汽车的燃油经济性

1、1第二节第二节 汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算第三节第三节 影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素第四节第四节 装有液力变矩器汽车燃油经济性计算装有液力变矩器汽车燃油经济性计算第六节第六节 汽车动力性、燃油经济性试验汽车动力性、燃油经济性试验第五节第五节 电动汽车的研究电动汽车的研究第一节第一节 汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性2第二章汽车的燃油经济性 在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经

2、济性。3第二章 汽车的燃油经济性 截止截止2005年底，我国已探明石油可采储量年底，我国已探明石油可采储量69亿亿吨、探明天然气可采储量吨、探明天然气可采储量3.1万亿立方米。万亿立方米。中国石油的相当一部分依赖进口中国石油的相当一部分依赖进口 自自1993年开始，中国已成为石油净进口国，且进口量逐年年开始，中国已成为石油净进口国，且进口量逐年增加；石油对外依赖程度越来越大。增加；石油对外依赖程度越来越大。2004年以来，中国的石年以来，中国的石油消费总量已经超过日本，位居世界第二位，仅次于美国。油消费总量已经超过日本，位居世界第二位，仅次于美国。世界汽车工业发展永恒的主题是世界汽车工业发展永

3、恒的主题是节能节能 环保环保 安全安全4第二章 汽车的燃油经济性节能减排，可以有效减少温室气体的排放。节能减排，可以有效减少温室气体的排放。 1997年在防止地球变暖的京都会议上提出年在防止地球变暖的京都会议上提出京都议定书京都议定书。在网上查找在网上查找京都议定书京都议定书的相关资料。的相关资料。 至至2005年年2月，全球已有月，全球已有141个国家和地区签署该议定书。个国家和地区签署该议定书。 2005年年2月月16日，日，京都议定书京都议定书正式生效。这是人类历正式生效。这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。史上首次以法规的形式限制温室气体排放。5第二章第二章 汽车的燃油经济

4、性汽车的燃油经济性第一节 汽车燃油经济性的评价指标 本节将介绍中国、欧洲及美国燃油经济性的评价指标。本节将介绍中国、欧洲及美国燃油经济性的评价指标。返回目录返回目录6 美国燃油经济性评价指标：美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定运行工况下一定量燃一定量燃油行驶的里程，单位油行驶的里程，单位mile/USgal。 中国及欧洲燃油经济性评价指标：中国及欧洲燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定运行工况下百百公里燃油消耗量，单位公里燃油消耗量，单位L/100km 。第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性思考：为什么要在思考：为什么要在一定运行工况下一定运行工况下评价汽车的燃油评价汽车的

5、燃油经济性？经济性？燃油经济性的评价燃油经济性的评价指标指标7第一节 汽车燃油经济性的评价指标1.等速工况宝来轿车等速油耗宝来轿车等速油耗1.8L 6.4M/7.0A/90km/h 8.5M/9.2A/120km/h 1.8T6.1M/7.0A/ 90km/h8.7M/9.2A/120km/h 注：注：M代表手动挡汽车；代表手动挡汽车； A代表自动挡汽车。代表自动挡汽车。8h/120km31h/90km31ECE3131混合以以L/100km计的计的1/3混合油耗为混合油耗为第一节 汽车燃油经济性的评价指标2.循环行驶试验工况1）欧洲经济委员会（ECE）9性公路循环工况燃油经济性城市循环工况燃

6、油经济综合燃油经济性45. 055. 01第一节 汽车燃油经济性的评价指标2）美国环境保护局（EPA）10第一节 汽车燃油经济性的评价指标3）中国相关规定返回目录返回目录11第一节 汽车燃油经济性的评价指标3）中国相关规定12第一节 汽车燃油经济性的评价指标13车型车型工况工况油耗油耗L/100km长安奥拓长安奥拓城市平均油耗城市平均油耗5.5夏利夏利厂方油耗厂方油耗5.0捷达前卫捷达前卫90km/h等速等速6.3桑塔纳桑塔纳200090km/h等速等速7.0帕萨特帕萨特1.8L城市工况城市工况11.9雅阁雅阁2.3城市平均油耗城市平均油耗10.5大切诺基大切诺基城市城市19.5郊区郊区11.

7、8综合综合14.6一些车型的百公里油耗一些车型的百公里油耗（不同企业所给数据运行工况不统一）第一节 汽车燃油经济性的评价指标14第一节 汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油消耗量的小结汽车燃油消耗量的小结排量大的车，油耗高；排量大的车，油耗高；自重大的车，油耗高；自重大的车，油耗高；城市油耗高于公路油耗；城市油耗高于公路油耗；自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。 思考：通过以上相关数据，可以得出哪些结论？思考：通过以上相关数据，可以得出哪些结论？ 15第一节 汽车燃油经济性的评价指标3.中国相关的新标准 新开发车型，从新开发车型，从2005年年7月月1日开始

8、执行第一阶段限值日开始执行第一阶段限值要求，要求，2008年年1月月1日起执行第二阶段限值要求。日起执行第二阶段限值要求。 在生产车型，从在生产车型，从2006年年7月月1日开始执行第一阶段限值日开始执行第一阶段限值要求，要求，2009年年1月月1日起执行第二阶段限值要求。日起执行第二阶段限值要求。 具体测量方法按照具体测量方法按照GB192332003轻型汽车燃料消轻型汽车燃料消耗量试验方法耗量试验方法进行。进行。 标准规定在模拟城市和市郊的运转循环下，用碳平衡标准规定在模拟城市和市郊的运转循环下，用碳平衡法计算出燃料消耗量。法计算出燃料消耗量。16D73CO2 . 0429CO. 0866

9、HC. 01555. 0FC2柴油机柴油机第一节 汽车燃油经济性的评价指标 试验在专用的底盘测功器上进行。测出排气中以克每千试验在专用的底盘测功器上进行。测出排气中以克每千米（米（g/km）计的）计的CO2、CO及及CH的排放量，用碳平衡法求的排放量，用碳平衡法求得燃油消耗量。得燃油消耗量。D73CO2 . 0429CO. 0866HC. 01554. 0FC2汽油机汽油机 碳平衡法依据的基本原理是质量守恒定律。碳平衡法依据的基本原理是质量守恒定律。 汽（柴）油经过发动机燃烧后，排气中碳质量的总和与汽（柴）油经过发动机燃烧后，排气中碳质量的总和与燃烧前燃油中碳质量的总和应该相等。燃烧前燃油中碳

10、质量的总和应该相等。D288K（15C）下燃油的密度（）下燃油的密度（kg/L）。）。17第一节 汽车燃油经济性的评价指标轻型汽车燃料消耗量试验方法轻型汽车燃料消耗量试验方法试验用的运转循环试验用的运转循环18整车整备质量整车整备质量（CM）/kg第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段整车整备质量整车整备质量（CM）/kg第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段CM7507.66.61540CM 166012.010.8750CM 8657.66.91660CM 177012.611.3865CM 9808.27.41770CM 188013.111.8980CM 10908.88.01880CM 2000

11、13.612.21090CM 12059.48.62000CM 211014.012.61205CM 132010.19.12110CM 228014.513.01320CM 143010.79.82280CM 251015.513.91430CM 154011.310.32510CM 16.414.7第一节 汽车燃油经济性的评价指标限值按整备质量的不同分别给出限值按整备质量的不同分别给出表表2-2 乘用车燃料消耗量限值乘用车燃料消耗量限值返回目录返回目录19第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠

12、速等工况下百公里燃油消耗量的计算方法。下百公里燃油消耗量的计算方法。 为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。第二节汽车燃油经济性的计算返回目录返回目录20)(wfTePPP1第二节 汽车燃油经济性的计算由由ua和和Pe在万有特性图上可确定燃油消耗率在万有特性图上可确定燃油消耗率b。1.等速行驶工况燃油消耗量计算发动机万有特性图发动机万有特性图和汽车功率平衡图和汽车功率平衡图计算的基本依据是计算的基本依据是等速时发动机应提供的功率为等速时发动机应提供的功率为21第二节 汽车燃油经济性的计算 设设已知汽车的车速已知汽车的车速ua=150km/h

13、，发动机功，发动机功率率Pe=43kW，可在万有，可在万有特性图上确定燃油消耗特性图上确定燃油消耗率率b=270g/（kWh）。22gbPQ1367.etb燃油消耗率燃油消耗率g/(kWh)；燃油的密度燃油的密度（kg/L）；）；g重力加速度（重力加速度（m/s2）；）；汽油汽油g=6.967.15N/L；柴油柴油g=7.948.13N/L第二节 汽车燃油经济性的计算汽车以汽车以ua等速行驶时，燃油消耗为等速行驶时，燃油消耗为gubsPusQtQQaeatt10263.等速行驶等速行驶 s 行程时，燃油消耗量行程时，燃油消耗量gubPae021.gubPQsae102100折算成等速百公里燃油

14、消耗量折算成等速百公里燃油消耗量23tumuAuCGfuPddaaDaTe360076140360013加速时发动机需提供的功率为加速时发动机需提供的功率为第二节 汽车燃油经济性的计算2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算24gbPQ1367.et 以速度增加以速度增加1km/h为间隔，将汽车加速为间隔，将汽车加速过程分为若干个小区过程分为若干个小区间，计算各区间的油间，计算各区间的油耗并将其相加，即得耗并将其相加，即得加速油耗。加速油耗。每个小区间起始或终了时刻车每个小区间起始或终了时刻车速对应的单位时间燃油消耗量速对应的单位时间燃油消耗量第二节 汽车燃油经济性的计算25tutdd6 . 31t

15、QQQt1t0121tQQQt2t1221从行驶初速度从行驶初速度 ua1+1km/h再再加速加速1km/h所需燃油量为所需燃油量为汽车行驶速度每增汽车行驶速度每增加加1km/h所需时间所需时间从行驶初速度从行驶初速度ua1加速至加速至ua1+1km/h所需燃油量为所需燃油量为第二节 汽车燃油经济性的计算26tQQQt3t2321tQQQnnnt)1( t21各区间的燃油消耗量为各区间的燃油消耗量为nniiQQQQQ211atQtQQQniin11tt0ta21整个加速过程的燃油消耗量为整个加速过程的燃油消耗量为tuuusdd92.2521a22aa加速区段内汽车行加速区段内汽车行驶的距离为驶

16、的距离为第二节 汽车燃油经济性的计算27减速时间减速时间 减速行驶时发动机处于怠速状态。减速行驶时发动机处于怠速状态。 减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。d3a2add6 . 3tuuutida3a2ddd6 . 3QtuuuQ减速过程燃油消耗量减速过程燃油消耗量tuuusdd92.2521a22aa减速区段内汽车行驶的距离减速区段内汽车行驶的距离Qi怠速油耗怠速油耗第二节 汽车燃油经济性的计算3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算28siidtQQ ts怠速时间怠速时间5.整个循环工况的百公里燃油消耗量100ssQQQ整个循环

17、过程燃油消耗量之和；整个循环过程燃油消耗量之和；s整个循环的行驶距离。整个循环的行驶距离。第二节 汽车燃油经济性的计算4.怠速停车时的燃油消耗量29第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 本节将从使用和设计两方面分析影响汽车燃油本节将从使用和设计两方面分析影响汽车燃油经济性的因素。经济性的因素。第三节 影响汽车燃油经济性的因素返回目录返回目录30FuP36001aTeFugubQTaas3600021.gubPQaes021.TFCb第三节 影响汽车燃油经济性的因素影响燃油经济性的因素有以下三个：影响燃油经济性的因素有以下三个：1.燃油消耗率b最大负荷使用负荷负荷率燃油消耗率与发动机负

18、荷率及发动机自身有关。燃油消耗率与发动机负荷率及发动机自身有关。C为常数，为常数， 为总行驶阻力，为总行驶阻力，FWfFFF312.行驶中消耗的发动机功率Pe （或行驶阻力F ）降低汽车重量降低汽车重量G ，可以降低，可以降低 Ff降低汽车降低汽车CDA，可以降低空气阻力可以降低空气阻力 FW减轻汽车质量、降低空气阻力有利于节省燃油。减轻汽车质量、降低空气阻力有利于节省燃油。Pe与总行驶阻力与总行驶阻力F成正比成正比 FQs第三节 影响汽车燃油经济性的因素323.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗 改进发动机设计、改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性。改进发动机设计、改善用车交通环境可以提高

19、汽车的燃油经济性。第三节 影响汽车燃油经济性的因素33一、使用方面1.车速ua 低速时低速时FW ，Ff 但负荷率但负荷率 ，b 中等车速经济中等车速经济性相对较好性相对较好 高速时负荷率高速时负荷率 ， b 但但 FW ，Ff ，PeQs第三节 影响汽车燃油经济性的因素342.挡位选择 使用高挡可节省燃油；使用高挡可节省燃油； 汽车起步加速过程中，汽车起步加速过程中，从经济性角度出发要尽从经济性角度出发要尽早换入高挡；从动力性早换入高挡；从动力性角度出发要用足低挡。角度出发要用足低挡。车速一定时车速一定时（Pf+PW）/T 一定一定用高挡，后备功率用高挡，后备功率负荷率负荷率b Qs 第三节

20、 影响汽车燃油经济性的因素35b负荷率FFbFsQ 货车以货车以100tkm计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。整车整备质量装载质量质量利用系数 3.带挂车运输1）提高生产率）提高生产率3050；2）降低油耗）降低油耗20% 30%。较大较大带挂车运输时带挂车运输时带挂车运输带挂车运输第三节 影响汽车燃油经济性的因素364.正确地保养与调整第三节 影响汽车燃油经济性的因素37（1）制动器间隙要合适 间隙过小，容易出现间隙过小，容易出现“自刹自刹”现象，损耗发动机功率，现象，损耗发动机功率，导致制动器发热，消耗燃油；导致制动器发热，消耗燃油； 间隙过大，制

21、动反应间隙过大，制动反应“迟钝迟钝”，导致制动距离加长。，导致制动距离加长。（2）轮毂轴承预紧度调整要正常 预紧度过预紧度过低低，轮胎打摆，直线行驶性差；，轮胎打摆，直线行驶性差； 预紧度过预紧度过大大，轴承发热，轴承磨损加快。，轴承发热，轴承磨损加快。 行驶中行驶中急刹车急刹车、高速行车中、高速行车中猛打转向盘猛打转向盘都会造成轴承都会造成轴承早期磨损早期磨损第三节 影响汽车燃油经济性的因素383）轮胎气压要合适 气压过气压过低低，导，导致车辆操控性降致车辆操控性降低，燃油消耗增低，燃油消耗增大，轮胎磨损加大，轮胎磨损加剧；轮胎气压过剧；轮胎气压过高高，接地面积减，接地面积减小，轮胎中部出小

22、，轮胎中部出现异常磨损。现异常磨损。第三节 影响汽车燃油经济性的因素39二、汽车结构方面1.缩减轿车总尺寸和减轻质量第三节 影响汽车燃油经济性的因素40 汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。第三节 影响汽车燃油经济性的因素41车型车型整备质量整备质量kg油耗（综合）油耗（综合）L/100km路虎发现路虎发现 V6 4.0 270015.2 劳斯莱斯劳斯莱斯 幻影幻影 V12 6.7 2495 15.9 梅赛德斯梅赛德斯-奔驰奔驰 E55 183512.9 伊兰特伊兰特1.6自动舒适型自动舒适型 1210 9.0夏利夏利N3 9006.

23、0奥拓奥拓 6704.0几种不同车型的油耗几种不同车型的油耗第三节 影响汽车燃油经济性的因素42思考思考大型轿车大型轿车 G大，大，Ff、FW、Fi、Fj 均大；均大；装用大排量发动机，负荷率低，装用大排量发动机，负荷率低，b大；大；致使致使Qs增大增大 AudiA8采用全铝承载式车身，质量减轻采用全铝承载式车身，质量减轻15，百公，百公里油耗降低里油耗降低5%8。为什么大型轿车油耗较高？为什么大型轿车油耗较高？1升油耗概念车减轻质量的措施升油耗概念车减轻质量的措施 镁合金的空间结构；碳素纤维合成材料的外部表面；镁合金的空间结构；碳素纤维合成材料的外部表面；车身总质量大约在车身总质量大约在74

24、kg；轮毂是钛合金；车轮轴承滚珠；轮毂是钛合金；车轮轴承滚珠是陶瓷；叶片弹簧是玻璃纤维。是陶瓷；叶片弹簧是玻璃纤维。第三节 影响汽车燃油经济性的因素432.发动机1）提高现有发动机的热效率和机械效率（热损失占化学）提高现有发动机的热效率和机械效率（热损失占化学能能65左右）；左右）；2）扩大柴油发动机的应用范围；）扩大柴油发动机的应用范围；3）增压化；）增压化；4 ）广泛采用电子计算机控制技术。）广泛采用电子计算机控制技术。第三节 影响汽车燃油经济性的因素44想一想想一想柴油机有哪些特点？柴油机有哪些特点？ 提到提到柴油机柴油机时，人们想到的是时，人们想到的是黑烟黑烟、臭味臭味和和嘈杂嘈杂的的

25、噪噪音音。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人粗大粗大笨拙笨拙的印象，似乎的印象，似乎难登大雅之堂难登大雅之堂。 具有现代水平的柴油车，早已不是具有现代水平的柴油车，早已不是工作粗暴、噪声隆工作粗暴、噪声隆隆、黑烟滚滚的隆、黑烟滚滚的“墨斗鱼墨斗鱼”形象，其性能与汽油车没有形象，其性能与汽油车没有什么区别。什么区别。第三节 影响汽车燃油经济性的因素45车型车型发动机发动机排量排量/（L）最高车速最高车速/（km/h）加速时间加速时间/（s）油耗油耗/（L/100km）270CDIL5（柴）（柴）2.6852309.26.74240V6（汽）（汽）2

26、.5972369.210.8柴油机可节能和降低排污。柴油机可节能和降低排污。奔驰奔驰CLK双门跑车双门跑车第三节 影响汽车燃油经济性的因素46 单缸单缸SDI柴油柴油发动机；发动机； 排量排量0.299L；压缩比；压缩比16.5:1； 最大转矩最大转矩18.4Nm/2000rpm； 最大功率最大功率8.5Ps/4000rpm； 发动机质量发动机质量26kg; 中置横放。中置横放。1升油耗概念车发动机升油耗概念车发动机 柴油机热效率比汽油柴油机热效率比汽油机高机高30； 用于轿车可降低油耗用于轿车可降低油耗30； 在西欧新注册的汽车在西欧新注册的汽车中，中，2001年柴油车的份年柴油车的份额为额

27、为32%，2005年柴油年柴油车的份额上升到了车的份额上升到了49.5% 。第三节 影响汽车燃油经济性的因素47 我国一汽我国一汽2002年推出捷达柴油轿车，但我国柴油含硫量年推出捷达柴油轿车，但我国柴油含硫量高，使用中排放物的烟度和微粒较大。高，使用中排放物的烟度和微粒较大。 目前我国柴油轿车有：捷达目前我国柴油轿车有：捷达SDI、宝来、宝来TDI 1.9L、奥迪、奥迪A6 2.5 TDI 、开迪、开迪SDI 。 TDI是英文是英文Turbo Direct Injection 的缩写，意为涡轮增压的缩写，意为涡轮增压直接喷射（柴油发动机）。直接喷射（柴油发动机）。 SDI是英文是英文Suct

28、ion Direct Injection 的缩写，意为自然吸的缩写，意为自然吸气直接喷射（柴油发动机）。气直接喷射（柴油发动机）。第三节 影响汽车燃油经济性的因素48 挡位越多，油耗越低；挡位越多，油耗越低； 无级变速最理想；无级变速最理想；3.传动系 目前很多轿车采用的是带液力变矩器的自动换挡变速器，目前很多轿车采用的是带液力变矩器的自动换挡变速器，挡位一定时可依靠液力变矩器实现无级变速，其效率仍挡位一定时可依靠液力变矩器实现无级变速，其效率仍需进一步提高，才能做到真正省油。需进一步提高，才能做到真正省油。第三节 影响汽车燃油经济性的因素思考思考为什么挡位越多越省油？为什么挡位越多越省油？4

29、91）发动机的最经济工况最小燃油消耗特性 发动机负荷特性曲线的发动机负荷特性曲线的包络线是发动机提供一定包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率功率时的最低燃油消耗率曲线。曲线。最低燃油最低燃油消耗率曲线消耗率曲线 可以利用发动机负荷特可以利用发动机负荷特性曲线找到发动机提供一性曲线找到发动机提供一定功率（定功率（ ）时最经济工）时最经济工况下的转速（况下的转速（n3）。）。ePeP第三节 影响汽车燃油经济性的因素501）发动机的最经济工况最小燃油消耗特性 把各功率下最经济工况运把各功率下最经济工况运转的转速标明在外特性曲线转的转速标明在外特性曲线图上，便得到图上，便得到“最小燃油消最小燃

30、油消耗特性耗特性”（A1A2A3）。）。A1A3A2Pe第三节 影响汽车燃油经济性的因素最小燃油消最小燃油消耗特性曲线耗特性曲线51aa0377. 0unAuinri2）变速器传动比与最小燃油消耗特性曲线的关系n车速（车速（ua）一定时，燃油消耗率）一定时，燃油消耗率最低（最低（bmin）时对应的发动机转速；）时对应的发动机转速；第三节 影响汽车燃油经济性的因素A1A3A2PeePn0n1n2n3en52aa0377. 0unAuinrin车速（车速（ua）一定时，燃油消耗率）一定时，燃油消耗率最低（最低（bmin）时对应的发动机转速；）时对应的发动机转速；第三节 影响汽车燃油经济性的因素A1

31、A3A2PeePn0n1n2n3en 当车速当车速 ua 一定时，由发动机转速一定时，由发动机转速 即可确定传动比即可确定传动比 ，变速器以，变速器以 工工作，汽车的燃油经济性最好。作，汽车的燃油经济性最好。 对于有级式变速器，挡数越多，发对于有级式变速器，挡数越多，发动机工作转速越接近动机工作转速越接近 。 无级变速时可以做到任何车速下发无级变速时可以做到任何车速下发动机都在最经济转速动机都在最经济转速 工作。工作。enii2）变速器传动比与最小燃油消耗特性曲线的关系enen533）无级变速器的调速特性第三节 影响汽车燃油经济性的因素54机械无级变速器（机械无级变速器（CVT）第三节 影响汽

32、车燃油经济性的因素55双模式无级变速器双模式无级变速器第三节 影响汽车燃油经济性的因素564.汽车外形与轮胎第三节 影响汽车燃油经济性的因素汽车外形与燃油消耗汽车外形与燃油消耗57滚动阻力与燃油消耗滚动阻力与燃油消耗第三节 影响汽车燃油经济性的因素58不同轮胎与燃油消耗不同轮胎与燃油消耗第三节 影响汽车燃油经济性的因素59第三节 影响汽车燃油经济性的因素经济型轿车经济型轿车（视频）（视频）60第二章 汽车的燃油经济性第四节装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算返回目录返回目录61第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算发动机转矩、小时燃油消耗量与发动机转速的关系发动机转矩、小时燃油消耗量与发动机

33、转速的关系62画画 与与 曲线曲线第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算PtKTT tPnfn 在发动机转矩曲线上画泵轮的转矩曲线在发动机转矩曲线上画泵轮的转矩曲线Tp=f（np） 由变矩器的无因次特性由变矩器的无因次特性K=f（i）确定在不同速比）确定在不同速比下的变矩比下的变矩比K 由由Tt=KTp与与nt=inp绘制不同节气门开度绘制不同节气门开度下下Tt=f(nt)与与np=f(nt) 曲线曲线63g0TwciirFFT 不同道路阻力不同道路阻力系数系数下等速行下等速行驶时，涡轮转矩驶时，涡轮转矩第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算64 Tc与与Tt交点决定了汽车在一定道路阻

34、力系数下的行驶速度交点决定了汽车在一定道路阻力系数下的行驶速度与发动机节气门位置。与发动机节气门位置。 由由np=f(nt) 曲线可确定曲线可确定np（即（即n） 由由Qt=f(n,)曲线可确定曲线可确定Qt100atsuQQ第四节 装有液力变矩器汽车的燃油经济性计算65第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 本节将重点介绍电动汽车的特点；混合动力电动汽车本节将重点介绍电动汽车的特点；混合动力电动汽车的特点、结构、节油原理；丰田的特点、结构、节油原理；丰田Prius混合动力电动汽车混合动力电动汽车的工作模式；电动汽车的动力性计算等。的工作模式；电动汽车的动力性计算等。第二章 汽车的燃油

35、经济性第五节电动汽车的研究返回目录返回目录66电动汽车的特点电动汽车的特点 电动汽车集机、电、化多学科领域中的高新技术于一体，电动汽车集机、电、化多学科领域中的高新技术于一体，是汽车、电力、自动控制、化学、计算机、新能源和新材是汽车、电力、自动控制、化学、计算机、新能源和新材料等工程技术中最新成果的集成产物。料等工程技术中最新成果的集成产物。 从环保角度看，电动汽车造成的污染较小。从环保角度看，电动汽车造成的污染较小。 从能源角度看，电动汽车将使能源利用多元化和高效化，从能源角度看，电动汽车将使能源利用多元化和高效化，达到能源可靠、均衡和无污染的目的。达到能源可靠、均衡和无污染的目的。第五节

36、电动汽车的研究67第五节 电动汽车的研究68电动汽车的类型电动汽车的类型 纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。 燃料电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转燃料电池是一种将燃料的化学能用电化学方法直接转换成电能的电化学发电器。换成电能的电化学发电器。 燃料电池的效率是内燃机的燃料电池的效率是内燃机的23倍，无污染、无噪声，倍，无污染、无噪声，排出的是水。排出的是水。 价格贵、体积质量较大；可靠性、环境适应性不高。价格贵、体积质量较大；可靠性、环境适应性不高。第五节 电动汽车的研究69一、混合动力电动汽车的特点 电动机与内燃机相比，具

37、有清洁、安静、效率高的特点，同电动机与内燃机相比，具有清洁、安静、效率高的特点，同时它的转速时它的转速转矩控制特性也比较灵活。转矩控制特性也比较灵活。 电动机在低转速时具有恒转矩的特性，高速时具有恒功率的电动机在低转速时具有恒转矩的特性，高速时具有恒功率的特性，可以在转速转矩曲线下的任何一点工作。特性，可以在转速转矩曲线下的任何一点工作。 混合动力电动汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，混合动力电动汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势，可以从根本上解决现在纯电动汽车动充分发挥了二者的优势，可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题。力性能差和续驶里程

38、短的问题。第五节 电动汽车的研究70一、混合动力电动汽车的特点1）电池容量大为减少，降低了整车质量，有利于提）电池容量大为减少，降低了整车质量，有利于提高汽车动力性；高汽车动力性；2）采用辅助动力驱动，打破了纯电动汽车续驶里程）采用辅助动力驱动，打破了纯电动汽车续驶里程短的限制，长途行驶能力可与传统汽车相媲美；短的限制，长途行驶能力可与传统汽车相媲美；3）大大提高了燃油经济性，还可以以纯电动方式工）大大提高了燃油经济性，还可以以纯电动方式工作，成为零排放汽车；作，成为零排放汽车；混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下：混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下：第五节 电动汽车

39、的研究71一、混合动力电动汽车的特点4）空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源）空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证了汽车的乘坐舒适性；供应，保证了汽车的乘坐舒适性；5）辅助动力可以向储能装置提供能量，保证混合动力）辅助动力可以向储能装置提供能量，保证混合动力电动汽车无需停车充电，不需要进行专用充电设施的电动汽车无需停车充电，不需要进行专用充电设施的建设；建设；6）电池组在使用过程中是浅充浅放，可以延长电池的）电池组在使用过程中是浅充浅放，可以延长电池的使用寿命。使用寿命。混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下：混合动力电动汽车与纯电动汽车相比，其主要优势如下

40、：第五节 电动汽车的研究72二、混合动力电动汽车的结构 混合动力电动汽车有多种结构形式和分类方法。混合动力电动汽车有多种结构形式和分类方法。 根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，可以根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，可以分为分为串联式串联式、并联式并联式和和混联式混联式。第五节 电动汽车的研究73第五节 电动汽车的研究74三、混合动力电动汽车的节油原理1）储能元件的补偿作用平滑了内燃机的工况波动，在汽）储能元件的补偿作用平滑了内燃机的工况波动，在汽车的一般行驶中吸收、储存电能，而在需要提供大功率时车的一般行驶中吸收、储存电能，而在需要提供大功率时提供电能，从而可以使用小型的发

41、动机，工作中发动机的提供电能，从而可以使用小型的发动机，工作中发动机的负荷率较高，并可以使发动机的工作点处于高效率的最优负荷率较高，并可以使发动机的工作点处于高效率的最优工作区域内；工作区域内；2）在汽车停车等候或低速滑行等工况下，关闭内燃机，）在汽车停车等候或低速滑行等工况下，关闭内燃机，节约燃油；节约燃油；3）汽车减速滑行或紧急制动时，可以利用发电机回收部）汽车减速滑行或紧急制动时，可以利用发电机回收部分制动能量，转化成电能存入蓄电池，进一步提高汽车分制动能量，转化成电能存入蓄电池，进一步提高汽车的燃油经济性。的燃油经济性。第五节 电动汽车的研究752005年年12月月15日，首次在海外生

42、产的丰田日，首次在海外生产的丰田PRIUS（普锐斯）（普锐斯）混合动力汽车在四川一汽丰田汽车有限公司长春丰越公司混合动力汽车在四川一汽丰田汽车有限公司长春丰越公司正式下线。基准型正式下线。基准型28.8万元，高端型万元，高端型30.2万元。万元。 第五节 电动汽车的研究76四、能量管理策略设定目标如下：设定目标如下：1）使燃油经济性最优；）使燃油经济性最优；2）使排放最低；）使排放最低；3）使驱动系统）使驱动系统的成本最小化；的成本最小化；4）维持或提高整车的各项性能）维持或提高整车的各项性能 采用发动机作为主动力源，电动机和蓄电池协助提供采用发动机作为主动力源，电动机和蓄电池协助提供峰值功率

43、。峰值功率。 容易对发动机运行工况进行优化。容易对发动机运行工况进行优化。 电动机响应快、控制灵敏，容易实现不同的控制方法。电动机响应快、控制灵敏，容易实现不同的控制方法。 多用于并联式混合动力系统。多用于并联式混合动力系统。1.电动机辅助控制策略第五节 电动汽车的研究77第五节 电动汽车的研究782.优化ICE曲线控制策略 从静态条件下发动机的万有特性出发，将一定发动机转速和一从静态条件下发动机的万有特性出发，将一定发动机转速和一定负荷下发动机的最低燃油消耗点连成一条线，也就是静态条件定负荷下发动机的最低燃油消耗点连成一条线，也就是静态条件下发动机的最佳工作曲线。下发动机的最佳工作曲线。第五

44、节 电动汽车的研究792.优化ICE曲线控制策略 发动机在需求功率或转矩高于某个限值时才会工作。发动机在需求功率或转矩高于某个限值时才会工作。 只有在极限情况下，如需求功率超过了蓄电池的最大功率调节只有在极限情况下，如需求功率超过了蓄电池的最大功率调节能力时，才会调整发动机的工作点。能力时，才会调整发动机的工作点。第五节 电动汽车的研究80五、实例分析第五节 电动汽车的研究8182第五节 电动汽车的研究83例例720020002 .45182 .45182 .4518min/2000rm1146Nm3m32m2m10mmnnbnbnbbnT527.4470b165465. 01b4210607

45、72. 3b931061349. 3b六、电动汽车的动力性计算某电动大客车使用的电动机性能如下：某电动大客车使用的电动机性能如下：Tm电动机转矩（电动机转矩（Nm）；）；nm 电动机转速（电动机转速（r/min）拟合公式系数如下拟合公式系数如下电动机自带减速器，速比电动机自带减速器，速比im=2.93；电动机的最高转速为；电动机的最高转速为7200r/min。第五节 电动汽车的研究84参数参数数值数值参数参数数值数值整车满载总质量整车满载总质量/kg17000旋转质量换算系数旋转质量换算系数1.29迎风面积迎风面积A/m27.95电动机及其控制器电动机及其控制器效率效率mc0.90空气阻力系数

46、空气阻力系数CD0.7主减速比主减速比i06.2滚动阻力系数滚动阻力系数f0.0076+0.000056ua蓄电池组总能量蓄电池组总能量EB/（kWh）180车轮滚动半径车轮滚动半径Rr/m0.475蓄电池的平均放电蓄电池的平均放电效率效率q0.95传动系总效率传动系总效率T0.92电动大客车的基本参数电动大客车的基本参数第五节 电动汽车的研究85要求要求1）绘制驱动力）绘制驱动力行驶阻力平衡图；行驶阻力平衡图；2）计算最高车速、最大爬坡度和）计算最高车速、最大爬坡度和0 50km/h的加速时间；的加速时间；3）计算充满电后，按照）计算充满电后，按照50km/h匀速行驶的续驶里程。匀速行驶的续

47、驶里程。第五节 电动汽车的研究86mmrT0mm18.35475. 092. 02 . 693. 2TTRiiTFmmm0rma00986. 093. 22 . 6475. 0377. 0377. 0nniiRnuaaf3296. 916.1266000056. 00076. 08 . 917000uuGfF2a2a2aDw263. 015.2195. 77 . 015.21uuAuCF第五节 电动汽车的研究1.驱动力行驶阻力平衡图871.驱动力行驶阻力平衡图第五节 电动汽车的研究88功率平衡图第五节 电动汽车的研究892a6m42amw1058. 11011. 28 . 917000263.

48、 018.35uTuTGFFD22211arcsintanfDffDi第五节 电动汽车的研究2.最大爬坡度902.最大爬坡度第五节 电动汽车的研究913.加速时间计算fDgtudda2a6m4w1058110112uTGFFD.第五节 电动汽车的研究923.加速时间计算第五节 电动汽车的研究933.加速时间计算第五节 电动汽车的研究943.加速时间计算第五节 电动汽车的研究950104. 0000056. 00076. 0auf64N.1732N0104. 08 . 917000f GfF657.8NN15.215095. 77 . 015.2122aDwAuCF44N.2390wfFFFm1

49、4926270360010qmcT3B FEs.4. 50km/h匀速行驶的续驶里程第五节 电动汽车的研究96第二章 汽车的燃油经济性第六节汽车动力性、燃油经济性试验返回目录返回目录97一、路上试验（1）路面平整、干燥、清洁，纵向坡度在）路面平整、干燥、清洁，纵向坡度在0.1%之内；之内；（2）大气温度在）大气温度在040C之间，风速不大于之间，风速不大于3m/s；（3）汽车满载；）汽车满载；（4）轮胎充气压力符合技术要求。）轮胎充气压力符合技术要求。1.动力性试验对试验环境的要求（我国）2.最高车速测试 汽车以最高车速行经一定距离路段（我国规定汽车以最高车速行经一定距离路段（我国规定200m）所需的时间来求得。所需的时间来求得。第六节 汽车动力性、燃油经济性试验983.加速时间的测试 起步连续换起步连续换挡挡加速性能是指汽车以常用起步挡起步，加速性能是指汽车以常用起步挡起步，按最佳换挡时刻逐次换至高挡，节气门处于最大开度，按最佳换挡时刻逐次换至高挡，节气门处于最大开度，全力加速至全力加速至0.8uamax的加速时间，也常用原地起步加速的加速时间，也常用原地起步加速至至100km/h所需时间来表示汽车加速性能。所需时间来表示汽车加速性能。第六节 汽车动力性、燃油经济性试验99加速过程用非接触式汽车速度计来记录加速过程用非接触式汽车速度计来记录第六节 汽车动力性、燃