第三章汽车燃油经济性.ppt
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1、第三章汽车的燃油经济性学习目标学习目标1.掌握汽车燃油经济性的评价指标;2.了解汽车燃油经济性的计算方法;3.汽车燃油经济性的影响因素;4.掌握汽车燃油经济性的检测项目及方法;5.掌握车用油耗计的工作原理及使用。第三章汽车的燃油经济性燃油经济性燃油经济性尽量少的燃油消耗尽量少的燃油消耗一定的动力性条件下一定的动力性条件下燃油经济性好燃油经济性好降低汽车的使用费用降低汽车的使用费用减少进口的石油量减少进口的石油量节约资源节约资源降低降低CO2等的排放等的排放3-1汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标评价指标评价指标每百公里每百公里的燃油消耗量的燃油消耗量一定的燃油量一定的燃油量行驶的
2、里程行驶的里程等速百公里等速百公里燃油消耗量曲线燃油消耗量曲线循环行驶循环行驶试验工况试验工况反映实际的汽车反映实际的汽车行驶情况行驶情况3-1汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标测量汽车燃油经济性的行驶工况图测量汽车燃油经济性的行驶工况图3-1汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标测量汽车燃油经济性的行驶工况图测量汽车燃油经济性的行驶工况图3-1汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油经济性的评价指标测量汽车燃油经济性的行驶工况图测量汽车燃油经济性的行驶工况图3-2汽车燃油经济性的计算发动机的万有特性曲线发动机的万有特性曲线Penb功率平衡曲线功率平衡曲线燃油经济性的计算燃油经
3、济性的计算3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算发动机的万有特性曲线发动机的万有特性曲线3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算等速行驶工况燃油消耗量的计算等速行驶工况燃油消耗量的计算万有特性曲线万有特性曲线车速车速ua阻力功率阻力功率P燃油消耗率燃油消耗率燃油消耗量燃油消耗量P阻力功率阻力功率(KW)b燃油消耗率燃油消耗率(g/(KWh)g N/Lg N/L单位时间内的燃油消耗单位时间内的燃油消耗量量3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算等速行驶燃油消耗量的计算等速行驶燃油消耗量的计算行程行程s(m)车速车速ua(Km/h)所用时间所用时间t(s)等速行驶等速行驶sm燃
4、油消耗量燃油消耗量3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算等加速行驶工况燃油消耗量的计算等加速行驶工况燃油消耗量的计算发动机提供的功率发动机提供的功率滚动阻力功率滚动阻力功率空气阻力功率空气阻力功率加速阻力功率加速阻力功率3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算等加速行驶燃油消耗量的计算等加速行驶燃油消耗量的计算(ua1ua2)3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算将将ua2-ua1分成分成若干个小区间若干个小区间每个区间计算每个区间计算燃油消耗量燃油消耗量将所有区间的将所有区间的燃油消耗量相加燃油消耗量相加等加速行驶工况等加速行驶工况燃油消耗量燃油消耗量3-2汽车燃油经济
5、性的计算汽车燃油经济性的计算u将将ua2-ua1分成若干个小区间(如每分成若干个小区间(如每1Km/h为一区间)为一区间)速度增加速度增加1Km/h所需的时间所需的时间(s)发动机的功率发动机的功率u每个区间计算燃油消耗量每个区间计算燃油消耗量燃油消耗率燃油消耗率区间起始区间起始时的车速时的车速区间燃油消耗量区间燃油消耗量3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算u将所有区间的燃油消耗量相加将所有区间的燃油消耗量相加如第一个区间的燃油消耗量为如第一个区间的燃油消耗量为如第二个区间的燃油消耗量为如第二个区间的燃油消耗量为3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算u等加速行驶工况燃油消耗量
6、等加速行驶工况燃油消耗量u等加速区间内行驶的距离等加速区间内行驶的距离3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算等减速行驶工况燃油消耗量的计算等减速行驶工况燃油消耗量的计算等减速行驶等减速行驶发动机怠速状态发动机怠速状态等减速行驶等减速行驶燃油消耗量燃油消耗量怠速燃油消耗率怠速燃油消耗率等减速行驶时间等减速行驶时间3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算减速时间减速时间t(s)减速过程燃油消耗量减速过程燃油消耗量(ml)怠速燃油怠速燃油消耗率消耗率3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算等减速过程等减速过程行驶的距离行驶的距离(m)3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算
7、怠速停车时的燃油消耗量的计算怠速停车时的燃油消耗量的计算怠速停车怠速停车燃油消耗量燃油消耗量怠速燃油消耗率怠速燃油消耗率怠速停车时间怠速停车时间3-2汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算整个循环工况的百公里燃油消耗量的计算整个循环工况的百公里燃油消耗量的计算循环工况循环工况等速等速等加速等加速怠速停车怠速停车等减速等减速百公里百公里燃油消耗量燃油消耗量CHINAECE-R.15整个循环行驶的距离整个循环行驶的距离3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素汽车等速百公里燃油消耗量汽车等速百公里燃油消耗量行驶阻力行驶阻力3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素美国轿车
8、循环工况的能量平衡美国轿车循环工况的能量平衡3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素影响汽车影响汽车燃油经济性的因素燃油经济性的因素汽车的使用汽车的使用汽车的结构汽车的结构3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素汽车的使用汽车的使用行驶车速行驶车速挡位的选择挡位的选择挂车的应用挂车的应用保养与调整保养与调整燃油消耗率燃油消耗率后备功率的变化后备功率的变化发动机的负荷率增加发动机的负荷率增加质量利用系数大质量利用系数大发动机的性能发动机的性能汽车的行驶阻力汽车的行驶阻力一、汽车的使用一、汽车的使用在良好的道路上采用脱档滑行在良好的道路上采用脱档滑行3-3影响汽车燃油经
9、济性的因素影响汽车燃油经济性的因素二、汽车的结构二、汽车的结构u(一)轿车的尺寸和质量(一)轿车的尺寸和质量轿车的尺寸轿车的尺寸和质量和质量Ff,Fw,Fi,Fj发动机负荷较低发动机负荷较低微型车微型车铝和铝和复合材料复合材料3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素燃油经济性与汽车质量的关系燃油经济性与汽车质量的关系3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素u(二)发动机性能(二)发动机性能发动机的性能发动机的性能机械损耗机械损耗热损失热损失提高机械和热效率提高机械和热效率柴油机的效率高柴油机的效率高增压发动机的应用增压发动机的应用发动机电喷技术发动机电喷技术65%化
10、学能化学能3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素u(三)传动系性能(三)传动系性能传动系的挡位传动系的挡位分级式变速器分级式变速器发动机的负荷发动机的负荷无级式变速器无级式变速器3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素u(四)汽车外形与轮胎(四)汽车外形与轮胎汽车的外形汽车的外形轮胎轮胎空气阻力系数空气阻力系数空气阻力空气阻力滚动阻力系数滚动阻力系数滚动阻力滚动阻力3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素CD值的降低与燃油节省程度值的降低与燃油节省程度3-3影响汽车燃油经济性的因素影响汽车燃油经济性的因素滚动阻力与燃油消耗量的关系滚动阻力与燃油消耗量
11、的关系3-4装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算装有液力变矩器装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算汽车燃油经济性的计算发动机的特性发动机的特性液力传动装置液力传动装置的特性的特性泵轮的转矩特性泵轮的转矩特性液力变矩器的液力变矩器的无因次特性无因次特性3-4装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算发动机的转矩以及燃油消耗量与转速及节气门开度的关系发动机的转矩以及燃油消耗量与转速及节气门开度的关系3-4装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算3-4装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算装有液力变矩器汽车燃油经济性的计
12、算装有液力变矩器汽车的转矩平衡曲线装有液力变矩器汽车的转矩平衡曲线3-4装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算装有液力变矩器汽车燃油经济性的计算百公里燃油消耗百公里燃油消耗量量小时燃油消耗量小时燃油消耗量(L/h)百公里燃油消耗量与车速曲线百公里燃油消耗量与车速曲线Qsua3-5电动汽车的研究电动汽车的研究防止地球变暖防止地球变暖节约燃油节约燃油控制排气污染控制排气污染高效节能汽车高效节能汽车3-5电动汽车的研究电动汽车的研究PNGV复合动力的电力驱动装置复合动力的电力驱动装置制动能耗回收利用装置制动能耗回收利用装置降低汽车的装备质量降低汽车的装备质量降低阻力系数降低阻力系数(f,CD)降低附属设
13、备能耗降低附属设备能耗3-5电动汽车的研究电动汽车的研究3-5电动汽车的研究电动汽车的研究3-5电动汽车的研究电动汽车的研究一、汽车燃油经济性检测的必要性一、汽车燃油经济性检测的必要性能源是发展生产和提高生活水平的物质基础。汽车的主要能源是石油产品中的汽油和柴油。随着我国汽车保有量的逐年增加(预计到2000年汽车保有量将超过1500万辆),意味着石油消耗的增长,1996年我国汽油产量的76.7%和柴油产量的26.6%用于汽车,而我国石油产量增长较慢。自1996年成为纯石油进口国后,1996年虽然生产1.55亿t,但仍进口2500万t,预计2000年需进口3000万t。石油能源短缺迫使人们关注汽
14、车燃料经济性,交通部1990年第13号令汽车运输业车辆技术管理规定中要求对营运车辆进行燃料经济性的检测评价具有重要意义。对汽车燃油经济性的评价,一般是通过汽车燃油消耗量试验来确定的,它是用以评价在用汽车技术状况与维修质量的综合性参数,也是诊断和分析汽车故障的重要参考。检测汽车燃油消耗量常通过燃油消耗检测仪测定燃油消耗量的容积或质量来表示。在汽车检测站通过汽车道路试验,更多是在底盘测功试验台上模拟路试来检测其燃油消耗量。影响燃料消耗的因素主要有以下几方面:车辆的技术状况。包括发动机的技术状况和底盘的技术状况两部分。道路条件及气候。包括路面质量,交通混合情况,平原还是坡道,海拔高度和天气等。车辆载
15、重及拖运情况。载重量越大和拖挂重量越大,油耗越高。驾驶操作。在其他条件相同的情况下,驾驶技术水平不同,油耗可相差20%-40%。3-6燃油经济性试验燃油经济性试验二、汽车燃油经济性路试检测二、汽车燃油经济性路试检测汽车燃油消耗量与发动机类型、制造工艺、调整状况、道路条件、气候情况、海拔高度、驾驶技术等多种因素有关。因此其主要试验方法必须有完整的规范。根据中华人民共和国GB/T12545-90汽车燃料消耗量试验方法规定,汽车在路试条件下燃料消耗量的试验方法如下:1.试验规范试验规范汽车路试的基本规范可按照GB/T12534-90汽车道路试验方法通则。T2.试验车辆载荷试验车辆载荷除有特殊规定外,
16、轿车为规定载荷的一半(取整数);城市客车为总质量的65%;其他车辆为满载,乘员质量及其装载要求按GB/T12534-90汽车道路试验方法通则规定。3.试验仪器试验仪器试验仪器及精度要求如下:(1)车速测定仪和汽车燃油消耗仪:精度0.5%;(2)计时器:最小读数0.1s。4.试验一般规定试验一般规定试验的一般规定如下:(1)试验车辆必须清洁,关闭车窗和驾驶室通风口,只允许开动为驱动车辆所必须的设备;(2)由恒温器控制的空气流必须处于正常调整状态。3-6燃油经济性试验燃油经济性试验5.试验项目试验项目试验项目如下:(l)直接档全油门加速燃料消耗量试验;(2)等速燃料消耗量试验;(3)多工况燃料消耗
17、量试验;(4)限定条件下的平均使用燃料消耗量试验。汽车检测站在进行路试时,一般以等速行驶燃料消耗量试验来检测汽车燃油消耗量,即汽车在常用档位(直接档)从车速20km/h(当最低稳定车速高于20km/h时,从30km/h开始)开始,以间隔lOkm/h的整数倍的各预选车速,通过500m的测量路段,测定燃油消耗量(ml)和通过时间t(s),每种车速试验往返各进行两次,直到该档最高车速的90%以上(至少不少于5种预选车速)。两次试验时间间隔(包括达到预定车速所需的助跑时间)应尽量缩短,以保持稳定的热状态。各平均实测车速及其相应的等速油耗量的平均值Qo为:Qo=/500(ml/m)=0.2(1/100k
18、m)=3.6500/t(km/h)上式中t、是预选车速下的平均值。算出Qo后应校正为标准状态下的Qc。标准状态指:大气温度20;大气压力100kpa;汽油密度0.742g/ml;柴油密度0.830g/ml。校正公式为:Qc=Qo(1/100km)/(C1C2C3)3-6燃油经济性试验燃油经济性试验3-6燃油经济性试验燃油经济性试验C1=1+0.0025(20-T)C2=1+0.0021(P-100)C3=1+0.8(0.742-)(汽油车)C3=1+0.8(0.830-)(柴油车)式中C1-环境温度校正系数;C2-大气压力校正系数;C3-燃油密度校正系数;T-试验时的环境温度,;P-试验时的大
19、气压力,kPa;-试验时的燃油密度,g/ml。各种车速下油耗测试值对其平均值的相对误差不应超过2.5%。TOP3-6燃油经济性试验燃油经济性试验3-6燃油经济性试验燃油经济性试验6.绘制等速燃料消耗量特性曲线绘制等速燃料消耗量特性曲线以车速为横轴,燃油消耗量为纵轴,绘制等速燃料消耗量散点图,根据散点图绘制等速燃料消耗量的特性曲线即Qc-曲线,如图1所示为某些车型Qc-曲线。绘制时应使曲线与各散点的燃油消耗量差值的平方和为最小。三、汽车燃油消耗仪三、汽车燃油消耗仪(简称油耗计简称油耗计)汽车的燃料消耗量是用油耗计(包括油耗传感器和两次仪表)来测量的。而油耗计种类繁多,按测量方法可分为:容积式油耗
20、计、重量式油耗计、流量式油耗计、流速式油耗计。大多数油耗计都能连续、累计测量,但测试的流量范围和流量误差各不相同。(一一)常见油耗传感器的结构原理常见油耗传感器的结构原理1.容积式:由耗传感器的结构原理容积式油耗传感器有容量式和定容式两种,容量式油耗传感器通过累计发动机工作中所消耗的燃料总容量,用时间和里程来计算油耗量。它可以连续测量,其结构有行星活塞式、往复活塞式、膜片式、油泡式等,现以行星活塞式油耗传感器为例予以说明:其流量检测装置是由流量变换机构及信号转换机构组成。流量变换机构是将一定容积的燃油流量变为曲轴的旋转运动,它是由十字形配置的四个活塞和旋转曲轴构成,其工作原理如图2所示。燃油在
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