第三章汽车的经济性和排放性能ppt课件

1、第三章 汽车的经济性和排放性能同济大学 汽车学院朱西产 教授.汽车的燃油经济性 在保证动力性的前提下，汽车以尽量少的燃油耗费量经济行驶的才干，称为汽车的燃油经济性。. 截止2006年底，我国已探明石油剩余经济可采储量为20.43亿吨，天然气剩余经济可采储量为24.49亿m3。中国石油的相当一部分依赖进口 自1993年开场，中国已成为石油净进口国，且进口量逐年添加；石油对外依赖程度越来越大。2004年以来，中国的石油消费总量曾经超越日本，位居世界第二位，仅次于美国。世界汽车工业开展永久的主题是节能 环保 平安.节能减排，可以有效减少温室气体的排放。1997年在防止地球变暖的京都会议上提出。至20

2、05年2月，全球已有141个国家和地域签署该议定书。 2005年2月16日，正式生效。这是人类历史上初次以法规的方式限制温室气体排放。哥本哈根世界气候大会全称第15次缔约方会议暨第5次缔约方会议，于2021年12月718日在丹麦首都哥本哈根召开。来自192个国家的谈判代表召开峰会，商讨一期承诺到期后的后续方案，即2021年至2020年的全球减排协议。.“平安、环保、节能技术将引导中国汽车产业的开展汽车碰撞平安性要求1999年公布实施汽车正面碰撞平安性要求2006年公布实施了汽车侧面碰撞、追尾碰撞平安性要求2007年开场推行C-NCAP评价环保要求2000年实施汽车污染物排放要求第一阶段要求20

3、04年实施第二阶段要求2007年实施第三阶段要求2021年实施第四阶段要求估计2021年重型柴油汽车将实施第五阶段要求节能要求GB19578-20042005年7月1日实施第一阶段要求2021年1月1日 实施第二阶段要求估计2021年7月1日以后将实施 .中国政府对汽车排放治理力度很大.节能要求正在强化.更加严厉的第三阶段即将实施2021年，中国汽车产销分别为9.10万辆和4.48万辆，同比大增48%和46%，荣登全球汽车产销第一大国。面对迅速增长的石油资源需求，汽车工业的鼓励政策也必需与油耗目的息息相关，低碳技术迅速铺展便成了当务之急。中国政府关于第三阶段油耗限值从2021年开场为导入期，2

4、021-2021年企业燃料耗费量将分别给予高于车型油耗目的值9%、6%、3%的灵敏性，2021年及以后完全实施。也就是说2021年以目的值的109%约束，2021年以目的值的106%约束，2021年以目的值的103%约束，直至2021年完全按照政策中规定的目的值约束 .第三阶段限值规范不再以单一车型为评价对象，而是参考美国，将车企作为整体进展评价。第三阶段规范制定的油耗限值比第二阶段下降20%，到2021年，全国平均乘用车燃油耗费量将降为7L/100km左右。 .第三阶段燃料耗费量 新规范的特点：一是规范以满足第二阶段作为最低要求；二是以车型燃料耗费量目的值取代单车限值作为乘用车燃料耗费量的评

5、价目的；三是在实施战略上采取弹性做法。引伸出三个新定义：1、车型燃料耗费量。根据GB/T19233轻型汽车燃料耗费量实验方法实验、计算并确定的某车辆型号的综合燃料耗费量型式认证值；2、平均燃料耗费量。按产量加权计算得出的一组车辆的平均燃料耗费量；3、企业平均燃料耗费量。某制造商在一年内消费的一切乘用车车型燃料耗费量按当年消费量加权计算的平均燃料耗费量。 .车型燃料耗费量目的值确实定：本规范以企业作为规范评价的对象，在实施上也采用更加灵敏的方式，不再要求每辆车都必需满足规范要求，因此，本规范针对单车不再采用“限值设定，而是从技术上可实现的角度，依然以整车整备质量为特征参数，为各个不同的质量段分别

6、设定车型燃料耗费量目的值。另外，对具有三排座椅或安装有非手动档变速器等因构造和用途对燃料经济性呵斥不利影响的车辆，目的值要求相应放松5%。.企业平均燃料耗费量计算方法及评价目的企业平均燃料耗费量CAFC：制造商在某年度的企业平均燃料耗费量运用制造商各车型的燃料耗费量与该年度各车型对应产量乘积之和除以制造商该年度乘用车总产量计算得出。企业平均燃料耗费量目的值TCAFC：制造商在某年度需求到达的企业平均燃料耗费量目的值应根据第4章规定的车型燃料耗费量目的值即上页表格中的目的值，用该制造商各车型燃料耗费量目的值与该年度各车型对应产量乘积之和除以制造商该年度乘用车总产量计算得出。企业平均燃料耗费量要求

7、：自2021年起，各制造商的企业平均燃料耗费量与企业平均燃料耗费量目的值的比值不应大于以下要求：1、2021年109%；2、2021年106%；3、2021年103%；4、2021年及以后100%。.第三章 汽车的经济性和排放性能第一节 汽车燃油经济性的评价目的本节将引见中国、欧洲及美国燃油经济性的评价目的。. 美国燃油经济性评价目的：一定运转工况下一定量燃油行驶的里程，单位为mile/USgal。 中国及欧洲燃油经济性评价目的：一定运转工况下百公里燃油耗费量，单位为L/100km 。第三章 汽车的经济性和排放性能思索：为什么要在一定运转工况下评价汽车的燃油经济性？燃油经济性的评价目的.第一节

8、 汽车燃油经济性的评价目的1.等速工况宝来轿车等速油耗1.8L 6.4M/7.0A/90km/h 8.5M/9.2A/120km/h 1.8T6.1M/7.0A/ 90km/h8.7M/9.2A/120km/h 注：M代表手动挡汽车； A代表自动挡汽车。.以L/100km计的1/3混合油耗为第一节 汽车燃油经济性的评价目的2.循环行驶实验工况1欧洲经济委员会ECE.第一节 汽车燃油经济性的评价目的2美国环境维护局EPA.第一节 汽车燃油经济性的评价目的3中国相关规定.第一节 汽车燃油经济性的评价目的3中国相关规定.第一节 汽车燃油经济性的评价目的.车型工况 油耗长安奥拓城市平均油耗5.5夏利厂

9、方油耗5.0捷达前卫90km/h等速6.3桑塔纳200090km/h等速7.0帕萨特1.8L城市工况11.9雅阁2.3城市平均油耗10.5大切诺基城市19.5郊区11.8综合14.6一些车型的百公里油耗不同企业所给数据、运转工况不一致第一节 汽车燃油经济性的评价目的.第一节 汽车燃油经济性的评价目的汽车燃油耗费量的小结排量大的车，油耗高；自艰苦的车，油耗高；城市油耗高于公路油耗；自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。 思索：经过以上相关数据，可以得出哪些结论？ .第一节 汽车燃油经济性的评价目的3.中国相关的新规范 新开发车型，从2005年7月1日开场执行第一阶段限值要求，2021年1月1日起

10、执行第二阶段限值要求。 在消费车型，从2006年7月1日开场执行第一阶段限值要求，2021年1月1日起执行第二阶段限值要求。 详细丈量方法按照GB192332003进展。 规范规定在模拟城市和市郊的运转循环下，用碳平衡法计算出燃料耗费量。.柴油机第一节 汽车燃油经济性的评价目的 实验在公用的底盘测功器上进展。测出排气中以g/km克每千米计的CO2、CO及CH的排放量，用碳平衡法求得燃油耗费量。汽油机碳平衡法根据的根本原理是质量守恒定律。 汽柴油经过发动机熄灭后，排气中碳质量的总和与熄灭前燃油中碳质量的总和应该相等。D 288K15C下燃油的密度kg/L。.第一节 汽车燃油经济性的评价目的实验用

11、的运转循环.整车整备质量（CM）/kg第一阶段第二阶段整车整备质量（CM）/kg第一阶段第二阶段CM7507.66.61540CM 166012.010.8750CM 8657.66.91660CM 177012.611.3865CM 9808.27.41770CM 188013.111.8980CM 10908.88.01880CM 200013.612.21090CM 12059.48.62000CM 211014.012.61205CM 132010.19.12110CM 228014.513.01320CM 143010.79.82280CM 251015.513.91430CM 15

12、4011.310.32510CM 16.414.7第一节 汽车燃油经济性的评价目的限值按整备质量的不同分别给出表2-2 乘用车燃料耗费量限值(L/100km).第三章 汽车的经济性和排放性能 本节将引见汽车在等速、等加速、等减速和怠速等工况下百公里燃油耗费量的计算方法。 为进一步分析影响汽车燃油经济性的要素打下根底。第二节汽车燃油经济性的计算.第二节 汽车燃油经济性的计算由 和 在万有特性图上可确定燃油耗费率b。1.等速行驶工况燃油耗费量计算发动机万有特性图和汽车功率平衡图计算的根本根据等速时发动机应提供的功率为.第二节 汽车燃油经济性的计算 设知汽车的车速 =150km/h，发动机功率 =4

13、3kW，可在万有特性图上确定燃油耗费率b=270g/(kWh)。.b燃油耗费率 ；燃油的密度kg/L；g重力加速度m/s2。汽油g=6.967.15N/L；柴油g=7.948.13N/L。第二节 汽车燃油经济性的计算汽车以ua等速行驶时，燃油耗费量为等速行驶 s 行程时，燃油耗费量折算成等速百公里燃油耗费量.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耗费量的计算. 以速度添加1km/h为间隔，将汽车加速过程分为假设干个小区间，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辰车速对应的单位时间燃油耗费量第二节 汽车燃油经济性的计算. 从行驶初速

14、度 ua1+1km/h再加速1km/h所需燃油量 汽车行驶速度每添加1km/h所需时间 从行驶初速度ua1加速至ua1+1km/h所需燃油量第二节 汽车燃油经济性的计算.各区间的燃油耗费量为整个加速过程的燃油耗费量为加速区段内汽车行驶的间隔为第二节 汽车燃油经济性的计算.减速时间减速行驶时发动机处于怠速形状。减速工况燃油耗费量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。减速过程燃油耗费量减速区段内汽车行驶的间隔 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耗费量的计算. 怠速时间。5.整个循环工况的百公里燃油耗费量Q 整个循环过程燃油耗费量之和； s 整个循环的行驶间隔。第二节 汽车燃油

15、经济性的计算4.怠速停车时的燃油耗费量.第三章 汽车的经济性和排放性能 本节将从运用和设计两方面分析影响汽车燃油经济性的要素。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.第三节 影响汽车燃油经济性的要素影响燃油经济性的要素有以下三个：1.燃油耗费率b燃油耗费率与发动机负荷率及发动机本身有关。C为常数； 为总行驶阻力，.2.行驶中耗费的发动机功率 或行驶阻力F 降低汽车分量G ，可以降低 Ff ；降低汽车CDA，可以降低空气阻力 FW 。减轻汽车质量、降低空气阻力有利于节省燃油。 与总行驶阻力F成正比 第三节 影响汽车燃油经济性的要素.3.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗改良发动机设计、改善用车交通环境可

16、以提高汽车的燃油经济性。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.一、运用方面1.车速 低速时FW ，Ff但负荷率 ，b 中等车速经济性相对较好高速时负荷率 ， b 但 FW ，Ff ， Qs第三节 影响汽车燃油经济性的要素. 2.挡位选择 运用高挡可节省燃油； 汽车起步加速过程中，从经济性角度出发要尽早换入高挡；从动力性角度出发要用足低挡。车速一定时， 一定用高挡，后备功率负荷率b Qs 第三节 影响汽车燃油经济性的要素.货车以100tkm计算本钱，折算到每吨货物的油耗将降低。3.带挂车运输1提高消费率3050；2降低油耗20% 30%。较大带挂车运输时带挂车运输第三节 影响汽车燃油经济性的要素.4

17、.正确地保养与调整第三节 影响汽车燃油经济性的要素.1制动器间隙要适宜 间隙过小，容易出现“自刹景象，损耗发动机功率，导致制动器发热，耗费燃油； 间隙过大，制动反响“愚钝，导致制动间隔加长。2轮毂轴承预紧度调整要正常 预紧度过低，轮胎打摆，直线行驶性差； 预紧度过大，轴承发热，轴承磨损加快。 行驶中紧急制动急刹车、高速行车中猛打转向盘都会呵斥轴承早期磨损。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.3轮胎气压要适宜 气压过低，导致车辆操控性降低，燃油耗费增大，轮胎磨损加剧；轮胎气压过高，接地面积减小，轮胎中部出现异常磨损。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.二、汽车构造方面1.缩减轿车总尺寸和减轻质量第三

18、节 影响汽车燃油经济性的要素.汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.车型整备质量/kg油耗量（综合）路虎发现 V6 4.0 270015.2 劳斯莱斯 幻影 V12 6.7 2495 15.9 梅赛德斯-奔驰 E55 183512.9 伊兰特1.6自动舒适型 1210 9.0夏利N3 9006.0奥拓 6704.0几种不同车型的油耗第三节 影响汽车燃油经济性的要素.思索大型轿车 G大，Ff、FW、 、 均大；装用大排量发动机，负荷率低，b大；致使Qs增大 Audi A8采用全铝承载式车身，质量减轻15，百公里油耗降低5%8%。为什么大型轿车油耗较高？

19、1升油耗概念车减轻质量的措施 镁合金的空间构造；碳素纤维合成资料的外部外表；车身总质量大约在74kg；轮毂采用钛合金；车轮轴承滚子采用陶瓷；叶片弹簧采用玻璃纤维。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.2.发动机 1提高现有发动机的热效率和机械效率热损失占化学能65左右； 2扩展柴油发动机的运用范围； 3增压化； 4 广泛采用电子计算机控制技术。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.想一想柴油机有哪些特点？ 提到柴油机时，人们想到的是黑烟、臭味和嘈杂的噪声。运用柴油发动机的迁延机、坦克、轮船等给人粗大蠢笨的印象，似乎难登大雅之堂。 具有现代技术程度的柴油车，早已不是任务粗暴、吼声隆隆、黑烟滚滚的“墨斗鱼

20、笼统，其性能与汽油车没有什么区别。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.车型发动机排量/L最高车速加速时间/s油耗量270CDIL5（柴油）2.6852309.26.74240V6（汽油）2.5972369.210.8柴油机可节能和降低排污。飞驰CLK双门跑车第三节 影响汽车燃油经济性的要素.单缸SDI柴油发动机；排量0.299L；紧缩比16.5:1；最大转矩18.4Nm/2000r/min；最大功率 6.25kW(8.5PS)/4000r/min；发动机质量26kg;中置横放。1升油耗概念车发动机 柴油机热效率比汽油机高30%； 用于轿车可降低油耗30%； 在西欧新注册的汽车中，2001年柴油车

21、的份额为32%，2005年柴油车的份额上升到了49.5% 。第三节 影响汽车燃油经济性的要素. 我国一汽2002年推出捷达柴油轿车，但我国柴油硫含量高，运用中排放物的烟度和微粒排放量较大。 目前我国柴油轿车有：捷达SDI、宝来TDI 1.9L、奥迪A6 2.5 TDI 、开迪SDI 。 TDI是英文Turbo Direct Injection 的缩写，意为涡轮增压直接放射柴油发动机。 SDI是英文Suction Direct Injection 的缩写，意为自然吸气直接放射柴油发动机。第三节 影响汽车燃油经济性的要素.挡位越多，油耗越低；无级变速最理想。3.传动系 目前很多轿车采用的是带液力变矩器的自动换挡变速器，挡位一定时可依托液力变矩器实现无级变速，其效