第二章 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性

第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性定義：在保證動(dòng)力性的前提下，汽車以盡量少的燃油消耗量經(jīng)濟(jì)行駛的能力，稱為汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。截止2006年底，我國(guó)已探明石油剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量為20.43億噸，天然氣剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量為24.49億m3。中國(guó)石油的相當(dāng)一部分依賴進(jìn)口自1993年開(kāi)始，中國(guó)已成為石油凈進(jìn)口國(guó)，且進(jìn)口量逐年增加；石油對(duì)外依賴程度越來(lái)越大。2004年以來(lái)，中國(guó)的石油消費(fèi)總量已經(jīng)超過(guò)日本，位居世界第二位，僅次于美國(guó)。

2009年進(jìn)口石油達(dá)到2.038億噸，出口516萬(wàn)噸。

燃油經(jīng)濟(jì)性好降低汽車的使用費(fèi)用減少進(jìn)口的石油量節(jié)約資源降低CO2等的排放意義：節(jié)能減排，可以有效減少溫室氣體的排放。1997年在防止地球變暖的京都會(huì)議上提出《京都議定書(shū)》。2005年2月16日，《京都議定書(shū)》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。至2005年2月，全球已有141個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署該議定書(shū)。請(qǐng)上網(wǎng)查找、了解《京都議定書(shū)》的相關(guān)內(nèi)容。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性降低汽車使用費(fèi)用，“省的都是自己的”。寶來(lái)轎車等速油耗（M-手動(dòng)擋，A-自動(dòng)擋）

1.8L:6.4M/7.0A/90km/h；8.5M/9.2A/120km/h； 1.8T:6.1M/7.0A/90km/h；8.7M/9.2A/120km/h；

評(píng)價(jià)指標(biāo)每百公里的燃油消耗量一定的燃油量行駛的里程等速百公里燃油消耗量曲線循環(huán)行駛試驗(yàn)工況燃油消耗第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)中國(guó)及歐洲燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)：一定運(yùn)行工況下百公里燃油消耗量，單位為L(zhǎng)/100km。美國(guó)燃油經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)：一定運(yùn)行工況下一定量燃油行駛的里程，單位為mile/USgal。思考：為什么要在一定運(yùn)行工況下前提下，評(píng)價(jià)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性？1.評(píng)價(jià)指標(biāo)第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)2.等速工況

汽車在一定載荷（我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定轎車半載、貨車滿載）下，以最高擋在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。一般以10km/h或20km/h速度間隔，測(cè)量等速百公里油耗量，連接成等速百公里油耗曲線，如圖2-1所示。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)以L/100km計(jì)的1/3混合油耗為1）歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)（ECE）3.循環(huán)工況第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)2）美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)3）中國(guó)相關(guān)規(guī)定一些車型的百公里油耗車型工況油耗車型工況油耗長(zhǎng)安奧拓城市平均油耗5.5夏利廠方油耗5.0雅閣2.3城市平均油耗10.5桑塔納200090km/h等速7.0大切諾基城市19.5捷達(dá)前衛(wèi)90km/h等速6.3郊區(qū)11.8帕薩特1.8L城市工況11.9綜合14.6不同企業(yè)所給數(shù)據(jù)、運(yùn)行工況不統(tǒng)一第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)思考：通過(guò)以上相關(guān)數(shù)據(jù)，可以得出哪些結(jié)論？即車型（排量、車重、路況、變速器形式）對(duì)燃油消耗量的影響如何？第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.中國(guó)相關(guān)的新標(biāo)準(zhǔn)新開(kāi)發(fā)車型，從2005年7月1日開(kāi)始執(zhí)行第一階段限值要求，2008年1月1日起執(zhí)行第二階段限值要求。在生產(chǎn)車型，從2006年7月1日開(kāi)始執(zhí)行第一階段限值要求，2009年1月1日起執(zhí)行第二階段限值要求。具體測(cè)量方法按照GB19233—2003《輕型汽車燃料消耗量試驗(yàn)方法》進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在模擬城市和市郊的運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)下，用碳平衡法計(jì)算出燃料消耗量。試驗(yàn)在專用的底盤(pán)測(cè)功器上進(jìn)行。測(cè)出排氣中以g/km（克每千米）計(jì)的CO2、CO及CH的排放量，用碳平衡法求得燃油消耗量。整車整備質(zhì)量（CM）/kg第一階段第二階段整車整備質(zhì)量（CM）/kg第一階段第二階段CM≤7507.66.61540<CM≤166012.010.8750<CM≤8657.66.91660<CM≤177012.611.3865<CM≤9808.27.41770<CM≤188013.111.8980<CM≤10908.88.01880<CM≤200013.612.21090<CM≤12059.48.62000<CM≤211014.012.61205<CM≤132010.19.12110<CM≤228014.513.01320<CM≤143010.79.82280<CM≤251015.513.91430<CM≤154011.310.32510<CM16.414.7(L/100km)限值按整備質(zhì)量的不同分別給出

表2-2乘用車燃料消耗量限值第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第一節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)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(jì)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)。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性曲線Pe~n~b功率平衡曲線計(jì)算的基本依據(jù)1.等速行駛工況燃油消耗量計(jì)算等速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)提供的功率為由

和

在萬(wàn)有特性圖上可確定燃油消耗率b。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算設(shè)已知汽車的車速

=150km/h，發(fā)動(dòng)機(jī)功率

=43kW，可在萬(wàn)有特性圖上確定燃油消耗率b=270g/(kW·h)。汽車以u(píng)a等速行駛時(shí)，燃油消耗量為汽油ρg=6.96～7.15N/L;ρ—燃油的密度(kg/L)柴油ρg=7.94～8.13N/L;g—重力加速度(m/s2)等速行駛s行程時(shí)，燃油消耗量折算成等速百公里燃油消耗量第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算加速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)需提供的功率為2.等加速行駛工況燃油消耗量的計(jì)算以速度增加1km/h為間隔，將汽車加速過(guò)程分為若干個(gè)小區(qū)間，計(jì)算各區(qū)間的油耗并將其相加，即得加速油耗。每個(gè)小區(qū)間起始或終了時(shí)刻車速對(duì)應(yīng)的單位時(shí)間燃油消耗量從行駛初速度

ua1+1km/h再加速1km/h所需燃油量從行駛初速度ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量汽車行駛速度每增加1km/h所需時(shí)間第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算…其它各區(qū)間的燃油消耗量為整個(gè)加速過(guò)程的燃油消耗量為加速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離為第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算減速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)，減速工況燃油消耗量等于減速行駛時(shí)間與怠速油耗的乘積。減速時(shí)間減速區(qū)段內(nèi)汽車行駛的距離3.等減速行駛工況燃油消耗量的計(jì)算減速過(guò)程燃油消耗量

—怠速油耗第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第二節(jié)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算5.整個(gè)循環(huán)工況的百公里燃油消耗量∑Q—整個(gè)循環(huán)過(guò)程燃油消耗量之和；s—整個(gè)循環(huán)的行駛距離。4.怠速停車時(shí)的燃油消耗量

—怠速時(shí)間。影響燃油經(jīng)濟(jì)性的因素有以下三個(gè)：C為常數(shù)；為總行駛阻力，至少第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素影響燃油經(jīng)濟(jì)性的因素分析：汽車的使用汽車的結(jié)構(gòu)具體可分成以下輛個(gè)方面：燃油消耗率b與發(fā)動(dòng)機(jī)、負(fù)荷率有關(guān)行駛阻力ΣF與車速、質(zhì)量、外形有關(guān)傳動(dòng)效率ηt與傳動(dòng)系、保養(yǎng)狀態(tài)有關(guān)第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素美國(guó)中型轎車循環(huán)工況的能量平衡圖由此可見(jiàn)：汽車的能量利用率是非常低的。使用方面行駛車速燃油消耗率中等車速經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較好；低速時(shí)FW↓,Ff↓，但負(fù)荷率↓,b↑；高速時(shí)負(fù)荷率↑,b↓，但FW↑，F(xiàn)f↑，

↑。擋位的選擇后備功率的變化給定車速時(shí)，一定，用高擋，后備功率↓負(fù)荷率↑b

↓Qs↓使用高擋可節(jié)省燃油；汽車起步加速過(guò)程中，從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)要盡早換入高擋；從動(dòng)力性角度出發(fā)要用足低擋。但每噸貨物的油耗降低，且裝載質(zhì)量/整車整備質(zhì)量比值大.掛車的應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷增加質(zhì)量利用系數(shù)大保養(yǎng)與調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的性能減小行駛阻力包括氣門(mén)間隙、供油正時(shí)、制動(dòng)器間隙、軸承轂預(yù)緊力、輪胎氣壓.第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素汽車保養(yǎng)對(duì)燃油消耗率影響的實(shí)例縮減轎車總尺寸和減輕質(zhì)量轎車的尺寸和質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)性能傳動(dòng)系性能汽車外型與輪胎汽車結(jié)構(gòu)第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素AudiA8采用全鋁承載式車身，質(zhì)量減輕15％，百公里油耗降低5%～8%。思考為什么大型轎車油耗較高？大型轎車G大，F(xiàn)f、FW、

、

均大；裝用大排量發(fā)動(dòng)機(jī)，負(fù)荷率低，b大；致使Qs增大第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素汽車越輕，油耗越低；柴油車的油耗明顯低于汽油車。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素車型整備質(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(dòng)舒適型12109.0夏利N39006.0奧拓6704.0幾種不同車型的油耗第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能機(jī)械損耗熱損失提高機(jī)械和熱效率柴油機(jī)化應(yīng)用增壓技術(shù)采用電噴技術(shù)65%化學(xué)能柴油化實(shí)例：奔馳CLK雙門(mén)跑車10.89.22362.597V6（汽油）2406.749.22302.685L5（柴油）270CDI油耗量加速時(shí)間/s最高車速排量/L發(fā)動(dòng)機(jī)車型傳動(dòng)系性能第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素汽車外形與輪胎輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)滾動(dòng)阻力汽車的外形空氣阻力系數(shù)空氣阻力擋位越多，油耗越低；無(wú)級(jí)變速最理想。目前很多轎車采用的是帶液力變矩器的自動(dòng)換擋變速器，擋位一定時(shí)可依靠液力變矩器實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，其效率仍需進(jìn)一步提高才能做到真正省油。傳動(dòng)系的擋位分級(jí)式變速器發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷無(wú)級(jí)式變速器第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素汽車外形的空氣阻力系數(shù)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性第三節(jié)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素汽車的滾動(dòng)阻力和輪胎類型對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響防止地球變暖節(jié)約燃油控制排氣污染PNGV復(fù)合動(dòng)力的電力驅(qū)動(dòng)裝置制動(dòng)能耗回收利用裝置降低汽車的裝備質(zhì)量降低阻力系數(shù)(f,CD)降低附屬設(shè)備能耗第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究新一代高效率節(jié)能汽車的研究意義新一代高效率節(jié)能汽車的研究路線發(fā)動(dòng)機(jī)單缸SDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率比汽油機(jī)高30%，用于轎車可降低油耗30%

；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(dòng)機(jī)質(zhì)量：26kg;發(fā)動(dòng)機(jī)布置：中置橫放；1升油耗概念車設(shè)計(jì)思路減輕質(zhì)量鎂合金的空間結(jié)構(gòu)；碳素纖維合成材料的殼；輪轂采用鈦合金；車輪軸承滾子采用陶瓷；葉片彈簧采用玻璃纖維；車身總質(zhì)量大約在74kg。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究TDI是英文TurboDirectInjection的縮寫(xiě)，意為渦輪增壓直接噴射（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）。SDI是英文SuctionDirectInjection的縮寫(xiě)，意為自然吸氣直接噴射（柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究新型汽車技術(shù)展望第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究電動(dòng)汽車的類型純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車。燃料電池是一種將燃料的化學(xué)能用電化學(xué)方法直接轉(zhuǎn)換成電能的電化學(xué)發(fā)電器。燃料電池的效率是內(nèi)燃機(jī)的2～3倍，無(wú)污染、無(wú)噪聲，排出的是水。價(jià)格貴、體積質(zhì)量較大；可靠性、環(huán)境適應(yīng)性不高。燃料電池汽車純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車是以蓄電池和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究混合動(dòng)力電動(dòng)汽車混合動(dòng)力電動(dòng)汽車主要優(yōu)勢(shì)如下：1）比純電動(dòng)汽車電池容量減少，整車質(zhì)量低，動(dòng)力性提高；2）有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，比純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程長(zhǎng)，與傳統(tǒng)汽車相同；3）提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，以純電動(dòng)方式工作時(shí)，可實(shí)現(xiàn)零排放；4）空調(diào)系統(tǒng)等附件由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，能源供應(yīng)，乘坐舒適性好；5）內(nèi)燃機(jī)可以向?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行充電，無(wú)需停車充電，節(jié)省專用充電設(shè)施的建設(shè)；6）電池組在使用過(guò)程中是淺充淺放，可以延長(zhǎng)電池的使用壽命?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)：混合動(dòng)力電動(dòng)汽車有多種結(jié)構(gòu)形式和分類方法，根據(jù)動(dòng)力源的數(shù)量以及動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式的不同，可以分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究三、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的節(jié)油原理1）儲(chǔ)能元件的補(bǔ)償作用平滑了內(nèi)燃機(jī)的工況波動(dòng)，在汽車的一般行駛中吸收、儲(chǔ)存電能，而在需要提供大功率時(shí)提供電能，從而可以采用小型的發(fā)動(dòng)機(jī)，工作中發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率較高，并可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)處于高效率的最優(yōu)工作區(qū)域內(nèi)；2）在汽車停車等候或低速滑行等工況下，可以關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)，以節(jié)約燃油；3）汽車減速滑行或緊急制動(dòng)時(shí)，可以利用發(fā)電機(jī)回收部分制動(dòng)能量，轉(zhuǎn)化成電能存入蓄電池，進(jìn)一步提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。第二章汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性

第五節(jié)電動(dòng)汽車的研究四、能量管理策略設(shè)定目標(biāo)如下：1）使燃油經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)；2）使排放最低；3）使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的成本最小化；4）維持或提高整車的各項(xiàng)性能。采用發(fā)動(dòng)機(jī)作為主動(dòng)力源，電動(dòng)機(jī)和蓄電池協(xié)助提供峰