汽车运用工程PPT课件第三章

第三章第三章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 汽车的燃油经济性是指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力。在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。提高汽车的燃油经济性，可以节约石油资源，减轻国家对进口石油的依赖性。此外，由于汽车运输的油耗占汽车运输成本的20%以上，因此节约燃油就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。同时，减少燃油消耗可以降低发动机所排出的有害气体的量和排放量，是保护环境的重要措施。本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录前章结尾回目录本章结尾前章结尾回目录 第三章 汽车的燃油经济性 1第三章第三章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 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 影响汽车燃料经济性的结构因素影响汽车燃料经济性的结构因素第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验第三章 汽车的燃油经济性 第一节 汽车燃油经济性的评价指标2 汽车的燃油经济性常用汽车在一定工况下行驶某一单位行程的燃油消耗量或汽车在一定工况下完成某一单位运输工作量的燃油消耗量评价。其数值越小，汽车燃油经济性越好。我国燃油经济性的评价指标：l百公里燃油消耗量 （L/100km），即行驶100km所消耗燃油的升数；l百吨公里（千人公里）燃油消耗量（L/100tkm或L/1000人km），即完成100tkm（1000人km）运输工作量所消耗燃油的升数。汽车的燃油经济性也可用消耗某一单位量燃油所能行驶的里程作为评价指标，称为汽车经济性因数。美国汽车燃油经济性指标为：MPG或mile/usgal，即每加仑燃油所能行驶的英里数。汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃油消耗量的影响很大载荷和道路条件对汽车燃油消耗量的影响很大。因此，可采用平均燃油运行消耗特性，即：不同道路条件下，单位行程燃油消耗量Q（L/100km）与汽车有效载荷 （t）之间的关系曲线。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 汽车的燃油经济性常用汽车在一定工况下行驶某一单位3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 在汽车设计与开发工作中，常需要在样车制成前，根据发动机台架试验得到的特性曲线和汽车的功率平衡图，估算汽车的燃油经济性。以作为汽车结构参数选择的依据。一、汽车燃油消耗方程式 发动机每小时燃料消耗量式中：发动机有效油耗率发动机有效功率第二节 汽车燃油经济性的计算 在汽车设计与开发工作中，常需4（kg/h）与汽车百公里耗油量（L/100km）的关系为：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 式中：燃油密度，kg/L；汽车行驶速度，km/h。燃油密度汽车行驶速度根据以上二式得：（kg/h）与汽车百公里耗油量 （L/100km）的关5 发动机有效功率可根据汽车的功率平衡方程式求出：其中：l滚动阻力功率：l坡度阻力功率：令 ，称为道路阻力系数。则道路阻力功率为：l 空气阻力功率：l 加速阻力功率：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 发动机有效功率可根据汽车的功率平衡方程式求出：第二6 由此得发动机输出有效功率 （kW）为：汽车的燃油消耗量（L/100km）与发动机的有效油耗率、汽车结构参数、汽车行驶的道路条件、汽车运动状况等影响因素间的关系，称为汽车燃油消耗方程式。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 由此得发动机输出有效功率 （kW）为：7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二、汽车等速百公里燃油消耗量的计算 汽车等速百公里燃油消耗量指汽车在一定的载荷下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100 km的燃油消耗量，是汽车燃油经济性的常用评价指标 发动机负荷特性、汽车的功率平衡图和汽车燃油消耗方程式是求解汽车等速百公里燃油消耗量的依据 汽车等速行驶时，加速阻力功率为零，燃油消耗量（L/100km）为。第二节 汽车燃油经济性的计算二、汽车等速百公里燃油消耗量的8 负荷特性曲线给出了在发动机某一转速时，不同有效输出功率或负荷率U下的有效油耗率。负荷率指在某一相同转速下节气门部分打开时发动机发出的功率与节气门全开时发出的功率之比。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 负荷特性曲线给出了在发动机某一转速时，不同9 在初步确定了汽车结构参数、汽车行驶的道路条件等影响因素的前题下，可绘出汽车的功率平衡图和汽车车速（km/h）与发动机转速（r/min）的关系图。据此可得到汽车以给定车速行驶时的发动机转速、输出功率（kW）或负荷率U（%）。负荷率U为：式中：某转速下节气门部分打开时发动机发出的功率，kW；某转速下节气门全开时发动机发出的功率，kW。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 在初步确定了汽车结构参数、汽车行驶的道路条件等影10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等速百公里燃油消耗量曲线 若用同样方法，依次求出每隔l0km/h速度间隔的若干个车速下的等速百公里燃油消耗，从而在-坐标系中得到若干个点，连接各点即可绘出该车在给定条件下的等速百公里燃油消耗量曲线。即可用于评价该车在给定条件下的燃油经济性。第二节 汽车燃油经济性的计算等速百公里燃油 若11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求出不同道路阻力系数下的等速百公里燃油消耗量曲线或不同挡位下的等速百公里燃油消耗量曲线，则可据此评价道路条件变化或汽车某结构参数（如挡位）的变化对汽车燃油经济性的影响不同道路阻力的等速百公里油耗曲线 第二节 汽车燃油经济性的计算求出不同道路阻力系数下的等速百12 反映不同类型汽车在各种不同使用条件下的运行循环有多种，但均由匀速行驶、加速行驶、减速行驶、停车、怠速等运行状况构成。因此，要计算汽车循环工况百公里燃油消耗量，必须进行匀速、加速、减速以及停车、怠速工况的耗油量计算。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三、汽车循环工况百公里燃油消耗量计算 反映不同类型汽车在各种不同使用条件下的运行循环有多131.汽车匀速行驶工况燃油消耗量 对于运行循环中汽车以匀速工况行驶的各个阶段，可根据以上介绍的方法,求出各匀速阶段的等速百公里燃油消耗量 、（L/100km），而后根据各个阶段的长度 、（100km），求出各个匀速行驶阶段的燃油消耗量 、（L）。显然：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1.汽车匀速行驶工况燃油消耗量第二节 汽车燃油经济性的计14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2.加速行驶工况燃油消耗量等加速汽车等加速行驶工况燃油消耗量为其中：，称为道路阻力系数；，称为当量道路阻力系数。比较可见，汽车以等加速度在道路阻力系数为的道路上行驶时的燃油经济性，可以用汽车在道路阻力系数为的道路上稳定行驶时的燃油经济性近似表示。第二节 汽车燃油经济性的计算2.加速行驶工况燃油消耗量 15 在汽车加速过程中，汽车的行驶速度是不断变化的。因此，如计算汽车以 的等加速度使汽车速度从 上升到 的过程中的燃油消耗量时，可以按速度每增长 （km/h），把汽车的整个加速过程分为n个小区间 、，每个加速区间的持续时间 （s）为：在每个小区间中汽车的行驶速度可以近似用车速的平均值代表。同时，由等加速度时的当量道路阻力系数和车速，通过功率平衡图和发动机负荷特性可得车速在每一小区间内发动机稳定工作时的有效油耗率，显然区间划分越细计算结果的近似程度越好。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 在汽车加速过程中，汽车的行驶速度是不断变化的。因16 这样，车速从 上升到 的小区间 的燃油消耗量 （L/100km）和绝对油耗量 （L）分别为：整个等加速过程所消耗的燃油量 （L）为：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 这样，车速从 上升到 的小区17 2）不等加速行驶工况燃油消耗量 不等加速行驶工况的燃油消耗量计算方法与以上介绍的等加速行驶工况的燃油消耗量计算方法类似。其主要区别在于：等加速行驶工况时，各个加速小区间的当量道路阻力系数相同，即：；而在不等加速行驶工况时，不同加速小区间的当量道路阻力系数不相同，即：。因此，为求解不等加速行驶工况的燃油消耗量，首先要解决的问题是各个加速小区间的当量道路阻力系数。设各加速小区间 的速度变化为 （km/h），则该小区间的加速度可以用平均加速度 （）表示。即：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 2）不等加速行驶工况燃油消耗量第二节 汽车燃油经济18 汽车在道路阻力系数为 的道路上加速行驶时，加速小区间的当量道路阻力系数为：据此，用同样的方法，可求出车速从 上升到 的小区间 的燃油消耗量 （L/100km）和绝对油耗量 （L）。各个小区间的绝对油耗量相加，即可得到整个加速过程所消耗的燃油量。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 汽车在道路阻力系数为 的道路上加速行驶时19 3怠速停车时的燃油消耗量 若在汽车运行循环中怠速停车的时间为 （h），则怠速停车时的燃油消耗量 （L）为：式中：怠速燃油消耗率，L/h。4减速行驶工况的燃油消耗量 减速行驶时，节气门松开（关至最小位置），并进行轻微制动，发动机处于强制怠速状态，其油耗量即为正常怠速油耗。所以，减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间 （h）与怠速油耗率 之积。即：5整个循环工况的燃油消耗量 对于由等速、加速、减速、怠速停车等行驶工况构成的汽车运行循环，其整个运行循环的平均百公里燃油消耗量（L/100km）为：式中：所有过程的绝对油耗量（L）；S整个循环的行驶距离（km）。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 3怠速停车时的燃油消耗量第二节 汽车燃油经济性20 计算某一具体运行条件下的汽车燃油消耗量时可采用定额计算法。汽车在某一具体条件下运行时，其燃油消耗量的影响因素较以上理论计算时所考虑的因素多得多。除汽车的结构因素和技术状况外，道路条件、交通情况、载荷状况、运输距离、环境条件（如气温、风、雨、雾等）及驾驶水平等，都对汽车的燃油消耗量有很大影响。l对于道路、载荷、气温、海拔高度等，因其影响较大且可等级化和数量化，因此作为参数将其综合在燃油消耗量计算公式中考虑；l交通因素将在道路分类中予以考虑；l而汽车技术状况、驾驶水平等因素，尽管它们对运行燃油消耗也有较大影响，但计算时将其视为一般正常水平，而不予以考虑；l对风、雨、雾等特殊环境因素，由于其影响是局部的、地区性的，且难于等级化和数量化，因此其影响可根据实际情况在制定燃油消耗定额时确定。汽车运行燃油消耗量计算公式由汽车基本运行燃油消耗量和汽车运行条件修正系数两部分构成，用于计算汽车在不同运行条件下运行时所消耗的燃油限额，以限制和考核汽车运行燃料经济性。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四、汽车运行燃油消耗量的计算 计算某一具体运行条件下的汽车燃油消耗量时可采用定21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载货汽车运行燃油消耗量计算式大型载客汽车运行燃油消耗量计算式为乘用车运行燃油消耗量计算公式为汽车整备质量增量 该运行条件下乘客人数 汽车空驶基本燃油消耗量 该运行条件下汽车行驶里程 K该运行条件下各类修正系数 第二节 汽车燃油经济性的计算载货汽车运行燃油消耗量计算式 22 该运行条件下汽车行驶里程，km；该运行条件下汽车的载质量，t；该运行条件下乘客人数，人；汽车整备质量增量，其值为汽车实际整备质量M（包括挂车整备质量）与标准给出的汽车整备质量M。之差，t；该运行条件下的道路修正系数；该运行条件下的海拔高度(大气压力)修正系数；该运行条件下的气温修正系数，；该运行条件下的燃油密度修正系数。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 该运行条件下汽车行驶里程，km；第二节 汽车燃油经济23 修正系数 、可由下式计算：（汽油）（柴油）式中：P大气压力，kPa；T大气温度，；气温20、气压100时，汽油的密度，g/mL；气温20、气压100时，柴油的密度，g/mL。道路条件修正系数、海拔高度(大气压力)修正系数和气温修正系数可分别从表中选取。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 修正系数 、可由下式计24道路类别公路等级和条件城市道路等级修正系数1类平原、微丘一、二、三级公路1.002类平原、微丘四级公路平原、微丘地区一、二、三、四级公路1.103类山岭、重丘一、二、三级公路重丘地区一、二、三、四级公路1.254类平原、微丘级外公路级外道路1.355类山岭、重丘四级公路1.456类山岭、重丘级外公路1.70海拔高度h/（m）5005001500150025002500350035001.001.031.071.131.20月平均气温t/（）282855-5-5-15-15-25-251.021.01.031.061.091.13道路分级和修正系数海拔高度（气压）修正系数气温区间及修正系数第二节第二节 汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算道路类别公路等级和条件城市道路等级修正系数1类平原、微丘一、25发动机的热效率直接影响有效燃油消耗率，影响汽车的燃油消耗量。因而，凡是对发动机的燃烧过程和热功转换效率有影响的因素，都对汽车的燃油经济性有重要影响。这些因素包括：发动机的种类、设计与制造水平、负荷率的大小及使用方法等。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 一、影响汽车燃油经济性的发动机结构因素 发动机的热效率直接影响有效燃油消耗率，影响261发动机种类与汽油机相比，柴油机的热效率高、有效燃油消耗率较低。特别是在部分负荷时，柴油机的有效燃油消耗率比汽油机低得多。2发动机的压缩比汽油机的热效率与压缩比的关系为：式中：K绝热指数。显然，发功机压缩比增大时，热效率提高，发动机动力性提高，发动机燃油消耗率降低。汽油机压缩比的提高主要受爆震的限制。改进燃烧室和进气系统，提高发动机结构的爆震极限；使用爆震传感器，自动延迟产生爆震时的点火提前角；采用掺水燃烧抗爆技术；开发高辛烷值汽油等都是提高压缩比的措施。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素1发动机种类2发动机的压缩比第三节 影响汽车燃油经济性的27 3改善发动机燃烧过程 改进燃烧室形状，采用稀薄混合气分层燃烧技术，利用电控燃油喷射系统精确控制供油量等措施可改善汽油机的燃烧过程，能显著提高燃油经济性，又可降低排放污染。稀混合气可以提高发动机燃油经济性的主要原因是，稀混合气中的汽油分子有更多的机会与空气中的氧分子接触，以便于完全燃烧；同时，稀混合气燃烧后最高温度和压力降低，缸壁传热损失较少，还可以增大压缩比，提高热效率。但若混合气过稀，燃烧速度过于缓慢，燃烧速度下降，发热量及热效率下降；同时，混合气过稀，发动机的工作对混合气的均匀性及分配的均匀性更加敏感，个别缸失火的概率增大。燃用稀混合气的主要技术措施有：加快燃烧速度；提高点火能量，适当增大点火提前角，延长火花持续时间；清除火花塞附近的废气；汽油充分雾化等。当前采取的主要措施是快速燃烧技术。快速燃烧技术的实现，主要依靠燃烧室及进气道的设计。为了燃用稀混合气，还可以采用分层充气技术，即在火花塞附近的局部区域内供给易于点燃的浓混合气，而在其它区域供给相当稀的混合气。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 3改善发动机燃烧过程第三节 影响汽车28 4改善进、排气系统 改善进、排气系统的目的是：降低进气阻力和排气干扰，提高充气效率。进气管应有足够流通截面，表面光洁，连接处平整，并应减少气流转折以及截面突变，以减少气流的局部阻力。进气门处局部阻力最大，采用多气门结构，可以增加进气充量。同时，进气管断面形状和尺寸，对燃油的雾化、蒸发和分配影响很大。断面过大，气流速度低，燃油易沉积于管壁，蒸发速率慢，各缸混合气分配不均匀，油耗增加。5选择合理的配气相位 配气相位是否合理对于充气系数的变化特性、换气损失、燃烧室扫气作用、排气温度以及净化程度有很大影响。合理的配气相位与发动机常用工作区相关。配气相位的持续角较宽时，发动机在高速时充气特性好，而低速时则充气特性差；持续角窄时，则反之。适当的排气相位角可充分利用气流的惯性以及排气系统压力波动进行充气。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 4改善进、排气系统第三节 影响汽车燃油经济性的结29 6负荷率 根据发动机负荷特性，若转速一定，当发动机负荷率较高时，其有效燃油消耗率较低。采用闭缸技术可以改变发动机的有效工作排量，从而改变发动机负荷率，其主要方法有变行程法和变缸法。变缸法即改变有效汽缸数目的方法，负荷率低时关闭一部分汽缸，以提高其余汽缸的功率利用率，使之工作在较经济工况。减少工作汽缸数的方法有堵塞进气道和关闭进、排气门两种方法。变行程法指改变活塞行程，即在中小负荷时，使活塞行程缩短，汽缸有效工作排量减小，提高发动机负荷率和热效率，并能减少进气损失、泵气损失以及活塞及活塞环与汽缸壁摩擦损失。但可靠性差、寿命低和成本高，而且排放量高等问题均有待于解决。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 6负荷率第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素301传动系的影响 汽车传动系的挡位数、传动比、传动系效率对汽车燃油经济性有很大影响。1）变速器挡位数 在水平良好道路上，尽可能使用最高挡行驶，可以使发动机处于中等转速、较高负荷工况下工作，有利于降低燃油消耗。当变速器挡位数较多时，可根据汽车行驶阻力的变化选择合适的挡位，使发动机处于经济运行工况的机会增多。但过多的挡位会使变速器或传动系结构复杂，操作不便。挡位无限的无级变速器，可以使发动机工作特性与汽车行驶工况达到最佳匹配，具有使发动机在任何情况下都工作在最经济工况下的可能性 2）超速挡的应用 汽车传动系中，使用直接挡时的总减速比（主减速器传动比）是根据良好道路上车辆动力性的要求确定的。为改善汽车在水平良好道路上行驶时的燃油经济性，在不改变主减速器传动比的情况下在变速器中增加一个传动比小于1的超速挡，则可以提高汽车中速行驶时发动机的负荷率，从而降低中速行驶时的百公里油耗量。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素二、影响汽车燃油经济性的底盘结构因素1传动系的影响第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素二、影响31 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。但若主减速器传动比过小，因动力性不足，会导致车辆经常使用较低挡的挡位，使最小传动比挡位的利用率降低，反而使燃油消耗率增大。4）传动比与发动机的匹配 为了判断传动比与发动机匹配是否合理，可以在一定使用条件下，把发动机的常用工况区与发动机万有特性图画在同一坐标系上，考察常用工况区与最低油耗区接近（重叠）情况。5）传动系的机械效率 传动系的机械效率越高，则传动过程中的功率损失越小，汽车的燃油经济性越好。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 3）主减速器传动比的影响第三节 影响汽车燃油经济性的32 2行驶系车轮的影响 汽车车轮装用子午线轮胎，提高轮胎气压，是减小滚动阻力的主要途径。提高轮胎气压，汽车行驶时可以使轮胎的变形减少。因此，汽车的滚动阻力随轮胎气压的增大而减小。但轮胎气压提高后，又带来舒适性降低、悬架动载荷变大等问题，并且轮胎气压的提高受到有关道路法规的限制。3车身的影响汽车车身形状和尺寸影响汽车行驶时的空气阻力。目前，减小空气阻力系数的主要措施有：选择合理的车身外形。对所有暴露部位进行空气动力学优选。在车身上加装各种导流装置。载货汽车常用导流装置有以下几种：凸缘型空气阻力减少装置。空气动力学屏板A，装在驾驶室顶上。间隙密封罩B,装在驾驶室和车箱之间。此外，在车身下部装防护罩C及在车厢后面装后导流罩D等第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 2行驶系车轮的影响 3车身的影响第33 4汽车总质量的影响 减轻汽车整备质量，是降低油耗最有效的重要措施之一。目前，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钢、铝合金、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，如乘用车采用前轮驱动、高可靠性轮胎(可以去掉备胎)、少片或单片弹簧钢板、承载式车身、空冷式发动机、二行程发动机、绝热发动机，以及各种零件的薄壁化、复合化、小型化等；减小车身尺寸，这还有利于减少行驶时的空气阻力。尽量减少零件数量，如新车身骨架的零件数量，由400个减到了75个，质量减轻30%。取消某些附加设备及器材等，大量应用质量轻的电子产品。第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 4汽车总质量的影响第三节 影响汽车燃油经济性的结构34 根据对各种影响汽车燃油经济性的各个使用因素的控制程度，汽车燃油经济性的试验方法可分为：不控制的道路试验、控制的道路试验、道路循环试验、室内台架循环试验。显然，在不同使用条件下试验得到的汽车燃油消耗量有很大差异，而不具有可比性。行驶道路城市、市郊、一般公路、高速公路交通情况道路上行人、车辆构成及车辆密集程度驾驶习惯平均车速、加速度及制动减速度，阻风门的使用情况周围环境气温、风、雨、雪等影响汽车燃油经济性的使用因素第三节第三节 影响汽车燃油经济性的结构因素影响汽车燃油经济性的结构因素 根据对各种影响汽车燃油经济性的各个使用因素的控制程度35 汽车燃油经济性的不控制的道路试验对行驶道路、交通情况、环境条件和驾驶习惯各个使用因素都不加以控制，但在试验条件中，对被试车辆的维护、调整规范及所用燃料、润滑材料的规格都有明确的规定。由于各种使用因素的随机变化，采用这种试验方法获得离散性小的燃油经济性试验数据较为困难。要使试验结果具有可靠性，试验中采用的汽车数量和汽车的道路试验距离必须有统计意义。当相当数量的汽车完成长距离（1000016000km）的试验时，才能获得较为可信的统计数据。由此可见，不控制的道路试验反映了车辆类型、道路条件、交通量、装载质量以及气候等因素对汽车燃料消耗量的影响，是一种非常接近实际情况的试验，可全面评价汽车燃料经济性。一、不控制的道路试验第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 汽车燃油经济性的不控制的道路试验对行驶道路、交通情36 汽车燃油经济性的控制的道路试验对行驶道路、交通情况、环境条件和驾驶习惯等各个使用因素中的一个或几个因素加以控制，使其不发生变化。例如，对试验路段进行控制，在规定路段上进行汽车的燃油经济性试验，或在汽车试验场的专用试验道路上进行汽车的燃油经济性试验，就属于对道路进行控制的“控制的道路试验”；而在规定车速或挡位的条件下所进行的汽车的燃油经济性试验，则属于对车速或挡位进行控制的“控制的道路试验”。控制的道路试验的试验结果可以反映某因素对于汽车燃油经济性的影响。二、控制的道路试验第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 汽车燃油经济性的控制的道路试验对行驶道路、交通情37 1基本试验条件 1）汽车 汽车必须清洁，关闭车窗和驾驶室通风口，由恒温器控制的空气流必须处于正常调整状态。试验时，汽车必须进行预热行驶，使发动机、传动系及其他部分预热到规定的温度状态。轮胎充气压力应符合该车技术条件的规定，误差不超过10 kPa。三、道路循环试验第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 道路循环试验指汽车完全按规定的车速时间规范进行的道路试验。在道路循环实验规范中，通常对试验过程中汽车的运行工况（如：换挡时刻、制动时间、行驶速度、汽车加速度、制动减速度等）和汽车在各种不同运行工况的运行时间或运行距离，作了具体规定。道路循环试验包括：等速行驶百公里燃油消耗量试验、怠速油耗试验和循环工况百公里燃油消耗量试验。1基本试验条件 三、道路循环试验第四节 汽车燃油经38 2）汽车装载质量乘用车试验质量为整备质量加上180kg，当车辆的50%载质量大于180kg时，则车辆的试验质量为整备质量加上50%载质量；商用车试验质量为：、类城市客车为装载质量的65%；其他车辆为满载。装载质量应均匀分布且固定牢靠，试验过程中不得晃动和颠簸。3）道路条件 试验道路应为清洁、干燥、平坦的，用沥青或混凝土铺成的直线道路。道路长23 km，宽不小于8m，纵向坡度在0.1%以内。4）气候条件 试验应在无雨无雾、相对湿度小于95%、气温035、气压：740mmHg770mmHg、风速不大于3m/s的天气条件下进行。5）测试仪器精度 车速测定仪器和油耗计的精度为0.1%，计时器最小读数为0.1s。第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 2）汽车装载质量第四节 汽车燃油经济性试验 39 2等速行驶百公里燃油消耗量试验 试验的测量路段长度为500m，两端应能方便地使汽车调头。试验工况：试验前，汽车必须充分预热，使发动机出水温度达到8090，变速器及驱动桥润滑油温度不低于50；试验时，汽车用最高挡等速行驶，从车速20km/h开始试验，以车速10km/h的整倍数增大，直至该挡最高车速的80%，整个试验过程至少测定5点。试验方法：使汽车在给定车速下，匀速驶过500m的测量路段，同时测定燃油消耗量（L）和运行时间（s）。每种车速往返试验各两次，两次试验之间的时间间隔应尽可能地缩短，以保持稳定的热状况。往返共四次试验结果的油耗量差值不应超过5%，取四次试验结果的平均值为等速行驶的耗油量（L）。然后，把测得的平均燃油消耗量折算为等速行驶百公里燃油消耗量。在依次测出每隔10km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量后，可绘出汽车百公里燃油消耗量 （L/km）与车速 （km/h）的关系曲线。第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 2等速行驶百公里燃油消耗量试验第四节 汽车燃油40 3循环工况百公里燃油消耗量试验 等速行驶燃油经济性只能作为一种相对比较性的指标，不能全面考核汽车的燃油经济性。因为等速燃油经济性试验没有关于动力性的要求，容易造成试验汽车的动力性要求与燃料经济性匹配不合理的现象；此外，汽车的等速行驶燃油经济性试验结果不能反映汽车实际行驶中频繁出现的加速、减速等非稳定行驶工况。因此，各国根据本国道路、交通状况制定了一些典型的循环工况，用于模拟汽车在不同条件下的实际运行工况，据此进行燃油经济性试验，并以试验所得的百公里燃油消耗量评价汽车相应工况的燃油经济性。1）试验循环 我国针对载货汽车、城市公共汽车和乘用车提出了相应的燃油经济性试验规范。载货汽车采用六工况试验循环、城市公共客车采用四工况试验循环、乘用车采用十五工况试验循环。第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 3循环工况百公里燃油消耗量试验第四节 汽车燃油经41 （1）六工况循环试验 商用车燃料消耗量试验方法（GB/T12545.22019）规定：商用车燃油消耗量试验采用六工况法循环试验，并规定了六工况循环中每个工况的行程、持续时间、车速、加速度等试验参数。其整个循环共需96.2s，累计行程1350m。工况行程m时间s累计行程M车速km/h加速度m/s2112511.312540217514.030040500.2325018.055050425016.380050600.17525015.0105060630021.6135060400.26六工况循环试验参数表第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 （1）六工况循环试验工况行程 m时间 累计行程 车速42 （2）四工况循环试验 商用车燃料消耗量试验方法（GB/T12545.2 2019）规定：城市客车燃油消耗量试验采用四工况法循环试验，并规定了四工况循环中每个工况的运转状态、行程、持续时间、挡位和换挡车速等试验参数。其整个循环共需72.5s（或75.7s），累计行程700m。第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 （2）四工况循环试验第四节 汽车燃油经济性试验 43 （3）十五工况循环试验 汽车燃料消耗量试验方法 第1部分：乘用车燃料消耗量试验方法（GB/T12545.12019）规定：乘用车燃油消耗量试验采用十五工况法循环试验，并规定了十五工况循环中每个工况的运转次序、加速度、速度、每次运转时间、变速器挡位等试验参数。其整个循环共需195s。第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 （3）十五工况循环试验第四节 汽车燃油经济性试验 44 2）试验方法和要求 载货汽车、城市客车的试验过程是，用仪器记录行程车速时间曲线，检查试验参数。在每个试验单元中，车辆终速度偏差应小于3.0km/h，其它工况速度偏差应小于1.5km/h，要求控制六工况的总行驶误差小于1.5s。完成一个单元的试验后，尽可能迅速地调头，按相同的循环从相反方向重复试验。累计进行四个单元试验，将此六工况循环或四工况循环的累计耗油量折算成算术平均百公里耗油量测定值。进行乘用车十五工况循环试验时，距离测量准确度应为0.3%，时间测量的准确度为0.2s，燃油测量精度2%，燃油测量装置的进出口压力和温度变化不得超出10%和5，环境温度应为535，大气压力应为91kPa104kPa。道路循环试验在一定程度上反映了汽车的实际行驶工况，且具有数据重复性好，使用仪器简单，花费时间少，消耗低等优点，因此是汽车燃油经济性试验的常用方法。第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 2）试验方法和要求第四节 汽车燃油经济性试验 45 汽车燃油经济性的室内台架循环试验指在试验室内，在汽车底盘测功机上按规定试验循环进行的汽车燃油经济性试验。室内台架循环试验可以用底盘测功器模拟汽车的行驶阻力与加速时的惯性阻力和汽车在道路上行驶时的各种工况，同时可以控制实验室的气温等环境影响因素。所以，可以按照很复杂的循环试验规范对汽车进行室内试验。由于用汽车底盘测功器测量油耗的重复性好，能反映实际行驶情况，能采用多种测量油耗方法，还能同时进行废气污染的测量，所以日益受到重视。燃油经济性的室内台架循环试验有以下优点：l能控制试验条件。l室内便于控制行驶状况，故能采用更为符合实际的复杂循环；l可以同时进行燃油经济性与排气污染试验。燃油经济性的室内台架循环试验的主要缺点是：l不易准确模拟道路滚动阻力和空气阻力。l室内冷却风扇产生的冷却气流与道路行驶的实际情况有差异。l难以准确模拟惯性阻力。四、室内台架循环试验第四节第四节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验 汽车燃油经济性的室内台架循环试验指在试验室内，在46第三章 汽车的燃油经济性完本章起始回目录下章起始本章起始回目录下章起始本章起始回目录本章起始回目录下章起始本章起始回目录本章起始回目录下章起始本章起始回目录本章起始回目录下章起始本章起始回目录本章起始回目录本章起始回目录下章起始本章起始回目录第三章 汽车的燃油经济性本章起始回目录下章起始本章起始回目录47汽车运用工程PPT课件第三章48