汽车理论第二章com.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第20页 共20页第二章 汽车的燃油经济性摘 要汽车的燃油经济性是指汽车以最小的燃油消耗量完成单位运输工作的能力，是汽车重要的使用性能之一。本章首先对学习本章的意义和方法进行概括性论述，然后具体讨论汽车燃油经济性的评价指标，即等速百公里燃油消耗量；根据发动机的万有特性图和汽车的功率平衡图，对汽车的燃油经济性进行初步估算，如等速行驶、加速、减速和怠速停车等行驶工况的燃油消耗量计算方法；在此基础上分析讨论发动机性能、汽车结构及合理使用对汽车燃油经济性的影响；最后通过燃油经济性试验和实例计算来说明以上所述理论内容的具体应用。引 言近年来，汽车消费增长与国内石油供应不足的矛盾开始凸显出来，油价上涨，单位运输成本也随之上涨，给国家、企业、个人带来巨大损失。特别是经济危机时期，这种矛盾更显突出，更应该通过发展和应用新技术，合理使用汽车，降低燃油消耗，提高汽车燃油经济性，对降低汽车运输成本，充分利用石油资源，减少排气污染，保护环境具有十分重要的意义。石油是现代工业特别是交通运输业的主要能源，又是化工业的基本原料，因此它是国民经济和国防建设不可缺少的战略物资。在汽车运输成本中，燃油费用已占40左右，我国汽车运输消耗的汽油占汽油总产量的90。作为一次性能源的石油，其储藏量随开采量的不断增加而逐渐减少，据预测世界石油储量仅够维持45年。因此，分折汽车的燃油经济性对设计、制造和使用汽车的节约燃油拥有重要意义。汽车燃油经济性是汽车的一个重要性能，也是每个拥有汽车的人最关心的指标之一。它关系到每个人的切身利益，在汽车说明书中大概最引人注意的技术规格也是燃油消耗。燃油经济性好，可以降低汽车费用、减少国家对进口石油的依赖性、节省石油资源；同时也降低了发动机产生的CO2的排放量，起到防止全球变暖的作用。由于节约能源和减少消耗能源时产生的温室效应已成为全球关注的重大事件，所以降低汽车燃油消耗似乎就成了各国政府、汽车制造者和使用者的一个永恒的课题。本章中，建立了汽车等速百公里燃油消耗量曲线，把等速百公里燃油消耗量作为汽车燃油经济性评价指标；介绍了燃油经济性循环行驶试验工况的各工况燃油消耗量计算方法；进而讨论发动机性能、汽车结构及合理使用对汽车燃油经济性的影响，比如提高压缩比、采用轻量化材料以及改善驾驶技术等；最后通过燃油经济性试验和实例计算来说明以上所述理论内容的具体应用。第一节 汽车燃油经济性的评价指标 汽车燃油经济性的评价通常用一定运行工况下汽车行驶100km的燃油消耗量或单位运输工作量的燃油消耗量来衡量，也有用单位燃油消耗量行使汽车行驶的里程来评价的。 我国及欧洲国家的汽车燃油经济性指标用L/100km作单位，即汽车在一定的工况下行驶100km所消耗燃油的升数。其数值愈大，汽车的燃油经济性愈差。美国用MPG即mile/USgal为单位，它表示每美加仑燃油能使汽车行驶的英里数，数值愈大，汽车的燃油经济性愈好。 汽车运输企业常用L/100t·km为单位，表示每完成100t·km的客、货运输量所消耗燃油的升数。客运一殷10人折合为1t。评价汽车燃油经济性指标的方法很多，其中等速行驶百公里燃油消耗量是比较简单而且被广泛应用的一种评价指标。它指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载） 图2-1 部分汽车等速百公里燃油消耗量曲线下，以最高档在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。测出每隔10km/h速度间隔的等速百公里燃油消耗量，然后在以车速为横轴，百公里燃油消耗量为纵轴，在图上绘制等速百公里燃油消耗量的特性曲线。用它可以来评价汽车的燃油经济性和找出经济车速的范围。图21是部分车型的等速百公里燃油消耗量特性曲线。但是，等速行驶工况并没有全面反映汽车真实的运行情况。汽车在行驶时，除用不同的速度作等速行驶外，还会根据不同情况出现加速、减速和怠速停车等工况，特别是在市区行驶的汽车，上述行驶工况会出现得更加频繁。因此各国都制定了一些符合自己国情的循环行驶工况试验标准来模拟实际汽车运行状况，并以其百公里燃油消耗量来评价汽车相应行驶工况的燃油经济性。近年来，我国已先后制定了轿车、微型汽车、不同类型的货车及客车的多工况循环试验方法标准，并以循环工况燃油消耗量作为汽车燃油经济性的综合评价指标。同时，汽车等速百公里燃油消耗量和最高档全油门加速行驶500m的加速燃油消耗量亦作为单项评价指标。第二节 汽车燃油经济性的计算在汽车设计、改装和新产品开发工作中，需要根据发动机的万有特性图和汽车的功率平衡图，对汽车的燃油经济性进行初步估算，下面着重介绍汽车等速行驶，加速、减速和怠速停车等行驶工况的燃油消耗量计算方法。一、等速行驶百公里燃油消耗量的计算当汽车在良好水平路面上以最高档某一车速等速行驶时，发动机发出的功率P应与汽车行驶时的阻力功率平衡，从发动机负荷特性图中可得到发动机相应工况下的有效燃油消耗率b，则等速行驶的百公里燃油消耗量为 （L/100km） （21）式中 Qs等速百公里燃油消耗量，L/100km；b发动机有效燃油消耗率，g(kW·h)；燃油重度（比重）。按国家标准规定，在气温20，气压100kPa的标准状态下，汽油重度为7.28NL，柴油重度为8.14NL。此时发动机应发出的功率为 （kW）将上式代入式(21)，得 （L/100km） （22）若已知发动机各转速下的负荷特性及有关汽车的结构参数，便很容易求出汽车等速行驶百公里燃油消耗量特性曲线，即Qsua曲线。此外，还可用(22)式来分析汽车结构因素对燃油经济性的影响。二、多工况循环行驶燃油经济性的计算多工况循环一般由等速段、加速段、减速段和怠速段所组成，只要计算出各段的燃油消耗量，就能计算出按规定循环行驶的百公里燃油消耗量。1.等速工况燃油消耗量的计算图22为某车用汽车发动机的万有特性曲线，图上有等燃油消耗率曲线，根据这些曲线可以确定发动机在某一转速n、发出某一功率P时的有效燃油消耗率b。为了计算方便，按发动机转速n和车速ua的换算关系在万有特性图的横坐标上画出汽车最高档的行驶车速比例尺。计算时要由已知的汽车结构参数按下式计算出以某一规定速度等速行驶的汽车阻力功率P值，在万有特性图上可查出相应的有效燃油消耗率b，从而计算出以该车速等速行驶段单位时间的燃油消耗量Qt （mL/s） （23）整个等速段行程为S米，行驶时间为t秒的燃油消耗量Q为 （mL） （24）图2-2 汽油发动机万有特性2等加速行驶工况燃油消耗量的计算汽车在加速行驶时，发动机还要提供为克服加速阻力所消耗的功率。若加速度为du/dt，则发动机应提供的功率为 （kW）如多工况循环中某一等加速段为图23，需要计算由ua1加速到ua2过程的燃油消耗量。可将加速过程分隔为若干区间，例如按速度每增加1kmh为一个小区间，已知加速度du/dt，可按上式求得小区间起始或终了对应的发动机功率P值。利用万有特性图，由已求得的发动机功率P及其对应的车速ua查出有效燃油消耗率b值，代入式(23)便可求出相应时刻的单位时间燃油消耗量Qt。图2-3 加速过程的燃油消耗量计算当汽车加速行驶，车速每增加1km/h所用时间为t时，则 （s）从初始速度ua1加速至ua1+1kmh时的燃油消耗量为 （mL）式中 Qt0车速为ua1时，t0时刻的单位时间燃油消耗量，mL/s； Qt1车速为ua1+1kmh时，t1时刻的单位时间燃油消耗量，mL/s。同理，车速由ua1+1kmh再增1kmh时的燃油消耗量Q2为 （mL）式中 Q2车速为ua1+2kmh时，t2时刻的单位时间燃油消耗量，mL/s 。依次可计算出每个小区间加速的单位时间燃油消耗量 由ua1加速到ua2整个加速段的燃油消耗量Qa为 （mL） （25）或 （mL） （26）加速段汽车行驶的距离为 （m） （27）3等减速行驶工况燃油消耗量的计算在减速段，汽车作减速行驶时，应完全放松油门踏板，离合器仍然接合，必要时，允许使用轻微制动。此时发动机处于怠速状态，所以等减速段的燃油消耗量等于减速行驶的时间与发动机怠速燃油消耗率的乘积。其中减速时间为 （s）式中 ua2等减速段起始车速，km/h； ua3等减速段终了车速，km/h； du/dt减速度，。 故减速段的燃油消耗量为i （mL） （28）式中 Qd等减速段的燃油消耗量，mL； Qi发动机怠速时的燃油消耗率，mL/s。减速段汽车行驶的距离为 （m） （29） 4怠速停车工况燃油消耗量的计算 如多工况循环中没有怠速停车段，怠速停车时间为ts，发动机怠速燃油消耗率为Qi，则怠速停车段的燃油消耗量为 （mL）5整个循环工况的百公里燃油消耗量 根据以上讨论的不同工况燃油消耗量的计算，不难求出整个循环工况的百公里燃油消耗量为 (L/100km) （210）式中 Q整个循环各工况段的燃油消耗量之和，mL； S整个循环的行驶距离，m。第三节 影响汽车燃油经济性的主要因素 影响汽车燃油经济性的因素很多。从以上的分析计算中不难看出，发动机性能、汽车结构及合理使用对汽车燃油经济性都有决定性的影响。 一、发动机对燃油经济性的影响 发动机是汽车的动力源，发动机性能的好坏，对汽车燃油经济性的影响最大，目前提高发动机本身燃油经济性的途径有以下诸方面。 长期以来，提高压缩比是提高汽油机燃油经济性的主要措施。出于压缩比太高常会引起爆燃和表面点火，并产生严重的排气污染，所以压缩比一直控制在8.5左右。近年来，随着科学技术的飞速发展及电子控制技术在汽车上的广泛应用，使压缩比得到进一步提高。如合理地改进进气系统和燃烧室，使进气旋流和挤气紊流得到了加强，从而提高了火焰传播速度；采用电子控制喷油系统和防爆燃系统等先进技术后，可使压缩比提高到10以上，最高可达到12。有试验资料表明，压缩比由9提高到10.5，燃油消耗量可降低10。 采用稀燃技术和分层燃烧技术可有效地提高发动机的燃油经济性。如改进燃烧室结构，采用电子控制点火装置提高点火强度，适当提前点火时刻，延长点火时间；采用双凸轮轴、多气门可变进气系统，提高进气流速并造成绕气缸中心线的旋流和挤压紊流，使汽油充分雾化、均匀等。采取以上措施后可使空燃比提高到2527，这样不仅提高了发动机的燃油经济性和动力性，而且大大地改善了排气污染。 电子燃油喷射系统就是利用电子计算机对进气量和喷油量进行有效的控制，以达到提高发动机燃油经济性的目的。众所周知，传统的汽油发动机燃油供给方式是采用化油器将燃油与空气混合后送入气缸进行工作的。但由于化油器的喉管狭窄，流通截面小，进气阻力大，所以充气效率较低，燃油得不到充分雾化，发动机的动力性和燃油经济性的改善受到限制，而且排气污染严重。燃油喷射装置取消了进气道中的化油器节流喉管，减小了进气阻力，改善了发动机充气状况。同时采用定时定量喷射燃油的方法供油，解决了燃油雾化及混合气均匀分配等问题，并能根据发动机的使用工况及使用场合的变化，较为精确地供给发动机具有最佳空燃比的混合气，大大提高了发动机的综合性能。 当发动机处于强制怠速工况时，其燃油消耗量是正常怠速燃油消耗量的数倍，不仅浪费较多的燃油，而且增加了排放污染。采用电子控制怠速供油装置后，当强制怠速时，控制系统会驱动电磁阀开启附加空气通道，使空气进入怠速油道，减少甚至完全终止供油。对经常在山区行驶的汽车，其燃油经济性可得到明显改善。 发动机变缸工作控制装置在现代汽车上得到较普遍的应用。为了满足汽车最高车速和加速性能的要求，一般都选用输出功率较大的发动机。当汽车在城市内或在良好道路上行驶时，发动机处在较低负荷率的部分负荷下工作，有效燃油消耗率较高，使汽车的燃油经济性降低。为了克服这弊端，当发动机处于部分负荷下工作时，控制系统就自动切断几个气缸的供油和点火，停止几个气缸的工作，使参与工作的气缸处于最经济负荷状态，以降低燃油消耗量。而当发动机需要增大输出功率时，再将各停火的气缸分别地加入工作或同时加入工作。控制单元从传感器测量的负荷信号中能够识别什么时候需进行变缸转换，可以从一种工况向另一种工况连续地过渡转换。 柴油机的有效燃油消耗率要比汽油机低2530，而且柴油机还具有热效率高、燃油价格低廉、工作可靠和寿命长等优点。目前汽车发动机有向柴油化发展的趋势。国外不同装载质量的货车已普遍装用柴油机，轿车也开始加入这一行列。据专家预测，到2000年将有20的小轿车是装用柴油机的。 此外，减轻发动机机身质量、提高发动机零部件的加工精度、采用低粘度高润滑性能机油、减少摩擦损失和换油次数等都是提高燃油经济性的有效途径。二、汽车结构对燃油经济性的影响汽车结构对燃油经济性有较大的影响，概括起来有以下几方面。1汽车的整备质量所谓汽车的整备质量是指包括燃油、冷却水、润滑油、备胎和随车工具等在内的汽车空车质量。减轻汽车的整备质量，实质上是减轻汽车的自身质量，也叫做汽车轻量化。汽车轻量化对改善汽车的燃油经济性有重要的意义。有资料表明，整备质量减轻10，油耗可减少8.5。因此，汽车轻量化问题成为现代新车开发中的重要内容之一。汽车的轻量化技术包括结构的合理设计和轻量化材料的使用两大部分。在结构设计方面，目前可用大型计算机，利用有限元法进行结构分析，对多种结构方案进行比较和改进，以达到轻量化的目的。如前置发动机前轮驱动，可以简化汽车传动系，减小传动系的质量；采用承载式车身，使发动机、变速器、油箱等总成都可直接安装在车身上；车身外板部件约占车身质量的20，如果尽可能使车身外形合理，就可减少板料的用量；在不影响车内乘坐活动空间的前提下，尽可能缩小整个尺寸；采用中片弹簧悬架等，都是实现汽车轻量化的有效措施。轻量化材料在汽车上的使用也在逐年扩大，车用轻量化材料主要有以下几种。(1)高强度钢板。主要用于车身内外板件，在减轻汽车自身质量的同时也相应提高了安全性。统计资料表明，最近高强度钢板的用量已占汽车用钢板的40以上。(2)铝材及铝合金。铝材的优点是质量轻、加工性好、耐腐蚀及热传导性好。主要用于发动机及不要焊接和承载的车身安装件，如发动机罩、车门、滑动车顶、前翼子板等。汽车用铝合金有锌铝合金，其强度和硬度高，耐磨，流动性也好；铝镁合金具有良好的冲压性、抗腐蚀性和可焊性，适于制造刚度要求较大的车身承载构件。(3)塑料。塑料有质量轻、易成形、易加工、易着色和耐腐蚀等优点。塑料制件在弹性变形时能吸收大量的碰撞能量，对强烈的撞击有缓冲作用。玻璃纤维增强塑料(SMC)有很高的机械强度可替代钢板制件。所以塑料在汽车上的用量逐年增加，如1969年每辆轿车上的塑料用量只有10Kg，而1990年美国每辆轿车上的塑料用量达136kg。塑料主要用于发动机罩、行李箱盖、顶盖、前后保险杠、翼子板、挡泥板、车门内外板、油箱、仪表板、方向盘、坐椅坐垫和车身骨架等构件。货车的装载质量与其整备质量之比称为“质量利用系数”，其数值愈大，制造中消耗的材料愈少，运输中的油耗与成本都会降低。目前有些中型货车的质量利用系数己超过1.4。2空气阻力因数随着公路交通设施的日趋完善，汽车行驶速度不断提高。改善汽车的外形，降低空气阻力系数和汽车迎风面积，对提高高速行驶汽车的燃油经济性有极明显的效果。有资料表明，典型轿车的空气阻力系数由0.5降低到0.3，高速行驶时，可使油耗降低22。目前，各汽车厂家对汽车空气动力特性进行了大量的研究和实践，己使轿车的空气阻力系数降至0.280.29。3传动系汽车传动系的档数、传动比和机械效率对汽车燃油经济性都有影响。当汽车在一定条件下行驶时，不同档位发动机的转速、负荷率均不相同，有效燃油消耗率也就不相同。变速器档位愈多，根据不同行驶条件选用档位的合理程度愈大，使发动机处于最经济工作状况的机会愈多，有利于提高汽车的燃油经济性。因此，目前轿车机械手动式变速器已基本上设置5个档位。大型货车有采用更多档位的趋势，如装载质量为4t的货车，有的已装用了7档变速器。重型汽车和牵引车的变速器档位可多至1012个，极有利于改善汽车的动力性和燃油经济性。但档位过多，不仅会使传动系结构复杂、制造成本和质量增加，而且也不便于操作和选档。有些汽车在变速器中设置传动比小于1的超速档，这是因为汽车空载或在良好路面上用直接档行驶时仍有较大的后备功率，发动机负荷率较低，这时改用超速档，可以提高发动机负荷率，降低有效燃油消耗率，改善汽车在良好路面上行驶和空载时的燃油经济性。档位无限多的变速器称为无级变速器。无级变速器在任何条件下都能提供使发动机在最经济工况下工作的可能性。若无级变速器始终能维持较高的机械效率，则汽车的燃油经济性会显著地提高。目前汽车装用较多的是液力机械式自动变速器，这种变速器普遍采用的是三元件单级液力变矩器加34个前进挡的行星齿轮传动装置，人们直接将其命名为“自动变速器”。采用自动变速器的汽车，由于它能传递最佳转矩，可降低油耗57，同时还明显地改善了驾驶员的工作条件。这种自动变速器在美国的装车率已达90以上。4轮胎滚动阻力和空气阻力一样是汽车在任何行驶条件下均存在的行驶阻力。滚动阻力是和滚动阻力系数成正比的，所以减小滚动阻力系数可相应提高汽车的燃油经济性。有试验资料表明，轮胎的滚动阻力系数减小10，可节油2。目前汽车对轮胎提出的要求是质量轻、耐磨耐久性好、高附着性和低滚动阻力系数等。现在公认综合性能最好的是子午线轮胎，子午线轮胎的帘布层是径向的，即帘线垂直于胎边。对轿车来说，子午线轮胎的使用已相当普及。至今，在新车上子午线轮胎的装用率已达8090。由于子午线轮胎具有以下优点，故在载重车和公共汽车上也正在大力推广使用。子午线轮胎的滚动阻力比普通斜交轮胎小2030，汽车燃油消耗量可降低38；子午线轮胎的承载能力大，胎体的帘布层数比普通斜交胎胎体的帘布层少将近一半，所以子午线轮胎的质量比普通斜交轮胎轻510；子午线轮胎由于径向变形大，所以在地面上的压力较小，胎面磨耗小，使用寿命比普通斜交轮胎可提高0.51倍。除此之外，子午线轮胎的附着和侧偏性能也比普通斜交轮胎好。三、汽车使用因素对燃油经济性的影响1驾驶技术不论汽车自身的性能如何，在实际使用中能否保持良好的燃油经济性，与驾驶员的驾驶技术水平密切相关。在车辆、行驶条件相同的情况下，因驾驶员的技术水平不同，可使实际燃油消耗量相差30以上。正确的驾驶操作方法包括以下几方面。汽车冷起动，特别在冬季冷起动时，要先预热，后起动，怠速运转至水温达40以上时，再起步。起步后用低档较低速度行驶一定距离，持水温和各总成油温升高后再进入正常行驶。汽车在行驶时车速不同，燃油消耗量也不一样，只有用经济车速行驶燃油消耗量才最低。一般汽车的经济车速是指直接档的经济车速。实际上，汽车各挡位都有相应的经济车速，汽车在不同条件下使用不同档位时，都应用其经济车速行驶。表2l为EQ1090汽车各档的经济车速及其百公里燃油消耗量。从表中可以看出，在一定的道路条件下，使用不同档位行驶，汽车燃油消耗量是不相同的。显然，道路条件和行驶车速一定，发动机发出的功率相同，选用档位愈低，后备功率愈大，发动机负荷率愈低，有效燃油消耗率愈高，百公里燃油消耗量就愈大。选用高档行驶的情况则相反，所以一般应尽可能用高档行驶。表21 东风EQ1090汽车各档经济车速及其百公里燃油消耗量档位经济车速（km/h）燃油消耗量（L/100km）一6.5二1259.4三2036.2四2525.7五5020.6 汽车在行驶过程中，切断发动机动力，依靠汽车的惯性行驶，称为汽车滑行。合理地使用“加速滑行的驾驶方法，在相同的平均车速下，比等速行驶的燃油经济性好。这是因为汽车加速时提高了发动机的负荷率，同时也提高了汽车的动能。在脱档滑行时，一部分动能释放出来用以克服行驶阻力。汽车脱档滑行时，发动机处于怠速工况，怠速的燃油消耗量是很低的。有试验表明，采用加速滑行的驾驶方法，当汽车满载时可使油耗降低14左右；空载时可使油耗降低22左右。 除加速滑行方法外还有减速滑行和下坡滑行驾驶方法。值得引起注意的是，不论哪种滑行都要因地制宜，在确保行车安全的条件下进行。滑行时发动机不应熄火。在高速公路上是禁止使用滑行的。 2挂车的应用 在运输条件允许的倩况下，汽车拖带挂车是提高运输生产率、降低成本的一项有效措施。汽车拖带挂车后，虽然整车的百公里燃油消耗量有所增加，但单位运输量的燃油消耗量即百吨公里燃油消耗量却有所下降。究其原因，是拖带挂车后提高了发动机的负荷率，降低了相应的有效燃油消耗率；挂车的结构简单，使整个列车的质量利用系数得到提高。如对某载质量为5t的货车在平原地区进行道路试验，结果是单车运输为5.6L100t·km，而拖带载质量为6t的挂车时，燃油消耗量为2.8L/100t·km，比单车的燃油消耗量降低50。 3汽车的技术状况 汽车各主要总成技术状况的良好程度，各配合间隙是否适当，都会影响汽车的燃油经济性。因此，平时要加强对汽车的维护保养，包括清洁、润滑、紧固、调整和故障排除等，以保持汽车技术状况的良好。 在发动机方面，需要经常进行保养、检查和调整的部位有冷却系、供油系、点火系及气缸压缩压力等，只有保证它们处于正常工作状态，才能使发动机有良好的性能。 汽车底盘技术状况的好坏与经常保养和调整的关系很大。只要正确调整前轮定位、制动器摩擦片与制动鼓的间隙、轮胎气压、传动系齿轮传动副的啮合间隙、轴承和油封的紧度及各相对运动零部件正常的润滑，就可以提高传动系的机械效率和减小汽车的行驶阻力，有利于改善汽车燃油经济性。 常用汽车滑行距离的长短来评价汽车技术状况的优劣。滑行距离长，说明汽车的技术状况好，燃油经济性也好。例如，某汽车以初速度为30km/h的滑行距离从254m降至173m，百公里燃油耗量增加了25.8。表22为不同质量的汽车在水平良好路面上应有的滑行距离。表22 不同总质量的汽车在水平良好路面上的滑行距离汽 车总质量（t）空 载满 载滑行初速度（km/h）滑行距离（m）滑行初速度（km/h）滑行距离（m）2330150200503.54.5302002505070070057302503005075080081030280350505001100第四节 汽车燃油经济性试验 汽车燃油经济性试验的目的是测定汽车在不同工况下的燃油消耗量，评定汽车的燃油经济性，鉴定各种节油措施的实际效果。 试验前的准备及试验条件与动力性试验要求基本相同。试验仪器有车速测定仪和燃油流量计，精度均为0.5，计时器的最小E数为0.1s。一、试验项目及方法 1直接档全油门加速燃油消耗量试验 汽车挂直接档，没有直接档可用最高档，以30±1km/h的速度，稳定通过500m的测速路段，在到达测试路段的起点时，油门突然全开，加速通过长度为500m的测试路段，测量并记录通过测试路段的加速时间、燃油消耗量及汽车到达测试路段终点时的速度。试验往返各进行两次，测得相同方向加速时间的相对误差不大于5。取四次测量结果的算术平均值作为测定值。 直接档全油门加速燃油消耗量试验的目的是为了检验汽车的综合技术状况。其测定值应符合该车技术条件的规定，否则，不能做其他项目的试验。 2等速行驶燃油消耗量试验 汽车用常用档，车速从20km/h(当最小稳定车速大于20 km/h时，从30 km/h)开始，以间隔10kmh的整数倍选取试验车速，稳定通过500m的测试路段，测量各车速下通过测试路段的时间和燃油消耗量。同一车速往返各进行两次，直至最高车速的90为止。至少要测定五个试验车速。 将各测量结果的算术平均值换算成等速百公里燃油消耗量，便可得到如图21所示的等速百公里燃油消耗量特性曲线。 3多工况燃油消耗量试验 我国已制定了轿车、微型汽车及各种类型的货车、客车的多工况燃油消耗量试验方法(参阅GB/T12545)。这里主要介绍总质量在350014000kg的载货汽车或非城市客车的多工况试验。其试验方法按图2-4及表2-3的规定试验循环进行。 汽车满载，用最高档以25 km/h的车速稳定通过50m的行程；在50m行程的终点，开始以0.25m/s2的加速度匀加速行驶150m，使车速达到40kmh；保持此车速稳定行驶250m；再以0.2 m/s2匀加速行驶175m，车速应达到50kmh保持此车速稳定行驶250m；最后以036 m/s2的匀减速度行驶200m，结束时车速应为25±3kmh。图2-4 六工况试验循环示意图表2-3 六工况循环参数工况序号运转状态（km/h）行程（m）累计行程（m）时间（s）加速度（m/s2）变速器档位2550507.2最高档254015020016.70.25最高档4025045022.5最高档405017562514.00.20最高档5025087518.0最高档5025200107519.3-0.36最高档对最高档的最小稳定车速大于25kmh的汽车，开始使用档位允许从最高档降低一档进行，当汽车进入等速行驶路段时，再换入最高档行驶。 试验中，汽车加速、等速和使用制动器减速行驶时，每个试验工况除单独规定外，车速偏差为12kmh；试验任何工况的时间偏差为±1s。 每个试验循环结束后，记录整个循环过程的燃油消耗量和通过时间。 按各试验循环规定完成一次试验后，汽车尽可能迅速掉头，从相反方向重复试验。试验往返各进行两次，取四次试验结果的算术平均值，经过换算成百公里燃油消耗量后作为多工况燃油消耗量试验的测定值。 4限定条件下的平均使用燃油消耗量试验 测试路段应设在三级以上的平原干线公路上，长度不小于50km。在正常的交通情况下尽可能保持匀速行驶。不同类型汽车的行驶速度为轿车：60±2 kmh；铰接式客车：35±2kmh；其他车辆：50±2 kmh。客车每隔lOkm停车一次，怠速lmin重新起步。试验过程中，记录制动次数、各档位使用次数、时间和行程。测定每50km单程的燃油消耗量，换算成百公里燃油消耗量。试验往返各进行一次，以两次试验结果的算术平均值作为限定条件下的平均使用燃油消耗量试验的测定值。 二、试验数据的校正 不同的试验条件对燃油消耗量试验数据有很大的影响。应将燃油消耗量的测定值校正到标准状况下的数值。所谓标准状况即：气温为20，气压为100kPa。此时汽油密度为0.742g/mL，柴油密度为0.830gmL。校正公式为 (L/100km) （211）式中 Q。实测的燃油消耗量的均值，L/100km；C1环境温度校正系数。C11+0.0025(20-T)；C2大气压力校正系数。C21+0.0021(p-100)；C3燃油密度校正系数。 汽油机：C31+0.8(0.742-)， 柴油机：C31+0.8(0.830-)；T试验时的平均环境温度，；p试验时的大气压力，kPa；试验用汽油或柴油的密度，g/mL。 对汽车燃油经济性的评价，可根据不同的试验目的和车辆的使用特点，合理选用上述四项试验结果。其中多工况试验的燃油消耗量是综合性评价指标，其他三项试验结果可作为单项评价指标。实 例例 某轻型货车装用汽油发动机的负荷特性如图25。负荷特性曲线的拟合公式为 bB0十B1Pe十B2P2e十B3P3e十B4P4e式中 b有效燃油消耗率，g(kW·h)； Pe发动机发出的功率，kW。轻型货车的有关数据：汽油发动机使用外特性的Tqn曲线的拟合公式为 式中, Tq为发功机转矩(N·m)；n为发动机转速(rmin)。 装载质量 2000kg 整车整备质量 1800kg 总质量 3880 kg 车轮半径 r=0.367 m 传动系机械效率 T0.85 坡度阻力系数 f0.013 空气阻力系数×迎风面积 2.77 主减速器传动比 5.83变速器传动比 =1.00（最高档） =1.71（次高档）已知燃油重度6.86NL拟合公式中的系数为：n/(r/min)B0B1B2B3B481512071614201226033006340338041326.81354.71284.41122.91141.01051.21233.91129.7-416.46-303.98-189.75-121.59-98.893-73.714-84.478-45.29172.37936.65714.5247.00354.47632.85932.97880.71113-5.8629-2.0553-0.51184-0.18517-0.091077-0.05138-0.047449-0.000752150.177680.0430720.00681640.00185550.000689060.000350320.0002823-0.000038568图2-5 汽油发动机的负荷特性与万有特性计算并绘制该轻型货车最高档和次高档的等速百公里燃油消耗量曲线。解析：<考虑满载时情况>等速百公里油耗公式: （L/100km） 由 最高档时: =1.00 n=815r/min,即 即： =3.4342kw 由负荷特性曲线的拟合公式: （L/100km） n=1207r/min,即 即： =5.6333 kw 由负荷特性曲线的拟合公式得:（L/100km） n=1614r/min, 即 即： =8.5929 kw 由负荷特性曲线的拟合公式得: （L/100km） n=2012r/min，即 即： =12.3730kw 由负荷特性曲线的拟合公式得:（L/100km） n=2603r/min, 即 即： =20.0690kw 由负荷特性曲线的拟合公式得:（L/100km） n=3006r/min,即 即： =27.0634kw 由负荷特性曲线的拟合公式得:（L/100km） n=3403r/min,即 即： =35.5911kw 由负荷特性曲线的拟合公式得:（L/100km） n=3804r/min，即 即： =46.0744kw由负荷特性曲线的拟合公式得:（L/100km）故有以上各个点可以做出最高档的等速百公里油耗曲线:同样,可做出次高挡的等速百公里油耗曲线(省略)总 结本章具体阐明了汽车燃油经济性的评价指标：用一定运行工况下汽车行驶100km的燃油消耗量或单位运输工作量的燃油消耗量来衡量，也有用单位燃油消耗量行使汽车行驶的里程来评价的。其中等速行驶百公里燃油消耗量是比较简单而且被广泛应用的一种评价指标。根据发动机的万有特性图和汽车的功率平衡图