汽车燃料经济性的计算方法等速行驶工况燃油消耗量的
汽车的燃油经济性(共15张PPT)
5）减小轮胎的滚动阻力系数：滚动阻力损失在4.2%~
7.1%。
第15页，共15页。
✓最高车速：120km/h ✓最大加速度：0.833m/s2 ✓最大加速度：－1.389m/s2
100 Qs 11.007Q测
第6Байду номын сангаас，共15页。
商用车和城市客车变工况百公里燃油消耗量测 试工况
第7页，共15页。
2.2 汽车燃油经济性计算
汽车燃油消耗方程式 1） 等速行驶的汽车燃油经济性的计算
Q Pbs
102ua g
2）加速行驶工况燃油 消耗量的计算
转化为等速行驶工况计算
第8页，共15页。
3）减速行驶工况燃油消耗量的计算
减速过程，油门松开，发动机处于怠速状态，燃油消耗量 为正常怠速燃油消耗量。
t u a 2 u a 3 /3 .6 d/d u t
Q=t Qi Qi为单位时间燃油消耗量。
4）怠速停车时间的燃油消耗量 Qid Qits
Ue称为经济车速 U1—U2称为经济车 速范围
第3页，共15页。
➢等速百公里燃油消费量台架试验
Qs
100 2
Q测
第4页，共15页。
变工况百公里燃油消费量
➢怠速工况 40s； ➢市内道路工况780s； ➢市郊道路工况400s。 石油是现代工业，特别是交通运输的主要能源。
1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 等速百公里燃油消费量曲线 减速过程，油门松开，发动机处于怠速状态，燃油消耗量为正常怠速燃油消耗量。 式中，C为常数， FR 为行驶阻力，N； 5）整个循环工况的百公里燃油消耗量 还与怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗有关。 现代中型轿车EPA城市和公路行驶工况能量平衡 变工况百公里燃油消费量 1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 转化为等速行驶工况计算 市内道路工况780s； 平均车速：19km/h 1） 行驶速度：以中等偏低车速（经济车速）行驶，可节油。 4） 正确地维修与保养。 发动机负荷特性 万有特性 经济性 1） 等速行驶的汽车燃油经济性的计算
汽车燃油经济性试验+燃油经济性计算
第一节 汽车燃料经济性试验
14
第一节 汽车燃料经济性试验
（3）道路循环试验
包括：等速百公里油耗试验 怠速油耗试验 完全按照规定的车速-时间规范进行。试验规范中
特征： 规定了换档时刻、制动时间、速度、加速度、制 动减速度等数值。
特点：便于不同车辆之间的燃油消耗量比较； 获得的数据比较集中； 耗时短，成本低； 但不能全面反映汽车燃油经济性。
交 通 部 公 路 交 通 试
验
场
)
7
第一节 汽车燃料经济性试验
东风汽车襄樊技术中心试车场全景
8
第一节 汽车燃料经济性试验
湖南汽车试验场鸟瞰
9
第一节 汽车燃料经济性试验
中国定远汽车试验场
10
第一节 汽车燃料经济性试验
汽 车 试 验 场 卵 石 路
11
第一节 汽车燃料经济性试验
12
第一节 汽车燃料经济性试验
特征：对行驶道路、交通情况、驾驶习惯、周围环境 等没有任何要求。但对被测车辆的维护、燃料、 润滑油等有明确要求。 最接近汽车行驶的实际状况；
特点： 获得的数据分散度很大； 耗时长，成本高。
在有些运输企业，往往采用这种方式统计车辆的平均 燃油消耗。
4
第一节 汽车燃料经济性试验
（2）控制的道路试验
特征：对行驶道路、交通情况、驾驶习惯、周围环境等 因素中，有一项或几项提出要求。比如，海南试验 场，测试不同路面状况下的汽车燃油消耗。
第一节 汽车燃料经济性试验
乘用车十五工况循环试验规范
20
第一节 汽车燃料经济性试验
美国环保局(EPA) 行驶循环(UDDS循环)的速度-时间关 系曲线。整个循环行驶时间为22.87min，行程12km，它是 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、怠速和接近于等速的行驶过程。
汽车燃料经济性计算(教案)
K K ri Kh i K t i K γi
式中： Kri —该运行条件下道路修正系数； Khi —该运行条件下海拔高度(大气压力)修正系数, Khi 1 0.0021(P -100) , P 的单位为 kPa；
3-11
Kti —该运行条件下气温修正系数, Kti 1 0.0025(20 - T ),T 的单位为℃； Kγi — 燃 料 密 度 修 正 系 数 ， 对 于 汽 油 Kγi 1 0.8(0.742 - g ) ， 对 于 柴 油
图 2-7 汽车发动机负荷特性
若汽车以
v
' 2
等速在平路上行驶，发动机应输出功率应等于汽车阻力功率
P'
，(见图
2-
8a)，。此时，发动机负荷率U ' 为
U'
P PS
100%
3-3
图 2-8 用功率平衡与负荷特性计算汽车等速百公里油耗 (1PS=735.49W；y＝fr i ) 若对应车速 va' 的发动机转速为 ne ，则根据 ne 和U ' 便能在负荷特性曲线上确定有效油耗
计算某一具体条件下的汽车燃料消耗量也可采用定额计算法，它是一种能反映运输工作 量的计算方法。
汽车运行燃料消耗量的影响因素，除汽车结构、工艺水平、车况外，还有道路、载荷、运距、 环境条件(如气温、风、雨、雾、交通情况等)及驾驶水平等，其中包括随机因素、自然因素和人 为因素。为了全面地建立数学表达式，需要考虑可等级化和数量化的因素，如道路、载荷、气 温、海拔高度等。交通因素将在道路分类中予以考虑，而车况、驾驶水平等因素，尽管它们对 运行燃料消耗也有较大影响，但计算时将其视为一般正常水平，而不予以考虑。对风、雨、雾 等特殊环境因素，由于它们的影响是局部的、地区性的，而且也难于等级化和数量化，其影 响可根据实际情况在制定燃料消耗定额时确定。
燃油消耗计算方法
燃油消耗计算体积必需知道.体积=总消耗体积-主机回油体积.体积(以一小时的体积算)X密度(我们是按0.98)/主机功率=XXg/kw/h规定用每千瓦小时消耗多少克燃料来表示（g／（kW·h））。
汽油密度与标号有关系90#汽油密度0.72293#汽油密度0.72597#汽油密度0.735功率的物理意义是汽车发动机每小时输出25千千牛顿的能量，换算成物理量的话他能够在10秒内把一千千克的汽车加速到25千米每小时。
最大扭矩：发动机从曲轴端输出的力矩，扭矩的表示方法是N.m/r/min，最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。
当然，在选择的同时要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。
比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小；只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。
尽量做到经济、合理选配发动机。
等速行驶百公里油耗试验是一种在我国广泛采用的最简单的道路循环试验。
试验在纵坡不大于0．3％的混凝土、沥青道路，要求路面干燥、平坦、清洁、测量路段长度500m(或lkm)，两端可方便地使汽车调头。
气温0℃～35℃，气压98kPa～103kPa，相对湿度50％一95％，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，以车速10km／h的整倍数，直至该档最高车速的80％，至少测定5点。
通过500m(或lkm)测量段，测定耗油量和时间，每种车速往返试验各两次，两次试验之间的时间间隔(包括使车速达到预定的稳定车速所需的助跑时间)应尽可能地缩短，以保持稳定的热状况。
往返共四次试验结果的油耗量差值不应超过土5％，取四次试验结果的平均值为等速行驶的消耗量。
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。
汽车燃料经济性
2.3 汽车燃料经济性的路试检测
（1）直接档全开节气门加速燃料消耗试验
汽车挂直接档（或最高档），以 30±1 km／h 的初速度，稳定通过 50m 的预备段，
在到达 500m 测试路段的起点时，节气门突然全开，加速通过测试路段，测定加速时
间、燃料消耗量及汽车到达测量路段终点的速度。试验往返各两次，测得相同方向加
这种试验的道路条件和驾驶操作习惯不易控制。在多次试验中重复性很差。 2.1.4 有控制道路试验
对道路条件、环境条件、驾驶习惯中的一个或几个变量实行控制的一种试验。
2Hale Waihona Puke 1.5 道路循环试验它与有控制道路试验没有明显界限，所不同的是这种试验对循环行驶里程，行驶
中的换档、制动次数、怠速、减速和加速时间以及稳定车速时间都加以严格规定。
Qm＝ ge /36000 η.（Ｗf+ Cd.A.Vr²／21.15 +Ｗi+δ.m.a ） Qv＝（ ge /3672 η. γ）. （Ｗf+ Cd.A.Vr²／21.15 +Ｗi+δ.m.a ） （2） 等速行驶的百公里燃料消耗量 在实际应用中，无论是用试验方法测定汽车的燃料经济性，还是在设计时估算汽 车的燃料经济性，一般都以汽车在水平良好的路面上等速行驶的百公里燃料消耗量作 为指标，而且习惯用容积来计量燃料量。 Qv＝（ ge /3672 η. γ）. （Ｗf+ Cd.A.Vr²／21.15 ）
考研汽车理论试题第6套解析
一、概念解释（选其中8题，计20分）1 （转向轮）回正力矩2 稳态响应的转向特性3 汽车制动跑偏与侧滑4 汽车平顺性及评价指标5 汽车附着条件6 汽车驱动力7 人体对振动反应的暴露极限8 迟滞损失9 列出汽车的主要使用性能10 汽车特征车速11 滚动阻力偶12 侧向力与侧偏力13 制动力系数14 最小燃油消耗特性二、写出表达式、画图、计算并简单说明（选择其中4道题，计20分）1 写出ｎ档变速器ｍ档传动比表达式（注意符号定义的说明）2 画图并说明地面制动力、制动器制动力、附着力三者关系3 用表格或流程图的形式列出计算等速燃料消耗量的过程4 用表格或流程图的形式列出计算汽车多工况燃料消耗量的过程5 画出全轮驱动汽车加速上坡时的整车受力分析图（注意符号说明）。
6 写出汽车的后备功率表达式，分析其对汽车的动力性和燃料经济性的影响。
7 列出绘制I曲线的各种方法以及对应的方程或方程组三、叙述题（选择其中4道题，计20分）1 平均燃料运行消耗特性的用途2 简述影响通过性因素3 用表格或流程图的形式给出计算汽车加速性能的步骤。
4 详细列举影响汽车燃料经济性的因素5 试用驱动力－行驶阻力平衡图分析汽车的最大爬坡度i max。
6 分析汽车重力G变化（例如改装汽车与标准型相比）对汽车动力性的影响7 选择（确定）汽车发动机功率的基本思路。
8 车轮滑动率对纵向及横向附着系数影响。
9 一般来说，汽车应该具有哪一种转向特性？为什么？10 描述轿车车轮(弹性轮胎)在侧向力作用下运动方向的变化特点。
四、分析题（选择其中5道题，计20分）1 分析汽车总质量对其固有振动频率和振幅的影响，并列出表达式。
2 已知某汽车φ0＝0.3，请利用Ｉ、β、ｆ、γ线，分析φ＝0.5,φ＝0.26以及φ＝0.65时汽车的制动过程。
3 试确定汽车在设计车速为30km/h 、弯道半径为5000m 的公路上不发生侧滑的横坡极限坡角（要求作图表示）？4 在划有中心线的双向双车道的本行车道上，汽车以65km/h 的初速度实施紧急制动，仅汽车左侧轮胎在路面上留下制动拖痕，但是汽车的行驶方向轻微地向右侧偏离，请分析出现该现象的原因。
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 )
汽车理论第二章汽车的燃油经济性
在同一道路条件和车速下，发动机发出的功率 相同，但挡位越低，后备功率越大，发动机负荷率 越低，百公里油消耗量就越大。
3、挂车的使用
1）带挂车后阻力增加，发动机负荷率增加， 燃油消耗率b下降。
2）汽车列车的质量利用系数（装载质量与整 车备质量之比）较大。
如CA10B汽车常拖带挂4.5～5t挂车，行驶于坡 度小于8％，最大坡度小于11％的道路上，生产率 可提高30％～50％，油耗可降低20％～30％（以 100t·km计）。
Qs
Q s
100
Pbs
1000ua
100 s
Pb
10ua
等加速行驶工况燃油消耗量计算
（1）求出等加速行驶时发动机应提供的功率
P
1
T
Gfua 3600
CDAua3 71640
mua
3600
du
dt
（2）计算由ua1等加速行驶至ua2的燃油消耗量
将加速过程按速度每增加1km/h为一个小区域分成若 干区间，求每个区间的燃油消耗量。
Qt
Pb t
3600
1 1 du
3.6 dt
1）从初始速度ua1加速至ua1+1km/h所需的燃油消 耗量（mL）为：
Q1
1 2
Qt0
Qt1
t
2）由ua1+1km/h再增加1km/h所需的燃油消耗量
3）同理
Q2
1 2
Qt1
Qt 2
t
Q3
1 2
Qt 2
Qt3
t
Qn
1 2
Qt(n1) Qtn
另外，总的汽车燃油消耗还与加速、减速、 制动、怠速停车等工况以及汽车附件的使用有关。
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燃油消耗率 ge
n1
n2
nn3 4
最低燃油消耗率曲线
发动机功率 Pe
功率 Pe
Pe'
最小燃油消耗率曲线
▪ 加速时，发动机为不稳定工况（瞬态工况）。急踩加速踏板 时，为保证发动机顺畅工作，喷油量应该增加还是减少？ 增加
因此，要设定一个加速因子来调节喷油量，１．５～２倍，不 同的发动机该加速因子是不同的；
实际的加速油耗应该在计算结果的基础上乘以大于１的系数。
3. 等减速行驶工况燃油消耗量的计算
松开油门，轻踩制动，发动机运行在强制怠速状态，耗油量 等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积
转速n ne'
无级变速器调速特性
AB：最大传动比； ED：最小传动比； BC：最大功率转速时，传动比与
车速的关系曲线； AE：最低转速时，传动比与车速
的关系曲线； AE与BCD曲线所包含的曲线，
表示在不同道路阻力下无级变 速器的调速特性
驾驶技术方面
▪ 发动机的起动升温; ▪ 汽车起步加速; ▪ 加速踏板的运用; ▪ 档位的选择和变换; ▪ 汽车行驶速度; ▪ 离合器的运用; ▪ 行车温度的控制(冷却液80~90℃;机油75 ℃，齿轮油50 ℃）； ▪ 合理利用滑行（减速滑行、加速滑行和下坡滑行）。
最小燃油消耗特性：发动机负荷特性的曲线
发动机功率Pe，kW
发动机万有特性 （等高线）
be const
2. 等加速行驶工况燃油消耗量的计算
加速行驶时，发动机还要提供为克服加速阻力所消耗的功率， 若加速度为ｄｕ／ｄｔ，则发动机提供的功率为：
ua
t
t
加速过程分为若干个区间：
u uai uai1 1km / h
各区间起始或终了车速随对应时刻的单 位燃油消耗量：
从初速加速到末速所需燃油量： 整个加速过程的燃油消耗量为：
加速区内汽车行驶的距离为：
Qi
1 2 (Qti
Qti1 )t
Q Qi
Qsai
ai 1
25.92 du
u(uai u ) ai1 25.92 du
(uai uai1) 25.92 du
dt
dt
dt
几点说明
Q（S L /100km)
III档
IV档
V档
等速百公里油耗
ua (km/ h)
汽车结构方面
轻量化：小型化和使用轻型材料，如铝材和塑料，即质
量利用系数增加。 发动机改进：
提高热效率和机械效率 扩大柴油机发动机使用范围 发动机增压 发动机电控 传动系：增加档位数、使用无级变速器 汽车外形和轮胎：降低CD和子午线轮胎
100 Q
s
Q整个行驶循环过程的总油耗量
燃油经济性的影响因素
美国一中型轿车在EPA城市和EPA公路循环工况中燃油化学 能与汽车各处循环能量的平衡图 注意：此图仅用来说明汽车中能量消耗关系。
汽 车 速 度：中等速度为佳
档
位：高档位为佳
挂
车：负荷增加和质量利用系数增加
维护与调整：汽车的技术状况，如前束、滑行距离、 制动系发咬、轮胎气压、点火提前 角、混合气浓度。可简单地用滑行 距离来检查汽车的技术状况（滑行 距离越长技术状况越好）
3.1.2 汽车燃料经济性的计算方法
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
ge f (Pe, n) be
Qt
Pebe / 3600
1000
Pebe ，mL / s
367.1
9.811000
6.96 ~ 7.15N / L(汽油）
7.94 ~ 8.13N / L（柴油）
减速行驶时间 t uai uai1 u 3.6 du 3.6x dt
减速过程燃油耗 Qde Qid t
汽车行驶距离
sde
ua2i ua2i1 25.92 du
ua2i ua2i1 25.92 x
dt
4. 怠速停车时的燃油消耗量
Qst Qidts
5. 整个循环工况的百公里燃油消耗量
Qs