2-汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性解析

第2章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性學(xué)習(xí)目標(biāo)重點駕馭汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)；駕馭汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法；理解影響燃油經(jīng)濟(jì)性的汽車結(jié)構(gòu)因素和運用因素。汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性的定義在保證動力性的條件下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟(jì)行駛的實力，稱作汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。截止2006年底，我國已探明石油剩余經(jīng)濟(jì)可采儲量為20.43億噸，自然氣剩余經(jīng)濟(jì)可采儲量為24.49億m3。中國石油的相當(dāng)一部分依靠進(jìn)口自1993年起先，中國已成為石油凈進(jìn)口國，且進(jìn)口量逐年增加；石油對外依靠程度越來越大。2004年以來，中國的石油消費總量已經(jīng)超過日本，位居世界其次位，僅次于美國。世界汽車工業(yè)發(fā)展永恒的主題是

節(jié)能環(huán)保平安節(jié)能減排，可以有效削減溫室氣體的排放。1997年在防止地球變暖的京都會議上提出《京都議定書》。在網(wǎng)上查找《京都議定書》的相關(guān)資料。至2005年2月，全球已有141個國家和地區(qū)簽署該議定書。2005年2月16日，《京都議定書》正式生效。這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放。美國燃油經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)：確定運行工況下確定量燃油行駛的里程，單位為mile/USgal。中國及歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)：確定運行工況下百公里燃油消耗量，單位為L/100km。單位里程燃油消耗量Qs（L/100km）單位運輸工作燃油消耗量Qt（L/t·100km）思索：為什么要在確定運行工況下評價汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性？2.1燃油經(jīng)濟(jì)性的評價指標(biāo)NoteInUSAMPG（milespergallon）1mile≈1.609km;1gallon=3.785(liter)1

L/100km≈235.2/MPG數(shù)Americancars20~30MPG→7.84~11.76L/100kmJapanesecars28~40MPG→5.88~8.4L/100km(Prius:33km/L)Prius

ofToyotaPrius

ofToyota1.等速工況以L/100km計的1/3混合油耗為2.循環(huán)行駛試驗工況1）歐洲經(jīng)濟(jì)委員會（ECE）2）美國環(huán)境疼惜局（EPA）3）中國相關(guān)規(guī)定汽車燃油消耗量的小結(jié)排量大的車，油耗高；自重大的車，油耗高；城市油耗高于馬路油耗；自動擋汽車的油耗高于手動擋汽車的油耗。本節(jié)將介紹汽車在等速、等加速、等減速和怠速等工況下百公里燃油消耗量的計算方法。為進(jìn)一步分析影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素打下基礎(chǔ)。2.2汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算等速行駛?cè)加拖牧坑嬎愎酵茖?dǎo)單位:Pe(kw)；Ttq(N·m)；b(g/kw·h)；GT(kg/h)；ρg(N/L)；Qs(L/100km)。汽油機：ρg=6.96~7.15(N/L)柴油機：ρg=7.94~8.13(N/L)Q-Ua負(fù)荷特性圖功率平衡圖Q~Ua曲線加速時發(fā)動機需供應(yīng)的功率為2.等加速行駛工況燃油消耗量的計算以速度增加1km/h為間隔，將汽車加速過程分為若干個小區(qū)間，計算各區(qū)間的油耗并將其相加，即得加速油耗。每個小區(qū)間起始或終了時刻車速對應(yīng)的單位時間燃油消耗量

從行駛初速度

ua1+1km/h再加速1km/h所需燃油量

汽車行駛速度每增加1km/h所需時間

從行駛初速度ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量…各區(qū)間的燃油消耗量為整個加速過程的燃油消耗量為加速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離為減速行駛時油耗量計算以怠速油耗量為基礎(chǔ)兩種不同的減速方法:1）空檔、怠速2）掛檔、怠速三種不同的油耗量:怠速油耗強制怠速油耗0.28mL/s(化油器)零油耗，斷油限制0mL/s(EFI-先進(jìn)電噴)一般依據(jù)其次種強制怠速油耗計算方法來計算：

本節(jié)將從運用和設(shè)計兩方面分析影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素。2.3影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素影響燃油經(jīng)濟(jì)性的因素有以下三個：1.燃油消耗率b燃油消耗率與發(fā)動機負(fù)荷率及發(fā)動機自身有關(guān)。C為常數(shù)；為總行駛阻力，2.行駛中消耗的發(fā)動機功率

（或行駛阻力∑F

）降低汽車重量G

，可以降低Ff；降低汽車CDA，可以降低空氣阻力FW。減輕汽車質(zhì)量、降低空氣阻力有利于節(jié)約燃油。

與總行駛阻力∑F成正比∑

3.怠速油耗、附件油耗、制動能量損耗改進(jìn)發(fā)動機設(shè)計、改善用車交通環(huán)境可以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。發(fā)動機怠速停車17.2%(3.6%)附件(空調(diào)等)2.2%(1.5%)發(fā)動機損耗（包括熱損失和機械損耗）62.4%(69.2%)傳動系損耗5.6%(5.4%)制動5.8%(2.2%)滾動阻力4.2%(7.1%)空氣阻力2.6%(10.9%)燃料能量100％12.6%(20.2%)18.2%(25.6%)行駛循環(huán)工況：城市（馬路）一、運用方面1.車速

低速時FW↓，F(xiàn)f↓但負(fù)荷率↓，b↑中等車速經(jīng)濟(jì)性相對較好高速時負(fù)荷率↑，b↓但FW

↑，F(xiàn)f↑，

↑Qs↑2.擋位選擇運用高擋可節(jié)約燃油；汽車起步加速過程中，從經(jīng)濟(jì)性角度動身要盡早換入高擋；從動力性角度動身要用足低擋。車速確定時，確定用高擋，后備功率↓負(fù)荷率↑b

↓Qs↓貨車以100t·km計算成本，折算到每噸貨物的油耗將降低。3.帶掛車運輸1）提高生產(chǎn)率30％～50％；2）降低油耗20%～30%。較大帶掛車運輸時帶掛車運輸4.正確地保養(yǎng)與調(diào)整（1）制動器間隙要合適間隙過小，簡潔出現(xiàn)“自剎”現(xiàn)象，損耗發(fā)動機功率，導(dǎo)致制動器發(fā)熱，消耗燃油；間隙過大，制動反應(yīng)“遲鈍”，導(dǎo)致制動距離加長。（2）輪轂軸承預(yù)緊度調(diào)整要正常預(yù)緊度過低，輪胎打擺，直線行駛性差；預(yù)緊度過大，軸承發(fā)熱，軸承磨損加快。行駛中緊急制動（急剎車）、高速行車中猛打轉(zhuǎn)向盤都會造成軸承早期磨損。3）輪胎氣壓要合適氣壓過低，導(dǎo)致車輛操控性降低，燃油消耗增大，輪胎磨損加劇；輪胎氣壓過高，接地面積減小，輪胎中部出現(xiàn)異樣磨損。二、汽車結(jié)構(gòu)方面1.縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量汽車越輕，油耗越低；柴油車的油耗明顯低于汽油車。車型整備質(zhì)量/kg油耗量（綜合）路虎發(fā)現(xiàn)V64.0270015.2勞斯萊斯幻影V126.7249515.9梅賽德斯-奔馳E55183512.9伊蘭特1.6自動舒適型12109.0夏利N39006.0奧拓6704.0幾種不同車型的油耗思索大型轎車G大，F(xiàn)f、FW、

、

均大；裝用大排量發(fā)動機，負(fù)荷率低，b大；致使Qs增大AudiA8接受全鋁承載式車身，質(zhì)量減輕15％，百公里油耗降低5%～8%。為什么大型轎車油耗較高？1升油耗概念車減輕質(zhì)量的措施鎂合金的空間結(jié)構(gòu)；碳素纖維合成材料的外部表面；車身總質(zhì)量大約在74kg；輪轂接受鈦合金；車輪軸承滾子接受陶瓷；葉片彈簧接受玻璃纖維。2.發(fā)動機1）提高現(xiàn)有發(fā)動機的熱效率和機械效率（熱損失占化學(xué)能65％左右）；2）擴(kuò)大柴油發(fā)動機的應(yīng)用范圍；3）增壓化；4）廣泛接受電子計算機限制技術(shù)。想一想柴油機有哪些特點？提到柴油機時，人們想到的是黑煙、臭味和嘈雜的噪聲。運用柴油發(fā)動機的拖拉機、坦克、輪船等給人粗大笨拙的印象，似乎難登大雅之堂。具有現(xiàn)代技術(shù)水平的柴油車，早已不是工作粗暴、吼聲隆隆、黑煙滾滾的“墨斗魚”形象，其性能與汽油車沒有什么區(qū)分。車型發(fā)動機排量/L最高車速加速時間/s油耗量270CDIL5（柴油）2.6852309.26.74240V6（汽油）2.5972369.210.8柴油機可節(jié)能和降低排污。奔馳CLK雙門跑車單缸SDI柴油發(fā)動機；排量0.299L；壓縮比16.5:1；最大轉(zhuǎn)矩18.4N·m/2000r/min；最大功率

6.25kW(8.5PS)/4000r/min；發(fā)動機質(zhì)量26kg;中置橫放。1升油耗概念車發(fā)動機柴油機熱效率比汽油機高30%；用于轎車可降低油耗30%；在西歐新注冊的汽車中，2001年柴油車的份額為32%，2005年柴油車的份額上升到了49.5%。我國一汽2002年推出捷達(dá)柴油轎車，但我國柴油硫含量高，運用中排放物的煙度和微粒排放量較大。目前我國柴油轎車有：捷達(dá)SDI、寶來TDI1.9L、奧迪A62.5TDI、開迪SDI。TDI是英文TurboDirectInjection的縮寫，意為渦輪增壓