整车匹配计算(改)0305

整车与发动机匹配技术目录第一部分汽车基础知识第二部分发动机基本性能知识第三部分发动机与汽车的动力性匹配第四部分发动机与汽车的经济性匹配第五部分整车模拟计算及应用第一部分汽车基础知识一、汽车的定义汽车是借助于自身的动力装置驱动，且具有4个（或4个以上）车轮的非轨道无架线车辆二、汽车的类型根据新国标GB/T3730.1-2001规定，汽车分为乘用车和商用车两大类。乘用车是主要用于载运乘客及随身行李和（或）临时物品的汽车，包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位；商用车是指在设计和技术特性上用于运送人员和货物的汽车。乘用车商用车三、国产汽车产品型号编制规则汽车型号由拼音字母和阿拉伯数字组成、分为首、中和尾部3部分首部由2-3个拼音字母组成，是识别企业的代号中部由4位阿拉伯数字组成，分为首位、中间两位和末位数字3部分例如：CA1091表示一汽生产的总质量约9吨的第2代货车。首位数字表示车辆类别中间两位表示汽车主要特征末位数字1载货汽车表示汽车的总质量*（t)例如：CA5312XXYP21K2L2T4BE（一汽生产的箱式货车）表示企业自定序号2越野汽车3自卸汽车4牵引汽车5专用汽车6客车表示车辆总长度**例如：宇通ZK6118HG7轿车数字×0.1L表示发动机工作容积例如：红旗CA7226L8（暂缺）

9半挂车或专用半挂车表示汽车的总质量（t)载货车越野车自卸车牵引车专用车客车轿车半/长挂车四、汽车总体构造汽车通常由发动机、底盘、车身和电气设备4部分组成发动机的作用是使输进气缸的燃料燃烧而发出动力底盘接受发动机的动力、使汽车产生运动、并保证驾驶员的操作纵正常行驶。底盘由传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统组成车身是驾驶员的工作场所，也是装乘客和货物的地方电气系统包括电源组、发动机起动系统和点火系统、汽车照明和信号装置、仪表、导航系统、电视、音响、电话等电子设备、微处理机、中央计算机及各种人工智能的操纵装置等汽车的布置行式发动机前置、后轮驱动：传统布置形式大多数货车、部分客车发动机前置、前轮驱动：轿车上盛行发动机后置、后轮驱动：大中型客车盛行发动机中置、后轮驱动：大多数跑车和赛车、部分大中型客车全轮驱动：越野车货车的总体构造五、汽车的结构特征和技术参数1、主要尺寸参数：总长、总宽、总高、轴距、轮距、前悬、后悬、最小离地角、接近角、离去角2、质量参数：整车装备质量、最大装载质量、最大总质量、最大轴载质量3、性能参数：最高车速、最大爬坡度、最小转弯半径、平均燃油消耗量、驱动方式（车轮总数×驱动轮数或轮轴总数×驱动轴数）六、汽车行驶的基本原理要使汽车行驶，必须具备两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件1、驱动条件汽车必须有足够的驱动力以克服阻力：汽车驱动力由发动机产生。发动机发出经由传动系统传到车轮上的转矩Mi，力图使车轮旋转。由此，在驱动轮与地面接触处向地面施加一个力Fo、其数值为Mi与车轮半径之比：

Fo=Mi/r

与此同时地面对车轮施加一个数值与Fo相等、方向相反的反作用力Ft。Ft就是驱动力。汽车行驶总阻力∑F包括滚动阻力Ff、空气阻力Fw、上坡阻力Fi∑F=Ff+Fw

+Fi滚动阻力主要是由车轮滚动时轮胎与路面变形而产生，空气阻力是由于汽车行驶时与其周围空气的相互作用而产生、上坡阻力是汽车重力沿坡道的分力。汽车行驶的过程、是驱动力是否能克服各种阻力的交替变化过程：当Ft=∑F时，汽车匀速行驶；当Ft

＞∑F

时、汽车速度增加，同时空气阻力亦随车速的增加而急剧加大，在某个较高速度处达到新的平衡然后匀速行驶；当Ft＜∑F

时、汽车减速甚至停驶。这时要维持较高的车速就要加大发动机的输出功率或将变速器换入较低的档位以维持较大的驱动力2、附着条件驱动力的最大值发动机可能发出的最大转矩和变速器换入最低档时的传动比、另一方面又受到轮胎与地面的附着作用的限制当汽车在平整硬路面车轮的附着作用是由于轮胎与路面存在摩擦力。这个摩擦力防碍车轮滑动，使车轮能够正常地向前滚动并承受路面的反作用力—驱动力。如果驱动力大于摩擦力，车轮与路面之间就可能会发生滑动。在松软地面上，除了轮胎与地面的摩擦以外，还加上嵌入轮胎花纹凹部的软地面凸起部的抗滑入作用。由附着作用所决定阻碍车轮滑动的力的最大值称为附着力，用Fφ表示。附着力与车轮承受垂直于地面的法向力G（称为附着重力）成正比：

Fφ=G×φ由此可知，附着力是汽车所能发挥驱动力的极限，其表达式为：

Ft≤Fφ此式称为汽车行驶的附着条件3、汽车行驶动力特性的影响因素

决定汽车行驶动力特性的因素和条件大致包括下列几个方面：

（1）发动机的动力特性。

（2）汽车的整车总重，这是汽车设计中首先必须明确的。

（3）道路条件，即道路状况和阻力。

（4）汽车的迎风阻力。即相关阻力系数及汽车迎风面积。

（5）汽车传动系统的转动比。如驱动桥主传动比及变速箱各挡速比。

（6）轮胎的滚动半径、结构和特征。

（7）车轮和传动系的转动惯量。

（8）各挡总传动比机械效率。（9）发动机的系统设计，如车上的进气系统、排气系统和供油系统等，这些系统中所产生的进气阻力、排气阻力和供油阻力等应不影响或牺牲发动机原有的动力特性（应通过检查，不得大于限值）。

（10）车上是否装有液压变速箱和空调等其他装置，因这些装置消耗发动机原有的动力系统（应通过检查，不得大于限值）。（1）、功用—减速与变速—实现汽车倒驶—中断动力传递—差速作用（2）、组成离合器、变速器、由万向节和传动轴组成的万向传动装置以及安装在驱动桥中的主减速器、差速器和半轴。1、传动系的功用与组成七、动力传动2、机械式传动系的组成及布置1－离合器；2－变速器；3－万向节；4－驱动桥；5－差速器；6－半轴；7－主减速器；8－传动轴。3、传动系的布置型式发动机前置、前轮驱动(FF)发动机前置、后轮驱动(FR)发动机后置、后轮驱动(RR)全轮驱动（nWD)发动机中置后轮驱动（MR)4、变速箱（GearBox）1）.功用改变转矩与转速实现汽车倒驶中断动力传递2）.变速箱传动系挡数与各档传动比的选择汽车类型不同，传动系挡位数不同；传动系的档位数与汽车的动力性、经济性有着重要的关系。就动力性而言：挡位数多，使发动机经常在最大功率附近的转速工作，而且发动机转速变化范围小，发动机平均功率高，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速与爬坡能力，提高了汽车的动力性就燃油经济性而言：挡位数越多，发动机在低燃油消耗区工作的几率越大，油耗越低。挡位数多少还影响挡与挡之间的传动比的比值。相邻两档传动比的比值过大会造成换挡困难。一般该比值不宜大于1.7-1.8。尤其在我们针对整车厂家的新车型开发或性能优化时，这一点必须注意，当动力性（爬坡度较小时）较差，通过增大低档位速比来改善它的性能时，要注意这一点。3).变速器挡数

传动系的挡数汽车动力性燃油经济性操纵性好在高功率附近工作的机会在低燃油消耗率区间工作的机会挡与挡之间传动比的比值≤1.7∽1.84).变速器传动比最小传动比it=igi0ic最高档行驶最小传动比5).各档速比各档速比等比级数分配渐进式速比分配例：江淮客底HFC6730KYD3客车5挡变速箱速比分配5、驱动桥中桥功用：将万向传动装置传来的发动机动力经降速增扭改变方向后传给驱动车轮，并且允许左右车轮以不同转速旋转。组成：由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。后桥6、主减速器分类：根据减速传动的齿轮副数目分，单级式和双级式；双级减速中有一种叫轮边减速。单级主减速器的载货车的主减速比选择为4.5--6.5；双级主减速器的速比在7.6—12。常用主减速比：载货车常用，4.1—5.8公交车在4.875、5.286、5.143、5.375、5.571、5.83、6.167客运在3.5—4.875自卸车在6—7以上都是指单级主减器的速比范围。7、轮胎斜交轮胎子午线轮胎轮胎的规格尺寸标注如：10.00R20其中：B=10.00，D=20D－外径；d－内径（即轮辋直径）；B－断面宽度；H－断面高度。10.00R20

轮辋名义直径

子午线结构代号

轮胎名义断面宽度例：215/70(R)14LT

轻型载重汽车轮胎代号轮辋名义直径轮胎名义高宽比轮胎名义断面宽度第二部分发动机基本性能知识性能指标：用来衡量发动机性能好坏的标准常用性能指标有：动力性能指标：功率、转矩、转速等经济性能指标：油耗（燃油耗、机油耗等）使用性能指标：起动性、可靠性等重量和外形尺寸指标：评价内燃机结构紧凑性和金属材料利用率单位功率重量kg/kW单位体积功率kW/m3

排放性能指标：HCCOCO2NOxPM烟度等动力性和经济性指标是重点内燃机指示指标：指气缸内的气体对活塞作功后所获得的性能参数。内燃机有效指标：从内燃机输出轴上所获得的性能参数。机械损失：指示指标与有效指标之差。包括运动件的摩擦损失、驱动附属设备（配气机构、喷油泵、机油泵、扫气泵、风扇）等功率消耗。B10寿命：是个产品的工作时间点，产品工作到这个时间点后，预期有10％的产品将会发生故障。一、内燃机性能指标与特性（1）、指示功

Wi（J）：气缸内气体完成一个工作循环时，对活塞所作的功。（2）、平均指示压力pmi（Pa）：在每个工作循环中，单位气缸工作容积所作的指示功。

pmi=Wi/Vh（3）、指示功率Pi（kW）：单位时间内所作的指示功。（4）、指示燃油消耗率bi（g/kW•h）

：单位指示功的耗油量。

bi

=1000B/Pi(B——每小时耗油量,kg/h)1、内燃机的指示指标（1）、有效功率Pe

从输出轴上所获得的功率。（2）、机械效率 有效功率与指示功率之比。（m=Pe/Pi）（3）、输出转矩

Ttq=9550·Pe/n 注：发动机功率的测定（4）、平均有效压力pme

在每个工作循环中，单位气缸工作容积所作的有效功。（5）、有效燃油消耗率be

单位有效功的耗油量。

be=1000B/Pe(B——每小时耗油量,kg/h)2、内燃机的有效指标标定功率及标定转速：在内燃机铭牌上标注的有效功率和相应转速15min功率：在标准环境下，内燃机连续运行15min的最大有效功率；通常作为汽车爬坡功率和军用车辆及快艇的追击功率。1h功率：在标准环境下，内燃机连续运行1h的最大有效功率。可作为船用主机、工程机械和机动车的最大使用功率。12h功率：在标准环境下，内燃机连续运行12h的最大有效功率。可作为工程机械、机车和拖拉机正常使用功率持续功率：在标准环境下，内燃机长期连续运行的最大有效功率。可作为长期连续运转的远洋船舶、发电站、农林排灌内燃机的持续使用功率。

二、内燃机功率标定三、内燃机工况和特性

汽车行驶时，由于车速与行驶阻力不断变化，则发动机的转速和负荷亦相应变化，以适应汽车的需要。随着转速和负荷的改变，发动机工作过程也会发生变化。因此，发动机在不同使用条件下具有不同的动力性与经济性。汽车发动机的运行情况是：转速决定于车速，可从最低稳定转速一直变到最高转速；扭矩取决于行驶阻力，在同一转速下，可由零变到全负荷。只有当发动机发出的扭矩与工作机械消耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速下按一定功率稳定工作。工况：指内燃机的运行情况，以发出的功率Pe（或扭矩Ttq）与转速表示。1、内燃机工况上边界线3为内燃机油量控制机构处于最大位置时，不同转速下内燃机所能发出的最大功率

左侧边界线为内燃机最低稳定工作转速nmin限制线，低于此转速时，由于曲轴飞轮等运动部件储存能量较小，导致转速波动大，内燃机无法稳定右侧边界线为最高转速nmax限制线，受到转速过高所导致的惯性力增大、机械摩擦损失加剧、充量系数下降、工作过程恶化等各种不利因素的限制第—类工况，其特点是内燃机的功率变化时，转速几乎保持不变。该工况又被称为固定式内燃机工况。例如，发电用内燃机，其负荷呈阶跃式突变，并没有一定的规律、然而内燃机的转速必须保持稳定，以保证输送电压和频率的恒定，反映在工况图上就是—条垂直线(图中的曲线1)，称为线工况。灌溉用内燃机，除了起动和过渡工况外，在运行过程中负荷与转速均保持不变，称为点工况(图中的A点)。1）、恒速工况第二类工况，其特点是内燃机的功率与转速接近于幂函数关系，如图中的曲线2示的三次幂函数。当内燃机作为船用主机驱动螺旋桨时，内燃机所发出的功率必须与螺旋桨吸收的功率相等，而吸收功率又取决于螺旋桨转速的高低，且与转速成幂函数关系，这样，内燃机功率就呈现一种十分有规律的变化。该类工况常被称为螺旋桨工况或推进工况，也属于线工况。2）、流体阻力工况第三类工况，其特点是功率与转速都在很大范围内变化，它们之间没有特定的关系。汽车及其他陆地运输用内燃机，都居于这种工况。此时，内燃机的转速决定于行驶速度、可以从最低稳定转速一直变到最高转速；负荷取决于行驶阻力，在同一转速下，可以从零变到全负荷。内燃机可能的工作区域就是该种类型内燃机的实际工作区域，相应的上况区域称为面工况。3）、陆上运输内燃机的主要性能指标随工况而变化的关系。若这种关系以曲线形式表示，则称内燃机特性曲线。2、内燃机特性内燃机的负荷特性：是在内燃机的转速不变的情况下，其它性能参数（主要指经济性能指标）随负荷变化的关系。（车辆以一定的速度沿阻力变化的道路行驶时，必须改变内燃机的油门，调整有效转矩，适应外界阻力矩变化，保持内燃机转速不变。）实际意义：1、负荷特性曲线上可看出不同负荷下的燃油消耗率。2、根据各种转速下的负荷特性，可以绘制万有特性。3、负荷特性是内燃机最基本的特性，容易测定，在内燃机的调试过程中，经常用负荷特性作为性能比较的标准。4、负荷特性给出了在等速情况下，内燃机的负荷与燃油消耗率的关系。1）、负荷特性测试方法负荷特性曲线是在发动机试验台架上测取的。试验时，调整测功器负荷的大小，并相应调整油量调节机构位置，以保持发动机的转速不变，待工况稳定后，依次记录不同负荷下的有关数据，并整理得到性能曲线。柴油机负荷特性曲线变化规律分析:①柴油机增加负荷就意味着增加每循环供油量，所以每小时的耗油量B随负荷增加而增加；②供油量多，放热也多，使排气温度tr随负荷增加而升高；③有效燃油消耗率ge的变化与负荷、耗油量有关。燃油消耗率ge燃油消耗率ge随负荷的变化取决于ηit和ηm。ηit：随负荷增加，每循环供油量△b增加，过量空气系数α减小，燃烧不完全程度增大，使ηit减小。大负荷时，混合气过浓，燃烧恶化，不完全燃烧及补燃增多，使ηit下降更快。ηm：随负荷增加而上升。综上所述，当Pe=0，ηm=0时，ge趋于无穷大。随负荷增加，ηm迅速增加，且远大于ηi的减少，使ge下降很快。当△b到1点位置时，ge最小。此后再增加负荷，由于ηi下降较ηm上升的多，使ge又有所增加。当△b增加到2点时，排气冒黑烟，达到国标规定限值。当△b超过2点时，燃料消耗量增大，排放污染严重，影响发动机寿命，所以，柴油机的最大循环供油量应在标定转速下调整，使烟度不超过允许值。内燃机的速度特性内燃机的油门固定不动，内燃机的功率、转矩、燃烧油消耗率排气温度等参数随转速的变化关系。（司机将油门踏板位置保持不变，由于道路阻力不同，汽车行驶速度将改变，上坡时，速度逐渐降低，下坡进，速度增加。这时，内燃机沿速度特性工作。）内燃机的外特性内燃机的油门放在最大位置时，内燃机的功率、转矩、燃烧油消耗率排气温度等参数随转速的变化关系。它代表了内燃机的最高动力性能。测试方法：速度特性试验台架上测出。测量时，将油量调节机构位置固定不动，调整测功器负荷，转速改变，记录有关数据并整理绘制出曲线，一般是以发动机转速作为横坐标。2）、速度特性1．扭矩曲线变化趋势随着转速n的增加，扭距Ttq逐渐增大，出现最大扭距Ttqmax后逐渐下降，且下降程度越来越大。曲线呈上凸形状。速度特性—外特性1．扭矩曲线变化趋势柴油机扭矩曲线的变化趋势，很大程度上决定于每循环供油量随转速变化的情况。由式可见，柴油机扭距随转速的变化趋势决定于ηit、ηm、△b随转速n变化的趋势。速度特性—外特性2．功率曲线变化趋势在一定n范围内，功率Pe几乎与转速n成正比增加。速度特性—外特性3．燃油消耗率曲线变化趋势由于柴油机压缩比高，ηi较高，曲线比汽油机的平坦，最低耗油率值比汽油机相应值低。当ηi、ηm达到最大值时，出现bmin值。速度特性—部分负荷速度特性

随油量调节机构位置调小油量时，循环供油量减小，使部分负荷的Pe、Ttq值低于外特性。但随着负荷减小，循环供油量随转速的变化趋势基本不变，使部分负荷速度特性的变化趋势同外特性相似，所以柴油机的部分负荷速度性的Pe、Ttq曲线是随负荷的减小，大致平行下降。耗油率曲线的变化趋势基本同外特性。当负荷为75%左右时，曲线位置最低3、扭矩特性1.扭距储备系数要充分表明发动机的动力性能，除给出标定功率及其相应的转速外，还要同时考虑发动机的扭矩特性，从而引入扭距储备系数μ和适应性系数K的概念。式中Ttqmax—外特性曲线上的最大扭矩

Ttq—标定工况下的扭矩分析：μ或K值大，表明两扭矩之差值大，即随转速的降低，扭矩Ttq增大越快，从而在不换档的情况下，爬坡能力、克服短期超负荷的能力越强。式中nB——标定工况转速；

ntq——最大扭矩转速最大扭矩转速ntq越低，φn越大，车辆在不换挡的情况下，发动机克服阻力增加的潜力越强。

一般，汽油机φn=1.15~2.0，柴油机φn=1.5~2.0。2.转速存储设备系数φn转速存储设备系数是标定工况时的转速与最大扭距转速的比值。4、万有特性负荷特性和速度特性只能用来表示某一转速或某一油量控制机构位置时，内燃机各种参数的变化规律，而内燃机特别是车用内燃机的工况变化范围很广，要分析各种工况下的性能，就需要多张负荷特性或速度特性图，这样既不方便，也不直观。为了能在一张图上较全面地表示内燃机各种性能参数的变化，经常应用多参数的特性曲线，这种特性就是万有特性。万有特性曲线一般是以转速n为横坐标，以负荷(功率、扭矩)为纵坐标。在图上绘出若干条等油耗曲线和等功率曲线。应用：在万有特性图上，最内层的等燃油消耗率曲线相当于内燃机运转的最经济区域，等值曲线越向外，经济性越差。等燃油消耗率曲线的形状与位置对内燃机的实际使用经济性能有重要的影响。如果该曲线的形状在横向上较长，则表示内燃机在负荷变化不大而转速变化较大的情况下工作时，燃油消耗率变化较小。如果曲线形状在纵向较长，则表示内燃机在负荷变化较大而转速变化不大的情况下工作时，油耗率变化较小。对于汽车用内燃机，最经济区域应大致在万有特性的中间位置，这样常用转速和负荷就可以落在最经济区域内，并希望等燃油梢耗率曲线在横向较长。对于拖拉机以及工程机械用内燃机，其转速变化范围较小而负荷变化范围较大，最经济区域应在标定转速附近，并沿纵向较长。4E经济油耗区覆盖了50～90km/h以上车速工况，4DF仅覆盖50～70km/h车速工况4DF3-16E3F4E160-33万有特性应用通过整车匹配计算，得出某一档位的运行曲线，通过万有特性曲线曲线分析整车的匹配合理性。第三部分发动机与汽车的动力性匹配汽车的动力性是指汽车在良好的路面上直线行驶时，由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。1、汽车最高车速Vamax

汽车最高车速是指汽车在水平、良好的路面（混凝土或沥青）上能达到的最高行驶速度。2、汽车的加速时间t

汽车的加速时间表示汽车的加速能力，它对平均行驶车速有很大的影响。汽车通常用原地起步加速时间与超车加速时间来衡量加速能力。3、汽车的最大爬坡度imax

最大爬坡度是表示汽车满载并在良好的路面上的上坡能力，即汽车在最低档时的最大爬坡度。一、汽车的动力性能指标汽车的整车性能与发动机性能之间既有联系，又有区别，传动系是联系和协调这两者的纽带。传动系参数在一定程度上可以弥补发动机特性在牵引特性方面的不足。在汽车工况一定的条件下，不同的传动系参数将对应不同的发动机工况；相反，发动机工况一定时，传动系参数不同，汽车的运行工况也就不同。因此，传动系参数不仅对汽车的牵引动力性能，而且对经济性能都具有重大影响。

汽车的性能参数（动力性、燃油经济性）与发动机性能参数之间存在下列基本关系：

1、汽车的车速与传动系速比、发动机转速之间的关系

2、汽车匀速行驶时所需的牵引力

3、汽车车速、牵引力与所需发动机功率之间的关系（II）平均有效压力：（MPa）

由（Ⅱ）式可知，牵引力Ft和车速Va是沟通汽车运行参数与发动机工况的桥梁，所有的匹配计算分析都是以汽车的牵引特性Ft—Va为基础的。二、动力传动系统主要性能参数的选择1、发动机最大功率的选择：依据最高车速货车：最高车速及加速性要求低，估算时，可忽略空气阻力：2、最小传动比的选择：最小传动比=最高档位，汽车常用工况。汽车总传动比：最高挡为超速挡iKmin时，最高档在选择iKmin时，主要考虑两方面因数：1）

最高挡爬坡能力和加速能力具有足够的最高挡最大动力因数：2)从整车匹配观点确定最高变速比；根据路况选定io和轮胎半径r后，使最高档行驶于平路时的牵引功率曲线与E/G外特性曲线交于额定功率点。

3）最大传动比的选择最大传动比是根据汽车最大爬坡度、附着力和最低稳定车速来确定。确定最大传动比的三种方法：其中取最小iI值1)根据最大爬坡度确定变速器第一档速比。爬坡时，忽略空气阻力，最大牵引力为：

最大坡度角2)根据驱动轮与路面附着力确定第一档速比:

车行驶时驱动轮不打滑条件：驱动力≤附着力=0.5~0.6，道路附着系数，N:驱动轮垂直反力。3)根据最低稳定车速确定第一档速比:

松软路面上轮胎对地面的附着力最低车速amin

(4）变速器各档传动比的确定变速器最高档和最低档确定后，中间各档位初步可按几何级数公比法确定：几何公比，挡位数k(5）轮胎的选择主要考虑轮胎负荷系数=轮胎承受的最大静负荷与额定负荷之比。取0.9~1.0。高速型取下限，车速低时取偏大的值，但不能大于1.2。第四部分发动机与汽车的经济性匹配一、发动机与汽车的经济性匹配分析

在分析发动机与汽车的经济性匹配时，以汽车的万有特性图作为分析的工具。在汽车的万有特性图上，分别作出了发动机的万有特性和汽车的行驶阻力特性（各档位的车速-发动机转速对应线，各档位的行驶阻力线），以及等百公里油耗线等。发动机与汽车的经济性匹配原则：1、

汽车万有特性曲线上要求直接档或超速档的常用道路阻力曲线接近发动机的低油耗区，且范围要大。2、

在汽车行驶时，一般尽量使用高档，在高档不能行驶的情况下才换入低档。

式中：K—常数F—行驶阻力F=Ff+Fw因此，汽车等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行驶阻力与发动机燃油消耗率，反比于传动系机械效率。发动机的燃油消耗率一方面取决于发动机的种类、设计制造水平，另一方面又与汽车行驶时发动机的负荷率有关，从发动机万有特性图可知，发动机负荷率低时be值显著增大。或二、影响汽车燃油经济性的因素汽车等速百公里燃油消耗量为：

下面分别从使用与汽车结构两个方面讨论影响汽车燃油经济性的因素，从而可以看出提高燃油经济性的一些途径。1、使用方面1）行驶车速由汽车的的万有特性图可以看出，汽车等速油耗在接近于低速的中等车速时最低，高速时随车速的增加而迅速增加，这是由于在高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力却加大很多，从而导致百公里油耗的增加。

2）档位选择在一定道路上，汽车用不同排档行驶，燃油消耗量是不一样的，显然在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但档位越低，后备功率越大，发动机的负荷率越低，燃油消耗率越高，百公里燃油消耗量就越大，而使用高档时的情形相反，所以一般尽可能用高档行驶。最经济的驾驶方法是：高档行驶可能性未用尽以前，不应换入低档。如图中1点使用4挡的油耗（12.5kg/100km）比2点使用3挡油耗（17kg/100km）低很多。图9-2

3）挂车的应用运输企业中普通拖带挂车（长车），这是提高运输生产率和降低成本，包括降低油耗的一项有效措施。拖带挂车后，虽然汽车总的油耗量增加，但由于载重量增加，分摊到每吨货物上的燃油消耗量（吨百公里油耗）却下降了。拖带挂车后节省燃油的原因有两个方面：一是带挂车后阻力增加，发动机负荷率增加，有效油耗率be下降，另一方面是汽车列车的重量利用系数（即装载重量与自重之比）较大，在汽车总重一定的条件下，汽车的油耗也是一定的，若能增大重量利用系数，则同一总重的汽车能装载的货物重量增加，因而运送单位重量货物所费的燃料便下降，即100km/t的油耗便要低些。由于挂车的结构简单，自重轻，所以汽车列车的重利用系数比单车大。

4）正确的调整与保养汽车的调整与保养会影响到发动机的性能与汽车行驶阻力，所以对百公里油耗有相当大的影响。汽车底盘的技术状况影响到汽车的行驶阻力，也就对使用油耗产生直接的影响，汽车底盘的保养与调整应保证汽车的前轮定位正确，制动器摩擦片与制动鼓有正确间隙，轮胎气压正常，各相对运动零部件滑磨表面光滑、间隙恰当并有充分的润滑油，此时底盘的行驶阻力会减小，汽车的滑行距离增加，相应使用油耗也会降低。

2、汽车结构方面为了节省燃油，一方面依靠运输企业正确地使用车辆，但更重要的是制造厂应提供省油的汽车，因此，当前世界各国都把提高燃油经济性作为汽车发展与科研中的重大课题。下面分别论述发动机、传动系、汽车外形、轮胎等与汽车燃油经济性的关系。

1）发动机为了节省能源，控制排气污染，近年来对于汽车用发动机进行了多方面的研究，由目前情况来看，最现实的途径是在现有发动机的基础上，改进现有通用的发动机的经济性。

2）传动系传动系对燃油消耗的影响，取决于其传动效率、档数和传动比。传动效率越高，损失于传动系的能量越少，汽车的燃油经济性也就越好。

传动系的档位增多后，增加了选用合适档位使发动机处于经济工作状况的机会，有利于提高燃油经济性（在同样的车速下，采用不同的排挡行驶时，发动机的转速和负荷率都不一样，因而有效油耗率也不一样）。但档位过多，会使传动系过于复杂，而且也不便于操作选用。档数无限的无级变速器，在任何行驶条件下提供了使发动机在最经济工况下工作的可能性，若无级变速器始终能维持较高的机械效率，则汽车的燃油经济性将显著地提高。现有的无级变速器多数为液力变矩器（液力变扭器），由于液力（自身能量损失大）变矩器的传动效率低，汽车装用自动液力变扭器以后，燃油经济性有所下降，但由于它操纵简便，乘坐舒适性好等优点而在高级小客车上得到广泛的应用。

3）车重车重影响到滚动阻力、上坡阻力与加速阻力，因此影响汽车的燃油经济性。载重汽车中“重量利用系数”越大，则制造中的消耗材料少，且运输中的油耗与成本都将降低，对于轿车、也是越重越费油，又大又重的豪华型轿车比小而轻的轻型或微型汽车的油耗几乎要高3～5倍。因此，广泛采用轻型微型轿车可以说是节约燃料的有效措施。

4）汽车外形与轮胎高速行驶时的空气阻力成为汽车行驶阻力的主要部分。装有导流板的货车，在高速行驶时，可减小空气阻力20%，节油（4~10%）。因此，汽车的流线型设计对改善高速汽车燃油经济性有重要意义。轮胎对燃料经济性的影响，主要表现在轮胎的滚动阻力、附着性能、振动，花纹噪声等所引起的能量损失，在轮胎结构上，目前公认子午线轮胎的综合性能最好，与一般斜交轮胎相比，可节油6%~8%。

第五部分整车模拟计算及应用模块化的计算软件将汽车模型常用的分成几大模块，分别是汽车模块、发动机模块（一个动力源）、离合器模块、变速箱模块、主减速器和差速器模块、制动器模块、轮胎模块、驾驶室模块和显示器模块、风扇模块（附件模块）。模型的搭建模型参数的选定及输入。准备工作1、整车参数表。2、发动机万有特性数据。计算方法

例：某4×2载货车配4DF3-14E3F计算在工作区搭建整车模型并建立DataBus总线信号连接，输入整车配置参数进入计算中心进行计算在message中计算结果的查看整车基本参数：项目数值备注1.整车参数

整车型号

XW6123CA主要用途

公路客车

主要使用道路√高速□国、省道□市区□城郊

常用车速（km/h）

90-100

整备质量(kg)

12900

满载质量(kg)17700

长×宽×高(mm×mm×mm)

12000*2550*3960

迎风面积(㎡)

9.4

风阻系数

0.7

前后轴距(mm)

6300

前/后轮距(mm)

2053/1860

2.附件消耗功率

是否需要空调带

应用：西沃12米公路车整车动力性和经济性优化3.变速箱参数

型号/生产厂家

6DS150TB/法士特

输入扭距(Nm)

1500

各个档位传动比

6.81/3.97/2.40/1.51/1/0.81

各个档位传动效率(%)

0.94

5.主减速器参数

型号/生产厂家广西方盛

传动比

3.909/3.545

传动效率(%)

0.95

6.轮胎参数

轮胎生产厂家、型号(前/后)米其林295/80R22.5

动态滚动半径（mm）(前/后)

505

9.整车设计

初速度为50(km/h)时的空挡滑行时间(s)/距离(m)(设计目标)

最高车速（km/h）(设计目标)

125

最大爬坡度（%）(设计目标)

20

(1)、优化发动机性能，提升发动机中低速性能(2)、整车动力总成优化选型：发动机35E3-原35E3-新WP10.336N+35E3-新35E3-新变速箱法士特6DS150TB法士特6DS150TB法士特6DS150TB法士特6DS150TB綦江S6-150主减速比3.9093.5453.5453.5453.545档位车速等速油耗（L/100km）次高档70km/h14.9814.6315.0814.6314.6380km/h17.1816.617.3716.616.690km/h19.5718.9420.1418.9418.94100km/h22.9221.7224.221.7221.72最高档70km/h13.9413.713.9613.713.780km/h15.8515.6315.9415.6315.6390km/h18.0817.6918.2217.6917.69100km/h20.6420.2621.1820.2620.26110km/h23.6723.1524.6623.1523.15混合工况

20.67

19.23

19.87

19.73

19.7经济性计算对比：发动机的运行区域对比图：

6DS150TB+3.909配置

6DS150TB+3.545配置

发动机35E3-原35E3-新WP10.336N35E3-新变速箱法士特6DS150TB法士特6DS150TB法士特6DS150TB綦江S6-150主减速比3.9093.5453.5453.545最大爬坡度%46.4136.5436.5437.94最高车速（km/h）131.75142.05131.49142.05以初速度50km/h时空档滑行时间/距离[s]/[m]248.34/1624.61248.34/1624.61248.34/16