纵向动力学02课件

------车辆工程技术研究中心汽车的燃油经济性FuelEconomy汽车燃油经济性的定义例如，同1970年相比，1993年美国汽车平均油耗下降了33％。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。

汽车燃料经济性：在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力，称为汽车的燃油经济性。汽车燃油经济性评价指标单位行程的燃料消耗量，即L/100km。单位运输工作的燃料消耗量，即L/100tkm、L/kgkm。单位量燃料消耗汽车所经过的行程，即km/L作为评价指标，称为汽车经济性因数。例如，美国采用每加仑燃料能行驶的英里数，即MPG或mile/USgal。其数值越大，汽车燃料经济性越好。汽车燃油经济性的试验方法1、道路试验等速百公里燃料经济性道路试验规范：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0～35°Ｃ，气压740～770mmHg，相对湿度50～95％，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80～90℃，变速器及驱动桥润滑油温度不低于50℃。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。汽车燃油经济性的试验方法2、室内台架试验(1).上台架之前，应先到路上进行滑行试验，以确定行驶阻力(Roadload)，即Ff+Fw。(滚动阻力+空气阻力)(2).

滑行试验：

І.在水平、无风的路面加速至某一车速；Ⅱ.摘档脱开发动机，自由滑行；Ⅲ.用五轮仪等仪器记录ua-t曲线。汽车燃油经济性的试验方法2、室内台架试验式中：Ff、Fw-----滚动阻力、空气阻力；

m、r-----汽车质量、车轮半径；

δ----旋转质量换算系数；

ua

-----车速；

Tr-----滑行时，各车轮摩擦阻力矩之和，常忽略不计。(3).在测功机上设定好。

(4).进行试验。

汽车燃油经济性的试验方法我国的《轻型汽车燃料消耗量试验方法》GB/T19233-2003:1.规定：汽车在模拟城市和市郊的运转循环(GB18352.2-2001,GB18352.3-2005)下，通过测定排放的二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的排放量，用碳平衡法计算出燃油消耗量。2.碳平衡法：依据质量守恒定律，在汽(柴)油经过发动机燃烧后，排气中碳质量的总和与燃烧前燃油中的碳质量总和相等。汽车燃油经济性的计算方法1、在汽车设计中，需要事先对汽车的燃油经济性进行估算。2、依据：发动机万有特性曲线(台架试验测得)汽车的功率平衡图1、等速行驶100kM燃油消耗量的计算汽车燃油经济性的计算方法式中：Pe

-----阻力功率(kW)；

be-----发动机燃油消耗率(g/kWh)；

ρ----燃油密度(kg/L)；

ua

-----车速；

g

-----重力加速度(m/s2)。发动机万有特性（等高线）汽车燃油经济性的计算方法汽车燃油经济性的计算方法2、等加速行驶工况燃油消耗量的计算汽车燃油经济性的计算方法单位时间内的燃油消耗量为：所以从Ua1加速到(Ua1+1km/h)所需的燃油消耗量为：汽车燃油经济性的计算方法3、等减速行驶工况燃油消耗量的计算节气门全松，并进行轻微制动，发动机处于强制怠速。因此，油耗为正常怠速油耗。式中：ua2、ua3

-----起始及终了的车速(km/h)；

Qi-----怠速燃油消耗率(mL/s)。汽车燃油经济性的计算方法4、怠速停车的燃油消耗量的计算式中：ts

-----怠速停车时间(s)。5、整个循环工况的百公里油耗(L)式中：s-----整个循环的行驶距离(m)。所有过程油耗量之和(mL)影响汽车燃油经济性的因素1、汽车使用方面的因素汽车速度：中等速度为佳档位：高档位为佳挂车：负荷增加和质量利用系数增加，效率提高。维护、调整：汽车的技术状况，如四轮定位、制动系发咬、轮胎气压等。技术状况好，可大大降低油耗。2、汽车结构影响汽车燃油经济性的因素轻量化、小型化。发动机改进（余地很小）

提高热效率和机械效率扩大发动机使用范围发动机增压发动机电控传动系：增加档位数、使用无级变速器汽车外形和轮胎：降低CD和子午线轮胎(f)影响汽车燃油经济性的因素最小燃油消耗特性：发动机负荷特性的曲线族的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗率曲线。利用包络线就可找出发动机提供一定功率时的最经济工况（负荷和转速）。把各功率下最经济工况的转速和负荷率标明在外特性曲线图上，便得到最小燃油消耗特性。影响汽车燃油经济性的因素复习题011．

如何利用汽车行驶方程式求汽车的极限加速度？2．在计算汽车动力性时所使用的发动机功率与计算汽车燃料经济性时所使用的发动机功率有何不同？复习题1.如何利用汽车行驶方程式求汽车的极限加速度？汽车动力系统汽车动力传动系统主要包括发动机、传动系的变速器和主减速器。汽车动力传动系统参数主要包括发动机功率、变速器档位数与速比、主减速器的型式与速比。对动力传动系进行优化（折衷），以满足汽车对动力性和燃料经济性以及汽车驾驶性的要求。发动机功率的确定1根据最大车速uamax选择Pe2汽车比功率（单位汽车质量具有的功率）发动机功率的确定中型货车的比功率约为10kw/t,其中Ff约占40％。

A/m项，m增加，A增加有限，因此，A/m随总质量的增加而减少。

由上述两项可知，货车比功率随总质量增加而减小。通常，货车的比功率约为7.35kW/t。

有的国家对汽车的比功率有规定，以保证路上行驶的汽车动力性不低于一定的水平，防止阻碍正常交通流。最小传动比的确定最小传动比与最高车速的关系最小传动比的确定最小传动比的确定最小传动比的确定在选择最小传动比时，要考虑最高档（直接档）有足够的动力性，即动力因数。最小传动比的确定最小传动比的选择，既要考虑汽车的最高车速，也要考虑最高档的动力因数，特别是对货车。主减速器传动比过小，会造成汽车运行时发动机负荷率过大，反而不利于提高燃油经济性。适当地选择最小传动比，使得既能保证汽车的动力性，也能有合适的燃油经济性。最小传动比的确定对驾驶性能的影响：最小传动比的确定最小传动比过小：发动机负荷重，加速性不好，噪声、振动大。最小传动比过大：燃油经济性↓，发动机高速运转噪声大。最大传动比的确定最大传动比是汽车为I档时传动系的总传动比。因主减速器传动比是固定的，通常汽车没有分动器和轮边减速器，因此，只要确定I档传动比即可。确定最大传动比要考虑以下因素：1、最大爬坡度；2、最低稳定车速；3、附着力校核。最大传动比的确定

讨论最大爬坡度时，车速很低，近似等速，所以Fj和Fw均可忽略。货车的最大爬坡度约为30％，约为16.7°；轿车的爬坡度大于30%。最大传动比的确定对于越野汽车还应该考虑：ig1的选取能保证汽车在最低车速下稳定行驶。最大传动比的确定取ig1除了应满足以上要求外，还要进行道路的附着条件校核。传动系档位数及各档传动比的选择1、就动力性而言：↑档位数，增加了发动机发挥最大功率附近功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。2、就燃油经济性而言：↑档位数，增加了发动机在低燃油消耗率区工作的可能性，↓油耗。传动系档位数及各档传动比的选择一般认为档与档之间的传动比不宜大于1.7~1.8，否则会造成换档困难。传动系档位数及各档传动比的选择轿车行驶车速高，比功率大，最高档后备功率也大，最大与最小传动比的比值相对小。过去一般为3个档，现在一般为5个前进档。轻型和中型货车比功率小，一般采用5档变速器。重型货车档位数多于6档，采用副变速器。传动系档位数及各档传动比的选择传动系档位数及各档传动比的选择由此可推出具n档变速器的各档传动比：传动系档位数及各档传动比的选择传动系档位数及各档传动比的选择1、使换档平顺。传动系档位数及各档传动比的选择传动系档位数及各档传动比的选择若每次均将转速提高到n2换档，只要发动机降低到n1，离合器就能无冲击地接合。由于符合人的操作习惯，这样布档(q=const)能方便驾驶员加速时换档操作。传动系档位数及各档传动比的选择2、充分发挥发动机提供的功率，↑汽车的动力性。

汽车需要大功率时，若档位传动比分配得当，就可使发动机经常在接近外特性最大功率Pemax范围内运转。从而相对增加汽车后备功率，提高汽车加速和爬坡能力。传动系档位数及各档传动比的选择实际中，考虑到汽车主要是用较高档行驶，所以较高档相邻两档之间的传动比的间隔应小些，特别是最高档与次高档之间。利用C曲线确定汽车的动力装置参数动力性燃油经济性将不同参数匹配下的燃油经济性、动力性参数绘制成曲线，便得到C曲线。利用C曲线确定汽车的动力装置参数1.主减速器传动比i0的确定较好！2.发动机已定，变速器与主减速器传动比的确定利用C曲线确定汽车的动力装置参数动力性