1、第一節汽車燃油經濟性的評價指標第二節汽車在各工況下的燃油消耗第三節影響汽車燃油經濟性的因素第十三章汽車的燃油經濟性第十三章汽車的燃油經濟性汽汽車車使使用用經經濟濟性性汽車使用經濟性汽車使用經濟性是一種使用性是一種使用性能能,是指汽車為完成單位運輸量是指汽車為完成單位運輸量所支付最少費用的能力。它是評所支付最少費用的能力。它是評價汽車運輸企業經營經濟效果的價汽車運輸企業經營經濟效果的綜合性指標。綜合性指標。我國營運汽車的平均運輸成我國營運汽車的平均運輸成本中，汽車運行材料費本中，汽車運行材料費(燃料費、燃料費、潤滑油、輪胎費等潤滑油、輪胎費等)所占比率最所占比率最大（大（40以上）。其消耗和節約

2、以上）。其消耗和節約的研究，對提高汽車使用經濟性的研究，對提高汽車使用經濟性具有重要作用。具有重要作用。第一節第一節 汽車燃油經濟性的評價指標汽車燃油經濟性的評價指標 在當前和今后相當長的一段時期，汽車燃在當前和今后相當長的一段時期，汽車燃料仍將以石油產品為主。料仍將以石油產品為主。 例如，西歐工業發達國家交通運輸消耗石例如，西歐工業發達國家交通運輸消耗石油產品的油產品的34344545；美國交通運輸部門消耗；美國交通運輸部門消耗國內石油產品的國內石油產品的5252；我國的交通運輸和郵；我國的交通運輸和郵電通訊業消耗的石油產品約占其總量的電通訊業消耗的石油產品約占其總量的1616，每年消耗的汽

3、油占其總消耗量的每年消耗的汽油占其總消耗量的3636，柴油，柴油約占約占2727 。20002000年我國汽車運輸用油料缺口年我國汽車運輸用油料缺口約約20002000萬噸，汽車用汽油和柴油缺口分別達萬噸，汽車用汽油和柴油缺口分別達2525和和6060。 汽車運輸油耗占運輸成本的汽車運輸油耗占運輸成本的2020以上。以上。采用采用燃油附加費燃油附加費改代原有養路費征稽，改代原有養路費征稽，是和國際慣例接軌的重大舉措，有利于是和國際慣例接軌的重大舉措，有利于我國運輸車輛總體提高效益。但是與按我國運輸車輛總體提高效益。但是與按車型征收規定車型征收規定養路費養路費相比，征收燃油附相比，征收燃油附加費

4、的辦法使得專業運輸車輛的燃料成加費的辦法使得專業運輸車輛的燃料成本大幅度增加。本大幅度增加。 據某地區統計，改收燃油附加費同據某地區統計，改收燃油附加費同原有的養路費相比成本增加原有的養路費相比成本增加37.537.544.544.5，甚至高達，甚至高達6060以上。以上。 實行養路費、過路費、過橋費和運管費四費用燃實行養路費、過路費、過橋費和運管費四費用燃油附加費替代后，某省汽運公司燃料附加費率達油附加費替代后，某省汽運公司燃料附加費率達6060，增加支出增加支出13201320萬元。出租公司原繳納養路費萬元。出租公司原繳納養路費220220元元/ /車，車，改為燃料附加費后費用增至改為燃料

5、附加費后費用增至11701170元元/ /車，僅此項就增車，僅此項就增加費用加費用4.34.3倍。倍。 燃油附加費代替養路費后，必將推動汽車更新燃油附加費代替養路費后，必將推動汽車更新和換代的速度。所以，節約燃料就意味著汽車運輸成和換代的速度。所以，節約燃料就意味著汽車運輸成本的降低，經濟效益的提高。顯然，研究汽車燃料經本的降低，經濟效益的提高。顯然，研究汽車燃料經濟性對汽車節能的意義重大，例如，同濟性對汽車節能的意義重大，例如，同19701970年相比，年相比，19931993年美國汽車平均油耗下降了年美國汽車平均油耗下降了3333。為此，世界各。為此，世界各國都把降低汽車能耗國都把降低汽車

6、能耗(3L/100km)(3L/100km)作為一項基本國策，作為一項基本國策，并成為汽車制造業和交通運輸行業的重要課題。并成為汽車制造業和交通運輸行業的重要課題。汽車燃料經濟性汽車燃料經濟性：指汽車以最少的燃料消指汽車以最少的燃料消耗完成單位運輸工作量的能力，它是汽車使耗完成單位運輸工作量的能力，它是汽車使用的主要性能之一。用的主要性能之一。汽車發動機的燃料經濟性汽車發動機的燃料經濟性：通常由有效燃通常由有效燃料消耗率料消耗率b be(e(g ge) e) 或有效效率或有效效率e e 來評價。因其來評價。因其不能反映發動機在具體汽車上的功率利用情不能反映發動機在具體汽車上的功率利用情況及行駛

7、條件的影響，所以，它不能直接用況及行駛條件的影響，所以，它不能直接用于評價整車的燃料經濟性。于評價整車的燃料經濟性。 評價指標評價指標 常選取常選取單位行程的燃料消耗量單位行程的燃料消耗量，即，即L/100km，或或單位運輸工作的燃料消耗量單位運輸工作的燃料消耗量，即，即L/100tkm、L/kpkm。前者用于比較相同容量的汽車燃料經濟性，。前者用于比較相同容量的汽車燃料經濟性，也可用于分析不同部件也可用于分析不同部件( (如發動機、傳動系等如發動機、傳動系等) )裝在裝在同一種汽車上對汽車燃料經濟性的影響；后者常用同一種汽車上對汽車燃料經濟性的影響；后者常用于比較和評價不同容載量的汽車燃料經

8、濟性。其數于比較和評價不同容載量的汽車燃料經濟性。其數值越大，汽車燃料經濟性越差值越大，汽車燃料經濟性越差。汽車燃料經濟性也可用單位量燃料消耗汽車所汽車燃料經濟性也可用單位量燃料消耗汽車所經過的行程，即經過的行程，即km/L作為評價指標，稱為作為評價指標，稱為汽車經濟汽車經濟性因數性因數。例如，美國采用每加侖燃料能行駛的英里。例如，美國采用每加侖燃料能行駛的英里數，即數，即MPG或或mile/USgal。其數值越大，汽車燃料。其數值越大，汽車燃料經濟性越好。經濟性越好。 由于汽車在使用過程中，由于汽車在使用過程中，載荷載荷和道路和道路條件對汽車燃料的消耗影響條件對汽車燃料的消耗影響很大，也可采

9、用燃料消耗量很大，也可采用燃料消耗量Q( (單單位為位為L/100km) )與有效載荷與有效載荷G ( (單位單位為為t) )之間的關系曲線，評價在不同之間的關系曲線，評價在不同道路條件下的汽車燃料經濟性，稱道路條件下的汽車燃料經濟性，稱之為之為平均燃料運行消耗特性平均燃料運行消耗特性。等速行駛百公里燃油消耗量 等速百公里燃油消耗量，是常用的一種評價指標，指汽車在一定的載荷下（GB/T12545.1-2001、GB/T12545.2-2001），以最高擋在水平良好路面上等速行駛100km的燃油消耗量。通常是測出每隔10kmh速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線。 試驗圖片等速油耗

10、試驗曲線循環工況行駛百公里燃油消耗量 歐洲經濟委員會 美國環境保護局(EPA)規定，要測量城市循環工況(UDDS)及公路循環工況(HWFET)的燃油經濟性(單位為每加侖燃油汽車行駛英里數)， 測定汽車燃料經濟性的試驗方法有多種。測定汽車燃料經濟性的試驗方法有多種。根據對各種使用因素的控制程度，試驗方法根據對各種使用因素的控制程度，試驗方法可分為以下幾類：可分為以下幾類： 不加控制的道路試驗；不加控制的道路試驗； 控制的道路試驗；控制的道路試驗； 道路循環試驗道路循環試驗( (包括等速油耗、加速油耗、包括等速油耗、加速油耗、制動油耗、怠速油耗等制動油耗、怠速油耗等) )； 在室內實驗，如汽車底盤

11、測功機在室內實驗，如汽車底盤測功機( (即轉鼓即轉鼓試驗臺試驗臺) )上的循環試驗。上的循環試驗。對各個影響因素都不加以控制的試驗方法，稱為對各個影響因素都不加以控制的試驗方法，稱為“不控制的道路試驗不控制的道路試驗”。試驗條件中，對被試車輛。試驗條件中，對被試車輛的維護、調整規范及所用燃料、潤滑材料的規格有的維護、調整規范及所用燃料、潤滑材料的規格有明確的規定。明確的規定。由于各種使用因素的隨機變化，要獲得分散度小由于各種使用因素的隨機變化，要獲得分散度小的數據是困難的。為此，必須用車隊進行長距離的數據是困難的。為此，必須用車隊進行長距離(10000(1000016000km)16000km

12、)的試驗，才能獲得可信度較高的的試驗，才能獲得可信度較高的數據。數據。這種試驗反映了車輛類型、道路條件、交通量、這種試驗反映了車輛類型、道路條件、交通量、裝載質量以及氣候等因素對汽車燃料消耗的影響，裝載質量以及氣候等因素對汽車燃料消耗的影響，可用于全面地評價汽車的使用燃料經濟性，是一種可用于全面地評價汽車的使用燃料經濟性，是一種非常接近實際情況的試驗。但試驗持續時間很長，非常接近實際情況的試驗。但試驗持續時間很長，試驗費用巨大，所以很少采用。試驗費用巨大，所以很少采用。 我國過去汽車運輸企業采用“使用油耗試驗”就是一種“ 不控制的道路試驗”： 即在某地區的某汽車運輸部門中，把試驗車輛投入實際使

13、用，在運行中認真記錄汽車行駛里程與油耗量，最后確定平均油耗量。 這種試驗結果能較好地反映車隊的實際情況，但難以真正做到準確地測量，同時也浪費時間。 因此，它僅適合車型單一的運輸企業使用。在道路試驗中測量油耗時，若維持一個在道路試驗中測量油耗時，若維持一個或幾個因素不變，則稱作或幾個因素不變，則稱作控制的道路試驗。控制的道路試驗。例如，我國海南試驗站進行的汽車質量檢例如，我國海南試驗站進行的汽車質量檢查試驗規定，應在一般路面、惡劣路面和查試驗規定，應在一般路面、惡劣路面和山區公路上測量百公里油耗。試驗規范對山區公路上測量百公里油耗。試驗規范對試驗路線有較明確的規定。這種實驗除了試驗路線有較明確的

14、規定。這種實驗除了大致規定了平均速度外，對試驗中的交通大致規定了平均速度外，對試驗中的交通情況、駕駛習慣以及氣溫、風等并無規定。情況、駕駛習慣以及氣溫、風等并無規定。這就是一種這就是一種控制的道路試驗控制的道路試驗。國內外的這。國內外的這種汽車試驗是專用試驗場道路上進行類似種汽車試驗是專用試驗場道路上進行類似的油耗試驗。的油耗試驗。汽車完全按規定的汽車完全按規定的規范進行的道路試規范進行的道路試驗方法被稱為驗方法被稱為道路循環試驗道路循環試驗。實驗規范中規定。實驗規范中規定換檔時換檔時刻、制動時間，以及行車速度、加速度、制動減速度刻、制動時間，以及行車速度、加速度、制動減速度等數值。等速行駛油

15、耗試驗和怠速油耗試驗等數值。等速行駛油耗試驗和怠速油耗試驗是這類試是這類試驗中兩種最簡單的循環試驗方法。驗中兩種最簡單的循環試驗方法。等速行駛百公里油耗試驗等速行駛百公里油耗試驗是一種在廣泛采用的最是一種在廣泛采用的最簡單的道路循環試驗。它不能全面反映汽車運行燃料簡單的道路循環試驗。它不能全面反映汽車運行燃料經濟性，只能作為一種比較性的經濟性，只能作為一種比較性的相對指標相對指標。等速燃料。等速燃料經濟性試驗缺乏有關動力性要求的檢驗指標，容易造經濟性試驗缺乏有關動力性要求的檢驗指標，容易造成試驗汽車動力性要求與燃料經濟性匹配不合理的現成試驗汽車動力性要求與燃料經濟性匹配不合理的現象；它也不能反

16、映汽車實際行駛中象；它也不能反映汽車實際行駛中頻繁出現的加速、頻繁出現的加速、減速減速等工況。等工況。等速百公里燃料經濟性試驗規范規定：等速百公里燃料經濟性試驗規范規定：試驗在縱坡不大于試驗在縱坡不大于0.3的良好路面上，測量的良好路面上，測量路段路段長度長度500m(或或1000m) 。氣溫氣溫035，氣壓氣壓740770mmHg，相對，相對濕度濕度5095，風速小于，風速小于3m/s。汽車技術狀況良好。試驗前，汽車必須充分預熱，使汽車技術狀況良好。試驗前，汽車必須充分預熱，使發動機出水溫度發動機出水溫度8090，變速器及驅動橋潤滑油，變速器及驅動橋潤滑油溫度不低于溫度不低于50。試驗時，汽

17、車用最高檔等速行駛，。試驗時，汽車用最高檔等速行駛，從車速從車速20km/h開始，以開始，以速度間隔速度間隔10km/h的整倍數，的整倍數，直至該檔最高車速的直至該檔最高車速的80，至少測定，至少測定5點。測定通過點。測定通過500m(或或1000m)測量段的耗油量和時間測量段的耗油量和時間。每種車速。每種車速往返試驗各兩次，兩次試驗之間的時間間隔應盡可能往返試驗各兩次，兩次試驗之間的時間間隔應盡可能地縮短，以保持穩定的熱狀況。往返共地縮短，以保持穩定的熱狀況。往返共4次試驗結果次試驗結果的油耗量差值不應超過的油耗量差值不應超過5，取取4次試驗結果的次試驗結果的平均平均值值為等速行駛的耗油量。

18、為等速行駛的耗油量。在室內試驗可不受外界氣候條件的限制；由于在室內試驗可不受外界氣候條件的限制；由于能控制試驗條件，周圍環境影響的修正系數可以減能控制試驗條件，周圍環境影響的修正系數可以減到最少；若能控制室溫，則可對不同氣溫條件的汽到最少；若能控制室溫，則可對不同氣溫條件的汽車工況進行模擬試驗；室內便于控制行駛狀況，故車工況進行模擬試驗；室內便于控制行駛狀況，故能采用符合實際的復雜循環；能采用符合實際的復雜循環；可以同時進行燃料經可以同時進行燃料經濟性與排氣污染試驗；濟性與排氣污染試驗；能采用多種測量油耗的方法。能采用多種測量油耗的方法。汽車底盤測功機測量油耗的重復性好，這種方法日汽車底盤測功

19、機測量油耗的重復性好，這種方法日益受到重視。益受到重視。不易準確地確定道路滾動阻力與汽車空氣阻力；不易準確地確定道路滾動阻力與汽車空氣阻力；室內冷卻風扇產生的冷卻氣流與道路上行駛時的實室內冷卻風扇產生的冷卻氣流與道路上行駛時的實際情況有差異；難以給出準確的慣性阻力。際情況有差異；難以給出準確的慣性阻力。 1.1.等速行駛工況燃油消耗量的計算等速行駛工況燃油消耗量的計算燃油消耗率：萬有特性圖上的等燃油消耗率曲線燃油消耗率：萬有特性圖上的等燃油消耗率曲線eeebnPfg),(/3600/1000367.19.81 10006.96 7.15/(7.94 8.13/eeeetPbPbQmL sN L

20、N L，汽油）（柴油）第二節汽車在各工況下的燃油消耗ePkW發動機功率 ，hkmurna/,min/,或汽車速度發動機轉速ebconst發動機萬有特性發動機萬有特性（等高線）（等高線）:(),102/3.6,/1001.02eeaaeesaPb ssQtmLuuPbQLkmu行程油耗其中單位行程油耗：21()36001()21.153600(, )aefwjTDaaTeeuPFFFC Auudumgfmdtbf P n 2. 加速行駛工況燃油消耗量的計算加速行駛工況燃油消耗量的計算hkmu/1th/kmu.constu1例如速度增量dtdu.dtdu.ut63163aut11/aiaiuuuk

21、m h 22111()()25.9225.9225.92aiaiaiaiaiaiiuuu uuuusdudududtdtdt11()2100ititiisQQQtQQQQs3. 等減速行駛工況燃油消耗的計算等減速行駛工況燃油消耗的計算11122223.63.625.9225.92aiaideidaiaiaiaideuuutduxdtQQ tuuuusduxdt4. 怠速停車時的燃油消耗量怠速停車時的燃油消耗量sidsttQQ 油耗量整個行駛循環過程的總QsQQs1005. 整個循環工況的百公里燃油消耗量整個循環工況的百公里燃油消耗量燃油經濟性的影響因素燃油經濟性的影響因素1.02eetesaT

22、PbCFbQu2cossin21.15, , ,(, )(,),DatDaeetataTC AuduFmgfmgmdtdum f i CAudtbf P nf F uFu使用條件（負荷） 以及發動機的性能，如燃油噴射、壓縮比，工況等。傳動系的結構型式、技術狀況、使用條件。汽 車 速 度：中等速度為佳檔 位：高檔位為佳掛 車：負荷增加和質量利用系數增加維護與調整：汽車的技術狀況,如滑行距離、制動系發咬、輪胎氣壓、點火提前角、混合氣濃度。)100/kmLQS（)/(hkmua檔V檔IV檔III等速百公里油耗等速百公里油耗汽車結構汽車結構輕量化：小型化和使用輕型材料，如鋁材輕量化：小型化和使用輕型材

23、料，如鋁材和塑料，即質量利用系數增加。和塑料，即質量利用系數增加。發動機改進：發動機改進： 提高熱效率和機械效率提高熱效率和機械效率 擴大發動機使用范圍擴大發動機使用范圍 發動機增壓發動機增壓 發動機電控發動機電控傳動系：增加檔位數、使用無級變速器傳動系：增加檔位數、使用無級變速器汽車外形和輪胎：降低汽車外形和輪胎：降低CD和子午線輪胎和子午線輪胎最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性：發動機負荷特：發動機負荷特性的曲線族的包絡線是發動機提供性的曲線族的包絡線是發動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。一定功率時的最低燃油消耗率曲線。利用包絡線就可找出發動機提供一利用包絡線就可找出發動機提供一定功率

24、時的最經濟工況（負荷和轉定功率時的最經濟工況（負荷和轉速）。速）。 把各功率下最經濟工況的轉速和負把各功率下最經濟工況的轉速和負荷率標明在外特性曲線圖上，便得荷率標明在外特性曲線圖上，便得到到最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性。eb燃油消耗率eP發動機功率1n2n3n4n最低燃油消耗率曲線eP功率n轉速ePen最小燃油消耗率曲線1. 如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極限加速度限加速度？2. 在計算汽車動力性時所使用的發動機功率在計算汽車動力性時所使用的發動機功率與計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功與計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功率有何不同？率有何不同

25、？gdtdugfgfgdtdumgfmgdtdumFFFmgFmgFFFFmgFFFFFFwifjjwiftjwift)(1. 如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極限加速度限加速度？2. 在計算汽車動力性時所使用的發動機功率與在計算汽車動力性時所使用的發動機功率與計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功率有計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功率有何不同？何不同？前者使用的是發動機的外特性。即)()(maxmaxnTTnPPtqtqee或)(1jwifTePPPPP后者利用阻力功率反推求得發動機輸出功率后者利用阻力功率反推求得發動機輸出功率dtdumPAuCPum

26、gPumgfPjaDwaiaf3600*16.213600sin3600cos31.02eetesaTPbCFbQu2cossin21.15, , ,(, )(,),DatDaeetataTC AuduFmgfmgmdtdum f i CAudtbf P nf F uFu使用條件（負荷） 以及發動機的性能，如燃油噴射、壓縮比，工況等。傳動系的結構型式、技術狀況、使用條件。第三節影響汽車燃油經濟性的因素汽 車 速 度：中等速度為佳檔 位：高檔位為佳掛 車：負荷增加和質量利用系數增加維護與調整：汽車的技術狀況,如前束、滑行距離、制動系發咬、輪胎氣壓、點火提前角、混合氣濃度。)100/kmLQS（)

27、/(hkmua檔V檔IV檔III等速百公里油耗等速百公里油耗汽車結構汽車結構輕量化：小型化和使用輕型材料，如鋁材輕量化：小型化和使用輕型材料，如鋁材和塑料，即質量利用系數增加。和塑料，即質量利用系數增加。發動機改進：發動機改進： 提高熱效率和機械效率提高熱效率和機械效率 擴大發動機使用范圍擴大發動機使用范圍 發動機增壓發動機增壓 發動機電控發動機電控傳動系：增加檔位數、使用無級變速器傳動系：增加檔位數、使用無級變速器汽車外形和輪胎：降低汽車外形和輪胎：降低CD和子午線輪胎和子午線輪胎最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性：發動機負荷特：發動機負荷特性的曲線族的包絡線是發動機提供性的曲線族的包絡線是發

28、動機提供一定功率時的最低燃油消耗率曲線。一定功率時的最低燃油消耗率曲線。利用包絡線就可找出發動機提供一利用包絡線就可找出發動機提供一定功率時的最經濟工況（負荷和轉定功率時的最經濟工況（負荷和轉速）。速）。 把各功率下最經濟工況的轉速和負把各功率下最經濟工況的轉速和負荷率標明在外特性曲線圖上，便得荷率標明在外特性曲線圖上，便得到到最小燃油消耗特性最小燃油消耗特性。eg燃油消耗率eP發動機功率1n2n3n4n最低燃油消耗率曲線eP功率n轉速ePen最小燃油消耗率曲線1. 如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極限加速度限加速度？2. 在計算汽車動力性時所使用的發動機

29、功率在計算汽車動力性時所使用的發動機功率與計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功與計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功率有何不同？率有何不同？gdtdugfgfgdtdumgfmgdtdumFFFmgFmgFFFFmgFFFFFFwifjjwiftjwift)(1. 如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極如何利用汽車行駛方程式求輪式汽車的極限加速度限加速度？2. 在計算汽車動力性時所使用的發動機功率與在計算汽車動力性時所使用的發動機功率與計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功率有計算汽車燃料經濟性時所使用的發動機功率有何不同？何不同？前者使用的是發動機的外特性。即)()(maxmaxnTTnPPtqtqee或)(1jwifTeP