2燃油车燃油经济性分析解析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,燃油车燃油经济性分析,燃油经济性评价指标,燃油经济性的计算,燃油经济性的影响因素分析,概 述,定义：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的力气。,改善汽车的燃油经济性有何意义？,可以降低汽车的使用费用汽车使用者,削减国家对进口石油的依靠性、节省石油资源国家战略,降低了发动机产生的CO2(温室效应气体)的排放量，起到防止地球变暖的作用。疼惜环境,各国政府、汽车制造商和汽车使用者都重视汽车的燃油经济性。,一、汽车燃油经济性的评价指标,两类：,1确定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量。,2确定运行工况下确定燃油量能使汽车行驶的里程。,在我国及欧洲，燃油经济性指标的单位为L/100km。其数值越大，汽车燃油经济性越差。,在美国，燃油经济性指标的单位为MPG或mile/USgal，指每加仑燃油能行驶的英里数。数值越大，汽车燃油经济性越好。1mile=1.6093km,1USgallon=3.785L,等速百公里油耗是常用的一种评价指标，指在确定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。,测出每隔10km/h或20km/h等速百公里燃油消耗量，在图上连成曲线，称为等速百公里油耗曲线。,缺陷：等速工况并没有全面反映汽车的实际运行状况，特殊是在市区行驶中频繁消逝的加速、减速、怠速停车等工况。,制定一些典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车运行状况，以其来评定燃油经济性也用于排放测试。,特点：,多在室内底盘测功机(转鼓试验台)上测试；一些很简洁的循环工况可在路上试验。,可用于测试，也用于仿真计算。,规定了汽车行驶标准，例如，何时换挡、何时制动以及行车的速度和加速度等数值。,表现形式为车速时间的关系曲线。通常由多个等速、加速、减速、怠速工况组成。,欧洲经济委员会ECE：1992年前,90km/h，120km/h 和按 ECE-R.15 市区循环工况的百公里油耗，各取1/3相加作为混合百公里油耗。,欧洲,目前,：NEDC(New European Driving Cycle),由市区运转循环和市郊运转循环组成。市区运转循环是由四个小的市区运转循环单元组成，每个循环单元测试时间为195,s,，包括怠速，启动，加速以及减速停车等。,美国环境疼惜局(EPA)：,城市循环工况UDDS，大路循环工况HWFET,平均车速34.1km/h，最高91.2km/h,平均车速77.4 km/h，最高车速96.4km/h,我国法定的测定燃油经济性的循环行驶工况图,我国的循环行驶工况,GB192332023 轻型汽车燃料消耗量试验方法用循环工况,二、汽车燃油经济性的计算,在汽车设计与开发工作中，常需要依据发动机台架试验得到的万有特性图与汽车功率平衡，对汽车燃油经济性进展估算。,循环工况包含等速、加速、减速和怠速停车等工况的燃油消耗量计算。,1、等速行驶工况燃油消耗量,利用万有特性图上的等燃油消耗率曲线求燃油消耗率b。需知发动机转速n、发动机功率Pe。,车速ua 和发动机转速 n 的转换关系,发动机应供给的功率(Pf+Pw)/t,依据n及功率P，在万有特性图上(利用插值法)可确定相应的燃油消耗率b。,设汽车的车速 =150km/h，发动机功率 =43kW，可在万有特性图上确定燃油消耗率b=270g/(kWh)。,以ua等速行驶时单位时间内的燃油消耗量 QtmL/s为,b-燃油消耗率，单位为g/kWh,以车速,u,a,行驶,s,(单位m),行程的燃油消耗量(,mL,),为,2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算,在汽车加速行驶时，发动机还要供给为抑制加速阻力所消耗的功率。,方法：把加速过程分割为假设干个速度区间，每个区间的燃油消耗量可依据该区间的平均单位时间燃油消耗量与行驶时间之积来求得。,以速度增加1km/h为间隔，将汽车加速过程分为假设干个小区间，计算各区间的油耗并将其相加，即得加速油耗。,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,以速度每增加1km/h为 一个小区间为例。汽车速度每增加1km/h所需时间s为,从行驶初速ua1加速至ua11km/h所需燃油量(mL)为,由车速ua11km/h增加到ua12km/h所需的燃油量mL为,依此，每个区间的燃油消耗量为,整个加速过程的燃油消耗量mL为,加速区段内汽车行驶的距离sa单位为m为,3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算,减速行驶时，节气门松开关至最小位置并进展略微制动，发动机处于强制怠速状态，其油耗量即为正常怠速油耗。,减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速燃油消耗率Qi的乘积。减速时间 ts为,4怠速停车时的燃油消耗量,假设怠速停车时间为tss，Qi 为怠速燃油消耗率(mL/s)，则燃油消耗量mL为,对于由等速、等加速、等减速、怠速停车等行驶工况组成的循环，其整个试验循环的百公里燃油消耗量,(L/100km),为,5,整个循环工况的百公里燃油消耗量,式中,Q为全部子工况的油耗量之和mL；,s 为整个循环的行驶距离m,三、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,C常数；F行驶阻力,等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率b，反比于传动效率。,燃油消耗率b，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。发动机负荷率低时，b值显著增大。,汽车总燃油消耗还与加速、减速、制动、怠速停车等工况以及汽车附件如空调的使用有关。,分析影响汽车燃油经济性的因素，找出提高燃油经济性的途径,一使用方面,1行驶车速,2挡位选择,3挂车的应用,4正确地保养与调整,二汽车构造方面,1缩减轿车总尺寸和减轻质量,2发动机,3传动系,4汽车外形与轮胎,1行驶车速,汽车在接近于低速的中等车速时Qs最低，高速时随车速增加Qs快速加大。这是由于在高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽车的行驶阻力增加很多而导致百公里油耗增加的缘由。,一使用方面,低速时,F,W,，,F,f,但负荷率，,b,中等偏低车速经济性相对较好,高速时负荷率，,b,但,F,W,，,F,f,，,Q,s,2挡位选择,在确定道路上，汽车用不同排挡行驶，燃油消耗量是不一样的。,在同一道路条件与车速下，发动机发出的功率一样，挡位越低，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，而使用高挡时的状况则相反。,使用高挡可节省燃油；,汽车起步加速过程中，从经济性角度动身要尽早换入高挡；从动力性角度动身要用足低挡。,车速确定时，,确定,用高挡，后备功率,负荷率,b,Q,s,3挂车的应用,运输企业拖带挂车，可提高运输生产率和降低本钱。,拖带挂车后，虽然汽车总质量的增加造成总的燃油消耗量增加了，但分摊到每吨货物上的油耗下降了以100tkm计。,CA10B常拖挂4.55t挂车，生产率可提高3050，油耗可降低2030以100tkm计。,带挂车省油缘由：,4正确地保养与调整,影响发动机的性能与行驶阻力，对油耗有相当影响。,常见底盘调整与保养工程：,汽车的前轮定位；,制动器摩擦片与制动鼓盘有正常的间隙；,轮胎气压正常；,相对运动零部件滑磨外表光滑、间隙恰当；,相对运动零部件有良好的润滑.,二汽车构造方面,1缩减汽车总尺寸和减轻质量，A，m,大型车辆费油的缘由是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行驶中负荷率低也是缘由之一。,争论说明，轿车减轻10%的质量，油耗降低3%4%。,减轻质量途径之一：增加汽车材料中的铝与复合材料的比例。,汽车越轻，油耗越低；最重车2500kg)的油耗比轻型车500kg高约35倍。,柴油车的油耗明显低于汽油车。,2发动机,发动机是对燃油经济性最有影响的部件。发动机的热损失与机械损耗占燃油化学能的65左右。,1提高现有汽油发动机的热效率与机械效率。,2扩大柴油发动机的应用范围1996年西欧柴油轿车市场份额达21.5%。,3增压化目前，增压柴油机应用普遍，增压汽油机可供给选用。,4广泛承受发动机电子把握技术电控汽油喷射，柴油机高压共轨系统，可变配气相位把握，可变进气流量把握等。,3传动系,传动系的挡位增多后，增加了选用适宜挡位使发动机处于经济工作状况的时机，油耗越低。,轿车手动变速器已根本上承受5挡，也有承受6挡的。,大型货车有承受更多挡位的趋势，重型汽车和牵引车，为了改善动力性和燃油经济性，变速器的挡位可多至1016个。,但不能为了提高性能而过多地增加变速器的挡数，由于这将使传动系过于简洁，而且也不便于操作选用。,无级变速器的应用,其挡数是无限，在任何条件下都供给了使发动机在最经济工况下工作的可能性；假设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提高。,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包络线是发动机供给确定功率时的最低燃油消耗率曲线。,最低燃油,消耗率曲线,可以利用发动机负荷特性曲线找到发动机供给确定功率 时最经济工况下的转速n3。,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转的转速标明在外特性曲线图上，便得到“最小燃油消耗特性”A1A2A3。,A,1,A,3,A,2,P,e,最小燃油消耗特性曲线,由最小燃油消耗特性，确定无级变速器i调整特性,A,1,A,3,A,2,P,e,n,0,n,1,n,2,n,3,A,1,A,3,A,2,P,e,n,0,n,1,n,2,n,3,当车速 ua 确定时，由发动机转速,即可确定传动比 ，变速器以 工作，汽车的燃油经济性最好。,假设合理调整传动比，无级变速器可以做到任何车速下发动机都在最经济转速 工作。,其传动比变化规律称为无级变速器最低油耗调整特性。,由最小燃油消耗特性，确定无级变速器i调整特性,无级变速器的调速特性,AE发动机最低转速，,i,与车速的关系曲线。,BC,发动机最大功率转速时，,i,与车速的关系曲线。,AB,最大传动比。,ED,最小传动比。,道路阻力系数=f+i,不同道路，行驶阻力不同，需要的发动机功率也不同，对应的最经济工况转速和节气门开度变化，传动比调整特性也要变。,4汽车外形与轮胎,CD，f,滚动阻力与燃油消耗,不同轮胎与燃油消耗,争论说明，f 削减10%，油耗降低0.61.2%。,子午线轮胎滚动阻力小，油耗比斜交胎低6%8%。,