第二章汽车燃油经济性
汽车理论教程343页PPT
Qs
Peb
1.02ua g
Pe
1
T
ua 3600
F
Qs 1.02buag360u0aT
F C b F
T
C为常数； F 为总行驶阻力， FFf Fw。
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。 负荷率＝使用负荷 最大负荷
15
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
4.正确地保养与调整
16
第三节 影响汽车燃油经济性的因素
（1）制动器间隙要合适
间隙过小，容易出现“自刹”现象，损耗发动机功 率，导致制动器发热，消耗燃油；
间隙过大，制动反应“迟钝”，导致制动距离加长。
（2）轮毂轴承预紧度调整要正常
预紧度过低，轮胎打摆，直线行驶性差； 预紧度过大，轴承发热，轴承磨损加快。 行驶中紧急制动（急刹车）、高速行车中猛打转向 盘都会造成轴承早期磨损。
Ff=Gf
Fw
CD Aua2 21.15
ua=80km/h ua=50km/h
3.传动效率ηT
传动效率越高，油耗越低。
提高传动系统（尤其是变速器、驱动桥和传 动轴）的设计水平、制造装配工艺、按规程 进行维修保养，以及尽可能使用直接挡行驶 等措施，都可以提高传动效率。
以上讨论的是等速油耗的影响因素。
汽车理论
第十讲
主讲教师：杨志华
学时：48
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
本节将分析影响汽车燃油经济性的 各个因素。
从而进一步寻求在使用和设计两方 面提高汽车燃油经济性因素
等速百公里油耗
Qs
Peb
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》第二章 汽车的燃油经济性
1 Q1 2 (Qt0 Qt1)t
Q2
1 2
(Qt1
Qt2 )t
Q3
1 2
(Qt 2
Qt3 )t
Qn
1 2
(Qt ( n1)
Qtn )t
等加速行驶工况燃油消耗量
Qa
1 2
(Qt
0
Qtn )t
n1
Qti t
i 1
等加速区间内行驶的距离
sa
ua22 ua21 25.92du / dt
三、等减速行驶工况燃油消耗量的计算
反映实际的汽车 行驶情况
循环行驶 试验工况
▪ 我国及欧洲：行驶100km所消耗 的燃油升数，单位为L/100km。
▪ 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。
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。
燃油经济性
一定的动力性条件下 尽量少的燃油消耗
燃油经济性好
降低汽车的使用费用 减少进口的石油量 节约资源 降低CO2等的排放
2.1 燃油经济性的评价指标
评价指标
每百公里 的燃油消耗量
一定的燃油量 行驶的里程
等速百公里 燃油消耗量曲线
汽车等速百公里燃油消耗量曲线
二、循环行驶工况百公里燃油消耗量
全面反映汽车的实际运行情况，特别是在市区行 驶中频繁出现的加速、减速、怠速停车等工况。
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
汽车理论课后习题答案第二章汽车燃油经济性
第二章2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？答：均不正确。
①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。
此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。
②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。
，2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。
提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大地改善了汽车动力性。
②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。
2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。
答： 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系：a a u n A u ==0i nr 0.377i'（式中A 为对某汽车而言的常数 0377.0A i r=） 当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：T wP P ηφ+='P e由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。
将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。
带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。
2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性?提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量大型轿车费油的原因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原因之一。
②汽车外形与轮胎降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。
2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。
2燃油车燃油经济性分析解析
3．传动系
传动系的挡位增多后，增加了选用合适挡位使发动机处于经 济工作状况的机会，油耗越低。
✓ 轿车手动变速器已基本上采用5挡，也有采用6挡的。 ✓ 大型货车有采用更多挡位的趋势，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10—16个。 但不能为了提高性能而过多地增加变速器的挡数，因为这将 使传动系过于复杂，而且也不便于操作选用。
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 t（s）为
4．怠速停车时的燃油消耗量
若怠速停车时间为ts（s），Qi 为怠速燃油消耗率(mL/s)，则 燃油消耗量（mL）为
Qid Qi .ts
5．整个循环工况的百公里燃油消耗量
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
一定功率（ Pe）时最经济
工况下的转速（n3）。
最低燃油 消耗率曲线
Pe
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）。
Pe
A3
最小燃油消 耗特性曲线
A2 A1
由最小燃油消耗特性，确定无级变速器i’调节特性
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。
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。
汽车理论：第二章 燃油经济性作业(参考答案)
第二章 燃油经济性作业1、已知某汽车的总质量m =9600 kg ，D C =0.7，A =52m ，传动系效率T η=0.86，若燃油密度为 0.82mL g ，发动机燃油消耗率为 260h kW g ⋅，怠速油耗为 0.28mL ，该车在滚动阻力系数 f =0.03 的水平道路上以速度a u =50h km 等速行驶1 km 后，以2.02s m 的减速度等减速制动到停车，计算确定该过程汽车的燃油消耗量（mL ）。
解：1）滚动阻力功率kW2.3936000cos 5003.08.996003600cos =××××==αa f Gfu P 2）空气阻力功率kW75.5761405057.07614033=××==a D W Au C P3）坡度阻力功率kW 03600sin ==αa i Gu P 4）加速阻力功率kW 03600==dt dumu P a j δ5）发动机输出功率kW3.5286.00075.52.39)(1=+++=+++=j i W f T e P P P P P η 6）以速度a u =50h km 等速行驶1km 的燃油消耗量mL66.3315082.013.52260=×××==a s u bPs Q ρ7）以2.02m 的减速度等减速制动到停车的燃油消耗量mL 94.126.35028.0d d =××=∆=∆=dii d t u u Q t Q Q 8）整个过程汽车的燃油消耗量mL 6.33394.166.331=+=+=d s Q Q Q2. 已知某汽车的总质量m =9200kg ，D C =0.75，A =42m ，传动系效率T η=0.85，若燃油密度为0.75mL g ，发动机燃油消耗率为260h kW g ⋅，确定汽车在滚动阻力系数f =0.015、坡度角α= 15的上坡道路上以速度a u =30h km 等速行驶时的等速百公里燃油消耗量（100km L ）。
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行程油耗（s米）:Q Pebs ,mL
102ua
百公里油耗：Qs
Peb
1.02ua
,L/100km
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
gege(Pe,n) b
1
Pe
T
(Pf
Pw
Pj)
步骤1：将加速过程划分为 若干个区间；
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
2.1.1 汽车燃料经济性的评价指标
① 常选取单位行程的燃料消耗量或单位运输工 作的燃料消耗量作为评价指标。前者用于比 较相同容载量汽车的燃料经济性，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料经济性的影响，单位 是L/100km；后者常用于比较和评价不同容载 量汽车的燃料经济性，单位是L/(t·100km)、 L/(kg·km)。此项指标的数值越大，则汽车燃 料经济性越差。
➢ 据预测到2020年我国车用燃油消耗 为3.05亿吨，换算成原油将超过5亿 吨
➢ 包括欧盟、美国、日本、韩国等在 内的很多国家和地区都已经根据各 自国情实施了不同形式的汽车燃料 消耗量标示制度，作为控制汽车二 氧化碳排放和油耗的支柱措施之一。
第二章汽车燃油经济性
2.1.1 汽车燃料经济性的评价指标
步骤4：将各区间的燃油消 耗量累加，得到整 个加速过程的燃油 消耗量；
步骤5：计算该工况的行驶 距离。
第二章汽车燃油经济性
2.1.1 汽车燃料经济性的评价指标
② 汽车燃料经济性也可用单位燃料量的汽车行 驶里程作为评价指标。该指标亦称为汽车经 济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行 驶的英里数作为评价指标，单位是MPG或 mile/USgal。该指标数值越大，汽车燃料经 济性越好。
第二章汽车燃油经济性
(市区运转循环：4.052km)
(市郊运转循环：6.955km)
市区运转 循环单元
循环行驶试验工况 (GB18352.3-2005 《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》)
第二章汽车燃油经济性
工信部2010年初在其官方网站公布近6000 个汽车车型的燃料消耗量测试结果
检测依据：GB 22757-2008《轻型汽车燃料消耗量试验方法》
2.1 汽车燃料经济性评价指标
➢ 据海关统计，2008年全年进口原油 17888万吨，石油消费对外依存度达 到49.8%。
➢ 2008年汽车销售量为938.05万辆， 汽车保有总量达到6467万辆。
➢ 由汽车消耗的燃料占我国燃料消耗 总量的40%左右。
第二章汽车燃油经济性
2.1 汽车燃料经济性评价指标
第二章汽车燃E)
(约为 3 L/100km)
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
燃油消耗率： 万有特性图上 的等燃油消耗 率曲线
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
gege(Pe,n) b，g/(kW·h)
节省燃油的目的
对汽车用户：降低使用费用 对国家：减少对进口石油的依赖 对全人类：节省石油资源、减少
导致温室效应的CO2的排放量
第二章汽车燃油经济性
第二章 汽车燃料经济性
2.1 汽车燃料经济性评价指标 2.2 汽车燃料经济性计算 2.3 影响汽车燃料经济性因素 2.4 新一代高效节能汽车
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性：指汽车以最少的燃料消 耗完成单位运输工作量的能力，它是汽 车主要的使用性能之一。
汽车发动机的燃料经济性：通常用有效燃 料消耗率be(或ge) 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，所以不 能直接用于评价整车的燃料经济性。
第二章汽车燃油经济性
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
循环行驶试验工况及其百公里燃料油耗量计算(欧洲)
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
循环行驶试验工况及其MPG计算(美国)
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
循环行驶试验工况及其百公里燃料油耗量计算(中国)
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
步骤2：计算区间端点处的 单位时间燃油消耗 量，求其平均值；
步骤3：区间平均值乘以区 间时间，得到该区 间的燃油消耗量；
Qt
Peb
367.1
，mL/ s
Qi 12(Qti Qti1)t
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
2.等加速行驶工况燃油消耗量的计算
1
Pe
T
(Pf
Pw )
Qt Peb1/0306000
Peb ， mL/s
367.1
9.811000
6.96~7.15N/L(汽油）
7.94~8.13N/L（柴油）
第二章汽车燃油经济性
2.2 汽车燃料经济性的计算
1.等速行驶工况燃油消耗量的计算
Qt
Peb
367.1
, mL/ s
t s ua / 3.6
汽车使用经济性
汽车使用经济性是指汽车为完成单
位运输量所支付最少燃料或能源费用的特 性。它是评价汽车运输企业经营经济效果 的综合性指标。
我国营运汽车的平均运输成本中，汽 车运行材料费(燃料费、润滑油、轮胎费等) 所占比率最大（40％以上）。其消耗和节 约的研究，对提高汽车使用经济性具有重 要意义。
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
① 等速行驶工况
汽车在一定载荷（我国标准中规定轿车为半载、 货车为满载）下，以最高挡在水平良好路面 上等速行驶100km的燃料消耗量。等速行驶 百公里燃料消耗量。常测出每隔10km/h或 20km/h速度间隔的等速行驶百公里燃料消耗 量，然后在图上连成曲线，称为等速行驶百 公里燃料消耗量曲第二线章汽。车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
等速百公里油耗
等速行驶工况并 没有全面反映汽车的 实际运行情况，特别 是在市区行驶中频繁 出现的加速、减速、 怠速停车等行驶工况。
第二章汽车燃油经济性
汽车燃料经济性的试验工况
② 循环行驶试验工况
在对实际行驶车辆进行跟踪测试和统计的基础上， 各国都制订了一些典型的循环行驶试验工况 来模拟实际汽车运行状况，并以其百公里燃 料消耗量或MPG来评定相应行驶工况的燃料 经济性。