第二章 汽车的经济性
《汽车理论》第二章 汽车的燃油经济性
发动机提供的功率
滚动阻力功率 空气阻力功率 加速阻力功率
P
1
T
( Gfu a 3600
CD A 76140
u a3
mu a
3600
du ) dt
等加速行驶燃油消耗量的计算(ua1 ~ ua2)
将ua2-ua1分成 若干个小区间
等加速行驶工况 燃油消耗量
每个区间计算 燃油消耗量
将所有区间的 燃油消耗量相加
§ 美国：每加仑燃油能行驶的英里 数，单位为MPG或mile/USgal。
一、等速行驶百公里燃油消耗量
常用的一种评价指标，指汽车在额定 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。常测出每隔 10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里 燃油消耗量，然后在图上连成曲线，称 为等速百公里燃油消耗量曲线，用来评 价汽车的燃油经济性。
第二章 汽车的燃油经济性
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。 基本概念:
汽车燃油经济性的评价指标 汽车燃油经济性的计算 重点内容: 等速行驶汽车燃油经济性的计算 影响汽车燃油经济性的因素
汽车发动机的燃料经济性：通常由有 效燃料消耗率be或有效效率ηe 来评价。因 其不能反映发动机在具体汽车上的功率 利用情况及行驶条件的影响，所以，它 不能直接用于评价整车的燃料经济性。
例题
某汽车以80km/h的速度匀速行驶，10min 消耗燃油20N，已知此时发动机的有效燃油 消耗率b=290g/(kW·h)，求发动机发出的功 率。（已知燃密度=0.724kg/L）。
2.3 影响汽车燃油经济性的因素
影响汽车 燃油经济性的因素
汽车的使用 汽车的结构
考研《汽车理论》(学术学位)考试大纲
第六章：汽车的平顺性，主要考察人体对振动的反应和平顺性的评价、路面不平度的统计特性、 车身与车轮双质量系统的振动、双轴汽车的振动、“人体-座椅”系统的振动、平顺性试验等内容。
硕士研究生招生考试自命题科目考试大纲
科目代码、名称: 819
汽车理论
专业类别：
学术学位
□专业学位
适用专业: 机械工程
一、基本内容 第一章：汽车的动力性，主要考察汽车的动力性指标、汽车的驱动力、汽车的行驶阻力、行驶
方程式、驱动力—行驶阻力平衡图、汽车的动力特性图、汽车行驶的附着条件、整车受力分析与计 算、附着率及汽车的功率平衡等内容。
3、总分：150 分
4、各部分内容的考分比例：
汽车的动力性
30 分
汽车的燃油经济性
10 分
汽车动力装置参数的选定 10 分
汽车的制动性
30 分
汽车的操纵稳定性
30 分
汽车的平顺性
30 分Biblioteka 汽车的通过性10 分
5、考试题型：
简答题 综合题（计算与分析）
三、主要参考书目
《汽车理论》（第 5 版），余志生主编，机械工业出版社，2009 年 3 月
第二章：汽车的燃油经济性，主要考察汽车燃油经济性的评价指标、燃油经济性的计算、影响 汽车燃油经济性的因素及新一代高效率节能汽车的研究等内容。
第三章：汽车动力装置参数的选定，主要考察汽车发动机功率的选择、最小传动比的选择、最 大传动比的选择及传动系挡数与各挡传动比的选择等内容。
第四章：汽车的制动性，主要考察汽车制动性的评价指标、制动时车轮的受力、地面制动力、 路面附着系数、附着力、汽车的制动效能及其计算、制动时汽车的方向稳定性及制动力的分配等内 容。
汽车理论各章知识点
第一章汽车的动力性1汽车动力性：指汽车在良好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。
2汽车动力性主要由三方面指标来评定：1）汽车的最高车速µamax：是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速2）汽车的加速时间t：表示汽车的加速能力。
常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。
超车加速时间指用最高档或次高挡由某一较低车速权利加速至某一高速所需的时间3）汽车的最大爬坡度ⅰmax：是指Ⅰ挡最大爬坡度。
汽车的上坡能力实用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度ⅰmax表示的。
3汽车的驱动力：地面对驱动轮的反作用力Ft（方向与Fo相反）即是驱动汽车的外力，此外力称为汽车的驱动力。
4汽车驱动力公式Ft=5汽车驱动力图6汽车的行驶阻力的分类1）滚动阻力Ff2）空气阻力Fw（汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力）空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力、诱导阻力3）坡度阻力Fi（汽车重力沿坡道的分力表现为汽车的坡度阻力）道路阻力：由于坡度阻力和滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故可以把这两种阻力合在一起称作道路阻力4）加速阻力Fj（汽车加速行驶时，需要克服其质量加速运动时的惯性力）7汽车行驶方程式Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N)Ff=Wf f-滚动阻力系数 W-车轮负荷Fw=C D Au a²/21.15 C D-空气阻力系数A-迎风面积m²u a-汽车行驶速度km/hFi=Gsinα G-汽车重力Fj=δm d u/d t δ-汽车旋转质量换算系数 m-汽车质量kg d u/d t 行驶加速度m/s²第二章汽车的燃油经济性1汽车的燃油经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的油消耗量经济行驶的能力2汽车燃油经济性的评价指标：汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。
第二章 汽车的燃油经济性
二、汽车的结构
轿车的尺寸和质量
轿车的尺寸 和质量
Ff, Fw, Fi ,Fj
发动机负荷较低
微型车
铝和 复合材料
Q
铝合金车身
CFb
T
CD A 2 F G cos f ua 21.15
Lupo 3L TDI
1.2 TDIThis inline three cylinder
/wiki/Wikipedia:Contact_us
1 Gfua CD A 3 Giua mua du Pe ( ua ) T 3600 76140 3600 3600 dt
测量汽车燃油经济性的行驶工况图
欧洲经济委员会
ECE
汽车测功器循环油耗：利用底盘测功机(转鼓试验 台)在室内模拟各种工况进行测试。
测量汽车燃油经济性的行驶工况图
Pb Qs (L/100km) 1.02Ua g
等加速行驶工况燃油消耗量的计算
滚动阻力功率 发动机提供的功率 空气阻力功率 加速阻力功率
1 Gfua CD A 3 mua du P ( ua ) T 3600 76140 3600 dt
等加速行驶燃油消耗量的计算(ua1 ~ ua2)
优点 改善燃油经济性
MVEG (Motor Vehicle Emissions Group)
燃料消耗, MVEG cycle, on Audi A4 V6 3.0L
tiptronic manual multitronic
9 9,5
10,2 l/100km
9,6 l/100km
9,5 l/100km
2 2 ua 2 ua 3 sd 25.92du / dtd
怠速停车时的燃油消耗量的计算
2汽车理论第二章——汽车的燃油经济性
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
6
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
7
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
8
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
一些车型的百公里油耗 车型 长安奥拓 夏利 捷达前卫 桑塔纳2000 帕萨特1.8L 雅阁2.3 大切诺基 工况 城市平均油耗 厂方油耗 90km/h等速 90km/h等速 城市工况 城市平均油耗 城市 郊区 综合 油耗 /[L(100km)1 ] 5.5 5.0 6.3 7.0 11.9 10.5 19.5 11.8 14.6
等速行驶 s 行程时，燃油消耗量
Pe bs 3.6s Q Qt t Qt ua 102ua g
折算成等速百公里燃油消耗量
Pe b 100 Qs 102ua g
Pe b 1.02ua g
18
第二节 汽车燃油经济性的计算
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
盘都会造成轴承早期磨损。
33
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3）轮胎气压要合适
气压过低， 导致车辆操控性 降低，燃油消耗 增大，轮胎磨损 加剧；轮胎气压
过高，接地面积
减小，轮胎中部 出现异常磨损。
34
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
二、汽车结构方面
1.缩减轿车总尺寸和减轻质量
35
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
3.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗
改进发动机设计、改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性。
28
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
2.2 汽车燃油经济性的计算
减速过程燃油消耗量
Qd
ua2 ua3 3.6 du
Qi
dtd
Qi—怠速油耗。
减速区段内汽车行驶的距离
sa
ua22 ua21 25.92 du
dt
11
第二节 汽车燃油经济性的计算
4.怠速停车时的燃油消耗量
Qid Qits
ts —怠速时间。
5.整个循环工况的百公里燃油消耗量
Qs
Q
s
Pe
1
T
(P f
Pw
)
由 ua和 Pe 在万有特性图上可确定燃油消耗率b。
燃油消耗率b（g/kw·h）：每输出1千瓦时的机械功，发动机消耗 多少克燃油。 b是评价发动机油耗水平的重要参数。
2
第二节 汽车燃油经济性的计算
万有特性：表示发动机转速、 转矩和燃油消耗率三者之间 的关系。图中的线族就是 “等燃油消耗率曲线”，中 间的“蛋心值”代表这台发 动机的最低油耗。
第二章 汽车的燃油经济性
第二节 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。
1
第二节 汽车燃油经济性的计算
计算的基本依据
发动机万有特性图 和汽车功率平衡图
1.等速行驶工况燃油消耗量计算
等速时发动机应提供的功率为
T
(P f
Pw
)
ua
0.377
nr ig i0
5
第二节 汽车燃油经济性的计算
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
Pe
产业经济学教材（第三版）案例思考题及答案
第二章中国汽车产业的规模经济1．根据汽车产业特征，说明汽车产业的规模经济性。
答：汽车工业是最典型的规模经济行业，由于其在生产设备和技术开发上的巨额资本投入，必然要求制造企业有足够的规模才能实现生产效益。
规模经济是指随着企业生产规模的扩大，其长期平均成本呈下降的趋势。
汽车业的生产规模和长期平均成本呈很强的相关性。
其企业长期平均成本曲线是明显呈L形或U 形的。
这表明随着汽车企业生产能力或产量的扩大,其长期平均成本是递减的或者是只有达到一定规模后才会递增。
2．简述导致中国汽车产业规模不经济的主要原因。
答：行业内企业数目过多、主导企业优势不明显、行业结构不合理以及行政等其他因素的诸多方面,都成为制约我国汽车行业规模经济化发展的原因。
（1）由于汽车行业投资主体多元化，导致我国汽车产业呈现出大中小企业并存的居民，企业数量较多，行业集中度较低，难以实现规模经济。
（2）地区割据使竞争不充分，资源分散。
我国大部分省份都有汽车工业，很多地方政府将其作为支柱产业，实行地方保护，限制外地汽车品牌进入本地市场。
地方政府出于自身利益考虑的重复建设，造成汽车企业平均产量的低下，不能达到规模经济所要求的产量规模。
3.试述提高中国汽车产业规模经济的主要思路和政策措施。
答：提高中国汽车产业规模经济的主要思路是推动优势企业实施强强联合、跨地区兼并重组、优化产业的规模结构。
即通过企业并购、联合重组、参股控股等方式，促使企业规模向大型化、集团化方向发展，提高大型汽车企业的整体实力，从而带动汽车产业规模经济的形成和发展。
具体应该采取的政策措施是：首先，对汽车产业进行战略重组；其次，构筑有效的行业壁垒，加强汽车工业的宏观调控；第三，通过战略联合提高汽车工业竞争力；第四，加快基础设施建设，改革城市交通管理以适应汽车数量不断增加的要求；第五，将创新作为汽车企业集团发展规模经济的内在动力。
第三章中国汽车工业集中度1. 我国汽车市场集中度相对较低的主要原因有哪些？答：学者们对我国汽车市场集中度主要影响因素存在一定分歧。
汽车燃油经济性
3. 汽车整备质量
它是汽车设计与制造中的重要技术指标。显然，在汽车最大 总质量相同的情况下，汽车的整备质量越小，相同运程的货运 量就越大，单位货运量（货物周转量）的油耗就越少。当整备 质量减少时，汽车的滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都将减 少，则消耗在这些阻力上的能量相应减少，因而汽车的百公里 油耗将会减少。目前，在汽车上广泛采用轻质材料，改进汽车 结构，优化汽车设计，以减少汽车整备质量，来提高汽车的燃 油经济性。
车辆滑行距离要求（30km/h摘档滑行）
汽车整备质量M（kg） 单轴驱动车辆滑行距离（m） 双轴驱动车辆滑行距离（m）
M＜1000 1000≤M≤4000 4000＜M≤5000 5000＜M≤8000 8000＜M≤11000
M＞11000
≥130 ≥160 ≥180 ≥230 ≥250 ≥270
检测
评价
§2-1 汽车燃油经济性评价指标
1．单位行程的燃油消耗量 单位行程的燃油消耗量常用一定运行工况下汽车行驶百公 里的燃油消耗升数（L/100km）来表示。 它可用来评价相同容载量汽车的燃油经济性，也可用于分 析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃 油经济性的影响，其数值越小，则汽车的燃油经济性就越好。 我国及欧洲一般采用L/100km数作为汽车燃油经济性的评价 指标。
Qs
P.ge
10ua
Ｌ/100km
汽油ρ=0.71～0.73kg/L；柴油ρ=0.81～0.83kg/L。
等速行驶工况燃油消耗量计算
计算的基本依据
发动机万有特性图 或发动机负荷特性图 和汽车功率平衡图
等速时发动机应提供的功率为
Pe
1
T
(P f
Pw )
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第二章汽车的燃油经济性
一、单项选择题（在每小题列出的四个备选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将其代码
写在该小题后的括号内）
1、汽车等速百公里燃油消耗量（ B ）。
A．与行驶阻力、燃油消耗率和传动效率成正比
B．与行驶阻力和燃油消耗率成正比，与传动效率成反比
C．与行驶阻力和传动效率成正比，与燃油消耗率成反比
D．与燃油消耗率和传动效率成正比，与行驶阻力成反比
2、汽车的质量利用系数是指（ C ）。
A．汽车整备质量与总质量之比B．汽车装载质量与总质量之比
C．汽车装载质量与整备质量之比D．汽车整备质量与装载质量之比
3、汽车带挂车后省油是因为（ A ）。
A．提高了汽车的质量利用系数，提高了发动机的负荷率
B．提高了汽车的质量利用系数，降低了发动机的负荷率
C．降低了汽车的质量利用系数，提高了发动机的负荷率
D．降低了汽车的质量利用系数，降低了发动机的负荷率
4、美国环境保护局（EPA）测定燃油经济性的循环行驶工况为（ C ）
A．90km/h等速行驶与120km/h等速行驶以及ECE-R.15循环工况燃油消耗量的综合评定
B．100km/h等速行驶与120km/h等速行驶燃油消耗量的综合评定
C．城市循环工况与公路循环工况的综合评定
D．城市四工况与公路六工况的综合评定
5、汽车结构方面影响汽车燃油经济性的因素有：汽车尺寸和质量、传动系、汽车外形与轮胎和( C )
A.附着面积
B.迎风面积
C.发动机
D.起动机
6、使用方面影响汽车燃油经济性的主要因素有：正确的技术保养与调整、合理组织运输和( A )
A．驾驶操作技术 B．防止频繁使用 C．采用防冻防晒措施 D．添加助燃剂
7、发动机负荷特性的燃油消耗率be曲线最低点称为最低耗油率点，此点( A )
A.经济性好，但动力性差
B.功率为额定功率
C.功率最小
D.转矩最小
8、关于汽车燃油经济性的影响因素，以下说法中错误的是( C )
A.在容许的范围内提高压缩比，可以改善汽车的燃油经济性
B.汽车中速行驶时燃油消耗量最低
C.在一定行驶条件下，传动系的传动比越大，汽车的燃油经济性越好
D.减少汽车的尺寸与质量，可以提高汽车的燃油经济性
二、判断题（只判断正确与错误，在正确的小题后括号内画“√”，在错误的小题后括号内画
“X”）
1、发动机的负荷率越低，汽车的燃油经济性越好。
（ X）
2、增加挡位数会改善汽车的动力性和燃油经济性。
（√）
3、汽车的等速工况燃油消耗量能全面反映汽车实际运行情况的经济性。
（ X ）
4、汽车的等速百公里燃油消耗量正比于行驶阻力和燃油消耗率，反比于传动效率。
（√）
5、车开得慢，油门踩得小，就一定省油。
（ X ）
6、只要发动机省油，汽车就一定省油。
（ X ）
7、汽车爬坡或阻力变化时,节气门开度不变，转速n随外界负荷的变化而变化。
外界负荷大时n减小，
外界负荷小时n增大，这时发动机沿速度特性工作。
( √ )
8、在不换档情况下，汽车上坡时加大节气门，下坡时关小节气门，而维持发动机转速n不变，这时发动
机沿负荷特性工作。
( √ )
9、在一定道路条件和车速下，汽车用高挡行驶比用低挡行驶更省油。
（√）
10、汽车的尺寸和质量对燃油经济性没有影响。
（ X ）
11、汽车外形和轮胎对燃油经济性没有影响。
（ X ）
12、发动机万有特性中，若曲线沿纵向较长，则说明在转速变化不大而负荷变化较大的范围内，耗油率变
化较小。
( √ )
13、在同一道路条件与车速下，若档位越低，则后备功率越大，燃油经济性越差。
( √ )
14、在动力性满足的前提下,不宜装功率过大的发动机，以求燃油消耗率be降低,避免大马拉小车。
( √ )
三、填空题
1、汽车的燃油经济性常用一定运行工况下百公里油耗或循环工况油耗来衡量。
2、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但挡位越低，后备功率越大，发动机的
负荷率越小，燃油消耗率越大，百公里燃油消耗量越大。
3、百公里燃油消耗量的数值越大，汽车的燃油经济性越差；单位燃油消耗量行驶里程的数值越大，
汽车的燃油经济性越好。
4、汽车等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传动效率。
5、发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的种类及其设计制造水平，另一方面又与汽车行驶时
发动机的负荷率有关。
6、汽车带挂车后省油是因为增加了发动机的负荷率，增大了汽车列车的质量利用系数。
7、汽车燃油经济性的四种计算工况是等速、等加速、等减速、怠速。
8、汽车__燃油经济性__是汽车以最小的燃油消耗量完成运输工作的能力，是汽车的主要使用性能之一。
9、汽车的燃油经济性常用一定运行工况下，汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油消耗量能使汽
车行驶的里程数来衡量。
10、在同一道路条件与车速下，虽然发动机发出的功率相同，但变速箱使用的档位越低，则发动机燃油消
耗率越高，百公里燃油消耗量就越大。
四、名词解释
1、汽车的燃油经济性: 在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车
的燃油经济性。
2、等速百公里燃油消耗量: 汽车在一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗
量。
3、发动机最经济工况：所谓最经济工况，就是在发动机功率（负荷）一定下只有以某个转速运转时，燃
油消耗率b才最小的工况。
4、负荷特性：发动机转速一定时，其性能指标(主要是经济性指标Gf、ge )随负荷(如Pe或Ttq)变化的
规律。
5、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提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。
利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。
五、问答与分析论述题
1、何谓燃油经济性？汽车燃油经济性的两种评价指标是什么？
2、什么是发动机的负荷率？
3、如何计算汽车常见的四种行驶工况的燃油消耗量。
各自计算公式是什么？
4、影响汽车燃油经济性的主要因素有哪些？
5、采用高速档行驶为什么能够节油？
6、变速器为何设置超速档？
7、如何从汽车结构与使用方面入手提高汽车的燃油经济性？
8、试分析汽车变速器由两挡增加至四挡（最大、最小速比不变）对汽车动力性和燃油经济性的影响。