,汽车燃油经济性,Fuel Economy,第四章,汽车燃油经济性,4.1 汽车燃油经济性评价指标 4.2 汽车燃油经济性计算 4.3 提高汽车燃油经济性的途径和技术,汽车使用经济性,汽车使用经济性是一种使用性能,是指汽车为完成单位运输量所支付最少费用的能力。它是评价汽车运输企业经营经济效果的综合性指标。 我国营运汽车的平均运输成本中，汽车运行材料费(燃油费、润滑油、轮胎费等)所占比率最大（40以上）。其消耗和节约的研究，对提高汽车使用经济性具有重要作用。,在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃油仍将以石油产品为主。 例如，西欧工业发达国家交通运输消耗石油产品的3445；美国交通运输部门消耗国内石油产品的52；我国的交通运输和邮电通讯业消耗的石油产品约占其总量的16，每年消耗的汽油占其总消耗量的36，柴油约占27。,汽车燃油经济性：指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力，它是汽车使用的主要性能之一；在保证动力性的条件下，以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力。 汽车发动机的燃油经济性：通常由有效燃油消耗率be(ge) 或有效效率e 来评价。因其不能反映发动机在具体汽车上的功率利用情况及行驶条件的影响，所以，它不能直接用于评价整车的燃油经济性。,汽车燃料经济性的评价指标,评价指标 常选取单位行程的燃油消耗量，即L/100km，或单位运输工作的燃油消耗量，即L/100tkm、L/kpkm。前者用于比较相同容量的汽车燃油经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃油经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃油经济性。其数值越大，汽车燃油经济性越差。 汽车燃油经济性也可用单位量燃油消耗汽车所行驶的里程，即km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃油能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大，汽车燃油经济性越好。,常用的评价指标 等速行驶百公里燃油消耗量：指汽车在一定载荷（轿车半载、货车满载）下，以最高档在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量； 工况行驶百公里燃油消耗量：各国都制定了不同的循环行驶试验工况。循环工况规定了车速-时间行驶规范，如换档时刻、加速时刻、制动时刻以及行驶的速度和加速度数值等。,工况行驶百公里燃油消耗量的测试比较复杂，通常情况下在试验台上进行。,我国各现阶段执行标准和燃油经济性 1984年，原机械工业部发布了货车和客车燃油经济性限值标准； 2004年9月2日发布，2005年7月1日正式实施了乘用车燃料消耗量第一个强制性国家标准。 对于在生产车型， 2005年7月1日实施第一阶段标准，2008年1月1日执行第二阶段的标准；对于新开发车型， 2006年7月1日实施第一阶段标准，2009年1月1日执行第二阶段的标准。,测定汽车燃油经济性的试验方法有多种。根据对各种使用因素的控制程度，试验方法可分为以下几类： 不加控制的道路试验； 控制的道路试验； 道路循环试验(包括等速油耗、加速油耗、制动油耗、怠速油耗等)； 在室内实验，如汽车底盘测功机(即转鼓试验台)上的循环试验。,汽车燃料经济性试验方法,汽车燃油经济性试验方法,1. 不控制的路上试验（运输生产部门采用，在实际使用中进行试验） 只对被测汽车的维护、调整范围、所用燃料、润滑油的规格等技术状况有明确规定，而对其它各方面使用因素（下表所列）都不加控制的路上试验方法。,影响汽车燃料经济性的使用因素,二、汽车燃料经济性试验方法,2. 控制的道路试验（维持表中的一个或几个影响因素不变的条件下进行试验） 按规定保证汽车的技术状况、按需要维持某些使用因素不变的条件下进行。 在专用试验场进行试验。试验规范中往往对实验路线有较明确的规定，如一般路面、恶劣路面、山区路面各指哪些路段、包括多少公里等；而对实验中的交通情况、驾驶习惯以及气温、风、雪等并无规定。,3. 道路循环试验（完全按规定的车速时间规范进行的道路试验方法） 试验规范中规定了换档时间、制动时间、速度、加速度、制动减速度等数值。 主要有等速百公里油耗试验和怠速油耗试验。 优点：在一定程度上反映了实际行驶工况，且数据重复性好，使用仪器简单，耗时少，成本低 1）直接档全油门加速油耗试验 通常被间接用于检验汽车的技术状况。要求在平整、干燥、清洁、纵向坡度不大于0.3%（最好不大于0.1%）的混凝土或沥青路面上进行，测试路长度500m。 汽车在直接档以30km/h的稳定车速通过50m测速路段，在到达500m测试路段的起始点时，油门全开，加速通过测试路段。测量通过500m的加速时间、油耗量及汽车在测试路段终点的速度。试验往返各进行两次，测得同方向加速时间的相对误差应不大于5%，取四次测量结果的平均值作为测定值。,二、汽车燃料经济性试验方法,在一定的气温、气压、相对湿度、风速范围内，试验汽车的技术状况应正常，充分预热（热发动机，主要传动部件润滑油温达到要求）进行。,二、汽车燃料经济性试验方法,2）等速百公里油耗试验 等速百公里燃油消耗量曲线，（我国规定，轿车半载，货车全载），以最高档在水平良好路面上等速行驶100 km的燃油消耗量。常测出每隔10km/h或20km/h速度间隔的等速百公里的燃油经济性。,等速行驶百公里油耗量不能反映汽车实际行驶中频繁出现的加速、减速等行驶状况的燃油经济性，因此，等速行驶燃料经济性不能全面考核汽车运行燃料经济性，它只能作为一种相对比较性的指标。,3）多工况燃料测试循环试验 欧共体、美国以及我国等都根据本国情况，制定了相应循环行驶试验工况来模拟汽车的实际运行工况，并以百公里油耗量作为相应车型的燃油经济性指标。 （GB/T12545-2001）： （1）货车采用六工况； （2）微型车采用十工况 ； （3）客车采用四工况； （4）轿车采用二十五工况。,二、汽车燃料经济性试验方法,4. 室内试验 在汽车底盘测功机上按试验规范进行。可以同时进行废气污染测量。 试验规范：美国汽车工程师协会（SAE）试验规范。 转鼓试验台功能： 燃油经济性（等速百公里燃油经济性、多工况燃油经济性） 动力性（最高车速、加速、起步加速、最大爬坡度、高档最高速、各档最低速等） 排放测试 滚动阻力系数测试,二、汽车燃料经济性试验方法,在测试试验之前，测试汽车应先到路上进行滑行试验，以确定其行驶阻力功率P+PW 将滑行试验结果与汽车质量参数输入到转鼓试验台的操作系统。汽车驱动转鼓时将会遇到与道路上完全一样的阻力，包括整车的滚动阻力、空气阻力与加速阻力等。,下图是货车BCA1026-BH试验结果，图中较粗的连续曲线是实验室实际的车速-行程过程。,上图为美国环保署（EPA） CVC-C型式循环（UDDS）的速度时间关系曲线。是根据美国洛杉矶市中心的交通情况拟定的，包括了一系列不重复的加速、减速、怠速、接近于等速、停车的行驶过程。,下图是欧洲道路循环（NEDC）的速度时间关系曲线。,室内试验的优点：便于对试验中的换档、制动、加速等工况进行规范，实现计算机模拟控制，试验重复性好。,4.2汽车燃料经济性的计算方法 燃料消耗方程式,4.3 提高汽车燃油经济性的途径和技术,结构措施,1. 提高压缩比； 2. 改进进、排气系统； 3. 选择合理的配气相位； 4. 采用稀混合气； 5. 减少强制怠速油耗； 6. 闭缸节油技术； 7. 汽车轻量化； 8. 减少滚动阻力；,1.提高压缩比：主要受爆燃和NOx排放的限制。,改进燃烧室和进气系统，提高发动机结构的爆燃极限； 使用爆震传感器，自动延迟爆燃时的点火提前角； 喷水抗爆技术,向进气歧管、增压器内喷水以及使用乳化燃料等； 开发高辛烷值汽油。,2.改进进、排气系统：减少进气阻力和排气干扰，提高充气效率。,进气管结构和尺寸保证足够的流通截面，并保证管里的表面光洁，连接处平整，减少气流转折及流通截面突变，以减少气流的局部阻力。（捷达5气门结构，就是为了增加进气充量。） 另外，进气管断面过大，气流速度低，液态燃油容易沉积于管壁，导致各缸混合气分配不均匀，油耗增加。,3.选择合理的配气相位：与发动机常用工作区有关,配气相位持续角宽，高速充气性好，低速较差；配气相位持续角窄时，则反之。 我国城市运行条件下，车速偏低，发动机转速低，所以应适当将配气相位持续角变窄些。 CVVT、VVTI等技术，保证发动机在各工况下能够获得较好的配气相位。,4.采用稀薄燃烧技术：,与缸内直喷技术相结合使用 提高点火能量； 采用分层燃烧技术，实现火花塞附近混合气较浓，其他区域混合气较稀。,5.减少强制怠速油耗,强制怠速工况：在不切断发动机与传动系联接的情况下，发动机由汽车惯性拖动而高速运转的工况。 在强制怠速工况下，节气门全关，但是进气管真空度较正常怠速的真空度高，仍然向发动机供油，会导致油耗增加。 要切断强制怠速工况的供油，降低油耗。,6.闭缸节油技术,改变发动机工作排量的方法两种：变行程法和变缸法 变行程法：即根据负荷，改变活塞的行程。如负荷小时，缩短活塞行程，这样可以减少进气损失及活塞、活塞环与缸壁的摩擦损失。 变缸法：即改变汽缸数目。 例如：雅阁VCM可变气缸管理系统,VCM系统能够让新雅阁在起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下保证全部六个汽缸投入工作。 而在中速巡航和低发动机负荷工况下，仅运转一个汽缸组，即三个汽缸，后排汽缸组停止工作。 在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，发动机将会用4个汽缸来运转，即前排汽缸组的左侧和中间汽缸正常工作，后排汽缸组的右侧和中间汽缸正常工作。,7.汽车轻量化,又大又重的豪华车（有的达2.7t）比小而轻的微型车（只有500kg上下）的油 耗几乎高35倍。 原因： 轿车质量若能减少10%，油耗可减少34%（按1/3欧洲或美国循环计）。因此材料中铝、塑料。,8.减少滚动阻力,美国环保局的试验表明，滚动阻力减少10%，油耗可降低2%。 采用子午线轮胎，提高轮胎气压，是减少滚动阻力系数的主要途径。 采用子午线轮胎，轿车节油率为6%9%。 提高轮胎气压，轮胎变形减少，滚动阻力相应会减少。据美国研究表明，气压由166.6kp提高到215.6kp,滚动阻力减少30%，油耗降低3%。,4.3 提高汽车燃油经济性的途径和技术,驾驶和维护,1. 发动机启动升温 2. 汽车起步加速 3. 档位的选择和变换； 4. 汽车行驶速度； 5. 离合器的运用； 6. 加速踏板的运用； 7. 行车温度控制； 8. 合理利用滑行；,1.发动机启动升温,冷机启动，要预热； 行驶过程中熄火重启（发动机较热），轻踩油门，马上转入怠速运转。,2.起步加速,实践证明，发动机水温在40度以上起步，具有良好的节油效果。 满载车在良好路面上用二档起步，阻力较大时，用一档起步。 坡道起步，将离合器、油门及手刹协调好，不要使车辆倒退熄火，达到平稳起步。,3.档位选择和变换,良好路面上行驶，尽可能用最高档，可以节约燃料； 上坡行驶时，及时减档。过早，不能很好的利用汽车惯性爬坡；过晚，车速降低过多，费油。,4.汽车行驶速度,尽可能保持经济车速行驶。,5.离合器的运用,离合器运用得当，可以提高节油率。,6.加速踏板,轻踩油门，避免空轰油门，空轰一次，耗油35ml.,水温过低，会使燃料不易雾化，各缸进气不均，燃烧室壁散热损失增加，燃烧速度下降，造成发动机功率和转矩下降，油耗增加；另外，机油的流动性和飞溅润滑能力下降，增加了机械损失。 水温过高，会使机体过热，充气量下降，容易出现爆燃、早燃等异常燃烧现象；供油系容易发生气阻，造成功率下降，油耗增加，且在高温下机油压力和粘度下降；并加速机油因氧化和热分解而发生的变质，加快发动机的磨损。 正常发动机的水温，有利于燃料的雾化和混合气的分配均匀，使得发动机有良好的燃料经济性和动力性，并保证机油的粘度和润滑能力，减少发动机的磨损。,7.行车温度控制,8.合理利用滑行,分为减