縱向動力學(xué)02課件

------車輛工程技術(shù)研究中心汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性FuelEconomy汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的定義例如，同1970年相比，1993年美國汽車平均油耗下降了33％。為此，世界各國都把降低汽車能耗(3L/100km)作為一項基本國策，并成為汽車制造業(yè)和交通運輸行業(yè)的重要課題。

汽車燃料經(jīng)濟(jì)性：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)行駛的能力，稱為汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性評價指標(biāo)單位行程的燃料消耗量，即L/100km。單位運輸工作的燃料消耗量，即L/100tkm、L/kgkm。單位量燃料消耗汽車所經(jīng)過的行程，即km/L作為評價指標(biāo)，稱為汽車經(jīng)濟(jì)性因數(shù)。例如，美國采用每加侖燃料能行駛的英里數(shù)，即MPG或mile/USgal。其數(shù)值越大，汽車燃料經(jīng)濟(jì)性越好。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的試驗方法1、道路試驗等速百公里燃料經(jīng)濟(jì)性道路試驗規(guī)范：試驗在縱坡不大于0.3％的良好路面上，測量路段長度500m(或1000m)。氣溫0～35°Ｃ，氣壓740～770mmHg，相對濕度50～95％，風(fēng)速小于3m/s。汽車技術(shù)狀況良好。試驗前，汽車必須充分預(yù)熱，使發(fā)動機(jī)出水溫度80～90℃，變速器及驅(qū)動橋潤滑油溫度不低于50℃。試驗時，汽車用最高檔等速行駛，從車速20km/h開始，以速度間隔10km/h的整倍數(shù)，直至該檔最高車速的80％，至少測定5點。測定通過500m(或1000m)測量段的耗油量和時間。每種車速往返試驗各兩次，兩次試驗之間的時間間隔應(yīng)盡可能地縮短，以保持穩(wěn)定的熱狀況。往返共4次試驗結(jié)果的油耗量差值不應(yīng)超過±5％，取4次試驗結(jié)果的平均值為等速行駛的耗油量。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的試驗方法2、室內(nèi)臺架試驗(1).上臺架之前，應(yīng)先到路上進(jìn)行滑行試驗，以確定行駛阻力(Roadload)，即Ff+Fw。(滾動阻力+空氣阻力)(2).

滑行試驗：

?.在水平、無風(fēng)的路面加速至某一車速；Ⅱ.摘檔脫開發(fā)動機(jī)，自由滑行；Ⅲ.用五輪儀等儀器記錄ua-t曲線。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的試驗方法2、室內(nèi)臺架試驗式中：Ff、Fw-----滾動阻力、空氣阻力；

m、r-----汽車質(zhì)量、車輪半徑；

δ----旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)；

ua

-----車速；

Tr-----滑行時，各車輪摩擦阻力矩之和，常忽略不計。(3).在測功機(jī)上設(shè)定好。

(4).進(jìn)行試驗。

汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的試驗方法我國的《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》GB/T19233-2003:1.規(guī)定：汽車在模擬城市和市郊的運轉(zhuǎn)循環(huán)(GB18352.2-2001,GB18352.3-2005)下，通過測定排放的二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)和碳?xì)浠衔?HC)的排放量，用碳平衡法計算出燃油消耗量。2.碳平衡法：依據(jù)質(zhì)量守恒定律，在汽(柴)油經(jīng)過發(fā)動機(jī)燃燒后，排氣中碳質(zhì)量的總和與燃燒前燃油中的碳質(zhì)量總和相等。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法1、在汽車設(shè)計中，需要事先對汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行估算。2、依據(jù)：發(fā)動機(jī)萬有特性曲線(臺架試驗測得)汽車的功率平衡圖1、等速行駛100kM燃油消耗量的計算汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法式中：Pe

-----阻力功率(kW)；

be-----發(fā)動機(jī)燃油消耗率(g/kWh)；

ρ----燃油密度(kg/L)；

ua

-----車速；

g

-----重力加速度(m/s2)。發(fā)動機(jī)萬有特性（等高線）汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法2、等加速行駛工況燃油消耗量的計算汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法單位時間內(nèi)的燃油消耗量為：所以從Ua1加速到(Ua1+1km/h)所需的燃油消耗量為：汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法3、等減速行駛工況燃油消耗量的計算節(jié)氣門全松，并進(jìn)行輕微制動，發(fā)動機(jī)處于強(qiáng)制怠速。因此，油耗為正常怠速油耗。式中：ua2、ua3

-----起始及終了的車速(km/h)；

Qi-----怠速燃油消耗率(mL/s)。汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計算方法4、怠速停車的燃油消耗量的計算式中：ts

-----怠速停車時間(s)。5、整個循環(huán)工況的百公里油耗(L)式中：s-----整個循環(huán)的行駛距離(m)。所有過程油耗量之和(mL)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素1、汽車使用方面的因素汽車速度：中等速度為佳檔位：高檔位為佳掛車：負(fù)荷增加和質(zhì)量利用系數(shù)增加，效率提高。維護(hù)、調(diào)整：汽車的技術(shù)狀況，如四輪定位、制動系發(fā)咬、輪胎氣壓等。技術(shù)狀況好，可大大降低油耗。2、汽車結(jié)構(gòu)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素輕量化、小型化。發(fā)動機(jī)改進(jìn)（余地很?。?/p>

提高熱效率和機(jī)械效率擴(kuò)大發(fā)動機(jī)使用范圍發(fā)動機(jī)增壓發(fā)動機(jī)電控傳動系：增加檔位數(shù)、使用無級變速器汽車外形和輪胎：降低CD和子午線輪胎(f)影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素最小燃油消耗特性：發(fā)動機(jī)負(fù)荷特性的曲線族的包絡(luò)線是發(fā)動機(jī)提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。利用包絡(luò)線就可找出發(fā)動機(jī)提供一定功率時的最經(jīng)濟(jì)工況（負(fù)荷和轉(zhuǎn)速）。把各功率下最經(jīng)濟(jì)工況的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷率標(biāo)明在外特性曲線圖上，便得到最小燃油消耗特性。影響汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的因素復(fù)習(xí)題011．

如何利用汽車行駛方程式求汽車的極限加速度？2．在計算汽車動力性時所使用的發(fā)動機(jī)功率與計算汽車燃料經(jīng)濟(jì)性時所使用的發(fā)動機(jī)功率有何不同？復(fù)習(xí)題1.如何利用汽車行駛方程式求汽車的極限加速度？汽車動力系統(tǒng)汽車動力傳動系統(tǒng)主要包括發(fā)動機(jī)、傳動系的變速器和主減速器。汽車動力傳動系統(tǒng)參數(shù)主要包括發(fā)動機(jī)功率、變速器檔位數(shù)與速比、主減速器的型式與速比。對動力傳動系進(jìn)行優(yōu)化（折衷），以滿足汽車對動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性以及汽車駕駛性的要求。發(fā)動機(jī)功率的確定1根據(jù)最大車速uamax選擇Pe2汽車比功率（單位汽車質(zhì)量具有的功率）發(fā)動機(jī)功率的確定中型貨車的比功率約為10kw/t,其中Ff約占40％。

A/m項，m增加，A增加有限，因此，A/m隨總質(zhì)量的增加而減少。

由上述兩項可知，貨車比功率隨總質(zhì)量增加而減小。通常，貨車的比功率約為7.35kW/t。

有的國家對汽車的比功率有規(guī)定，以保證路上行駛的汽車動力性不低于一定的水平，防止阻礙正常交通流。最小傳動比的確定最小傳動比與最高車速的關(guān)系最小傳動比的確定最小傳動比的確定最小傳動比的確定在選擇最小傳動比時，要考慮最高檔（直接檔）有足夠的動力性，即動力因數(shù)。最小傳動比的確定最小傳動比的選擇，既要考慮汽車的最高車速，也要考慮最高檔的動力因數(shù)，特別是對貨車。主減速器傳動比過小，會造成汽車運行時發(fā)動機(jī)負(fù)荷率過大，反而不利于提高燃油經(jīng)濟(jì)性。適當(dāng)?shù)剡x擇最小傳動比，使得既能保證汽車的動力性，也能有合適的燃油經(jīng)濟(jì)性。最小傳動比的確定對駕駛性能的影響：最小傳動比的確定最小傳動比過?。喊l(fā)動機(jī)負(fù)荷重，加速性不好，噪聲、振動大。最小傳動比過大：燃油經(jīng)濟(jì)性↓，發(fā)動機(jī)高速運轉(zhuǎn)噪聲大。最大傳動比的確定最大傳動比是汽車為I檔時傳動系的總傳動比。因主減速器傳動比是固定的，通常汽車沒有分動器和輪邊減速器，因此，只要確定I檔傳動比即可。確定最大傳動比要考慮以下因素：1、最大爬坡度；2、最低穩(wěn)定車速；3、附著力校核。最大傳動比的確定

討論最大爬坡度時，車速很低，近似等速，所以Fj和Fw均可忽略。貨車的最大爬坡度約為30％，約為16.7°；轎車的爬坡度大于30%。最大傳動比的確定對于越野汽車還應(yīng)該考慮：ig1的選取能保證汽車在最低車速下穩(wěn)定行駛。最大傳動比的確定取ig1除了應(yīng)滿足以上要求外，還要進(jìn)行道路的附著條件校核。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇1、就動力性而言：↑檔位數(shù)，增加了發(fā)動機(jī)發(fā)揮最大功率附近功率的機(jī)會，提高了汽車的加速和爬坡能力。2、就燃油經(jīng)濟(jì)性而言：↑檔位數(shù)，增加了發(fā)動機(jī)在低燃油消耗率區(qū)工作的可能性，↓油耗。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇一般認(rèn)為檔與檔之間的傳動比不宜大于1.7~1.8，否則會造成換檔困難。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇轎車行駛車速高，比功率大，最高檔后備功率也大，最大與最小傳動比的比值相對小。過去一般為3個檔，現(xiàn)在一般為5個前進(jìn)檔。輕型和中型貨車比功率小，一般采用5檔變速器。重型貨車檔位數(shù)多于6檔，采用副變速器。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇由此可推出具n檔變速器的各檔傳動比：傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇1、使換檔平順。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇若每次均將轉(zhuǎn)速提高到n2換檔，只要發(fā)動機(jī)降低到n1，離合器就能無沖擊地接合。由于符合人的操作習(xí)慣，這樣布檔(q=const)能方便駕駛員加速時換檔操作。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇2、充分發(fā)揮發(fā)動機(jī)提供的功率，↑汽車的動力性。

汽車需要大功率時，若檔位傳動比分配得當(dāng)，就可使發(fā)動機(jī)經(jīng)常在接近外特性最大功率Pemax范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。從而相對增加汽車后備功率，提高汽車加速和爬坡能力。傳動系檔位數(shù)及各檔傳動比的選擇實際中，考慮到汽車主要是用較高檔行駛，所以較高檔相鄰兩檔之間的傳動比的間隔應(yīng)小些，特別是最高檔與次高檔之間。利用C曲線確定汽車的動力裝置參數(shù)動力性燃油經(jīng)濟(jì)性將不同參數(shù)匹配下的燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性參數(shù)繪制成曲線，便得到C曲線。利用C曲線確定汽車的動力裝置參數(shù)1.主減速器傳動比i0的確定較好！2.發(fā)動機(jī)已定，變速器與主減速器傳動比的確定利用C曲線確定汽車的動力裝置參數(shù)動力性