第二章汽车的燃油经济性
《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
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
汽车理论第五版课后习题答案
第一章【1 】汽车的动力性1.1 试解释轮胎滚动阻力的界说,产活力理和感化情势.界说:汽车在程度道路上等速行驶时受到的道路在行驶偏向上的分力称为滚动祖力.2)产活力理:因为轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损掉,即弹性物资的迟滞损掉.这种迟滞损掉表示为一种阻力偶.当车轮不滚动时,地面临丰轮的法向反感化力的散布是前后对称的;当车轮滚动时,因为弹性阻滞现象,处于紧缩进程的前部点的地面法向反感化力就会大于处于紧缩进程的后部点的地面法向反感化力,如许,地面法向反感化力的散布前后不合错误称,而使他们的合力F Z相对于法线前移一个距离a,它随弹性迟滞损掉的增大变大.即滚动时有滚动阻力偶T f=F Z.•a阻碍车轮滚动.3]感化情势:T f =Wf,T f =T f/r1.2 滚动阻力系数与哪些身分有关？答：滚动阻力系数与路面的种类.行驶车速以及轮胎的构造.材料和蔼压有关.1.3a2由盘算机作图有：1.4 空车.满载时汽车动力性有无变更？为什么？答：动力性会产生变更.因为满载时汽车的质量会增大,重心的地位也会产生转变.质量增大,滚动阻力.坡度阻力和加快阻力都邑增大,加快时光会增长,最高车速下降.重心地位的转变会影响车轮附着率,从而影响最大爬坡度.1.5 若何选择汽车发念头功率？答：发念头功率的选择常先从包管汽车预期的最高车速来初步肯定.若给出了期望的最高车速,选择的发念头功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和.发念头的最大功率但也不宜过大,不然会因发念头负荷率偏低影响汽车的燃油经济性.在现实工作中,还应用现有汽车统计数据初步估量汽车比功率来肯定发念头应有功率.许多国度还对车辆应有的最小比功率作出划定,以包管路上行驶车辆的动力性不低于必定程度,防止某些机能差的车辆阻碍车流.1.6 超车时该不该换入低一挡的排挡？答：超车时排挡的选择,应当使车辆在最短的时光内加快到较高的车速,所所以否应当换入低一挡的排挡应当由汽车的加快度倒数曲线决议.假如在该车速时,汽车在此排档的加快度倒数大于低排挡时的加快度倒数,则应当换入低一档,不然不该换入低一挡.1.7可得.最大爬坡度为:第二章汽车的燃油经济性2.1“车开得慢,油门踩得小,就必定省油” ,或者“只要发念头省油,汽车就必定省油”这两种说法对不合错误？答：不合错误.由汽车百公里等速耗油量图,汽车一般在接近低速的中等车速时燃油消费量最低,其实不是在车速越低越省油.由汽车等速百公里油耗算式（2-1）知,汽车油耗量不但与发念头燃油消费率有关,并且还与车速.档位选择.汽车的状态.汽车的质量应用系数等应用身分有关,还与汽车的质量和总体尺寸.传动系.轮胎的选择有关,发念头省油时汽车不必定就省油.2.2 试述无级变速器与汽车动力性.燃油经济性的关系.答：①采取无级变速后,理论上战胜了发念头特点曲线的缺点,使汽车具有与等功率发念头一样的驱动功率,充分施展了内燃机的功率,大大地改良了汽车动力性.②同时,发念头的负荷率高,用无级变速后,使发念头在最经济工况机遇增多,进步了然油经济性.2.3 用发念头的“最小燃油消费特点”和战胜行驶阻力应供给的功率曲线,肯定包管发念头在最经济状态下工作的“无级变速器调节特点” .答：由发念头在各类转速下的负荷特点曲线的包络线即为发念头供给必定功率时的最低燃油消费率曲线,如教材图2-9a.应用此图可以找动身念头供给必定功率时的最经济状态（转速与负荷） .把各功率下最经济状态运转的转速与负荷率标明在外特点曲线上,便得到“最小燃油消费特点” .无级变速器的传动比 i'与发念头转速n及汽车行驶速度u a之间关系2.4 若何从改良汽车底盘设计方面来进步燃油经济性？答：汽车底盘设计应当从合理匹配传动系传动比.缩减尺寸和减轻质量.合理选择轮胎来进步燃油经济性.2.5 为什么汽车发念头与传动体系匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性？试举例解释. 答：在必定道路前提下和车速下,固然发念头发出的功率雷同,但传动比大时,后备功率越大,加快和爬坡才能越强,但发念头负荷率越低,燃油消费率越高,百公里燃油消费量就越大,传动比小时则相反.所以传动体系的设计应当分解斟酌动力性和经济性身分.如最小传动比的选择,根据汽车功率均衡图可得到最高车速u max(驱动力曲线与行驶阻力曲线的交点处车速),发念头达到最大功率时的车速为u p.当主传动比较小时,u p>u max,汽车后备功率小,动力性差,燃油经济性好.当主传动比较大时,则相反.最小传动比的选择则应使 u p与 u max邻近,不成为寻求单纯的的动力性或经济性而下降另一方面的机能.2.6 试剖析超速档对汽车动力性和燃油经济性的影响.答：汽车在超速档行驶时,发念头负荷率高,燃油经济性好.但此时,汽车后备功率小,所以须要设计适合的次一挡传动比包管汽车的动力性须要.2.8 轮胎对汽车动力性.燃油经济性有些什么影响？答：1）轮胎对汽车动力性的影响重要有三个方面：①轮胎的构造.帘线和橡胶的品种,对滚动阻力都有影响, 轮胎的滚动阻力系数还会随车速与充气压力变更.滚动阻力系数的大小直接影响汽车的最高车速.极限最大加快度和爬坡度. ②汽车车速达到某一临界值时,滚动阻力敏捷增长,轮胎会产生很安全的驻波现象,所以汽车的最高车速应当低于该临界车速.③轮胎与地面之间的附着系数直接影响汽车的极限最大加快度和爬坡度. 2）轮胎对燃油经济性的影响轮胎的滚动阻力系数直接影响汽车的燃油经济性.滚动阻力大燃油消费量显著升高. 2.9 为什么公共汽车起步后,驾驶员很快换入高级？答：因为汽车在低档时发念头负荷率低,燃油消费量好,高级时则相反,所认为了进步燃油经济性应当在起步后很快换入高级. 2.10 达到动力性最佳换档机会是什么？达到燃油经济性的最佳换档机会是什么？二者是否雷同？答：达到动力性最佳应当使汽车加快到必定车速的时光最短,换档机会应根据加快度倒数曲线肯定,包管其笼罩面积最小.达到燃油经济性的换档机会应当根据由“最小燃油消费特点”肯定的无级变速器幻想变速特点,斟酌道路的Ψ值,在最接近幻想变速特点曲线的点进行换档.二者一般是不雷同的.第四章汽车的制动性4.1 一轿车驶经有积水层的一优越路面公路,当车速为100km/h 时要进行制动.为此时有无可能消失划水现象而损掉制动才能？轿车轮胎的胎压为 179.27kPa.解：4.3作出这种划定的目标是为了包管束动时汽车的偏向稳固性和有足够的制动效力.4.56）两种回路的优缺点比较双回路体系 a)制动系增益最大,一个回路掉效时的最大制动减速度也比b),c)大,所以其机能较优. 双回路体系b).c)制动系增益雷同,假如不斟酌轴距的影响,两者在一个回路掉效时的制动效力雷同.但是,c) 在一个回路掉效时,制动力感化在一侧车轮上,车身阁下受力轻微不均衡,会产生跑偏等问题.第五章汽车的把持稳固性5.1 一轿车（每个）前轮的侧偏刚度为-50176N/rad.外倾刚度为-7665N/rad.若轿车向左转弯,将使前轮均产生正的外倾角,其大小为 4 度.设侧偏刚度与外倾刚度均不受左.右轮负载转移的影响,试求由外倾角引起的前轮侧偏角.解：（°5.2 6450N 轻型客车在实验中发明过多转向和中性转向现象,工程师们在悬架上加装横向稳固杆以进步前悬架的侧倾角刚度,成果汽车的转向特点变成缺少转向.试剖析其理论根据（请求有须要的公式和曲线） .5.3 汽车的稳态响应有哪几种类型？表征稳态响应的具体参数有哪些？它们彼此之间的关系若何？答：汽车的稳态响应有三种类型,即中性转向.缺少转向和过多转向. 表征稳态响应的参数有稳固性因数K,前.后轮的侧偏角角绝对值之差(α1–α21) ,转向半径的比R/R0,静态储备系数S.M.等. 它们之间的彼此关系为：5.4 举出三种暗示汽车稳态转向特点的办法,并解释汽车重心前后地位和内.外轮负荷转移若何影响稳态转向特点？5.5 汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？答：不一样.汽车转弯时因为侧倾力矩的感化,左.右车轮的垂直载荷不再相等,所受阻力亦不相等.别的,车轮还将受到地面侧向反感化力.5.6 主销内倾角和后倾角功效有何不合？答：主销内倾角的感化,是使车轮在偏向盘收到渺小干扰时,前轮会在回正力矩感化下主动回正.别的,主销内倾还可削减前轮传至转向机构上的冲击,并使转向简便. 主销后倾的感化是当汽车直线行驶有时受外力感化而稍有偏转时, 主销后倾将产生车轮转向反偏向的力矩使车轮主动回正,可包管汽车支线行驶的稳固性. 汽车转向轮的回正力矩起源于两个方面,一个是主销内倾角,依附前轴轴荷,和车速无关;一个是主销后倾角, 依附侧倾力,和车速有关;速度越高,回正力矩就越大.5.7 横向稳固杆起什么感化？为什么有的车装在前悬架,有的装在后悬架,有的前后都装？答：横向稳固杆的主要感化是增长汽车的侧倾刚度,防止汽车在转向时产生过多的侧倾.别的,横向稳固杆还有转变汽车稳态转向特点的感化,其机理在题5.2 中有述.横向稳固装配的地位也是因为前.后侧倾刚度的请求,以及若何调节稳态转向特点的身分决议的.5.8 某种汽车的质心地位.轴距和前后轮胎的型号已定.按照二自由度把持稳固性模子,其稳态转向特点为过多转向,试找出五种改良其特点的办法.答：①增长主销内倾角;②增大主销后倾角;③在汽车前悬架加装横向稳固杆;④使汽车前束具有在紧缩行程减小,回复复兴行程增大的特点;⑤使后悬架的侧倾转向具有趋于缺少转向的特点.5.9 汽车空载和满载是否具有雷同的把持稳固性？答：不具有雷同的把持稳固.因为汽车空载和满载时汽车的总质量.质心地位会产生变更,这些将会影响汽车的稳固性因数.轮胎侧偏刚度.汽车侧倾刚度等把持稳固性参数.5.10 试用有关公式解释汽车质心地位对重要描写和评价汽车把持稳固性.稳态响应指标的影响.答：以静态储备系数为例解释汽车质心地位对稳态响应指标的影响：当中性转向点与质心地位重应时,S.M.＝0,汽车为中性转向特点;当质心在中性转向点之前时, S.M.为正值,汽车具出缺少转向特点;当质心在中性转向点之后时, S.M.为负值,汽车具有过多转向特点.5.115.12 稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特点车速uch .证实：特点车速uch ? 1/ K ,且在特征车速时的横摆角速度增益,为具有相等轴距 L 中性转向汽车横摆角速度增益的一半. 答：特点车速指汽车稳态横摆角速度增益达到最大值时的车速,汽车稳态横摆角速度增益为：5.136答：进步把持稳固性5.17 习题图5 为三种前自力悬架对车轮相对车身垂直高低位移时前束变更的影响.试问图中哪一条曲线具有侧倾过多转向后果？答：曲线1 对应的前自力悬架,转弯时车厢侧倾,内侧前轮处于反弹行程,前束增长,车轮向汽车纵向中间线转动,外侧前轮处于紧缩行程,前束减小,车轮向外迁移转变.采取这种悬架导致汽车的侧倾转向增长了缺少转向量,具有侧倾缺少转向后果. 曲线 2 对应的前自力悬架,曲线较其他两种更切近纵坐标轴,解释这种悬架的侧倾转向量很小,几乎等于零. 曲线 3 对应的前自力悬架,转弯时车厢侧倾,内侧前轮处于反弹行程,前束减小,车轮向汽车纵向中间线相反方向迁移转变,外侧前轮处于紧缩行程,前束增大,车轮向内迁移转变.采取这种悬架导致汽车的侧倾转向增长了过多转向量, 具有侧倾过多转向后果.5.18 转向盘力特点与哪些身分有关,试剖析之.答：转向盘力随汽车活动状态而变更的纪律称为转向盘力特点,与下列身分有关：转向器传动等到其变更纪律. 转向器效力.动力转向器的转向盘操纵力特点.转向杆系传动比.转向杆系效力.由悬架导向杆系决议的主销地位. 轮胎上的载荷.轮胎气压.轮胎力学特点.地面附着前提.转向盘迁移转变惯量.转向柱摩擦阻力以及汽车整体动力学特性等.5.19 地面感化于轮胎的切向反感化力是若何掌握转向特点的？答：参考教材第六节.第六章汽车的平顺性6.1查表得,人的主不雅感触感染为很不舒畅.6.26.36.5。
汽车理论第五版课后习题答案
第一章汽车得动力性1、1 试说明轮胎滚动阻力得定义,产生机理与作用形式。
定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到得道路在行驶方向上得分力称为滚动祖力。
2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线与卸载变形曲线不重合会有能全损失,即弹性物质得迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时,地面对丰轮得法向反作用力得分布就是前后对称得;当车轮滚动时,由于弹性阻滞现象,处于压缩过程得前部点得地面法向反作用力就会大于处于压缩过程得后部点得地面法向反作用力,这样,地面法向反作用力得分布前后不对称,而使她们得合力F Z相对于法线前移一个距离a,它随弹性迟滞损失得增大变大。
即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z、•a阻碍车轮滚动。
3]作用形式: T f = Wf,T f = T f/r1、2 滚动阻力系数与哪些因素有关？答:滚动阻力系数与路面得种类、行驶车速以及轮胎得构造、材料与气压有关。
1、3=494、312+0、13U a2由计算机作图有:1、4 空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？答:动力性会发生变化。
因为满载时汽车得质量会增大,重心得位置也会发生改变。
质量增大,滚动阻力、坡度阻力与加速阻力都会增大,加速时间会增加,最高车速降低。
重心位置得改变会影响车轮附着率,从而影响最大爬坡度。
1、5 如何选择汽车发动机功率？答:发动机功率得选择常先从保证汽车预期得最高车速来初步确定。
若给出了期望得最高车速,选择得发动机功率应大体等于,但不小于以最高车速行驶时得行驶阻力功率之与。
发动机得最大功率但也不宜过大,否则会因发动机负荷率偏低影响汽车得燃油经济性。
在实际工作中,还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。
不少国家还对车辆应有得最小比功率作出规定,以保证路上行驶车辆得动力性不低于一定水平,防止某些性能差得车辆阻碍车流。
1、6 超车时该不该换入低一挡得排挡？答:超车时排挡得选择,应该使车辆在最短得时间内加速到较高得车速,所以就是否应该换入低一挡得排挡应该由汽车得加速度倒数曲线决定。
汽车理论第五版课后习题答案
第一章汽车的动力性1.1 试说明轮胎滚动阻力的定义，产生机理和作用形式。
定义:汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动祖力。
2)产生机理:由于轮胎内部摩擦产生弹性轮胎在硬支律路面上行驶时加载变形曲线和卸载变形曲线不重合会有能全损失，即弹性物质的迟滞损失。
这种迟滞损失表现为一种阻力偶。
当车轮不滚动时，地面对丰轮的法向反作用力的分布是前后对称的;当车轮滚动时，由于弹性阻滞现象，处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力，这样，地面法向反作用力的分布前后不对称，而使他们的合力F Z 相对于法线前移一个距离a，它随弹性迟滞损失的增大变大。
即滚动时有滚动阻力偶T f = F Z.?a 阻碍车轮滚动。
3]作用形式: T f = Wf ，T f = T f/r1.2滚动阻力系数与哪些因素有关？答：滚动阻力系数与路面的种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料和气压有关。
1.32=494.312+0.13U a由计算机作图有：1.4空车、满载时汽车动力性有无变化？为什么？答：动力性会发生变化。
因为满载时汽车的质量会增大，重心的位置也会发生改变。
质量增大，滚动阻力、坡度阻力和加速阻力都会增大，加速时间会增加，最高车速降低。
重心位置的改变会影响车轮附着率，从而影响最大爬坡度。
1.5如何选择汽车发动机功率？答：发动机功率的选择常先从保证汽车预期的最高车速来初步确定。
若给出了期望的最高车速，选择的发动机功率应大体等于，但不小于以最高车速行驶时的行驶阻力功率之和。
发动机的最大功率但也不宜过大，否则会因发动机负荷率偏低影响汽车的燃油经济性。
在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。
不少国家还对车辆应有的最小比功率作出规定，以保证路上行驶车辆的动力性不低于一定水平，防止某些性能差的车辆阻碍车流。
1.6超车时该不该换入低一挡的排挡？答：超车时排挡的选择，应该使车辆在最短的时间内加速到较高的车速，所以是否应该换入低一挡的排挡应该由汽车的加速度倒数曲线决定。
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
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 )
汽车理论课件 第二章 汽车的燃油经济性
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
汽车等速百公里燃油消耗量可表示为
Pb b 1 F f u a Fwua Qs ( ) 1.02u a g 1.02u a g T 3600 3600 CFb
T
其中，C—常数；F—行驶阻力
发动机的燃油消耗率， 既取决于发动机的 种类、设计制造水平；也与汽车行驶时发动机的 负荷率有关。还与工况及附件使用有关。
4
1293
9.5
7.80
武汉科技大学车辆工程教研室
四、燃油经济性标准
武汉科技大学车辆工程教研室
四、燃油经济性标准
武汉科技大学车辆工程教研室
第二节
汽车燃油经济性的计算
1、等速行驶工况燃油消耗量的计算
根据等速行驶车速ua及阻力功率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。
P
1
Pe
1 Q1 (Qt 0 Qt 1 ) t 2
同理，每个区间的燃油消耗量为
（mL）
1 Qn (Qt ( n 1) Qtn )t 2
整个加速过程的燃油消耗量为
（mL）
Qa
i 1
Qi
n
加速区段内汽车行驶的距离sa （m）为 2 2
u a 2 u a1 sa du 25.92 dt
nr n i 0.377 A i0ua ua
武汉科技大学车辆工程教研室
二、汽车结构方面 （四）汽车外形与轮胎
（1）降低CD值是节油的有效途经
（2）轮胎
滚动阻力系数f减小10%，节油0.6-1.2%。 汽车对轮胎提出各种要求，如耐磨性，耐久性 及要求它保证动力，经济性等各种使用性能。 现在公认子午线轮胎的综合性能最好。
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油消费总量已经超过日本，位居二章 汽车的燃油经济性
节能减排，可以有效减少温室气体的排放。
1997年在防止地球变暖的京都会议上提出《京都议定书》。 至2005年2月，全球已有141个国家和地区签署该议定书。 2005年2月16日，《京都议定书》正式生效。这是人类 历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。
值要求，2008年1月1日起执行第二阶段限值要求。
在生产车型，从2006年7月1日开始执行第一阶段限
值要求，2009年1月1日起执行第二阶段限值要求。 具体测量方法按照GB19233—2003《轻型汽车燃料
消耗量试验方法》进行。
标准规定在模拟城市和市郊的运转循环下，用碳平 衡法计算出燃料消耗量。
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（不同企业所给数据、运行工况不统一）
等速百公里燃料经济性试验规范规定：
试验在纵坡不大于0.3％的良好路面上，测量路段 长度500m(或1000m) 。气温0～35°Ｃ，气压740～ 770mmHg，相对湿度50～95％，风速小于3m/s。 汽车技术状况良好。试验前，汽车必须充分预热，使 发动机出水温度80～90℃，变速器及驱动桥润滑油 温度不低于50℃。试验时，汽车用最高档等速行驶， 从车速20km/h开始，以速度间隔10km/h的整倍数， 直至该档最高车速的80％，至少测定5点。测定通过 500m(或1000m)测量段的耗油量和时间。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4次试验结果 的油耗量差值不应超过±5％，取4次试验结果的平均 值为等速行驶的耗油量。
燃油行驶的里程，单位为mile/USgal。
1mile=1.609344公里 加仑分为美制加仑和英制加仑两种。 英制单位下,1加仑=4.54596升 美制单位下,1加仑=3.78533升
7
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
1.等速工况
等速行驶百公里燃 油消耗量：指汽车 在一定载荷（轿车 半载、货车满载） 下，以最高档在水 平良好路面上等速 行驶100km的燃油 消耗量；
n
i 1
第二节 汽车燃油经济性的计算
3.等减速行驶工况燃油消耗量的计算
减速行驶时发动机处于怠速状态。 减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。
ua 2 u a 3 t du 3 .6 dtd
减速时间
减速过程燃油消耗量
ua2 ua3 Qd Qi du 3 .6 dt d
汽车的燃油经济性如何定义的？
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。
3
世界汽车工业发展永恒的主题是
节能 环保 安全
截止2006年底，我国已探明石油剩余经济可采储量为 20.43亿吨，天然气剩余经济可采储量为24.49亿m3。
中国石油的相当一部分依赖进口
在网上查找《京都议定书》的相关资料。
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第二章 汽车的燃油经济性
第二章 汽车的燃油经济性
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
本节将介绍中国、欧洲及美国燃油经济性的评价指标。
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第二章 汽车的燃油经济性
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 。 美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定量
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第二节 汽车燃油经济性的计算
Peb 汽车以ua等速行驶时，燃油消耗量为 Qt 367.1 g b—燃油消耗率 [g/(kW h)-1 ]；ρ—燃油的密度（kg/L）；
g—重力加速度（m/s2）。
汽油ρg=6.96～7.15N/L；柴油ρg=7.94～8.13N/L。 等速行驶 s 行程时，燃油消耗量
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
29
…
Qa Qi Q1 Q2 Qn
n 1 1 Qa Qt 0 Qtn t Qti t 2 i 1
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
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
12
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3）中国相关规定
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
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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
13.6
14.0 14.5
12.2
12.6 13.0
1320<CM ≤1430
1430<CM ≤1540
10.7
11.3
9.8
10.3
2280<CM ≤2510
2510<CM
15.5
16.4
13.9
14.7
19
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
试验在专用的底盘测功器上进行。测出排气中以g/km （克每千米）计的CO2、CO及CH的排放量，用碳平衡法 求得燃油消耗量。 碳平衡法依据的基本原理是质量守恒定律。 汽（柴）油经过发动机燃烧后，排气中碳质量的总和
1540<CM ≤1660
1660<CM ≤1770 1770<CM ≤1880
12.0
12.6 13.1
10.8
11.3 11.8
980<CM ≤1090
1090<CM ≤1205 1205<CM ≤1320
8.8
9.4 10.1
8.0
8.6 9.1
1880<CM ≤2000
2000<CM ≤2110 2110<CM ≤2280
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。
34
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。
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第三节 影响汽车燃油经济性的因素
一、使用方面
1.车速 ua
中等车速经济 性相对较好 低速时FW↓ ，Ff↓ 但负荷率↓ ，b ↑ 高速时负荷率↑ ， b ↓ 但 FW ↑ ，Ff↑ ， ↑e P
与燃烧前燃油中碳质量的总和应该相等。
汽油机 柴油机
FC 0.15540.866HC 0.429CO 0.273CO2 D
FC 0.15550.866HC 0.429CO 0.273CO2 D
20
D — 288K（15°C）下燃油的密度（kg/L）。
第一节 汽车燃油经济性的评价指标
常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里的燃油经济性。
8
等速行驶百公里油耗量不能反映汽车实际行驶
中频繁出现的加速、减速等行驶状况的燃油经济
性，因此，等速行驶燃料经济性不能全面考核汽
车运行燃料经济性，它只能作为一种相对比较性 的指标。
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
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 1 混合 ECE 90km / h 120km / h 3 3 3 3
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
2）美国环境保护局（EPA）
是根据美国洛杉矶市中心的交通情况 拟定的，包括了一系列不重复的加速、 减速、怠速、接近于等速、停车的行 驶过程。
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
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第二节 汽车燃油经济性的计算
各区间的燃油消耗量为
1 Q3 Qt2 Qt3 t 2
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Qs↑
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
2.挡位选择
车速一定时，
( Pf Pw ) / T 一定
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
思考：通过以上相关数据，可以得出哪些结论？
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。
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
3.中国相关的新标准
新开发车型，从2005年7月1日开始执行第一阶段限
C为常数；
F 为总行驶阻力， F F F
f
w
。
影响燃油经济性的因素有以下三个：
1.燃油消耗率b
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
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第三节 影响汽车燃油经济性的因素
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 ；
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第一节 汽车燃油经济性的评价指标
限值按整备质量的不同分别给出
表2-2 乘用车燃料消耗量限值
整车整备质量 （CM）/kg 第一阶段 第二阶段 整车整备质量 （CM）/kg 第一阶段