第3章汽車燃料經(jīng)濟(jì)性

1、第第3章章 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性汽車燃料經(jīng)濟(jì)性 3.1.1 百公里燃油消耗量3.1.2 其他評價指標(biāo)3.1.3 汽車燃油消耗量標(biāo)準(zhǔn) 3.1 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo) 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性是指汽車以最少的燃料消耗量完成單位運(yùn)輸工作的能力，它是汽車的主要使用性能之一。3.1.1 百公里燃油消耗量 1.等速百公里燃油消耗量 2.循環(huán)工況行駛百公里燃油消耗量 等速百公里油耗不能全面反映汽車的實(shí)際運(yùn)行情況，特別是在市區(qū)行駛中頻繁使用的加速、減速、怠速、停車等行駛工況。因此，各國根據(jù)本國的道路、交通狀況制定了一些典型的循環(huán)工況來模擬汽車的實(shí)際運(yùn)行工況，并以其百公里油耗來評定相應(yīng)工況的燃油經(jīng)濟(jì)性。 （1）我國多工況法

2、十五工況法 六工況法 四工況法 （2）歐洲多工況法 歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（ECE）規(guī)定，要測量車速為90km/h和120km/h的等速百公里燃油消耗量和按ECER.15循環(huán)工況的百公里燃油消耗量，并各取1/3相加作為混合百公里燃油消耗量來評定汽車燃油經(jīng)濟(jì)性 （3）美國多工況法 美國環(huán)境保護(hù)局（EPA）規(guī)定，要測量城市循環(huán)工況（UDDS）及公路循環(huán)工況（HWFET）的燃油經(jīng)濟(jì)性（單位為每加侖燃油汽車行駛英里數(shù)），并按下式計算綜合燃油經(jīng)濟(jì)性 3.1.2 其他評價指 1.百噸或千人公里燃油消耗量 汽車運(yùn)輸企業(yè)還常用完成每百噸公里或千人公里運(yùn)輸工作量的燃油消耗量來表示汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，該指標(biāo)便于比較不同裝載

3、量汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。2.MPG 在美國、英國等一些國家則用MPG（mile/gal）表示法作為汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的指標(biāo)，即用每消耗1加侖的燃油汽車行駛的英里數(shù)來表示。相同載質(zhì)（客）量的汽車，該數(shù)字越大，說明該車的燃油經(jīng)濟(jì)性越好。 3.汽車平均燃料消耗特性 由于汽車在使用過程中載荷和道路條件對汽車燃料的消耗影響很大，可用平均燃料運(yùn)行消耗特性來評價汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性。平均運(yùn)行燃料消耗特性是指在不同的道路條件下，燃料消耗量與有效載荷之間的關(guān)系。圖3.7中a、b、c、d各曲線表示不同的道路條件下的最小燃料消耗量。其中a表示最好的道路條件，d表示最壞的道路條件。 圖圖3.7 平均運(yùn)行燃料消耗特性曲線平均運(yùn)行燃

4、料消耗特性曲線4.燃料消耗定額（1）百車公里燃料消耗定額 百車公里燃料平均消耗量= （L/百車km） （2）百噸公里燃料消耗定額 百噸公里燃料平均消耗量= （L/百噸km） 燃料消耗定額是個綜合性的考核指標(biāo)。 100總行駛里程燃料實(shí)際消耗量100實(shí)際完成周轉(zhuǎn)量燃料實(shí)際消耗量3.1.3 汽車燃油消耗量標(biāo)準(zhǔn)1.乘用車油耗標(biāo)準(zhǔn) 我國控制乘用車燃料消耗量的第一個強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)乘用車燃料消耗量限值，于2004年9月2日經(jīng)國家質(zhì)檢總局和國家標(biāo)準(zhǔn)委員會批準(zhǔn)發(fā)布，2005年7月1日正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)適用于以點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)或壓燃式發(fā)動機(jī)為動力，最大設(shè)計車速大于或等于50km/h，最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3500kg的M

5、類車輛（包括駕駛員座位在內(nèi)，座位數(shù)不超過九座位的載客汽車）。 2.貨車油耗標(biāo)準(zhǔn) 為節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，國家對現(xiàn)生產(chǎn)及計劃投產(chǎn)的載貨汽車規(guī)定了百噸公里燃油消耗量限值，要求車輛在滿足動力性的前提下，其百噸公里油耗應(yīng)符合“載貨汽車燃油消耗量限值表”的規(guī)定 3.2汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算3.2.1 利用萬有特性圖與汽車功率平衡圖進(jìn)行燃油消耗量的計算 1.等速行駛工況燃油消耗量的計算 2.等加速行駛工況燃油消耗量的計算 3.等減速行駛工況燃油消耗量的計算 4.怠速停車時的燃油消耗量 5.整個循環(huán)工況的百公里燃油消耗量 3.2.2 利用定額計算法進(jìn)行汽車運(yùn)行燃油消耗量的計算 確定汽車運(yùn)行燃油消耗量的方法有多種

6、。定額計算法是一種能反映運(yùn)輸工作，而且計算方便的方法。載貨汽車運(yùn)行燃油消耗量計算公式為大型載客汽車運(yùn)行燃油消耗量計算公式為 小轎車運(yùn)行燃油消耗量計算公式為 niitihiriicibakkkkSmqWqqQ1100niitihiriicibakkkkSmqNqqQ1100niitihiriikkkkSqQ11003.2.3 利用試驗(yàn)法進(jìn)行燃料消耗量的計算 試驗(yàn)法計算燃料消耗量的計算方法主要有質(zhì)量法、容積法和碳平衡法等。1.采用質(zhì)量法確定燃料消耗量Q2.采用容積法確定燃料消耗量Q 3.碳平衡法 )100/(100kmLSMQg)100/(10010kmLSTTVQF2273. 0866. 042

7、9. 0866. 0COHCCOWWWGQ3.3 汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的分析 3.3.1 影響汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的因素 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性主要取決于發(fā)動機(jī)有效燃油消耗率、汽車行駛阻力及汽車傳動效率。實(shí)際運(yùn)行過程中，汽車的燃油消耗還與車輛技術(shù)狀況、駕駛技術(shù)以及運(yùn)行條件有關(guān)。1.汽車發(fā)動機(jī)對燃油經(jīng)濟(jì)性的影響 （1）發(fā)動機(jī)種類（2）壓縮比 （3）負(fù)荷率 （4）發(fā)動機(jī)的燃燒過程 （5）進(jìn)、排氣系統(tǒng) 2.傳動系的影響 汽車傳動系的擋位數(shù)、傳動比、傳動系效率對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。 （1）變速器擋位數(shù) 在水平良好道路上，應(yīng)盡可能使用最高擋行駛，這樣可以使發(fā)動機(jī)處于中等轉(zhuǎn)速較高負(fù)荷下工作，有利于降低燃油消耗。 （

8、2）超速擋的應(yīng)用 傳動系直接擋的總減速比（主減速器傳動比）是根據(jù)良好道路上車輛動力性的要求選擇的。 （3）主減速器傳動比的影響 選擇較小的主減速器傳動比，在相同的車速和道路條件下，可以提高汽車的負(fù)荷率，有利于降低燃油消耗。 （4）傳動系的機(jī)械效率 傳動系效率越高，傳動過程中的損失功率越少，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性越好。 3.汽車總質(zhì)量的影響 汽車的滾動阻力、坡道阻力和加速阻力都和汽車總質(zhì)量成正比。當(dāng)汽車載質(zhì)量或拖掛總質(zhì)量增加時，汽車的百公里油耗增加。但載質(zhì)量增加使發(fā)動機(jī)的負(fù)荷率提高，有效燃油消耗量減少，百噸公里油耗降低。因此，減少汽車自身質(zhì)量和增大汽車載質(zhì)量或拖帶掛車，都能改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。 目前

9、，在汽車輕量化方面采用的主要措施有：用優(yōu)化設(shè)計的方法充分利用材料的強(qiáng)度，提高結(jié)構(gòu)的剛度；采用高強(qiáng)度輕材料，如采用高強(qiáng)度低合金剛、銷合金、鎂合金、塑料和各種纖維強(qiáng)化等材料制造汽車零件；改進(jìn)汽車結(jié)構(gòu)；質(zhì)量輕的電子產(chǎn)品的大量應(yīng)用 4.空氣阻力系數(shù)和汽車迎風(fēng)面積的影響 汽車空氣阻力與汽車的迎風(fēng)面積、空氣阻力系數(shù)、車速的平方成正比。車速越高，空氣阻力占全部行駛阻力的比例越大。在高速行駛時，降低空氣阻力可顯著提高燃油經(jīng)濟(jì)性 圖3.10是Audi 100轎車通過變動車身形狀而具有不同 值時的試驗(yàn)結(jié)果。DC5.滾動阻力系數(shù)的影響 滾動阻力在汽車行駛阻力中所占比例很大，在汽車使用過程中應(yīng)力求降低滾動阻力系數(shù)。輪

10、胎的結(jié)構(gòu)、花紋、氣壓，路面的種類和狀況，汽車的運(yùn)行狀況等對滾動阻力系數(shù)都有影響。 美國環(huán)保局的試驗(yàn)表明，滾動阻力減少10%，油耗可降低2%。采用子午線胎，提高輪胎氣壓，是減少滾動阻力主要途徑。 試驗(yàn)表明，大型貨車裝用子午線胎后，滾動阻力可減少15%30%，節(jié)油5%8%，轎車子午輪胎的汽車節(jié)油率為6%9%。據(jù)德國資料，采用輪胎制造新技術(shù)，可使輪胎滾動阻力系數(shù)由0.016降至0.008。6.汽車使用因素的影響 對一定型號的汽車，燃油消耗量的多少，主要取決于汽車的技術(shù)狀況，駕駛員的操作技術(shù)以及相關(guān)的運(yùn)行條件。 （1）發(fā)動機(jī)技術(shù)狀況 發(fā)動機(jī)技術(shù)狀況不僅影響汽車的動力性，而且直接影響汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

11、（2）底盤技術(shù)狀況 汽車底盤技術(shù)狀況直接影響到傳動系效率和汽車行駛阻力，做好車輛維護(hù)，保持底盤技術(shù)狀況良好，可提高車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。 （3）駕駛操作技術(shù) 汽車駕駛員的駕駛操作技術(shù)對燃油消耗影響很大。正確駕駛操作可明顯降低汽車燃油消耗量。 7.運(yùn)行條件的影響 海拔高度、氣候條件、道路狀況等運(yùn)行條件對汽車燃油經(jīng)濟(jì)性有較大影響。汽車設(shè)計是按照一般條件考慮的。針對特殊的使用環(huán)境，可采取相應(yīng)的措施減少環(huán)境因素的影響，達(dá)到節(jié)油的目的。高速公路路面堅實(shí)平整，道路線形好，采取了嚴(yán)格的隔離措施，有效地排除和減少了交通干擾與沖突，大大降低了車輛的滾動阻力系數(shù)。選擇高速公路通行，可提高行車速度，降低燃油消耗。但若行車

12、速度過快，空氣阻力會迅速增加，當(dāng)車速超過100km/h時，滾動阻力系數(shù)也會增加，進(jìn)而導(dǎo)致車輛燃油消耗增大。 3.3.2 提高汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的措施 1.擇優(yōu)選購車型 不同車型的汽車燃油消耗量相差很大。選購車輛時，應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸市場情況和道路運(yùn)輸條件 2.正確使用車輛 根據(jù)運(yùn)輸任務(wù)的不同，合理調(diào)配車輛，盡可能提高車輛的實(shí)載率。在條件許可的情況下，合理安排拖掛運(yùn)輸。不要隨意增加車輛附屬裝置，以減輕汽車自重。 在特殊條件下使用車輛時，可采取相應(yīng)的技術(shù)措施。 3.加強(qiáng)車輛維護(hù) 嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行車輛各級維護(hù)，認(rèn)真執(zhí)行發(fā)動機(jī)、底盤系統(tǒng)的維護(hù)作業(yè)，確保車輛技術(shù)狀況良好，可提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。 發(fā)動機(jī)技術(shù)

13、狀況良好，不僅使汽車具有良好的動力性，同時也使其具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。保持發(fā)動機(jī)良好技術(shù)狀況的主要措施有： （1）定期檢查并保持足夠的汽缸壓縮壓力。 （2）保持發(fā)動機(jī)正常工作溫度。 （3）維持合適的混合氣濃度。（4）保持點(diǎn)火系的良好技術(shù)狀況。 4.正確選用燃油，使用子午線輪胎 要按車輛使用說明書的規(guī)定選擇燃油牌號。汽油牌號過低，容易引發(fā)爆燃，損傷機(jī)件，增加油耗；電噴發(fā)動機(jī)使用含鉛汽油易引起汽油噴射系統(tǒng)發(fā)生故障。機(jī)油粘度不合適，會增加運(yùn)動阻力，增加燃油消耗。 子午線輪胎行駛阻力小。使用子午線輪胎，可降低汽車行駛阻力，減少燃油消耗。子午線輪胎不能與普通輪胎混合使用。 5.提高駕駛技術(shù) 欲降低燃料消

14、耗量，除合理起動、預(yù)熱起步及行駛中要緩加速，保持正常的冷卻水溫度，安全、合理的使用制動外，還應(yīng)注意以下幾個方面： （1）行車擋位 在良好的路面上，汽車在一定車速范圍內(nèi)，既可以用最高擋行駛，也可用次高擋行駛時，應(yīng)選用最高擋行駛。 （2）行駛車速 車輛在技術(shù)經(jīng)濟(jì)車速范圍內(nèi)行駛可以節(jié)省燃料。 （3）在良好的道路上采用加速滑行技術(shù) 汽車在高擋上加速至較高的車速后，脫擋滑行至較低的車速，再掛該擋加速，這種加速與脫擋滑行交替的駕駛方法，稱為加速滑行法。 （4）合理采用拖掛運(yùn)輸方式 運(yùn)輸企業(yè)常常采用拖掛方式提高運(yùn)輸生產(chǎn)率，降低成本。 3.4 汽車燃料消耗量的試驗(yàn) 3.4.1 汽車燃料消耗量測試原理 測試汽車

15、燃油消耗量通常采用油耗儀和碳平衡兩種原理。（1）容積式油耗儀 玻璃量杯式油耗儀 ： 行星活塞式油耗儀 ：（2）質(zhì)量式油耗儀 圖3.15為一種質(zhì)量式油耗儀結(jié)構(gòu)示意圖。該油耗儀為一稱量裝置，秤盤上有油杯，伸進(jìn)油杯中的出油管吸入燃油供發(fā)動機(jī)使用。燃油箱中的燃油由電磁閥控制，經(jīng)加油管輸送到油杯中，電磁閥的開啟或關(guān)閉受兩個微型限位開關(guān)控制，這兩個限位開關(guān)又隨油杯中油量的多少受行程限位器的擺動控制。 圖圖3.15 質(zhì)量式油耗儀的工作原理質(zhì)量式油耗儀的工作原理 1.油杯 2.出油管 3.加油管 4.電磁閥 5、6.限位開關(guān) 7.限位器 8、9.光電二極管 10.光源 11.鼓輪機(jī)構(gòu) 12.鼓輪 13.計數(shù)器

16、 3.4.2 汽車燃料消耗量的道路試驗(yàn) 1.儀器的安裝 （1）對于化油器式汽油車（2）對于電噴式汽油車（3）對于柴油車 2.試驗(yàn)條件 （1）試驗(yàn)車輛載荷 （2）試驗(yàn)儀器 車速測定儀和燃料消耗儀：精度為0.5%。 計時器：最小讀數(shù)為0.1 s。 （3）試驗(yàn)的一般規(guī)定： 試驗(yàn)車輛必須清潔，關(guān)閉車窗和駕駛室通風(fēng)口，只允許開動為驅(qū)動車輛所必須的設(shè)備。 由恒溫器控制的空氣流必須處于正常調(diào)整狀態(tài)。 試驗(yàn)車輛必須按規(guī)定進(jìn)行磨合，其他試驗(yàn)條件、試驗(yàn)車輛準(zhǔn)備按國標(biāo) GB/T 12534一1990汽車道路試驗(yàn)方法通則的規(guī)定。 3.試驗(yàn)項(xiàng)目 （1）等速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn)（2）加速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn)（3）多工況燃料消

17、耗量試驗(yàn)（4）限制條件下燃料消耗量試驗(yàn)（5）不限制條件下燃料消耗量試驗(yàn)4.試驗(yàn)方法 （1）等速行駛?cè)剂舷牧康脑囼?yàn)方法 測量汽車通過測試路段的時間及燃料消耗量。實(shí)際車速按下式計算 為了提高測量準(zhǔn)確度，在每一車速下，至少要在往、返方向各測量兩次，并對測量結(jié)果進(jìn)行重復(fù)性檢驗(yàn)和計算置信區(qū)間，試驗(yàn)結(jié)果校正為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值。 根據(jù)測量出的各車速下百公里油耗數(shù)據(jù)，用最小二乘法擬合出油耗特性曲線。圖3.19是某汽車直接擋等速行駛?cè)剂舷牧刻匦郧€。 6 . 3tsua（2）加速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn) 加速行駛?cè)剂舷牧吭囼?yàn)是對汽車加速工況燃料消耗的測量，以評價汽車加速時的油耗水平。一般用直接擋節(jié)氣門全開加速5

18、00m的方法來測量。（3）多工況燃料消耗量的試驗(yàn)方法 汽車在實(shí)際使用中工作狀態(tài)的變化非常復(fù)雜，尤其在城市行駛中，車輛經(jīng)常碰到紅燈、頻繁停車、低速行駛、經(jīng)常制動、減速等工況。為了測量出反映汽車實(shí)際使用特點(diǎn)的燃料消耗量，人們針對不同車型，對大量的行駛工況進(jìn)行了統(tǒng)計和分析，制定出了一套針對不同車型按不同的行駛工況運(yùn)行的燃料消耗量試驗(yàn)方法，我國的乘用車燃料消耗量試驗(yàn)方法（GB/T12545.12001）規(guī)定了模擬城市工況循環(huán)燃料消耗量試驗(yàn)方法十五工況法；我國的商用車燃料消耗量試驗(yàn)方法（GB/T12545.22001）規(guī)定了六工況法和四工況法。 多工況試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按各試驗(yàn)循環(huán)的規(guī)定進(jìn)行。換擋應(yīng)迅速、平穩(wěn)；

19、怠速工況時，離合器應(yīng)接合，變速器置于空擋；從怠速工況轉(zhuǎn)換為加速工況時，在轉(zhuǎn)換前5 s分離離合器，把變速器擋位換為低速擋；減速工況中。應(yīng)完全抬起加速踏板，離合器仍接合，當(dāng)車速降至10 km/h時，分離離合器。必要時，減速工況中，允許使用車輛制動器。 （4）限制條件下燃料消耗量的試驗(yàn)方法 汽車在實(shí)際使用中的燃料消耗直接地反映了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性水平，但是由于汽車實(shí)際使用條件的復(fù)雜性，實(shí)際燃料消耗量的離散性很大，為了使實(shí)際運(yùn)行條件下的測試結(jié)果有定的可比性，要求對實(shí)際運(yùn)行條件加以適當(dāng)?shù)南拗坪鸵?guī)定，這就是限定條件下的燃料消耗量試驗(yàn)。 試驗(yàn)時，測試路段應(yīng)設(shè)在三級以上的平原干線公路上，試驗(yàn)路段長度不小于50km。 （5）不限制條件下燃料消耗量的試驗(yàn)方法 不限定條件的燃料消耗量試驗(yàn)是指對汽車行駛道路、交通情況、駕駛習(xí)慣、周圍環(huán)境等因素不加控制的試驗(yàn)方法。當(dāng)然對被測試車輛的維護(hù)、調(diào)整規(guī)范及所用燃料、潤滑油規(guī)格是有明確規(guī)定的。由于各種使用因索的隨機(jī)變化，要獲得分散度小的數(shù)據(jù)是很困難的。為此，要求試驗(yàn)車輛數(shù)量多（幾十輛以上）、行駛里程長（10 00015 000km），是一種測量實(shí)際使用油耗的方法。但測量困難，同時需要很長時間，是種較少采用的試驗(yàn)。