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1、项目三汽车燃油经济性检测 第一节汽车燃油经济性的分析一 燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性是指在保证动力性的条件下 汽车以尽量少的耗油量经济行驶的能力 汽车燃油经济性不但与发动机的技术状况有关 而且还与汽车的传动系 行驶系等有关 汽车燃油经济性指标 1 比油耗ge 2 每小时耗油量Gt 3 每公里耗油量Gm 4 每升 加仑 燃油行驶里程 5 百公里油耗量Q 6 百顿公里油耗量Qt 此款的发动机将搭载三个涡轮增压器 而最大功率也将达到330kW 也就是说该车的升功率将达到165kW 本田经典车型S2000就装备了F20C高性能发动机 在8300转的时候能发出250匹马力 184千瓦 相当于92千
2、瓦的升功率 功率 升 对于大家来说 最大功率 最大扭矩都明白 但是 衡量一款车型动力系统的优劣 还有一个指标 就是升功率 一般以为 功率和扭矩这两项指标就能够反映发动机的优劣 其实不然 不是功率和扭矩越大的发动机就越好 真正能够反映发动机动力的指标是每升气缸工作容积所发出的功率 即 升功率 升功率高又有怎样的意义呢 首先 发动机设计 材料及制造工艺的不同 会直接反映在升功率的差距上 同排量级别中 升功率越高 代表发动机的技术越先进 设计越合理 制造工艺越高 以别克来看 2 0LTurboDI直喷涡轮增压发动机 1 6T涡轮增压发动机 都是超过80Kw L的升功率 正是对领先科技的最好诠释 升功
3、率高又有怎样的意义呢 第二 升功率高 燃油经济性出色 能为车主在日常用车中节省不小的燃油费用支出 同时 随着燃油效率的提升 车辆的排放也可以得到更好的控制 响应当下低碳环保的大环境趋势 更为重要的是 这些优点都是在不牺牲动力性能的前提下达到的 升功率高又有怎样的意义呢 第三 最大功率相同的情况下 升功率越高排量越小 发动机质量越轻 升功率高的发动机 和其他同等功率的发动机相比 质量更轻 由此可以降低车头的配重 使得车辆的操控稳定性更出色 特别是在过弯时 能明显减轻前轮的负担 大大提升车辆的操控性 汽车的燃油经济性常用一定运行工况下 汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来表示
4、 在我国及欧洲 汽车燃油经济性指标的单位为L 100km 即行驶100km所消耗的燃油升数 美国采用MPG milepergallon 指每加仑燃油能行驶的里程数来表示 加仑Vs升 1美制加仑 usgal 3 785升1英制加仑 ukgal 4 546升 2 循环油耗 循环油耗是指在一段指定的典型路段内汽车以等速 加速和减速三种工况行驶时的耗油量 有些还要计入起动和怠速停车等工况的耗油量 然后折算成百公里耗油量 我国的循环油耗 对总质量在3500 14000kg的载货汽车按六工况进行 对城市客车按四工况进行 而轿车按十五工况进行 见图 欧洲有ECE R15工况循环油耗 美国有公路循环和城市循环
5、油耗 我国轿车燃油经济性的循环行驶工况 一些汽车的技术性能表将循环油耗标注为 城市油耗 而将等速百公里油耗标注为 等速油耗 一般来说 循环油耗与等速百公里油耗 指定车速 加权平均取得综合油耗值 能比较客观地反映汽车的耗油量 现代轿车给出的城市循环油耗和公路循环油耗 更确切地说应为城市综合油耗和公路综合油耗 如欧洲车的耗油量测定由三部分组成 分别是模拟城市内行驶工况的 城市行驶循环 90公里 小时和120公里 小时的等速行驶 然后各取1 3相加作为综合百公里油耗来评定汽车燃油经济性 汽车燃料消耗量标识 汽车燃料消耗量标识 汽车燃料消耗量标识 汽车燃料消耗量标识 第一节汽车燃油经济性的分析 二 燃
6、油经济性的影响因素1 发动机与油耗的关系 2 轮胎宽度 花纹 3 车重4 汽车传动系与油耗的关系 5 风阻系数6 保养程度 发动机与油耗的关系 油耗指标与发动机的先进性直接相关 VVTi VTEC可变气门正时系统TSI复合增压分层燃烧缸内直喷技术FSI分层燃烧直喷技术稀燃技术可变进气组分燃烧技术 富氮富氧技术 可变进气系统 可变进气歧管 可变进气管长度 粗度 废气涡轮增压技术曲轴箱强制通风技术柴油机技术与高压共轨技术油电混合技术 丰田雷凌双擎汽车 发动机技术与传动系统 动力系统组成 1 8排量阿特金森循环发动机 ECVT变速器雷凌双擎的动力采用了1 8升的阿特金森循环汽油机 8ZR FXE 具
7、备VVT i可变正时技术 搭配53千瓦的电动机与ECVT电子无级变速器 镍氢动力电池容量6 5Ah 综合工况百公里油耗4 2升 风阻系数低 轮胎与油耗的关系 毫无疑问 轮胎越宽 越费油 当然也越舒适 抓地力和刹车力越强 轮胎花纹形状对油耗影响很大 越野胎就比公路胎费油 汽车传动系与油耗的关系 变速器档位多 不但换挡平顺 而且使发动机增加了处于经济工况下行驶的机会 有利于提高燃油经济性 现代汽车朝着多档位迈进 4AT变速器普遍被6AT或者CVT无级变速代替 4AT留在低端车型里作为普及自动挡的价格利器 2驱也比四驱省油 风阻系数 风阻系数 风阻系数 方方正正的经典车型现在 三 燃油经济性的试验分
8、类比较P60 一 台架法1 发动机台架试验 发动机台架试验 1 优点 试验条件可以人为控制 试验方便 经济 稳定性好 2 缺点 台架试验与道路试验条件相差太大 无法与汽车实际运行情况一致 2 底盘测功机循环试验 用底盘测功机构成汽车行驶状态模拟系统 在室内模拟各种道路试验工况 即通过加载方式模拟汽车在道路上行驶时所受到的惯性阻力 滚动阻力 空气阻力及负荷特性等 然后用燃油消耗测量仪测定汽车的等速 或循环 燃油消耗量 底盘测功机装在有空调设施的试验室内 可防止风和气温的变化 使行驶阻力保持一定 所以 试验具有良好的再现性 燃油消耗量台试法的示意图 1 用底盘测功机测量油耗的优点 1 试验在室内进
9、行 无须专用试车道路 且不受气候条件的限制 因此 油耗油量值重复性好 2 由于能控制试验条件 周围环境影响的修正系数可以减到最小 3 可在准确性高的情况下模拟不同工况的行驶 4 可以同时进行燃料经济性与排气污染试验 5 能采用多种测量油耗的方法 如容积法 重量法和碳平衡法等 2 用底盘测功机测量油耗的缺点 1 不易准确模拟汽车在道路上的滚动阻力 空气阻力和惯性阻力 2 室内冷却风扇产生的冷却气流与道路上行驶时的实际情况不一 二 按试验场地分 1 路试法汽车燃料消耗量道路试验 简称路试法 是指在道路条件下进行的油耗试验 它包括无控制的道路试验 有控制的道路试验和道路循环试验三种 1 无控制的道路
10、试验 无控制的道路试验是指对行驶道路 交通情况 驾驶习惯和周围环境等各方面因素都不加控制的道路试验方法 由于各种使用因素的随机变化 要获得分散度小的数据是很困难的 为此 必须用相当数量的汽车 几十辆以上 进行长距离 10000 16000km 的试验 才能获得可以信赖的数据 所以 虽然这是一种非常接近实际情况的试验 但由于试验的费用巨大 时间很长 却是一种通常很少采用的试验方法 2 有控制的道路试验 测量燃料消耗时维持行驶道路 交通情况 驾驶习惯和周围环境等中的一个或几个因素不变的方法 称作 有控制的路上试验 例如我国海南试验站进行的 包含考察汽车各项使用性能指标在内的全国汽车质量检查试验中
11、规定了要测量在一般路面 恶劣路面和山区公路上的百公里油耗 试验规范中对试验路线作了较明确的规定 但对试验中的交通情况 驾驶员的习惯以及气温 风 雨等并无规定 这就是一种有控制的道路试验 国外汽车试验场地在自己的专用试验道路上也进行类似的燃料消耗试验 3 循环道路试验 路上的循环试验指的是汽车完全按规定的车速 时间规范进行试验 何时换挡 何时制动以及行车的速度 加速度 制动减速等都在规范中加以规定 三 燃油消耗量限值 营运车辆燃油消耗量限值是以该车型原厂规定的等速百公里燃油消耗量限值为基础确定的 根据我国营运车辆检测设备的实际情况和JT T198 1995 汽车技术等级评定标准 的执行情况 采用
12、等速百公里燃油消耗量作为评价汽车燃油经济性的指标 检测车速 轿车60km h 其他汽车50km h 其限值规定为该车型原厂规定的相应车速等速百公里燃料消耗量的110 如某轿车原厂规定60m h等速百公里燃料消耗量为10L 则该车型原厂相应车速的等速百公里燃料消耗量限值为11L 即用路试法或台试法测量该车速下的等速百公里燃油消耗量以不大于11L为合格 任务二燃油消耗量的测量方法与使用 一 燃油消耗量的测量方法燃油消耗量的测定方法可采用容积法 质量法 速度法和碳平衡法等多种方法 前三种可构成各种形式的油耗仪 fuelconsumptiongauge 而碳平衡法是通过排气分析仪对汽车排气污染物中的C
13、O CO2和HC体积排放测量的分析 间接得出燃油消耗量的方法 一 容积法 1 测量原理容积式油耗仪分为定容式和容量式两种 定容式油耗仪是通过测定消耗一定容量的燃料所需时间来计算油耗量 容量式油耗仪是通过测定一定时间内消耗的燃油容积 按下式计算得到燃油消耗量Qf 式中 Qf 燃油消耗量 kg h V 消耗的燃油容积 mL 燃油比重 kg L t 消耗容积为V的燃油所经历的时间 s 2 行星活塞式油耗仪 行星活塞式油耗仪由滤清排气装置 四活塞联动式流量传感器 路程传感器 测量仪表和快速连接接头等组成 行星活塞式油耗仪的组成 1 滤清排气装置 为保护油耗计 燃油在进入油耗传感器前须滤清 滤清器滤芯用
14、陶土制成 在滤芯中心装有磁环 以加强对燃料中金属杂质的滤清效果 行星活塞式油耗仪的滤清排气装置 2 四活塞联动式流量传感器 四活塞联动式流量传感器由流量 转速变换部和转速 脉冲信号变换部两部分组成 流量 转速变换部是将一定容积的燃油流量变为曲轴的旋转运动 燃油在泵油压力作用下 推动活塞运动做往复直线运动 四个活塞共同带动小曲轴转动 从而将燃油流量变为曲轴的旋转运动 转速 脉冲信号变换部是通过光栅 经光电变换将曲轴的旋转运动变换为脉冲电信号 四活塞联动式油耗传感器的结构 四活塞联动式流量传感器的工作原理 4个活塞在图 a d 所示位置的进排油情况 曲轴每旋转一周 四个活塞各往复运动一次 完成一个
15、进排油循环 各缸分别排油一次 其排油量可用下式确定 V 4 d2 4 2h 2 d2h式中 V 四缸排油量 cm3 d 油缸直径 cm h 曲轴偏心距 cm 3 测量仪表 测量仪表用单片机 如MCS 51 为控制单元 硬件电路包括 流量传感器信号的隔离整形电路 路程传感器信号的测量电路 单片机及外围电路 键盘及LED显示电路 串口通讯电路等组成 通过流量传感器信号和测量仪表的定时装置信号 按容量式油耗仪公式计算得到燃油消耗量 kg h 通过流量传感器信号和路程传感器信号可计算得到百公里油耗值 二 质量法 1 测量原理通过测定消耗一定质量的燃油所经历的时间 经下式计算得到燃油消耗量Qf 式中 Q
16、f 燃油消耗量 g t 消耗的燃油质量G所经历的时间 s 2 差压质量式油耗仪 差压质量油耗仪由密封贮油罐 油路 电磁阀 高精度压力传感器 测量仪表等部分组成 见图其工作循环为 充油 油满 关充油 测量 延时 采样信号 结束 质量式油耗仪的结构 在测量状态下 输送发动机得到燃油完全由密封贮油罐供给 密封贮油罐垂直地固定在压力传感器上 压力传感器的输出信号通过屏蔽线连接到油耗测量仪表 测量仪表对压力信号进行采样 处理并显示测量数据 测量过程中 压力传感器输出电压Vout的变化与密封贮油罐内的燃油质量的减少 表示燃油消耗量Qf 成正比 即 K1为仪表常数 上式表明 根据上述原理设计的油耗仪 不仅能精确测量平均燃油消耗量 而且能实时输出瞬态燃油消耗量 三 碳平衡法 汽 柴 油经过发动机燃烧后 根据质量守恒定律 排气中碳质量总和与燃烧前的燃油中碳质量总和相等 碳原子在汽 柴 油车排气中主要以CO2 C0和碳氢化合物 以CHx表示 的形式存在 因此 碳平衡法是通过废气分析仪对尾气中CO CO2和HC体积排放测量的分析 得到排气中单位里程内的C元素含量 再与所用汽油中C元素含量相比而间接得出燃油消
