第2章 汽车的燃油经济性
学习目标 重点掌握汽车燃油经济性的评价指标； 掌握汽车燃油经济性的计算方法； 理解影响燃油经济性的汽车结构因素和使用因素。
汽车的燃油经济性的定义 在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消 耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。
2.1 燃油经济性的评价指标 中国及欧洲燃油经济性评价指标：一定运行工况下 百公里燃油消耗量，单位为L/100km 。 单位里程燃油消耗量Qs(L/100km) 单位运输工作燃油消耗量Qt( L/t· 100km) 美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定量
燃油行驶的里程，单位为mile/USgal。 思考：为什么要在一定运行工况下评价汽车的燃油经济性？
NoteIn USA MPG(miles per gallon) 1 mile≈1.609 km ; 1gallon=3.785(liter) 1 L/100km ≈ 235.2/MPG数 American cars 20~30 MPG →7.84~11.76L/100km Japanese cars 28~40 MPG →5.88~8.4L/100km (Prius:33km/L)
1.等速工况
2.循环行驶试验工况1)欧洲经济委员会(ECE)
以L/100km计的1/3混合油耗为
1 1 1 混合 ECE 90km / h 120km / h 3 3 3
2)美国环境保护局(EPA)
综合燃油经济性
1 0.55 0.45 城市循环工况燃油经济性 公路循环工况燃油经济性
3)中国相关规定
汽车燃油消耗量的小结
排量大的车，油耗高； 自重大的车，油耗高； 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。
2.2 汽车燃油经济性的计算
本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况 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。
等速行驶燃油消耗量计算公式推导pe Ttq n 9550 b( g / kw h)
GT
b pe (kg / h) 1000 vehicle : Qs ( L /100km); ua (km / h)b pe GT (kg / km) (kg / km) ua 1000 ua
单位: Pe (kw);Ttq(N· m); b(g/kw· h); GT(kg/h);ρg(N/L); Qs(L/100km)。汽油机：ρg= 6.96~7.15 (N/L) 柴油机：ρg = 7.94~8.13 (N/L)
b pe 9.81 b pe b pe (kg /100km) ( N /100km) ( N /100km) 10 ua 10 ua 1.02 ua ( density of fuel ) Qs b pe 1.02ua g ( L /100km)
Q~Ua曲线Q-Ua
负荷特性图
功率平衡图
η
ua1 Pe1 线性插值 b1 r n ua 0.377 ig i0 ua1 n1 Pe ua C Au 2 ( Gf D a ) 3600 T 21.15a1 an Q1 b1 pe1 /1.02 ua1 g (ua1 , Q1 ) (uan , Qn )
u ......u
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算加速时发动机需提供的功率为1 Gfua CD Aua3 mua du Pe T 3600 76140 3600 dt
以速度增加1km/h 为间隔，将汽车加
速 过程分为若干个小区 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
Peb Qt 367.1 g
汽车行驶速度每增
加1km/h所需时间1 t du 3 .6 dt
从行驶初速度ua1加速 至ua1+1km/h所需燃油量 从行驶初速度 ua1+1km/h 再加速1km/h所需燃油量
1 Q1 Qt0 Qt1 t 2
1 Q2 Qt1 Qt2 t 2
各区间的燃油消耗量为
1 Q3 Qt2 Qt3 t 2
1 Qn Qt ( n 1) Qtn t 2整个加速过程的燃油消耗量为 加速区段内汽车行 驶的距离为ua22 ua21 sa du 25.92 dt
Qa Qi Q1 Q2 Qnn 1 1 Qa Qt 0 Qtn t Qti t 2 i 1
n
i 1
…
减速行驶时油耗量计算以怠速油耗量为基础两种不同的减速方法:
1)空档、怠速 2)挂档、怠速
三种不同的油耗量: 怠速油耗 强制怠速油耗 0.28 mL/s (化油器) 零油耗，断油控制 0 mL/s (EFI-先进电喷)
一般按照第二种强制怠速油耗计算方法来计算：
Ql ( deceleration ) Ql idle idle (mL / s) t( deceleration ) ( s) where idle 0.28mL / s (mL)
2.3 影响汽车燃油经济性的因素
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。
1 ua Peb P F Qs e T 3600 1.02ua g ua b Cb F Qs F 1.02ua g 3600 T TC为常数；
F F F 为总行驶阻力，1.燃油消耗率b
f
Fw 。
影响燃油经济性的因素有以下三个：
燃油消耗率与发动机负荷率及发动机自身有关。
使用负荷 负荷率= 最大负荷
2.行驶中消耗的发动机功率 Pe(或行驶阻力∑F )Pe 与总行驶阻力∑F成正比∑ F Qs 降低汽车重量G ,可以降低 Ff ;
降低汽车CDA,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。