汽车使用性能与检测第四章_燃油经济性

1、第四章 汽车燃料经济性与检测汽车燃料经济性与检测 1、汽车燃料经济性检测的必要性2、燃料经济性评价指标及有关标准3、燃料经济性试验的分类比较4、常用燃油消耗仪的使用维护汽车燃料经济性汽车燃料经济性 Fuel EconomyFuel Economyl定义：l汽车燃料经济性是指汽车以最小的燃料消耗完成单位运输工作量的能力，或指单位行程的燃料消耗量。l我国营运汽车的平均运输成本中，汽车运行材料费(燃料费、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。汽车燃料经济性检测的必要性l在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。l例如，西欧工

2、业发达国家交通运输消耗石油产品的3445l美国交通运输部门消耗国内石油产品的52l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 。l2000年我国汽车运输用油料缺口约2000万吨，汽车用汽油和柴油缺口分别达25和60。l2004年，中国已经超过日本，成为全球第二大石油消费国，石油的对外依赖度超过40%。同年，中国汽车产销双双超过了500万辆。专家预计，我国汽车产销量和对原油进口的依赖程度也将越来越高。l自1973年石油危机以来，世界上一些机构及专家对世界石油资源进行良较多对统计分析，能源机构权威人士认为，现已查明对易开采对石油可维持5

3、0年左右，到2030年，一部分液体燃料的需求要从煤提炼对合成燃料来满足。l有统计分析认为，世界石油储存为1350亿t，只够开采40年。l我国能源专家认为，我国石油生产将在20202030年达到顶峰，而后逐步下降。天然气产量在2030年以后高速增长，到2050年达到顶峰。新闻材料：l新华网北京专电（记者南辰）近期，珠三角地区出现了大面积“缺油”现象。广州、东莞、佛山、中山、肇庆等城市相继出现了不同程度的成品油供应紧张局面。据中石化广东分公司介绍，当前，广东各种汽油与柴油全线告急，尤其是汽油，全省目前绝大部分社会油站汽油脱销，部分社会油站柴油脱销。 l记者日在广州采访时发现，广州市大部分油站均挂有

4、“号柴油、号汽油和号汽油暂停供应”的牌子，不少加油站甚至贴出了“暂停汽油供应”的通知。日下午时许，记者在广州市林和西横路的一油站看到，这里的号柴油、号、号柴油已售完，号汽油也只以每辆车元的标准限量供应l广州油荒还在继续。昨天下午，广州天河区车陂路附近一加油站外等待加油的出租车排起了长龙，一度多达百部出租车。等待车辆占用了中山大道的一条车道，甚至造成了交通堵塞 “柴油荒柴油荒”致昆明蔬菜批发价下跌致昆明蔬菜批发价下跌l2011年2月23日，在昆明一家蔬菜批发市场，批发蔬菜的李老板发现京白菜便宜不少。据了解，受柴油供应紧张影响，昆明市内蔬菜大量积压，蔬菜批发价格每公斤普遍回落0.5-1元。“柴油荒

5、柴油荒”致昆明蔬菜批发价下跌致昆明蔬菜批发价下跌l在嵩明县杨林镇大官渡村的蔬菜基地，近两千亩的蔬菜大棚里村民们主要种植的是油麦菜、生菜、瓢菜等蔬菜，近段时间地里的蔬菜陆续成熟了，可大伙儿一点收获的喜悦也感受不到。l村民告诉记者，他们种出这么好的菜，两角钱一公斤都没人要，他们也没有办法。村民丁师傅给记者算了一笔账，自家有15个蔬菜大棚，每棚菜的菜苗、肥料等费用投入约七八百元，按两三元钱一公斤的价格计算，一棚菜至少可以卖两千多元，但如今由于无人收购，菜价是一落千丈。l汽车运输油耗占运输成本的20以上。采用燃油附加费改代原有养路费征稽，是和国际惯例接轨的重大举措，有利于我国运输车辆总体提高效益。但是

6、与按车型征收规定养路费相比，征收燃油附加费的办法使得专业运输车辆的燃料成本大幅度增加。l据某地区统计，改收燃油附加费同原有的养路费相比成本增加37.544.5，甚至高达60以上。l实行养路费、过路费、过桥费和运管费四费用燃油附加费替代后，某省汽运公司燃料附加费率达60，增加支出1320万元。出租公司原缴纳养路费220元/车，改为燃料附加费后费用增至1170元/车，仅此项就增加费用4.3倍。l燃油附加费代替养路费后，必将推动汽车更新和换代的速度。所以，节约燃料就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。l显然，研究汽车燃料经济性对汽车节能的意义重大，例如，同1970年相比，1993年美国汽车平均

7、油耗下降了33。l20世纪90年代，汽车用排量为1.22.5L汽油机经济性由过去的10.64km/L(30mile/gal)提高到14.2km/L(40mile/gal)。要求采用排量为3L左右发动机的轿车燃油经济性从目前的9.4km/L(26.6mile/gal)提高到28.32km/L(80mile/gal),即百公里油耗3L。为此，世界各国都把降低汽车能耗(3L/100km)作为一项基本国策，并成为汽车制造业和交通运输行业的重要课题。（节能，环保，安全）l 目前我国机动车燃油经济性水平普遍偏低，总体而言比欧洲低25%，比日本低20%，比美国整体水平低10%。因此，2004年国家发布了一项

8、旨在控制汽车油耗、节约石油能源的乘用车燃料消耗量限值强制性国家标准，并已经于2005年7月1日起开始执行。等速百公里油耗(L/100km)：是指汽车在一定载荷下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量。评价燃油经济性的指标。如何绘制等速百公里油耗曲线？已知某汽车行驶时测得的两组数据：1.10km/h-4L/100km, 19-5.6, 31-5.5, 58-5.82.32-5.4, 71-6, 80-6.3, 89-6.7第一节 燃料经济性评价指标l比油耗l每小时耗油量l每公里耗油量l每升燃油行驶里程l百公里耗油量l百吨公里耗油量用于比较相同容量的汽车燃料经济性，用于比较相同容

9、量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件也可用于分析不同部件(如发动机、传动如发动机、传动系等系等)装在同一种汽车上对汽车燃料经济装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响性的影响常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性美国采用每加仑燃料能行驶的英里美国采用每加仑燃料能行驶的英里数，即数，即MPG或或mile/gal循环行驶工况油耗量l提出的原因等速百公里油耗不真实城市频繁加速、减速、怠速循环行驶工况油耗量l定义：各国制定典型的循环行驶试验工况来模拟实际汽车的运行状况，以百公里油耗量来评定相应工况的燃油经济性。l我国l欧洲有关标准lJT/T 198-95

10、汽车技术等级评定标准规定汽车等速百公里油耗（底盘测功机油耗计检测）一级车不大于原厂规定值，二级车不大于原厂规定值的110%lGB/T 18565-2001规定汽车等速百公里油耗（底盘测功机油耗计检测）不得大于原厂规定值的110l国内首个油耗强制性国家标准GB 19578-2004乘用车燃料消耗量限值2005年7月1号开始实施。没有达到标准的车辆将被禁止生产和销售。整车整备质量为1吨的乘用车在第一阶段（2005-7-1）的燃料消耗限值是8.3升百公里，第二阶段（2008-1）是7.5升百公里。整车整备质量为2吨的乘用车第一阶段的燃料消耗量限值是12.8升百公里，第二阶段的限值是11.5升百公里。

11、整车整备质量在2.5吨以上小于3.5吨的乘用车第一阶段的燃料消耗量限值是15.5升百公里，第二阶段的限值是13.9升百公里 影响燃料经济性的使用因素l对发动机而言：1、发动机类型和设计制造水平；2、发动机负荷率（定义？如何理解“发动机负荷率越高，比油耗率越小”？）影响燃料经济性的使用因素l1.结构因素尺寸、质量（腾中欲引进悍马）发动机传动系外形与轮胎l2.环境因素道路条件气候条件l3.使用因素车速（结合等速百公里油耗曲线）档位选择（如何理解“档位低，后备功率大油耗大”？）行车温度两头大，中间小保养与调整4S店还是加油站？燃油添加剂、润滑油摩擦改进剂*使用习惯高速开空调，低速开车窗*技术水平何时

12、利用惯性行车、驻车；加减档相关仪器使用及汽车油耗检测相关仪器使用及汽车油耗检测油耗仪及使用注意事项l油耗仪是测量汽车燃料消耗量的仪器l用于评价汽车的燃料经济性。l分类：质量式，容积式l组成：传感器，计量显示仪表质量式油耗仪l外接油箱，将汽车进油管与排油管一起接入油箱。l检测方法：检测油箱中油质量变化燃油消耗量l质量式油耗传感器由称量装置、计数装置和控制装置组成 。在测量消耗一定质量的燃油所需的时间后，即可算出单位时间内发动机的燃油消耗量 容积式油耗仪l原理：累计发动机工作中所消耗的燃料总质量，用时间和里程来计算油耗量。l优点：可以对油耗连续测量l分类：活塞式、膜片式、量管式行星活塞式l其流量检

13、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 。l信号转换机构如图所示，装在曲轴的另一端，由主动磁铁、从动磁铁、转轴、光栅板、发光二极管、光敏管、电缆插座及壳体等组成。主动磁铁装在曲轴上，从动磁铁装在转轴上，转轴通过轴承支承在壳体内，转轴的上端固定有转动光栅板，在固定光栅上、下方有发光二极管和光敏管。当曲轴转动时，由于一对永久磁铁的吸引作用，转轴及其上的转动光栅也随之转动，通过发光二极管和光敏管的光电作用，把曲轴的转动变成光电脉冲信号送入计量显示仪，经过内部运算处理后，即可显示出流经的燃油量。 油耗仪安

14、装注意事项l1.油耗仪传感器串接在燃料系供油管道上l2.传感器的进出油管最好为透明塑料管观察燃油中是否有气体。气体的影响？l3.管道产生气泡发生泄露应仔细检查并消除泄露l4.管道中气体如何排气？汽油路中空气泡的排除 l 空气泡产生的原因通常是： (1)拆装油管时，原本充盈的油管产生滴漏现象，使得油管装好后里面充满空气泡 (2)连接油管时，由于夹箍没夹好，接头处造成渗漏，形成空气泡 (3)汽油泵进油阀皮碗老化，密封性下降，造成供油压力不足，不断形成空气泡 (4)由于发动机过热，形成气阻产生空气泡 (5)从油箱到汽油泵这一段管路局部存在老化、密封性差，不断产生空气泡 (6)汽油滤清器堵塞或油箱盖上

15、气孔被堵塞，造成汽油泵泵油时形成“真空”，产生空气泡l做油耗检测时必须排除空气泡，通常可采取如下方法：即把车上从油箱到汽油泵的管路“短路”，装上新的、密封性好的、无堵塞的油管，用性能较稳定的电动汽油泵和汽油滤清器代替原车相应部件，减短油泵到传感器的油管长度，使油泵到油耗传感器的阻力大大减小，从而避免了空气泡对检测结果的不良影响。 柴油路中空气泡的排除 l在柴油车油路中装好油耗传感器后，须用手动泵泵油，以泵油压力排除油路中的空气泡，它与汽油车差别之一在于汽油车可以在发动后排除空气泡，而柴油车必须在发动之前排尽油路中的空气泡；差别之二在于汽油车在拆去油耗传感器恢复其原油路时，无需排除空气泡，而柴油

16、车在拆去传感器恢复原油路后仍需排除油路中刚产生的空气泡。 l汽油车的连接方法柴油车的连接方法l这种连接方法的主要特点是把油耗传感器串联在油箱到高压油泵的油路当中。值得注意的是应该为其接好回油管路，并且必须把回油管路接在油耗传感器的出口管路上，以免燃油被油耗传感器重复计量使油耗检测数据失真。这种连接方法在小流量测试时没有问题，但在大流量的发动机测量时，由于气穴现象产生气泡，引起测量误差，所以应在油箱和油耗传感器之间装上辅助油泵 电控喷油的汽油机油耗测定时应注意的问题 l(1)仅使用油耗传感器时，电控喷油发动机须处理从压力调节器回流多余燃油的问题。如果多余的油回到油耗传感器的前面，则测出的油耗变成

17、是发动机实际消耗的油加上回流的油。必须让多余的油回到油耗传感器的输出端才算正确。 l (2)在(1)的场合，如果遇到油耗传感器及喷油泵间产生负压，引起气穴现象时，自油箱来的油压大概为2OKPa，有必要加一个辅助泵，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，可以进行稳定的油耗测量。 l (3)用(1)及(2)的方法，当回油温度过高时，采用下图连接法。 l (4)当回流管路内有阻力，压力调节器的工作特性压力比规定压力高时，采用回注处理用油罐使回油向大气开放，可解决上述问题。另外，MF-113可作为燃油从油耗传感器流入回流处理用油罐的泵用，但是回流处理用油罐的进口端最大截止压力为5O

18、KPa，MF-113的加压部加压后，在减压部减到5OKPa以下。当压力为40-5OKPa时，MF-113没有必要装。当供油压力为5OKPa以上时，仅使用MF-113的减压部。Back油耗仪使用注意事项l1.说明书l2.电源线接紧l3.排传感器内的残油，加润滑油l4.长期使用定期标定常见油耗计的使用与维护l 1.油耗传感器活塞在传感器缸体中卡死油耗传感器活塞在传感器缸体中卡死 此故障多发生在使用不干净燃油做油耗试验的过程中，由于燃油中有微小颗粒(异物)，如果没有清除，那么小颗粒通过油耗传感器入口进入缸内，再由活塞运动到达缸壁，容易形成拉缸或卡死现象，故一定要在传感器入口前安装一个燃油滤芯防止异物

19、进入油耗汁，而且在不使用油耗计的情况下，在其进出油口加套保护，并且保证其表面清洁。l 2.油耗传感器无脉冲信号油耗传感器无脉冲信号 此故障多发生在传感器被强烈碰撞后，其机械部分尚能正常工作，但无脉冲信号输出。这是由于传感器壳体上部的从动磁铁与下部的主动磁铁之间的磁场相位因外力而发生变化，故无脉冲信号输出，所以一定要在检测油耗时固定住油耗传感器以防止发生碰撞后出现上述故障。如果发生上述故障，只需备用一块磁铁在油耗传感器外部顺时针方向旋转几次即可恢复传感器内原磁场相位燃油消耗量道路试验l1.标准：GB/T12545-1990,GB/T12534-1990l2.试验车：轿车乘员半数；客车65% ，m

20、其它满载参考GB/T12534-1990l3.仪器：1）车速测定仪器，燃料消耗仪：精度0.5%2）计时器：最小读数0.1s燃油消耗量道路试验l4.一般规定l5.试验项目(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)多工况燃料消耗量试验； (4)限定条件下的平均使用燃料消耗量试验。第二节 汽车燃料经济性试验的分类比较l测定汽车燃料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：l发动机台架试验l不加控制的道路试验；l控制的道路试验；l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)；l底盘测功机循环试验。发动机台架试验l优点：

21、1、试验条件可以人为控制，能最大限度的克服外界外界环境对试验结果的影响。2、试验方便、经济，燃油消耗量可以用容积法、重量法等多种方法测量，并可同时测定废气排放物3、试验可在稳定条件下进行，测量结果误差小，数据重复性好l缺点：台架试验条件和道路试验条件相差很大，无法与汽车实际运行情况一致。lTips(小贴士)：发动机外特性曲线中油耗量的测量使用此方法。无控制道路试验l对各个影响因素都不加以控制的试验方法，称为“无控制的道路试验”。试验条件中，对被试车辆的维护、调整规范及所用燃料、润滑材料的规格有明确的规定。l由于各种使用因素的随机变化，要获得分散度小的数据是困难的。为此，必须用车队进行长距离(1

22、000016000km)的试验，才能获得可信度较高的数据。l这种试验反映了车辆类型、道路条件、交通量、装载质量以及气候等因素对汽车燃料消耗的影响，可用于全面地评价汽车的使用燃料经济性，是一种非常接近实际情况的试验。但试验持续时间很长，试验费用巨大，所以很少采用。l我国过去汽车运输企业采用“使用油耗试验”就是一种“ 不控制的道路试验”：l 即在某地区的某汽车运输部门中，把试验车辆投入实际使用，在运行中认真记录汽车行驶里程与油耗量，最后确定平均油耗量。l 这种试验结果能较好地反映车队的实际情况，但难以真正做到准确地测量，同时也浪费时间。l 因此，它仅适合车型单一的运输企业使用。有控制的道路试验l若

23、维持一个或几个因素不变，则称作有控制的道路试验。l例如，我国海南试验站进行的汽车质量检查试验规定，应在一般路面、恶劣路面和山区公路上测量百公里油耗。试验规范对试验路线有较明确的规定。这种实验除了大致规定了平均速度外，对试验中的交通情况、驾驶习惯以及气温、风等并无规定。这就是一种有控制的道路试验。国内外的这种汽车试验是专用试验场道路上进行类似的油耗试验。道路循环试验l汽车完全按规定的车速-时间规范进行的道路试验方法被称为道路循环试验。实验规范中规定换档时刻、制动时间，以及行车速度、加速度、制动减速度等数值。等速行驶油耗试验和怠速油耗试验是这类试验中两种最简单的循环试验方法。例如我国有6工况循环油

24、耗(货车)和城市4工况循环油耗(客车)，欧洲有ECER15工况循环油耗，美国有公路循环和城市循环油耗。等速行驶百公里油耗试验是一种在广泛采用的最简单的道路循环试验。它不能全面反映汽车运行燃料经济性，只能作为一种比较性的相对指标。等速燃料经济性试验缺乏有关动力性要求的检验指标，容易造成试验汽车动力性要求与燃料经济性匹配不合理的现象；它也不能反映汽车实际行驶中频繁出现的加速、减速等工况。一般而言，求得的循环油耗还要与等速百公里(指定车速)油耗加权平均取得综合油耗，以便更科学地评价汽车的燃油经济性。不过有时也不严格地称这种综合油耗为循环油耗，所以现代轿车给出的城市油耗和公路油耗更全面地说，应该是城市

25、综合油耗和公路综合油耗，也有简称为城市循环油耗和公路循环油耗，在我国也更简单地称为城市油耗和公路油耗。底盘测功机循环试验l优点：1、在室内试验可不受外界气候条件的限制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少2、若能控制室温，则可对不同气温条件的汽车工况进行模拟试验3、室内便于控制行驶状况，故能采用符合实际的复杂循环4、可以同时进行燃料经济性与排气污染试验5、能采用多种测量油耗的方法（重量法/体积法/碳平衡法）l缺点：1、不易准确地确定道路滚动阻力与汽车空气阻力；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有差异；3、难以给出准确的惯性阻力。l与其他方法相比，汽车底盘测功

26、机测量油耗的重复性好，这种方法的应用日趋广泛。试验分类比较第三节 汽车燃料经济性的路试检测l试验规范：试验规范： GB/T12534-90汽车道路试验方法通则。l试验车辆载荷：试验车辆载荷： 除有特殊规定外，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规定。l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0.1sl试验一般规定：试验一般规定： (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

27、流必须处于正常调整状态。 (3)试验车辆必须按规定进行磨合，其他试验条件/试验车辆准备按GB/T12534-90的规定。l试验在纵坡不大于0.3的良好路面上，测量路段长度500m(或1000m) 。气温035，气压740770mmHg，相对湿度5095，风速小于3m/s。汽车技术状况良好。试验前，汽车必须充分预热，使发动机出水温度8090，变速器及驱动桥润滑油温度不低于50。l试验时，汽车用最高档等速行驶，从车速20km/h开始，以速度间隔10km/h的整倍数，直至该档最高车速的80，至少测定5点。测定通过500m(或1000m)测量段的耗油量和时间。每种车速往返试验各两次，两次试验之间的时间

28、间隔应尽可能地缩短，以保持稳定的热状况。往返共4次试验结果的油耗量差值不应超过5，取4次试验结果的平均值为等速行驶的耗油量。l根据试验结果，以车速为横坐标，燃料消耗量为纵坐标，绘制等速行使燃料消耗量曲线。l 图中曲线的最低点处最省油，其对应的车速V经即称为经济车速。如果厂家标出某种车的油耗为4.5 L/100 km，那么一般指的就是该车在经济车速时最省油的百公里耗油量。其实，这样的油耗指标在你平日的驾驶中是永远也达不到的，因为实际驾驶情况与设定的实验条件相差太大了。试验数据的检验与校正l试验数据的重复性检验 目的：利用标准差来判断试验数据重复性到好坏，是否需要增加试验次数。l试验数据的校正 目

29、的：将燃料消耗量到测试值矫正到标准状态下。第四节 常用汽车油耗计l容积式 定容式通过测定消耗一定容量燃料所需要的时间来计算 耗油量，不能连续测量、一般用于台架试验 容量式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l重量式l流速式l流量式台架检测方法l常见的两种方法l质量法：即采用质量式油耗传感器在底盘测功试验台上进行油耗检测。l容积法：即采用行星活塞式油耗传感器在底盘测功试验台上进行油耗检测。l当汽车驶上底盘测功试验台后拆卸燃油管路，接上油耗传感器，排除油路中的空气泡，然后在底盘测功试验台上进行加载，

30、使加载量符合该车在路试状态下的各种阻力，然后进行油耗检测。 检测规程l1、检验前仪器及车辆准备l（1）检测环境条件：环境温度；o40C；环境湿度小于85；大气压力：80110kPa。l（2）测试前车辆应预热至正常热状态，车辆轮胎规格、气压和花纹应符合该车技术条件的规定。l（3）底盘测功机应预热到正常工作温度，底盘测功机和油耗计应符合使用要求，工作正常。l（4）测量并记录环境温度、大气压力和燃料密度。2、检验程序l（1）在底盘测功机上设定检测车速：轿车：60kmh；其他车辆：50kmh。l（2）将被测汽车驱动轮平稳驶至底盘测功机滚筒上，联接好油耗仪，启动汽车，逐步加速并换至直接挡(无直接挡至最高挡)，使车速达到规定的车速。给测功机加载PPAU，使其模拟汽车满载等速行驶在平坦良好路面时的行驶阻力功率P：l PPPAU+PPL+PF l（3）待车速稳定后开始测量，要求测量不低于50