第3章汽车燃料经济性

1、第第3章章 汽车燃料经济性汽车燃料经济性 3.1.1 百公里燃油消耗量3.1.2 其他评价指标3.1.3 汽车燃油消耗量标准 3.1 汽车燃料经济性的评价指标 汽车燃料经济性是指汽车以最少的燃料消耗量完成单位运输工作的能力，它是汽车的主要使用性能之一。3.1.1 百公里燃油消耗量 1.等速百公里燃油消耗量 2.循环工况行驶百公里燃油消耗量 等速百公里油耗不能全面反映汽车的实际运行情况，特别是在市区行驶中频繁使用的加速、减速、怠速、停车等行驶工况。因此，各国根据本国的道路、交通状况制定了一些典型的循环工况来模拟汽车的实际运行工况，并以其百公里油耗来评定相应工况的燃油经济性。 （1）我国多工况法

2、十五工况法 六工况法 四工况法 （2）欧洲多工况法 欧洲经济委员会（ECE）规定，要测量车速为90km/h和120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ECER.15循环工况的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作为混合百公里燃油消耗量来评定汽车燃油经济性 （3）美国多工况法 美国环境保护局（EPA）规定，要测量城市循环工况（UDDS）及公路循环工况（HWFET）的燃油经济性（单位为每加仑燃油汽车行驶英里数），并按下式计算综合燃油经济性 3.1.2 其他评价指 1.百吨或千人公里燃油消耗量 汽车运输企业还常用完成每百吨公里或千人公里运输工作量的燃油消耗量来表示汽车的燃油经济性，该指标便于比较不同装载

3、量汽车的燃油经济性。2.MPG 在美国、英国等一些国家则用MPG（mile/gal）表示法作为汽车燃油经济性的指标，即用每消耗1加仑的燃油汽车行驶的英里数来表示。相同载质（客）量的汽车，该数字越大，说明该车的燃油经济性越好。 3.汽车平均燃料消耗特性 由于汽车在使用过程中载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，可用平均燃料运行消耗特性来评价汽车的燃料经济性。平均运行燃料消耗特性是指在不同的道路条件下，燃料消耗量与有效载荷之间的关系。图3.7中a、b、c、d各曲线表示不同的道路条件下的最小燃料消耗量。其中a表示最好的道路条件，d表示最坏的道路条件。 图图3.7 平均运行燃料消耗特性曲线平均运行燃

4、料消耗特性曲线4.燃料消耗定额（1）百车公里燃料消耗定额 百车公里燃料平均消耗量= （L/百车km） （2）百吨公里燃料消耗定额 百吨公里燃料平均消耗量= （L/百吨km） 燃料消耗定额是个综合性的考核指标。 100总行驶里程燃料实际消耗量100实际完成周转量燃料实际消耗量3.1.3 汽车燃油消耗量标准1.乘用车油耗标准 我国控制乘用车燃料消耗量的第一个强制性国家标准乘用车燃料消耗量限值，于2004年9月2日经国家质检总局和国家标准委员会批准发布，2005年7月1日正式实施。该标准适用于以点燃式发动机或压燃式发动机为动力，最大设计车速大于或等于50km/h，最大设计总质量不超过3500kg的M

5、类车辆（包括驾驶员座位在内，座位数不超过九座位的载客汽车）。 2.货车油耗标准 为节约能源，保护环境，国家对现生产及计划投产的载货汽车规定了百吨公里燃油消耗量限值，要求车辆在满足动力性的前提下，其百吨公里油耗应符合“载货汽车燃油消耗量限值表”的规定 3.2汽车燃油经济性的计算3.2.1 利用万有特性图与汽车功率平衡图进行燃油消耗量的计算 1.等速行驶工况燃油消耗量的计算 2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算 3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算 4.怠速停车时的燃油消耗量 5.整个循环工况的百公里燃油消耗量 3.2.2 利用定额计算法进行汽车运行燃油消耗量的计算 确定汽车运行燃油消耗量的方法有多种

6、。定额计算法是一种能反映运输工作，而且计算方便的方法。载货汽车运行燃油消耗量计算公式为大型载客汽车运行燃油消耗量计算公式为 小轿车运行燃油消耗量计算公式为 niitihiriicibakkkkSmqWqqQ1100niitihiriicibakkkkSmqNqqQ1100niitihiriikkkkSqQ11003.2.3 利用试验法进行燃料消耗量的计算 试验法计算燃料消耗量的计算方法主要有质量法、容积法和碳平衡法等。1.采用质量法确定燃料消耗量Q2.采用容积法确定燃料消耗量Q 3.碳平衡法 )100/(100kmLSMQg)100/(10010kmLSTTVQF2273. 0866. 042

7、9. 0866. 0COHCCOWWWGQ3.3 汽车燃料经济性的分析 3.3.1 影响汽车燃料经济性的因素 汽车燃油经济性主要取决于发动机有效燃油消耗率、汽车行驶阻力及汽车传动效率。实际运行过程中，汽车的燃油消耗还与车辆技术状况、驾驶技术以及运行条件有关。1.汽车发动机对燃油经济性的影响 （1）发动机种类（2）压缩比 （3）负荷率 （4）发动机的燃烧过程 （5）进、排气系统 2.传动系的影响 汽车传动系的挡位数、传动比、传动系效率对汽车的燃油经济性有很大的影响。 （1）变速器挡位数 在水平良好道路上，应尽可能使用最高挡行驶，这样可以使发动机处于中等转速较高负荷下工作，有利于降低燃油消耗。 （

8、2）超速挡的应用 传动系直接挡的总减速比（主减速器传动比）是根据良好道路上车辆动力性的要求选择的。 （3）主减速器传动比的影响 选择较小的主减速器传动比，在相同的车速和道路条件下，可以提高汽车的负荷率，有利于降低燃油消耗。 （4）传动系的机械效率 传动系效率越高，传动过程中的损失功率越少，汽车的燃油经济性越好。 3.汽车总质量的影响 汽车的滚动阻力、坡道阻力和加速阻力都和汽车总质量成正比。当汽车载质量或拖挂总质量增加时，汽车的百公里油耗增加。但载质量增加使发动机的负荷率提高，有效燃油消耗量减少，百吨公里油耗降低。因此，减少汽车自身质量和增大汽车载质量或拖带挂车，都能改善汽车的燃油经济性。 目前

9、，在汽车轻量化方面采用的主要措施有：用优化设计的方法充分利用材料的强度，提高结构的刚度；采用高强度轻材料，如采用高强度低合金刚、销合金、镁合金、塑料和各种纤维强化等材料制造汽车零件；改进汽车结构；质量轻的电子产品的大量应用 4.空气阻力系数和汽车迎风面积的影响 汽车空气阻力与汽车的迎风面积、空气阻力系数、车速的平方成正比。车速越高，空气阻力占全部行驶阻力的比例越大。在高速行驶时，降低空气阻力可显著提高燃油经济性 图3.10是Audi 100轿车通过变动车身形状而具有不同 值时的试验结果。DC5.滚动阻力系数的影响 滚动阻力在汽车行驶阻力中所占比例很大，在汽车使用过程中应力求降低滚动阻力系数。轮

10、胎的结构、花纹、气压，路面的种类和状况，汽车的运行状况等对滚动阻力系数都有影响。 美国环保局的试验表明，滚动阻力减少10%，油耗可降低2%。采用子午线胎，提高轮胎气压，是减少滚动阻力主要途径。 试验表明，大型货车装用子午线胎后，滚动阻力可减少15%30%，节油5%8%，轿车子午轮胎的汽车节油率为6%9%。据德国资料，采用轮胎制造新技术，可使轮胎滚动阻力系数由0.016降至0.008。6.汽车使用因素的影响 对一定型号的汽车，燃油消耗量的多少，主要取决于汽车的技术状况，驾驶员的操作技术以及相关的运行条件。 （1）发动机技术状况 发动机技术状况不仅影响汽车的动力性，而且直接影响汽车的燃油经济性。

11、（2）底盘技术状况 汽车底盘技术状况直接影响到传动系效率和汽车行驶阻力，做好车辆维护，保持底盘技术状况良好，可提高车辆燃油经济性。 （3）驾驶操作技术 汽车驾驶员的驾驶操作技术对燃油消耗影响很大。正确驾驶操作可明显降低汽车燃油消耗量。 7.运行条件的影响 海拔高度、气候条件、道路状况等运行条件对汽车燃油经济性有较大影响。汽车设计是按照一般条件考虑的。针对特殊的使用环境，可采取相应的措施减少环境因素的影响，达到节油的目的。高速公路路面坚实平整，道路线形好，采取了严格的隔离措施，有效地排除和减少了交通干扰与冲突，大大降低了车辆的滚动阻力系数。选择高速公路通行，可提高行车速度，降低燃油消耗。但若行车

12、速度过快，空气阻力会迅速增加，当车速超过100km/h时，滚动阻力系数也会增加，进而导致车辆燃油消耗增大。 3.3.2 提高汽车燃料经济性的措施 1.择优选购车型 不同车型的汽车燃油消耗量相差很大。选购车辆时，应充分考虑当地的运输市场情况和道路运输条件 2.正确使用车辆 根据运输任务的不同，合理调配车辆，尽可能提高车辆的实载率。在条件许可的情况下，合理安排拖挂运输。不要随意增加车辆附属装置，以减轻汽车自重。 在特殊条件下使用车辆时，可采取相应的技术措施。 3.加强车辆维护 严格按规定进行车辆各级维护，认真执行发动机、底盘系统的维护作业，确保车辆技术状况良好，可提高车辆的燃油经济性。 发动机技术

13、状况良好，不仅使汽车具有良好的动力性，同时也使其具有良好的燃油经济性。保持发动机良好技术状况的主要措施有： （1）定期检查并保持足够的汽缸压缩压力。 （2）保持发动机正常工作温度。 （3）维持合适的混合气浓度。（4）保持点火系的良好技术状况。 4.正确选用燃油，使用子午线轮胎 要按车辆使用说明书的规定选择燃油牌号。汽油牌号过低，容易引发爆燃，损伤机件，增加油耗；电喷发动机使用含铅汽油易引起汽油喷射系统发生故障。机油粘度不合适，会增加运动阻力，增加燃油消耗。 子午线轮胎行驶阻力小。使用子午线轮胎，可降低汽车行驶阻力，减少燃油消耗。子午线轮胎不能与普通轮胎混合使用。 5.提高驾驶技术 欲降低燃料消

14、耗量，除合理起动、预热起步及行驶中要缓加速，保持正常的冷却水温度，安全、合理的使用制动外，还应注意以下几个方面： （1）行车挡位 在良好的路面上，汽车在一定车速范围内，既可以用最高挡行驶，也可用次高挡行驶时，应选用最高挡行驶。 （2）行驶车速 车辆在技术经济车速范围内行驶可以节省燃料。 （3）在良好的道路上采用加速滑行技术 汽车在高挡上加速至较高的车速后，脱挡滑行至较低的车速，再挂该挡加速，这种加速与脱挡滑行交替的驾驶方法，称为加速滑行法。 （4）合理采用拖挂运输方式 运输企业常常采用拖挂方式提高运输生产率，降低成本。 3.4 汽车燃料消耗量的试验 3.4.1 汽车燃料消耗量测试原理 测试汽车

15、燃油消耗量通常采用油耗仪和碳平衡两种原理。（1）容积式油耗仪 玻璃量杯式油耗仪 ： 行星活塞式油耗仪 ：（2）质量式油耗仪 图3.15为一种质量式油耗仪结构示意图。该油耗仪为一称量装置，秤盘上有油杯，伸进油杯中的出油管吸入燃油供发动机使用。燃油箱中的燃油由电磁阀控制，经加油管输送到油杯中，电磁阀的开启或关闭受两个微型限位开关控制，这两个限位开关又随油杯中油量的多少受行程限位器的摆动控制。 图图3.15 质量式油耗仪的工作原理质量式油耗仪的工作原理 1.油杯 2.出油管 3.加油管 4.电磁阀 5、6.限位开关 7.限位器 8、9.光电二极管 10.光源 11.鼓轮机构 12.鼓轮 13.计数器

16、 3.4.2 汽车燃料消耗量的道路试验 1.仪器的安装 （1）对于化油器式汽油车（2）对于电喷式汽油车（3）对于柴油车 2.试验条件 （1）试验车辆载荷 （2）试验仪器 车速测定仪和燃料消耗仪：精度为0.5%。 计时器：最小读数为0.1 s。 （3）试验的一般规定： 试验车辆必须清洁，关闭车窗和驾驶室通风口，只允许开动为驱动车辆所必须的设备。 由恒温器控制的空气流必须处于正常调整状态。 试验车辆必须按规定进行磨合，其他试验条件、试验车辆准备按国标 GB/T 12534一1990汽车道路试验方法通则的规定。 3.试验项目 （1）等速行驶燃料消耗量试验（2）加速行驶燃料消耗量试验（3）多工况燃料消

17、耗量试验（4）限制条件下燃料消耗量试验（5）不限制条件下燃料消耗量试验4.试验方法 （1）等速行驶燃料消耗量的试验方法 测量汽车通过测试路段的时间及燃料消耗量。实际车速按下式计算 为了提高测量准确度，在每一车速下，至少要在往、返方向各测量两次，并对测量结果进行重复性检验和计算置信区间，试验结果校正为标准状态下的数值。 根据测量出的各车速下百公里油耗数据，用最小二乘法拟合出油耗特性曲线。图3.19是某汽车直接挡等速行驶燃料消耗量特性曲线。 6 . 3tsua（2）加速行驶燃料消耗量试验 加速行驶燃料消耗量试验是对汽车加速工况燃料消耗的测量，以评价汽车加速时的油耗水平。一般用直接挡节气门全开加速5

18、00m的方法来测量。（3）多工况燃料消耗量的试验方法 汽车在实际使用中工作状态的变化非常复杂，尤其在城市行驶中，车辆经常碰到红灯、频繁停车、低速行驶、经常制动、减速等工况。为了测量出反映汽车实际使用特点的燃料消耗量，人们针对不同车型，对大量的行驶工况进行了统计和分析，制定出了一套针对不同车型按不同的行驶工况运行的燃料消耗量试验方法，我国的乘用车燃料消耗量试验方法（GB/T12545.12001）规定了模拟城市工况循环燃料消耗量试验方法十五工况法；我国的商用车燃料消耗量试验方法（GB/T12545.22001）规定了六工况法和四工况法。 多工况试验应严格按各试验循环的规定进行。换挡应迅速、平稳；

19、怠速工况时，离合器应接合，变速器置于空挡；从怠速工况转换为加速工况时，在转换前5 s分离离合器，把变速器挡位换为低速挡；减速工况中。应完全抬起加速踏板，离合器仍接合，当车速降至10 km/h时，分离离合器。必要时，减速工况中，允许使用车辆制动器。 （4）限制条件下燃料消耗量的试验方法 汽车在实际使用中的燃料消耗直接地反映了汽车的燃油经济性水平，但是由于汽车实际使用条件的复杂性，实际燃料消耗量的离散性很大，为了使实际运行条件下的测试结果有定的可比性，要求对实际运行条件加以适当的限制和规定，这就是限定条件下的燃料消耗量试验。 试验时，测试路段应设在三级以上的平原干线公路上，试验路段长度不小于50km。 （5）不限制条件下燃料消耗量的试验方法 不限定条件的燃料消耗量试验是指对汽车行驶道路、交通情况、驾驶习惯、周围环境等因素不加控制的试验方法。当然对被测试车辆的维护、调整规范及所用燃料、润滑油规格是有明确规定的。由于各种使用因索的随机变化，要获得分散度小的数据是很困难的。为此，要求试验车辆数量多（几十辆以上）、行驶里程长（10 00015 000km），是一种测量实际使用油耗的方法。但测量困难，同时需要很长时间，是种较少采用的试验。