综合技术状况影响滑行距离 某车的试验表明 当底盘调整良好时 3km h的滑行距离为254m 油耗为15 5L 100km 而当前束不合乎规定 轮毂轴承调整不佳时 滑行距离降低至173m 油耗为19 5L 100km 比底盘调整良好的增加25 8 二 汽车使用因素的影响 5 拖带挂车正确拖挂 发动机的负荷率增加 使有效燃油消耗率下降 汽车列车的质量利用系数较大 同时 以100t km计的油耗下降 二 汽车使用因素的影响 复习思考题 1 何谓汽车的燃油经济性 评价指标是什么 评价试验方法有哪些 2 推导出汽车的燃料消耗方程式 3 何谓等速行驶燃料经济特性 如何利用它分析比较汽车的经济性 4 分析发动机的负荷率对汽车燃料经