第四章 汽车燃油经济性检 测第一节 燃油经济性的指标和试验分类一、燃油经济性的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在我国及欧洲，汽车燃油经济性指标的单位为L/ 100 km，即行驶100km所消耗的燃油升数美国采用MPG(mile per gallon )，指每加仑燃油能行驶的里程数来表示 二、 燃油经济性的试验分类(一) 按试验工况分类1．等速百公里油耗实用燃油经济性常用等速行驶百公里燃油消耗量（简称等速油耗）来评价，即汽车 在额定载荷下，以最高档在水平良好路面上 等速行驶100km的燃油消耗量等速行驶工况是汽车在道路上运行的一种基本工况，这 种油耗易于测定，所以得到广泛的采用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 （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不控制的道路试验、控制的道路试验和循环道路试验三种 (1) 不控制的道路试验 不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) 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“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，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 2．台试法台试法是指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) 若能控制室温，可在不同气温下进行试验4) 由于室内便于控制行驶状况，能进行符合实际的复杂的行驶工况的循环油测试5) 可以同时进行燃料经济性与排气污染试验6) 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 第二节 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（fuel consumption gauge)，而碳平衡法是通过排气分析仪对汽车排气污染物中的CO、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； γ－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 图示序号曲轴位置活塞1活塞2活塞3活塞4图a0°进油行程排油终了排油行程进油终了图b90°进油终了进油行程排油终了排油行程图c180°排油行程进油终了进油行程排油终了图d270°排油终了排油行程进油终了进油行程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·(πd2/4)·2h=2πd2h 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： Qf－燃油消耗量，g；t－消耗的燃油质量G所经历的时间，s2． 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耗量的方法这种方法可用于 路试油耗的测量中，且不需要在汽车油路中串接油耗仪 ，避免了由于回油量大而影响测量精度的问题碳平衡油耗计算法是目前国际上通行的实验室内车辆工况法油耗试验方法四）电喷汽车油耗仪由于电喷发动机的喷油压力很大，回油量多且油温较高，易造成接在传感器上的回油管软化胀爆，严重威胁试验的安全因此，对电喷发动机的油耗应采用电喷汽车油耗仪来测量电喷油耗仪由电喷油耗传感器和测量仪表组成电喷油耗传感器是由高精度流量传感器、安全阀、减压阀、燃油泵、温度及压力传感器、回油处理装置等组成 电喷汽车油耗仪结构 二、油耗传感器在供油系中的安 装 只有精确地记录油耗传感器的脉冲数，才能 准确地测定汽车油耗，这就要求必须保证： (1) 进入油耗传感器的燃油不得夹杂任何气体， 否则，夹杂的气体可能使得通过油耗传感器燃 油的脉冲数增加． (2) 经油耗传感器计数的燃油必须全部进入燃烧 室，不得产生二次记数 油耗传感器在汽车上的安装位置及连接方式 随发动机供油系的不同而有所变化。
一）汽油车1．化油器式油耗传感器在化油器式汽车供油系中的安装 2．电控发动机用测量电控喷油发动机的油耗时，可采用 电喷油耗仪和普通油耗仪实现 用普通油耗仪测油耗，应注意以下问题：1) 处理压力调节器的回油如果多余的油 回到油耗传感器的前面，则测出的油耗变成 是发动机实际消耗的油加上回流的油须增 加一个三通阀，将压力调节器的回油管接油 耗传感器的输出端 油耗传感器在电喷汽油车供油系中的安装 2) 当油耗传感器及喷油泵间产生负压而引起气穴现象时，自油箱来的油压约为20KPa，须增加一个辅助泵，见图 b该辅助泵使燃油泵的进油端的油路保持正压，气穴现象不易发生，以进行稳定的油耗测量 油耗传感器在电喷汽油车供油系中的安装 3）回油温度过高时，可采用如图c所示接法 油耗传感器在电喷汽油车供油系中的安装使用电喷油耗仪测油耗时，可用下图 所示的接法 电喷油耗仪的油路连接 （二）柴油车 1.柱塞式喷油泵的柴油发动机由于输油泵的供油量比喷油泵的出油量多3～4倍为保证进入喷油泵进油室内的油压稳定，滤清器或喷油泵上装有溢流阀，过量的燃油经溢流阀和回油管流向输油泵的进口或直接流向油箱所以测量油耗时，只要将传感器安装在油箱与输油泵之间，并在传感器输出端的低压油路上增加一个三通阀，将燃油箱与油耗传感器输入端之间的回油管接在三通阀上即可。
柱塞式喷油泵的油路连接2．装PT燃油泵的柴油发动机PT输油泵是低压油泵，取消了高压油管从输油泵输出的每循环。