燃油经济性的计算方法分析报告

燃油经济性的计算方法分析报告

车辆1203班 第2组

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。燃油经济性是汽车的基本性能之一，燃油经济性好可以降低汽车的使用费用、节约能源，并有利于环境，所以燃油经济性是现代汽车制造业和运输业必须首先考虑的问题。本文选择汽车在等速工况和加速工况下的百里燃油消耗量来评定分析其燃油的经济性。

一、 等速行驶工况燃油消耗量的计算

汽车等速百公里油耗计算主要是依据汽车发动机的万有特性曲线以及汽车功率平衡图进行的。（如下图）

首先回顾两个知识点：

万有特性曲线：以转速为横坐标，以平均有效压力或转矩等为纵坐标，在图上画出的等燃油消耗率b e 等重要特性参数的等值曲线族。

功率平衡图：以车速为横坐标，以功率为纵坐标，在图上画出的发动机功率

e p 、汽车的阻力功率

f w

T p p η+对车速的关系曲线图。

汽车的发动机功率可以根据功率平衡关系由阻力功率计算获得。

在汽车等速行驶情况下，忽略加速阻力和坡度阻力，阻力功率主要表现为滚动阻力功率和空气阻力功率。这时的汽车功率平衡方程为： 2T 360021.15a D a e f w u C Au P P P Gf η⎛⎫=+=+ ⎪⎝⎭

（1） 为此需要首先计算汽车在不同车速下以最高档位行驶时的阻力功率。

而在特定档位下发动机转速和车速之间有如下关系： 00.377a g rn

u i i = （2）

而发动机的平均有效压力或有效转矩和发动机有效功率可以通过以下公式进行相互转换： e t s 30p 9550P iV n e me q p T n

τ

== (3) 再在发动机万有特性曲线图(p me n -或

tq T n -)上，根据这些曲线进行插值计算，或者

直接转化得到新坐标下的万有特性曲线图

（p e a u -)（如右图）可以得到对应的燃油消耗

率e b 。

最后就是根据量纲来进行单位转化即可得

到百公里燃油消耗量，具体计算过程如下：

根据公式（4）计算出给定车速时的等

速百公里油耗S Q ，根据计算结果拟合出等

速百公里油耗曲线（如右图）。

二、 加速行驶工况燃油消耗量的计算

汽车加速百公里油耗计算主要通过计算汽车在加速行驶100km 的各个瞬态的耗油量的累加值，为了简化分析，可以将整个过程分为等加速阶段、等减速阶段和怠速阶段。

(kg )()()1000

100:

kg kg 1kg kg 100100100=410e a S

e

S a b B B h b g kw h p kw km h L km km h L L L km h h L h L km L km

B u Q b p Q u ρρ=⋅⨯→=⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅⨯=⋅∴燃油消耗率与每小时耗油量的转化关系：

单位转化即（）

2.1等加速行驶工况

在汽车加速行驶情况下，阻力功率主要表现为滚动阻力功率、空气阻力功率和加速阻力功率。这时的汽车功率平衡方程为：

3T 13600761403600a D a a e Gfu C Au mu du P dt δη⎛⎫=++ ⎪⎝⎭

（5） 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。（如右图）

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 e t 367.1P b

Q g ρ= （6）

汽车行驶速度每增加1km/h 所需时间

1d 3.6d t u t ∆= 从行驶初速度1a u 加速至11a u km h +所需燃油量 ()1t0t112Q Q Q t =+∆

从行驶初速度 11a u km h +再加速1km/h 所需燃油量 ()2t1t212Q Q Q t =

+∆

相应的，则各区间的燃油消耗量为 ()()3t2t3t(1)t 12

12n n n Q Q Q t Q Q Q t -=+∆=+

∆

所以，整个加速过程的燃油消耗量为

()a 1211

t0t t 112n i n

i n n i i Q Q Q Q Q Q Q t Q t =-===++

+=+∆+∆∑∑ （7）

加速区段内汽车行驶的距离为

22a 2a1a d 25.92d u u s u t

-= （8） 2.2等减速行驶工况

在汽车减速行驶时，发动机处于怠速状态。故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。

由行驶初速度2a u 减速至3a u 所需燃油减速时间

a 2a3

d d 3.6d u u t u t -= 减速过程燃油消耗量 a2a3d i

d

d 3.6d u u Q Q u t -= （9） 减速区段内汽车行驶的距离 22a 2a3d d 25.92d u u s u t

-= （10） 2.3怠速行驶工况

若怠速停车的时间为s t ,则燃油的消耗量为

id i s Q Q t = （11）

综上，整个加速工况的燃油消耗量为三个阶段之和，由公式（7）~（11）最终可得加速行驶工况的百公里燃油消耗量为

s 100Q Q s =

⨯∑ (12) 〖参考文献〗

[1]余志生.汽车理论.机械工业出版社

[2]颜伏伍.汽车发动机原理.人民交通出版社

小组成员分工：

1、查找文献资料：龙宣、高玮、梁言、陈曦、袁恬

2、报告书写：蔡秋平、江河、胡云青

3、主题PPT 制作：、刘可、夏璐