第三章汽车使用 经济性
第三章 汽车使用 经济性
§3-1汽车燃料经济性及合理使用 汽车燃料经济性的评价指标 定义:汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作的能力。 指标:单位行程的燃料消耗量1/10km 单位运输工作的燃料消耗量1/100t·km 平均运行消耗特性,Q(/100km)—有效载荷量 反映:车型,道路,交通,装载,气候。 汽车燃料经济性的试验方法 不控制的道路试验 2.控制的道路试验 3.道路循环试验 4.汽车测功机 控制因素:道路、气候、交通状况、驾驶技术
一、汽车燃料经济性的评价指标 定义：汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作的能力。 指标：单位行程的燃料消耗量 /100km 单位运输工作的燃料消耗量 /100t·km 平均运行消耗特性， ——有效载荷量 反映：车型，道路，交通，装载，气候。 二、汽车燃料经济性的试验方法 1．不控制的道路试验 2．控制的道路试验 3．道路循环试验 4．汽车测功机 控制因素：道路、气候、交通状况、驾驶技术 §3-1 汽车燃料经济性及合理使用 Q(l /100km) l l
1.不控制的道路试验 六工况循环参微丧 例汽车运行油耗 工况行程 时间繁计时间车速 ka/h 操作说明 时间长: 进人试验路段,启动浼量计和计时器 消耗大:样本大、时间.2228定速如A,行驶 6,7 以0,25m/s3匀加速 长、距离长 IlI 22.5 等速行驶250m 数据不准:样本 53 以0,2m/匀加速 等速行驶250m 2.控制的道路试验 1074 19.3 97.6 25 以-0.36m/匀减速至25km/h,关闭流量计,记录 量和时间 例海南试验场 3.道路循环试验 例多工况循环试验:中国六 工况 1074 等速百公里油耗:优点为 重复性好、时间少、消耗低 六工况测试循环图 4.汽车测功机 例转鼓试验台 优点:①条件控制,数据准确、方便;②不受气候条件限制 ③可测多个参数如排放; ④质量法、体积法均可。 缺点:①空气阻力、滚动阻力是模拟的:②惯性力也不精确; ③冷却条件不一样
1．不控制的道路试验 例 汽车运行油耗： 时间长： 消耗大：样本大、 时间 长、距离长 数据不准：样本 2．控制的道路试验 例 海南试验场 3．道路循环试验 例 多工况循环试验：中国六 工况 等速百公里油耗：优点为 重复性好、时间少、消耗低。 4．汽车测功机 例 转鼓试验台 优点： ①条件控制，数据准确、方便； ②不受气候条件限制； ③可测多个参数如排放； ④质量法、体积法均可。 缺点： ①空气阻力、滚动阻力是模拟的； ②惯性力也不精确； ③冷却条件不一样
汽车燃料经济性的计算方法 1.等速行驶工况燃油消耗量的计算 已知:万有特性n~、P→8。,阻力功率mn(P+P) 8 3672rm/s(单位时间油耗) 式中:P 发动机功率,kw; 燃料消耗率,g/kwh 燃料重度,汽油为6.96~7.15,柴油为7.94~8.13 整个Q-10~?影110km m 百公里油耗Q 1.02Jr 2.加速行驶油耗的计算 & -V+cDA.v2 7r(3600 76140 3600dt KW 按1km/h一个积分小区,每一时刻的单位油耗:Q=3672 起升1km/h的时间 1 各小区的起始油耗Q=1(Qn+Q)M全部加速过程Q=∑2=2+g2+g
三、汽车燃料经济性的计算方法 1．等速行驶工况燃油消耗量的计算 已知：万有特性 ， 阻力功率 ml/s（单位时间油耗） 式中： ——发动机功率，kw； ——燃料消耗率，g/kw.h； ——燃料重度， 汽油为6.96 ~ 7.15， 柴油为7.94～8.13 ，N/L。 整个 百公里油耗 /100km 2．加速行驶油耗的计算 kw 按1km/h一个积分小区，每一时刻的单位油耗： 起升1km/h的时间 s 各小区的起始油耗 全部加速过程 n P e g ( ) 1 m Pf + Pw r Pg Q e t 367.2 = P e g r V r P g S Q a e = 1.02 ml V r P g Q a e s 1.02 . = l + = + a a D a s T V dt m dv V C A V V G P 3600 76140 3600 1 2 r Pg Q e t 367.2 = dt dv t s 3.6 1 = Q Q Q t t = ( t + t ) 2 1 0 1 = = = + + n i Qw Qi Q Q Q 1 1 2 3
3.等减速油耗的计算 减速时,油门关闭,并轻轻刹车,此时是怠速油耗量与减速时间乘积 其中Q,为怠速油耗率(m/s)r2_2 减速区段内的行驶距离:S4=-2a3m 25.92 4.怠速停车时的油耗 dt 已知:怠速停车时间为t Oid=o 5.整个循环工况百公里油耗量 如中国的六工况循环: ∑( 1001/100k S 式中:ΣQ—各过程油耗之和,ml; 整个循环的行驶距离,m 汽车油耗方程式 ge 2 l/100k1 367217y 21.15 g
3．等减速油耗的计算 减速时，油门关闭，并轻轻刹车，此时是怠速油耗量与减速时间乘积。 其中 为怠速油耗率（ml/s）。 减速区段内的行驶距离： m 4．怠速停车时的油耗 已知：怠速停车时间为 则 5．整个循环工况百公里油耗量 如中国的六工况循环： 式中： ——各过程油耗之和 ， ； ——整个循环的行驶距离，m。 汽车油耗方程式 dt dv v v Q Q t Q a a a d i i 3.6 2 − 3 = = Qi dt dv V V S a a a d 25.92 2 3 2 2 − = s t id i s Q = Q t .100 s Q Qs = l /100km Q s ml ) /100km 21.15 ( 3672 2 l dt dv g G V C A G g Q a D a T e = + +
四、在使用条件下燃料消耗量的计算方法 (一)图解分析法 第一象限q-L D F-Fr F+f D 第二象限D-V求 第三象限Q-V求Q 第四象限Q-L求Q (二)分析计算法 汽油机: g=a+6. p mg (1) 式中:q 每循环升的油耗,mg P。=0时的q b P增加时的油耗增长率; 平均有效压力,kPa。 Pp1·n he10-3 kw (2) 30z M=9549-2Nm (3) M.=9549 10-Nm (4) 30z
四、在使用条件下燃料消耗量的计算方法 （一）图解分析法 第一象限 第二象限 求 第三象限 求 第四象限 求 − L G F f G F F D w f i t + = − = D D −Va Va Q −Va Q Q − L Qs （二）分析计算法 汽油机： mg/l （1） 式中： ——每循环升的油耗，mg/l ； —— 时的 ； —— 增加时的油耗增长率； ——平均有效压力，kPa。 ∵ （2） N.m （3） ∴ N.m （4） q a b Pe = + . q a Pe = 0 q b Pe Pe 10 kw 30 −3 = e h e e PV n N e e e n N M = 9549 3 .10 30 9549. − = e h e PV M
又∵驱动轮扭矩与道路阻力相等(M。=M,) 匀速行驶 9549 D q 30r 21.15 当T=4时 P=12.57 (Go+ , nT 21.15 kPa (5) br 将(5)代入(1),q=a+12.57 D.A. a) mg Zko nT 21.15 又因一个发动机排量相当曲轴转两周:g=Sy2.2rm q q 10 换成l/100km即Q= 1/100km 2·2xr·y10012.82.r.y 将(5)代入(6) Q=A+B(G·9+D,V2) 21.15 式中: A=0.08 B≈ 分析:第一项——变速器速比 第二项——装载质量 第三项—车速
又 ∵ 驱动轮扭矩与道路阻力相等（ ） 匀速行驶： ∴ 当 时 kPa （5） 将（5）代入（1）， mg/l 又因一个发动机排量相当曲轴转两周： 换成 即 l /100km (6) 将（5）代入（6） 式中： 分析：第一项——变速器速比 第二项——装载质量 第三项——车速 Me = Mt ) 21.15 10 ( 30 9549 2 0 3 a D k T e h V C A G i i PV r + = − = 4 ) 21.15 12.57 ( 2 0 a D k h T e V C A G i i V r P = + ) 21.15 . . ( . . . 12.57 2 0 D a k T C AV G i i b r q = a + + ml/m 2 2 . . 0 = = r q V i i S q V Q h h k l /100km = = r i i V q r qV i i Q h k k h 10 12.82 10 2 2 . 0 6 5 0 ) 21.15 ( 2 a D V C A Q = A+ B G + r a i i V A k 0 h 0.08 = T b B
(三)定额计算法 o=2g,+ g y ,gAGS.K, K, Km, I 1(100 式中qa:汽车空驶基本油耗,l/100km; qb:货物周转量的基本附加油耗,l/100t·km qe:整备质量变化的基本附加油耗,l/100t·km; S:该运行条件的行驶里程,km; :该运行条件的载质量,t ΔG:整备质量增量,t K,:该运行条件下的气温修正系数; K,:该运行条件下的道路修正系数; K:该运行条件下的海拔修正系数 汽车运行燃料消耗量》GB4353-84 五、影响汽车燃油经济性的因素 汽车等速百公里燃料消耗量:Q,=8 1.02 或 g 7 F为行驶阻力,8εe为油耗率,C为常数 Q3与F、82成正比,与7成反比
（三）定额计算法 式中 ：汽车空驶基本油耗， /100km； ：货物周转量的基本附加油耗， ； ：整备质量变化的基本附加油耗， ； ：该运行条件的行驶里程，km； ：该运行条件的载质量，t； ：整备质量增量，t； ：该运行条件下的气温修正系数； ：该运行条件下的道路修正系数； ：该运行条件下的海拔修正系数。 《汽车运行燃料消耗量》GB4353-84 = = + + n i t i r i hi a i b i c i K K K q S q w S q GS Q 1 100 100 100 l l l /100t km l /100t km qa b q c q i S wi G Kt Kr Kh 五、影响汽车燃油经济性的因素 ∵ 汽车等速百公里燃料消耗量： 或 为行驶阻力， 为油耗率， 为常数。 ∴ 与 、 成正比，与 成反比。 a e s V Pg Q 1.02 = T e s C F g Q = F ge c Qs F ge T
六、发动机方面对燃油经济性的影响 1.发动机负荷率 负荷特性:发动杋不同转速下,不同功率或负荷率与有效燃油消耗率的曲线 ←(g/ph) ge(/psh) 400 200 Pe(PS) 員荷率% 例如BJ212n=2000转/分 负荷率2030405060708090100 g 680490401367320313292285340 g增长231711401251211010210019
六、发动机方面对燃油经济性的影响 1．发动机负荷率 负荷特性：发动机不同转速下，不同功率或负荷率与有效燃油消耗率的曲线。 例如 BJ212 n=2000转/分 负荷率 20 30 40 50 60 70 80 90 100 680 490 401 367 320 313 292 285 340 增长 238 171 140 125 112 110 102 100 119 e g e g
试验表明:一般汽车在平路上以常用速度行驶,只能利用到转速最大功率的 50~60%,只等于发动机最大功率的20%左右。 1).不安装大发动机——混合动力、发电机、电瓶 2).使用中提高负荷率——拖挂运输 2.结构改进 a、增压 b、进排气系统 C、采用稀混合气 d、化油器θ、电子计算机对发动机的最佳控制f、闭缸节油 3.发动机种类 广泛采用柴油机。试验证明,柴油机轿车比汽油机轿车省油18%左右,载 重汽车采用柴油机油耗量比汽油车下降30%左右。 例如西德2~5t货车中95%为柴油 日本2~5货车中90%为柴油 七、汽车方面 1.缩小尺寸、减轻重量 又大又重的豪华车(有的达2t)比小而轻的微型车(只有500kg上下)的 油耗几乎高3~5倍。 原因: F 轿车质量若能减少10%,油耗可减少3~4%(按1/3欧洲或美国循环计) 因此材料中铝、塑料↑。 1990年:美22%,日15%
试验表明：一般汽车在平路上以常用速度行驶，只能利用到转速最大功率的 50～60%，只等于发动机最大功率的20%左右。 ∴ 1)．不安装大发动机——混合动力、发电机、电瓶 2)．使用中提高负荷率——拖挂运输 2．结构改进 a、增压 b、进排气系统 c、采用稀混合气 d、化油器 e、电子计算机对发动机的最佳控制 f、闭缸节油 3．发动机种类 广泛采用柴油机。试验证明，柴油机轿车比汽油机轿车省油18%左右，载 重汽车采用柴油机油耗量比汽油车下降30%左右。 例如 西德 2～5t货车中95%为柴油 日本 2～5t货车中90%为柴油 七、汽车方面 1．缩小尺寸、减轻重量 又大又重的豪华车（有的达2.7t）比小而轻的微型车（只有500kg上下）的 油 耗几乎高3～5倍。 原因： ↑ ↑ ↑ ↑ ↓ 轿车质量若能减少10%，油耗可减少3～4%（按1/3欧洲或美国循环计）。 因此材料中铝、塑料↑。 1990年：美22%，日15% Ff Fw Fi Fj U