1、1 第三章 汽车的燃油经济性 汽车燃油经济性试验 1 汽车燃油经济性计算 2 影响汽车燃油经济性的因素 3 燃油经济性的评价指标 02 第一节 汽车燃料经济性试 验 1、试验方法：汽车燃料经济性试验方法主要有两大类： 道路试验：按照试验规范在实际道路上行驶，测取燃油消耗 量。 室内试验：按照试验规范在室内测功机上测取燃油消耗量。 道路试验能够比较好的反映汽车的实际燃油消耗情况，但 试验费时，成本高。室内试验成本较低，不受气候条件限制， 但难以反映汽车实际运行状况。 我国于2002年3月1日正式实施了乘用车及商用车辆燃 料消耗量试验方法，规定了乘用车和商用车燃料消耗量试 验方法。3 2、道路试验
2、 根据试验要求不同，道路试验分为： 不控制的道路试验 控制的道路试验 道路循环试验。 第一节 汽车燃料经济性试 验4 （1）不控制的道路试验 特征：对行驶道路、交通情况、驾驶习惯、周围环境 等没有任何要求。但对被测车辆的维护、燃料、 润滑油等有明确要求。 第一节 汽车燃料经济性试 验 在有些运输企业，往往采用这种方式统计车辆的平均 燃油消耗。 最接近汽车行驶的实际状况； 获得的数据分散度很大； 耗时长，成本高。 特点：5 （2）控制的道路试验 特征：对行驶道路、交通情况、驾驶习惯、周围环境等 因素中，有一项或几项提出要求。比如，海南试验 场，测试不同路面状况下的汽车燃油消耗。 第一节 汽车燃料
3、经济性试 验 控制道路试验，大多是在试验场内完成。 比较接近汽车行驶的实际状况； 获得的数据分散度有所降低； 可用于分析在某一特定场合下的燃油消耗； 耗时长，成本高。 特点：6 海南汽车试验场地处海南琼海市，始创于1958年，是我国汽车产品 开发试验的主要场所，属我国建立最早的汽车试验场，填补了我国汽车 工业的一项空白，荣获1990年国家科技进步二等奖。 海南汽车试验场各种试验道路纵横交错，其中高速性能试验跑道尤 为特别，它全长6公里，是我国最长的高速试车道，南北两个环道有如两 个环型墙壁绕成一圈，跑道两边高差达5米多，有两层楼高，路面与地平 面的夹角成43多，当汽车在上面驾驶时，有如飞车走壁
4、一般。 第一节 汽车燃料经济性试 验7 第一节 汽车燃料经济性试 验 交通部公路交通试验场 ( 简称北京试验场 )8 第一节 汽车燃料经济性试 验 东风汽车襄樊技术中心试车场全景9 第一节 汽车燃料经济性试 验 湖南汽车试验场鸟瞰10 第一节 汽车燃料经济性试 验 中国定远汽车试验场11 第一节 汽车燃料经济性试 验 汽车试验场 卵石路12 第一节 汽车燃料经济性试 验13 第一节 汽车燃料经济性试 验14 第一节 汽车燃料经济性试 验15 第一节 汽车燃料经济性试 验 （3）道路循环试验 包括：等速百公里油耗试验 怠速油耗试验 完全按照规定的车速-时间规范进行。试验规范中 规定了换档时刻、制
5、动时间、速度、加速度、制 动减速度等数值。 特点：便于不同车辆之间的燃油消耗量比较； 获得的数据比较集中； 耗时短，成本低； 但不能全面反映汽车燃油经济性。 特征：16 等速行驶百公里油耗试 验是在我国广泛采用的一种 最简单的道路循环试验。 不同车速下，等速百公 里油耗不同，所以，一般测 取不同车速下的百公里油耗， 制作等速百公里油耗曲线。 -常测出每隔10km/h或 20km/h速度间隔的等速百公 里燃油消耗量，然后在图上 连成曲线。 第一节 汽车燃料经济性试 验 等速百公里燃油消耗量曲线17 但是等速百公里油耗基本上不能反映汽车的实际行驶状况， 因为汽车至少要有起步停车、制动加速等。为此，
6、为了全面 反映汽车的实际运行情况，各国在对实际行驶车辆进行跟踪 测试的统计基础上，制定了典型的循环行驶试验工况。 按照这种循环行驶试验工况进行的百公里油耗试验，称 为工况油耗试验。 工况法测油耗路上试验困难，一般在室内测试，使用的 设备是底盘测功机（也称转鼓试验台）和油耗测量仪器。底 盘测功机可以模拟汽车各种行驶阻力，通常由转鼓、惯性飞 轮、测功设备、控制台等组成。 第一节 汽车燃料经济性试 验18 第一节 汽车燃料经济性试 验 六工况测试循环图19 第一节 汽车燃料经济性试 验 城市客车和双层客车四工况循环图20 第一节 汽车燃料经济性试 验 乘用车十五工况循环试验规范21 第一节 汽车燃料
7、经济性试 验 美国环保局(EPA) 行驶循环(UDDS循环)的速度-时间关 系曲线。整个循环行驶时间为22.87min，行程12km，它是 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、怠速和接近于等速的行驶过程。 美国市内测功器行驶循环（UDDS）的加速时间曲线22 第一节 汽车燃料经济性试 验 3、室内试验 在汽车底盘测功器上进行汽车 燃料经济性测量，是汽车制造商和 汽车检验认证机构、研究机构常用 的试验方法。 这种试验能借助底盘测功器模 拟汽车行驶阻力与加速时惯性阻力 等道路上的行驶工况。所以，可以 按照很复杂的循环规范对汽车进行 室内试验。若试验间的气温也能控
8、 制，则室内汽车测功器就能控制主 要使用因素。 燃油消耗量台架试验示意图23 第一节 汽车燃料经济性试 验 底盘测功机24 第一节 汽车燃料经济性试 验 用汽车测功器测量的油耗有以下特点： 不易准确模拟道路滚动阻力和空气阻力； 室内冷却风扇产生的冷却气流与道路行驶的实际情况有差异； 难以给出准确的惯性阻力。 在室内试验可不受外界气候条件的限制； 能控制试验条件，周围环境影响可减到最少； 若能控制室温，则可模拟不同气温条件； 便于控制行驶状况，故能采用符合实际的复杂循环； 可以同时进行燃料经济性与排气污染试验； 能采用多种油耗测量方法，如质量法、体积法与碳平衡法。 优点 缺点25 25 第三章
9、汽车的燃油经济性 本节将介绍汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工 况下百公里燃油消耗量的计算方法。 为进一步分析影响汽车燃油经济性的因素打下基础。 第二节 汽车燃油经济性的 计算26 26 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 1. 等速行驶工况燃油 消耗量 计算 发动机万有特性图 和 汽车功率平衡图 计算的基本依据 u a p e n b 0 377 . 0 i i rn u g a = ) ( w f T e P P P + = 1 万有特性图 万有特性图 3 a Da 11 () 3600 76140 e fw TT Gfu C Au P PP = += + 燃油消耗率b （g/kw.h）
10、： 每 输出1千瓦时的机械功，发动 机消耗多少克燃油。是评价发 动机油耗水平的重要参数。27 27 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 设 已知汽车的车 速 =150km/h，发动 机功率 =43kW，可 在万有特性图上确定 燃油消耗率 b=270g/(kWh) 。 e P a u 万有特性：表示发动机转速 、 转矩和燃油消耗率三者之间的 关系。线族为“等燃油消耗率 曲线”，中间的“蛋心值”代 表这台发动机的最低油耗 。 注：不在等高线上，则用插 值法。 设档位确定，则车速和转速相对 应。28 28 b燃油消耗率 ； 燃油的密度（kg/L ）； g重力加速度（m/s 2 ）。 汽油 g=6.9
11、67.15N/L ； 柴油 g=7.948.13N/L 。 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 汽车以u a 等速行驶时，单位时间内的燃油消耗量为 -1 g/(kW h) （mL/s ） e t 367.1 Pb Q g = e tt aa 3.6 102 P bs s Q Qt Q u ug = = = 等速行驶 s (m) 行程时，燃油消耗量 折算成等速百公 里燃油消耗量 （mL) (L/100km) 100 100 102 1.02 1.02 e ee s a aa Pb Pb Pb Q Q s ug ug u = = =29 29 1. 小结 即，由整车参数和行驶 速度，确定发动机功率
12、 同时，由车速和档位 （传动比），确定发动 机转速 已知P e 和n，通过万有特 性确定燃油消耗率b （g/kw.h ） 1 () e fw T P PP = + 0 0.377 a g rn u ii = 然后算得百公里油耗 Qs （L/100km ）30 30 + + = t u mu Au C Gfu P d d a a D a T e 3600 76140 3600 1 3 加速时发动机需 提供的功率为： 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 2. 等加速行驶工况燃 油消耗 量的计 算 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 注意：该功率为瞬时值，因为即使加速度不变，
13、随 着加速进程的进行，不同时刻的速度是在变化的。31 31 将u a2 -u a1 分成 若干个小区间 每个区间计算 燃油消耗量 将所有区间的 燃油消耗量相加 等加速行驶工况 燃油消耗量 2. 等加速行驶工况燃 油消耗 量的计 算 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算32 32 e t 367.1 Pb Q g = 以速度增加1km/h 为间隔，将汽车加速 过程分为若干个小区 间，计算各区间的油 耗并将其相加，即得 加速油耗。 每个小区间起始或终了时刻车 速对应的单位时间燃油消耗量 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算33 33 t u t d d 6 . 3 1 = ( ) t Q Q Q +
14、= t1 t0 1 2 1 ( ) t Q Q Q + = t2 t1 2 2 1 从行驶初速度 u a1 +1km/h 再加速1km/h 所需燃油量 汽车行驶速度每增 加1km/h 所需时间 从行驶初速度u a1 加速 至u a1 +1km/h所需燃油量 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算34 34 ( ) t Q Q Q + = t3 t2 3 2 1 ( ) t Q Q Q n n n + = t ) 1 ( t 2 1 各区间的燃油消耗量为 n n i i Q Q Q Q Q + + + = = = 2 1 1 a ( ) t Q t Q Q Q n i i n + + = = 1 1
15、 t t 0 t a 2 1 整个加速过程的燃油消耗量为 t u u u s d d 92 . 25 2 1 a 2 2 a a = 加速区段内汽车行 驶的距离为 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 或35 35 2. 小结 即，由整车参数和行驶速度， 确定发动机功率 同时，由车速（该区间内认 为不变）和档位确定发动机 转速 已知P e 和n，通过万有特性 确定燃油消耗率b （g/kw.h ） 3 a Da a e T 1d 3600 76140 3600 d Gfu C Au mu u P t =+ 0 0.377 a g rn u ii = 然后算得单位时间内的 油耗Qt（g/s ）36
16、36 减速时间（s ） 减速行驶时，油门全松开并进行轻微制动，发动机处于强制 怠速状态，其耗油量即为正常怠速油耗 。 减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。 d 3 a 2 a d d 6 . 3 t u u u t = i d a3 a2 d d d 6 . 3 Q t u u u Q = 减速过程燃油消耗量（mL ） t u u u d d 92 . 25 2 3 a 2 2 a = 减速区段内汽车行驶的距离(m) 怠速油耗 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 3. 等减速行驶工况燃 油消耗 量的计 算 i Q d S i Q37 37 s i id t Q Q = 怠速时间 5. 整个循环工况的百 公里燃 油消耗 量 100 s = s Q Q Q 整个循环过程燃油消耗量之和（mL）； s 整个循环的行驶距离（m）。 第二节 汽 车 燃油经济性 的计算 4. 怠速停车时的燃油 消耗量 s t (L/100km) 对于由等速、等加速、等减速、怠速停车等工况组 成的循环，整个试验循环的百公里燃油消耗量为：
