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1、1/182.2 汽车燃料经济性的计算方法燃油燃烧消耗的有效燃油消耗率b和燃油热 值、热效率有关:2/183/184/18 也可将b带入上式：从上可以出:Qs=f(Hu,e,t,Ga,CD,A,Va) 影响因素很多; 上式主要用于理论分析，计算太复杂.5/18 考虑单位载重量的百公里油耗量：6/18多工况循环行驶燃油经济性的计算 1、等速行驶工况的燃油消耗量的计算： 2、加速行驶工况消耗量的计算： 3、等减速行驶工况燃油消耗量的计算： 4、 怠速停车工况燃油消耗量的计算： 5、 整个循环工况的百公里燃油消耗量7/181.等速行驶工况燃油消耗量的计算 燃油消耗率：万有特性图上的等燃油消耗率曲 线8
2、/18发动机万有特性 （等高线）9/1810/18发动机提供的功率滚动阻力功率空气阻力功率加速阻力功率2. 等加速行驶工况燃油消耗量的计算11/1812/18每个区间计算燃油消耗量将所有区间的燃油消耗量相加13/183. 等减速行驶工况燃油消耗的计算14/184. 怠速停车时的燃油消耗量5. 整个循环工况的百公里燃油消耗量15/182.3 燃油经济性的影响因素16/18汽 车 速 度：中等速度为佳 档 位：高档位为佳 挂 车：负荷增加和质量利用系数增加 挂车的应用：驾驶节油操作技术 维护与调 整：汽车的技术状况,如前束、滑行距离 、制动系发咬、轮胎气压、点火提 前角、混合气浓度。17/18经济
3、车速： 汽车满载用最高档在平直良好路面上，以某一车 速、等速行驶的百公里耗油的升数最少，称为经 济车速。 经济车速一般为接近于低速的中等车速。 低速时汽车的百公里燃油消耗量并不低，这是因为低 速行驶时，发动机的负荷率较低，发动机有效燃油消 耗率较大而导致百公里燃油消耗量增加。 高速时随车速的增加百公里燃油消耗量迅速加大，这 是因为高速行驶时，虽然发动机的负荷率较高，但汽 车的行驶阻力增加很多而导致百公里燃油消耗量增加 的缘故。 18/18等速百公里油耗19/18 从等速油耗曲线可知：同一路面不同档位时，有不 同的曲线，其经济车速不同，档位低时经济车速低 ； 在同一档位上，当路面滚动阻力系数不同
4、时，其对 应的经济车速也不同； 经济车速只是一个点，驾驶员很难掌握。故将经济 车速点前后油耗比较低的车速划为一组，称为经济 车速范围，以便于驾驶员在一般公路上运用。 通过试验，可以得出不同车型的经济车速和经济车 速范围。20/18档位的选择与使用： 档位选择 汽车在良好的路面上，最高档上行驶较省油。 加档操作 汽车起步后的升速过程，应根据道路和交通流量的情况 ，及时加档提速，直至挂上最高档。 减档操作 汽车上坡不能用高档勉强行驶，应及时减档。减档过早 ，不能充分利用汽车的惯性来爬坡；减档过迟，汽车的 车速降低过多，常需要多减一次档位。这都会使油耗加 大。21/18挂车的应用：省油的原因： 负荷
5、增加 质量利用系数增加22/18 驾驶技术： 发动机起动升温 ： 行车温度控制： 汽车滑行节油：23/18 用车维护对节油的影响 汽车维护的基本内容是：清洁、润滑、紧固、调 整与故障排除。其目的在于保持汽车技术状况的 完好。 保持汽车底盘良好的技术状况： 常用滑行性能来检查汽车底盘的综合技术状况，它对 汽车运行油耗的影响很大。 例如，某 车底盘调整很好时，的滑行距 离为；前束不合规定、轮毅轴承和制动器调 整不佳时的滑行距离降为。都以 等速行驶，前者油耗为 ， 后者为， ，后者比前者油耗 增加了%。24/18 保持发动机良好的技术状况 汽车的加速时间及燃油消耗量决定于发动机及 底盘的技术状况。因
6、此，经过滑行距离检验， 认为底盘技术状况正常的汽车，若其加速时间 及燃油消耗量也在规定范围内，则可认为汽车 的发动机技术状况正常。 保持发动机良好的技术状况主要应做好下列维 护工作： 定期检查气缸压缩压力 保持发动机冷却系工作正常 保持供油系良好的技术状况 保持点火系良好的技术状况 25/181. 如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极 限加速度？2. 在计算汽车动力性时所使用的发动机功率 与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功 率有何不同？26/181. 如何利用汽车行驶方程式求轮式汽车的极限 加速度？27/182. 在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与 计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功
7、率有 何不同？ 前者使用的是发动机的外特性。即后者利用阻力功率反推求得发动机输出功率28/1829/18发动机改进： 整车结构方面: 轻量化 传动系： 汽车外形和轮胎：30/18 发动机的结构：发动机的压缩比高、有完善的供油系统及合理的燃烧室形 状，采用电子点火系统等都能降低发动机的比油耗。 使用爆燃感传器自动延迟产生爆燃时的点火提前角， 就可以相应地提高压缩比，从而提高发动机的热效率 以节约燃油。 德国公司的小轿车用2.4L 作容积的汽油机，是 在原汽油机的基础上，对进气系统和燃烧室进行 了改进，加强了进气旋流和挤气紊流提高了火焰传播 速度，减少了爆燃倾向，用97号汽油，压缩比可提高 到12
8、，油耗较排量为的汽油机还要低15%。31/18 发动机的种类： 柴油机由于压缩比比汽油机要高得多，因此柴油机 比汽油机的油耗要低得多。 试验和使用证明，一般装备柴油发动机的轿车比装备汽 油发动机的轿车节油18%左右，柴油发动机载货汽车比 汽油发动机载货汽车节油30%左右。 目前世界各国正在积极推行轻型货车和轿车的柴油化进 程，在总质量为2t5t的载货汽车中，德国有95%左右已 用柴油机，日本约为90%。32/18 发动机的负荷率 发动机的比油耗随发动机的负荷变化而变化。在 负荷率约为80%90%时比油耗最低，低负荷和全 负荷时比油耗都将增加。 33/18减轻汽车整备质量的主要途径有： 用计算机
9、优化设计充分利用材料的强度，提高结构的 刚度； 采用高强度低合金钢、铝合金、镁合金、塑料、陶瓷 和各种纤维强化材料来制造某些零部件； 改进汽车结构、简化汽车传动系统，如采用前置发动 机前驱动、不用装备胎的高可靠性轮胎、单片弹簧悬 架、承载式车身、空冷发动机等； 减小车身尺寸； 在用车不要随意增加附加装置 。34/18 汽车的整车整备质量 减轻整备质量可以相对提高汽车的载质量，使空驶 油耗及每100t.km周转量耗油的升数减少。 某整车质量为1360kg的汽车，当汽车总质量减少 10%，油耗降低8.8%。35/18传动系与油耗的关系密切 变速器档位越多，使发动机增加了处于经济工况下运行的机 会，
10、有利于提高燃油经济性 因此现代汽车都是趋向于5档或以上变速器，或者采用无 极变速，保证在任何条件下具有使发动机在最经济工况 下工作的可能性。 设置超速挡 变速器设置超速档的主要目的是节油，所以超速档又称 经济档。 超速档的采用有增加的趋势。特别是高车速、比功率大 的轿车，在一般的公路上用直接档行驶时发动机的负荷 率特别低，用超速档则节油效果很显著。我国奥迪、桑 塔那、夏利等轿车，还设置了两个超速档。36/18 最小燃油消耗特性：发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动 机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线 。利用包络线就可找出发动机提供一定功 率时的最经济工况（负荷和转速）。 把各功率下最经济工况
11、的转速和负 荷率标明在外特性曲线图上，便得到 最小燃油消耗特性。37/1838/1839/18当汽车以速度Va在一定道路上行驶时，根据应提供 的功率由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济 的工作转速为ne。将两者带入上式，即得无级变速器 应有的传动比i。在同一值的道路，不同车速时无 级变速器应有的i连成曲线便得到无级变速器的调节 特性。40/18AB为变速器最大传动比； ED为最小传动比；BC表示发 动机转速为最大功率转速时 i与车速的关系曲线；AE 表示发动机最低转速时i 与车速的关系曲线； AE与BCD曲线间所包含的 曲线，表示在不同道路阻力 下无级变速器的调速特性。41/18 其它措
12、施： 装上强制怠速节油器。 在发动机强制怠速工况工况下切断供油，是节约燃油 的有效措施。 闭缸节油。 采用微机自动控制，在中、小负荷时关闭部分汽缸的 进、排气门的方法闭缸，不但可以提高参加工作气缸 的负荷率，还可以减少泵气损失和驱动气门机构的损 失，节油效果显著。 42/18汽车轮胎的结构减小滚动阻力是节油的重要措施，采用子午线轮胎；改善公 路质量、采用胎压较高的轮胎、精心维护车辆等，都可以减 小滚动阻力。 子午胎的优点是： 滚动阻力小，滑行距离长，行驶能耗低国产货车用子午胎的节 油率为%，乘用车用子午胎的节油率为%； 径向缓冲性好，耐磨性好，使用里程长。 高速性能好。 但其胎侧薄，侧向刚性较
13、差，在转弯时车身的侧倾角度较 大。因此在使用时应特别注意轮胎不可缺气，不能超载、 超高，转弯可稍慢些。 在用车改装子午胎时要所有车轮都换成子午胎，不能混装 ，否则可能使汽车的操纵稳定性变坏。43/18汽车外形 改善汽车外形，减小空气阻力系数，可以减少中高 速行驶的空气阻力，有显著的节油效果。 某轿车的试验表明，空气阻力系数由下降 到可使油耗降低%。 横向风的作用会增加空气阻力和滚动阻力，因此 汽车横向外形也应尽量关注。在用车不要加装有 可能增加空气阻力的附加装置，如由驾驶室前伸 的遮阳板等。44/18 1834年，Thomas Davenport制造了一辆电动三轮车，它由 一组不可充电的干电池
14、驱动，只能行驶一小段距离。 19世纪末，美国、英国和法国的许多公司都开始生产电动汽 车，在以蒸汽、电和汽油为动力的汽车竞争初期，电动汽车 以其在行驶性能、续驶里程和低噪声等方面的优势占据主导 地位。 到1912年，美国已有34000辆电动汽车注册。 但是，1911年Kettering发明了汽车发动机，使得燃油汽车相 对于电动汽车来说更具有吸引力，从此打破了电动汽车在市 场的主导地位，20世纪30年代，电动汽车几乎消失。2.5 电动汽车研究45/18 20世纪70年代的能源危机和石油短缺是电动汽车重 获生机。当时，世界上许多国家如美国、英国、法 国、德国、意大利和日本都开始发展电动汽车。这 一时
15、期的电动汽车已改装车为主，也不乏重新设计 地盘和车身的新型电动汽车，这样可降低汽车的空 气阻力，方便能量储存系统的布置。 这一阶段电动汽车技术获得复苏，为随后的商业化 时代奠定了坚实的基础。 但是石油价格在20世纪70年代末下跌，电动汽车的 商业化失去了动力，其发展显著变慢，开始走入低 谷。46/18 20世纪90年代，燃油汽车排放所应起的空气污染和 温室效应受到重视，电动汽车再次得到发展。 1990年，美国加州大气资源管理局（CARB）颁布 了一项法规，规定1998年在加州出售的汽车中2 必须是零排放车辆（ZEV），到2003年零排放车辆 应达到10。 受加州法规的影响，美国其他州以及世界上其他国 家开始制定相类似的法规。虽然加州大气资源管理 局的目标没有实现，并根据实际情况做了调整，但 加州法规的颁布促进了电动汽车的发展。47/18 在世界范围内，尤其在美国、日本和欧洲， 许多汽车制造商、科研院所和大学不断研究 电动汽车新技术，推动电动汽车技术向前发 展，并开始将电动汽车商业化。 通用、日产、福特、梅塞德斯-奔驰、本田等 国际知名汽车制造商先后推出了他们的电动 汽车样车，其中丰田公司生产的Prius混合动 力汽车还取得了不错的销售业绩。48/18国家汽车公司车型年份混
