汽车的燃油经济性的评价指标.pptx

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1、第二章汽车的燃油经济性燃油经济性燃油经济性经济行驶的能力经济行驶的能力保证动力性条件下保证动力性条件下尽量少的燃油消耗量尽量少的燃油消耗量燃油经济性好燃油经济性好降低汽车的使用费用降低汽车的使用费用减少进口的石油量减少进口的石油量节约石油资源节约石油资源降低降低CO2等的排放等的排放第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 截止截止2006年底，我国已探明年底，我国已探明石油剩余经济可采储量为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亿吨，天然气剩余经济可采储量为24.49亿亿m3。中国石油的相当一部分依赖进口中国石油的相当一部分依赖进口 自自1993年开始，中国已成

2、为石油净进口国，且进口量逐年年开始，中国已成为石油净进口国，且进口量逐年增加；石油对外依赖程度越来越大。增加；石油对外依赖程度越来越大。2004年以来，中国的石年以来，中国的石油消费总量已经超过日本，位居世界第二位，仅次于美国。油消费总量已经超过日本，位居世界第二位，仅次于美国。世界汽车工业发展永恒的主题是世界汽车工业发展永恒的主题是节能节能 环保环保 安全安全第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性节能减排，可以有效减少温室气体的排放。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京都议定书年在防止地球变暖的京都会议上提出京都议定书在网上查找京都议定书

3、的相关资料。在网上查找京都议定书的相关资料。 至至2005年年2月，全球已有月，全球已有141个国家和地区签署该议定书。个国家和地区签署该议定书。 2005年年2月月16日，京都议定书正式生效。这是人类日，京都议定书正式生效。这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。历史上首次以法规的形式限制温室气体排放。第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性第一节 汽车燃油经济性的评价指标 本节将介绍中国、欧洲及美国燃油经济性的评价指标。本节将介绍中国、欧洲及美国燃油经济性的评价指标。 美国及日本美国及日本燃油经济性评价指标：燃油经济性评价指标：一

4、定运行工况下一定运行工况下一定量燃油行驶的里程，单位为一定量燃油行驶的里程，单位为mile/USgal或或MPG。 中国及欧洲中国及欧洲燃油经济性评价指标：燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定运行工况下百公里燃油消耗量，单位为百公里燃油消耗量，单位为L/100km 。思考：为什么要在思考：为什么要在一定运行工况下一定运行工况下评价汽车的燃油评价汽车的燃油经济性？经济性？燃油经济性的评价燃油经济性的评价指标指标第一节 汽车燃油经济性的评价指标第一节 汽车燃油经济性的评价指标1.等速工况宝来轿车等速油耗宝来轿车等速油耗1.8L 6.4M/7.0A/90km/h 8.5M/9.2A/120km/h

5、 1.8T6.1M/7.0A/ 90km/h8.7M/9.2A/120km/h 注：注：M代表手动挡汽车；代表手动挡汽车； A代表自动挡汽车。代表自动挡汽车。一定载荷下，以最高档在水一定载荷下，以最高档在水平良好路面上等速行驶平良好路面上等速行驶100km的燃油消耗量的燃油消耗量第一节 汽车燃油经济性的评价指标1.等速工况等速工况等速工况百公里油耗百公里油耗循环行驶试验工况循环行驶试验工况百公里油耗（或百公里油耗（或MPG）反映汽车实际的反映汽车实际的行驶情况行驶情况h/120km31h/90km31ECE3131混合以以L/100km计的计的1/3混合油耗为混合油耗为第一节 汽车燃油经济性的

6、评价指标2.循环行驶试验工况1）欧洲经济委员会（ECE）性公路循环工况燃油经济性城市循环工况燃油经济综合燃油经济性45. 055. 01第一节 汽车燃油经济性的评价指标2）美国环境保护局（EPA）（mile/USgal）第一节 汽车燃油经济性的评价指标3）中国相关规定第一节 汽车燃油经济性的评价指标3）中国相关规定第一节 汽车燃油经济性的评价指标车型车型工况工况 油耗油耗长安奥拓长安奥拓城市平均油耗城市平均油耗5.5夏利夏利厂方油耗厂方油耗5.0捷达前卫捷达前卫90km/h等速等速6.3桑塔纳桑塔纳200090km/h等速等速7.0帕萨特帕萨特1.8L城市工况城市工况11.9雅阁雅阁2.3城市

7、平均油耗城市平均油耗10.5大切诺基大切诺基城市城市19.5郊区郊区11.8综合综合14.6一些车型的百公里油耗一些车型的百公里油耗（不同企业所给数据、运行工况不统一）第一节 汽车燃油经济性的评价指标/ () 1L 100km第一节 汽车燃油经济性的评价指标汽车燃油消耗量的小结汽车燃油消耗量的小结排量大的车，油耗高；排量大的车，油耗高；自重大的车，油耗高；自重大的车，油耗高；城市油耗高于公路油耗；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。自动挡汽车的油耗高于手动挡汽车的油耗。 思考：通过以上相关数据，可以得出哪些结论？思考：通过以上相关数据，可以得出哪些结论？ 第二章第二章

8、汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 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。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。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发动机的万有特性图发动机的万有特性图Pe n b汽车功率平衡图汽车功率平衡图Pe ua(Pf+Pw)/T ua计算的基本依据计算的基本依据第二节 汽车燃油经济性的计算发动机负荷率低，发动机负荷率低，b增大增大第二节 汽车燃油经济性的计算等燃油消耗率等燃油消耗率曲线曲线发动机转速发动机转速

9、n=4000r/min汽车的车速汽车的车速 Ua=150km/h发动机功率发动机功率Pe =42kW燃油消耗率燃油消耗率b=270g/(kWh)万有特性图万有特性图车速车速ua燃油消耗率燃油消耗率燃油消耗量燃油消耗量发动机应提供的功率发动机应提供的功率Pe311()()360076140aDaefwTTGfUC AUPpp1.等速行驶工况燃油消耗量计算第二节 汽车燃油经济性的计算9.8 (ml/s)3600367.1eetPbPbQgg单位时间内的燃油消耗量单位时间内的燃油消耗量第二节 汽车燃油经济性的计算Pe 阻力功率阻力功率(kw)b 燃油消耗率燃油消耗率 燃油的密度燃油的密度（kg/L）

10、g重力加速度（重力加速度（m/s2）汽油汽油g=6.967.15N/L柴油柴油g=7.948.13N/Lg/(kW h)10003600aus9.8 (ml/s)3600367.1eetPbPbQgg行程行程s (m)车速车速ua (Km/h)所用时间所用时间t (s)3600 (ml)367.11000102eeaaPbPbssQg ug u等速行驶等速行驶s m 燃油消耗量燃油消耗量等速百公里燃油消耗量等速百公里燃油消耗量(L/100km)(L/100km)1.02esaPbQug第二节 汽车燃油经济性的计算31()3600761403600aaDeaTGfumuC AduPudt发动机应

11、提供的功率发动机应提供的功率滚动阻力功率滚动阻力功率空气阻力功率空气阻力功率加速阻力功率加速阻力功率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将ua2-ua1分成若干个小区间每个区间计算每个区间计算燃油消耗量燃油消耗量将所有区间的将所有区间的燃油消耗量相加燃油消耗量相加等加速行驶工况等加速行驶工况燃油消耗量燃油消耗量第二节 汽车燃油经济性的计算dtdut6 . 31u 汽车行驶速度每增加汽车行驶速度每增加1km/h 所需时间所需时间et367.1PbQgu每个小区间起始或终了时刻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车速对应的单位时间燃油消耗量tQQQt1t0

12、121u从行驶初速度从行驶初速度ua1加速至加速至 ua1+1km/h所需燃油量所需燃油量tQQQt2t1221u从行驶初速度从行驶初速度 ua1+1km/h再加速再加速1km/h所需燃油量所需燃油量第二节 汽车燃油经济性的计算tQQQtt)(21101tQQQtt)(21212tQQQtnntn)(21) 1(u将所有区间的燃油消耗量相加将所有区间的燃油消耗量相加如第一个区间的燃油消耗量为如第一个区间的燃油消耗量为如第二个区间的燃油消耗量为如第二个区间的燃油消耗量为tQQQtt)(21323第二节 汽车燃油经济性的计算110)(21nititntatQtQQQ2121tdtdutusaa21

13、21212221111()()/2/25.92/aaaaaaaadusuuuuudu dtdtdu dtuudu dtu等加速行驶工况燃油消耗量（等加速行驶工况燃油消耗量（mL）u等加速区间内行驶的距离等加速区间内行驶的距离222125.92aaauusdudtdtduuutaa/)(12第二节 汽车燃油经济性的计算等减速行驶等减速行驶发动机怠速状态发动机怠速状态等减速行驶等减速行驶燃油消耗量燃油消耗量怠速燃油消耗率怠速燃油消耗率(mL/s)等减速行驶时间等减速行驶时间3.等减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dtduuutaa/6 . 33232aauu减速时间减速时间t

14、 (s)减速过程燃油消耗量减速过程燃油消耗量 (ml)iaadQdtduuuQ/6 . 33232aauu怠速燃油怠速燃油消耗率消耗率(mL/s)第二节 汽车燃油经济性的计算等减速过程等减速过程行驶的距离行驶的距离 (m)daaddtduuus/92.25232232aauu怠速停车怠速停车燃油消耗量燃油消耗量怠速燃油消耗率怠速燃油消耗率怠速停车时间怠速停车时间siidtQQ4.怠速停车时的燃油消耗量第二节 汽车燃油经济性的计算循环工况循环工况等速等速等加速等加速怠速停车怠速停车等减速等减速百公里百公里燃油消耗量燃油消耗量CHINAECE-R.15100sQQs整个循环行驶的距离整个循环行驶的

15、距离5.整个循环工况的百公里燃油消耗量整个循环过程燃油消耗整个循环过程燃油消耗量之和量之和第二节 汽车燃油经济性的计算第二章第二章 汽车的燃油经济性汽车的燃油经济性 本节将从使用和设计两方面分析影响汽车燃本节将从使用和设计两方面分析影响汽车燃油经济性的因素。油经济性的因素。第三节 影响汽车燃油经济性的因素 1.02esaTPbCFbQgu汽车等速百公里燃油消耗量汽车等速百公里燃油消耗量行驶阻力行驶阻力1()11()efwTefwaTTPppPFFFu第三节 影响汽车燃油经济性的因素第三节 影响汽车燃油经济性的因素影响燃油经济性的因素有以下三个：影响燃油经济性的因素有以下三个：1.燃油消耗率b最

16、大负荷使用负荷负荷率1）发动机种类、设计制造水平。）发动机种类、设计制造水平。2）发动机的负荷率）发动机的负荷率 1.02esaTPbCFbQgu332.行驶中消耗的发动机功率 （ 或行驶阻力F ）降低汽车重量降低汽车重量G ，可以降低，可以降低 Ff ；降低汽车降低汽车CDA，可以降低空气阻力，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。 与总行驶阻力与总行驶阻力F成正比成正比 第三节 影响汽车燃油经济性的因素ePsFQeP3.怠速油耗、附件油耗、制动能量损耗 改进发动机设计、改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性。改进发动机

17、设计、改善用车交通环境可以提高汽车的燃油经济性。第三节 影响汽车燃油经济性的因素影响汽车影响汽车燃油经济性的因素燃油经济性的因素汽车的使用汽车的使用汽车的结构汽车的结构第三节 影响汽车燃油经济性的因素 低速时低速时FW ，Ff 但负荷率但负荷率 ，b 中等车速经济性中等车速经济性相对较好相对较好 高速时负荷率高速时负荷率 ， b 但但 FW ，FfQs第三节 影响汽车燃油经济性的因素1、行驶车速、行驶车速中速行驶较合理中速行驶较合理一、使用方面 使用高挡可节省燃油使用高挡可节省燃油汽车起步加速过程中：汽车起步加速过程中：从经济性角度出发要尽早从经济性角度出发要尽早换入高挡；换入高挡；从动力性角

18、度出发要用足从动力性角度出发要用足低挡。低挡。车速一定时，车速一定时， 一定一定用高挡，后备功率用高挡，后备功率负荷率负荷率b Qs 第三节 影响汽车燃油经济性的因素fwT()/PP2、挡位的选择、挡位的选择尽可能用高挡尽可能用高挡b负荷率FFbFsQ货车以货车以100tkm计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。计算成本，折算到每吨货物的油耗将降低。整车整备质量装载质量质量利用系数1）提高生产率）提高生产率3050；2）降低油耗）降低油耗20% 30%。较大较大带挂车运输时带挂车运输时带挂车运输带挂车运输第三节 影响汽车燃油经济性的因素3、挂车的应用、挂车的应用发动机的负荷率增加质量利用系数大

19、以以L/100t.km油耗下降油耗下降第三节 影响汽车燃油经济性的因素4、正确地保养与调整、正确地保养与调整发动机的性能汽车的行驶阻力影响影响二、汽车结构方面1.缩减轿车总尺寸和减轻质量第三节 影响汽车燃油经济性的因素Ff, Fw, Fi ,Fj 汽车越轻，油耗越低；柴油车的油耗明显低于汽油车。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因素车型车型整备质量整备质量/kg油耗量（综合）油耗量（综合）路虎发现路虎发现 V6 4.0 270015.2 劳斯莱斯劳斯莱斯 幻影幻影 V12 6.7 2495 15.9 梅赛德斯梅赛德斯-奔驰奔驰 E55 183512.9

20、 伊兰特伊兰特1.6自动舒适型自动舒适型 1210 9.0夏利夏利N3 9006.0奥拓奥拓 6704.0几种不同车型的油耗几种不同车型的油耗第三节 影响汽车燃油经济性的因素/ () 1L 100km思考思考大型轿车大型轿车 G大，尺寸大，大，尺寸大，Ff、FW、 、 均大均大装用大排量发动机，负荷率低，装用大排量发动机，负荷率低，b大大致使致使Qs增大增大为什么大型轿车油耗较高？为什么大型轿车油耗较高？第三节 影响汽车燃油经济性的因素iFjF Audi A8采用全铝承载式车身，质量减轻采用全铝承载式车身，质量减轻15，百，百公里油耗降低公里油耗降低5%8%。降低油耗措施：降低油耗措施：1升油

21、耗概念车减轻质量的措施升油耗概念车减轻质量的措施 镁合金的空间结构；碳素纤维合成材料的外部表面；镁合金的空间结构；碳素纤维合成材料的外部表面；车身总质量大约在车身总质量大约在74kg；轮毂采用钛合金；车轮轴承滚；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。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因素微型车铝和复合材料发动机发动机机械损耗机械损耗热损失热损失提高现有发动机的提高现有发动机的热效率和机械效率热效率和机械效率扩大柴油发动机扩大柴油发动机的应用范围的应用范围应用增压发动机应用增压发动机广泛采用电子广泛采用电子计算机控制技术计算机控制技术65%化学能

22、第三节 影响汽车燃油经济性的因素2.发动机主要途径想一想想一想柴油机有哪些特点？柴油机有哪些特点？ 提到提到柴油机柴油机时，人们想到的是时，人们想到的是黑烟黑烟、臭味臭味和和嘈杂嘈杂的的噪声噪声。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人。使用柴油发动机的拖拉机、坦克、轮船等给人粗粗大笨拙大笨拙的印象，似乎的印象，似乎难登大雅之堂难登大雅之堂。 具有现代技术水平的柴油车，早已不是具有现代技术水平的柴油车，早已不是工作粗暴、工作粗暴、吼声隆隆、黑烟滚滚的吼声隆隆、黑烟滚滚的“墨斗鱼墨斗鱼”形象，其性能与汽油车形象，其性能与汽油车没有什么区别。没有什么区别。第三节 影响汽车燃油经济性的因素车型车型发

23、动机发动机排量排量/L最高车速最高车速加速时间加速时间/s油耗量油耗量270CDIL5（柴油）（柴油）2.6852309.26.74240V6（汽油）（汽油）2.5972369.210.8柴油机可节能和降低排污。柴油机可节能和降低排污。奔驰奔驰CLK双门跑车双门跑车第三节 影响汽车燃油经济性的因素/()1km h/ () 1L 100km 单缸单缸SDI柴油柴油发动机；发动机； 排量排量0.299L；压缩比；压缩比16.5:1； 最大转矩最大转矩18.4Nm/2000r/min； 最大功率最大功率 6.25kW(8.5PS)/4000r/min； 发动机质量发动机质量26kg; 中置横放。中置

24、横放。1升油耗概念车发动机升油耗概念车发动机 柴油机热效率比汽柴油机热效率比汽油机高油机高30%； 用于轿车可降低油用于轿车可降低油耗耗30%； 在西欧新注册的汽在西欧新注册的汽车中，车中，2001年柴油车的年柴油车的份额为份额为32%，2005年柴年柴油车的份额上升到了油车的份额上升到了49.5% 。第三节 影响汽车燃油经济性的因素 我国一汽我国一汽2002年推出捷达柴油轿车，但我国柴油硫含年推出捷达柴油轿车，但我国柴油硫含量高，使用中排放物的烟度和微粒排放量较大。量高，使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：捷达目前我国柴油轿车有：捷达SDI、宝来、宝来TDI 1.9L、

25、奥迪、奥迪A6 2.5 TDI 、开迪、开迪SDI 。 TDI是英文是英文Turbo Direct Injection 的缩写，意为涡轮增的缩写，意为涡轮增压直接喷射（柴油发动机）。压直接喷射（柴油发动机）。 SDI是英文是英文Suction Direct Injection 的缩写，意为自然的缩写，意为自然吸气直接喷射（柴油发动机）。吸气直接喷射（柴油发动机）。第三节 影响汽车燃油经济性的因素 挡位越多，油耗越低；挡位越多，油耗越低； 无级变速最理想。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，挡位一定时可依靠液

26、力变矩器实现无级变速，其效器，挡位一定时可依靠液力变矩器实现无级变速，其效率仍需进一步提高才能做到真正省油。率仍需进一步提高才能做到真正省油。第三节 影响汽车燃油经济性的因素思考思考为什么挡位越多越省油？为什么挡位越多越省油？1）发动机的最经济工况最小燃油消耗特性 发动机负荷特性曲线发动机负荷特性曲线的包络线是发动机提供一的包络线是发动机提供一定功率时的最低燃油消耗定功率时的最低燃油消耗率曲线。率曲线。最低燃油最低燃油消耗率曲线消耗率曲线 利用发动机负荷特性利用发动机负荷特性曲线找到发动机提供一定曲线找到发动机提供一定功率（功率（ ）时最经济工况）时最经济工况下的转速（下的转速（n3）。）。P

27、ePe第三节 影响汽车燃油经济性的因素1）发动机的最经济工况最小燃油消耗特性 把各功率下最经济工况把各功率下最经济工况运转的转速标明在外特性曲运转的转速标明在外特性曲线图上，便得到线图上，便得到“最小燃油最小燃油消耗特性消耗特性”（A1A2A3）。）。A1A3A2Pe第三节 影响汽车燃油经济性的因素最小燃油消最小燃油消耗特性曲线耗特性曲线aa0377. 0unAuinri2）变速器传动比与最小燃油消耗特性曲线的关系n车速（车速（ua）一定时，燃油消耗率）一定时，燃油消耗率最低（最低（bmin）时对应的发动机转速；）时对应的发动机转速；第三节 影响汽车燃油经济性的因素A1A3A2PeePn0n1

28、n2n3enaa0377. 0unAuinrin车速（车速（ua）一定时，燃油消耗率）一定时，燃油消耗率最低（最低（bmin）时对应的发动机转速；）时对应的发动机转速；第三节 影响汽车燃油经济性的因素A1A3A2PeePn0n1n2n3en 当车速当车速 ua 一定时，由发动机转速一定时，由发动机转速 即可确定传动比即可确定传动比 ，变速器以，变速器以 工作，汽车的燃油经济性最好。工作，汽车的燃油经济性最好。 对于有级式变速器，挡数越多，对于有级式变速器，挡数越多，发动机工作转速越接近发动机工作转速越接近 。 无级变速时可以做到任何车速下无级变速时可以做到任何车速下发动机都在最经济转速发动机都

29、在最经济转速 工作。工作。enii2）变速器传动比与最小燃油消耗特性曲线的关系enen3）无级变速器的调速特性第三节 影响汽车燃油经济性的因素AB最大传动比最大传动比ED最小传动比最小传动比BC发动机转速为最大功率发动机转速为最大功率转速时，转速时， 与车速的关系曲线与车速的关系曲线AE发动机最低转速时发动机最低转速时 与车速的关系曲线与车速的关系曲线ii机械无级变速器（机械无级变速器（CVT）第三节 影响汽车燃油经济性的因素汽车的外形汽车的外形轮胎轮胎空气阻力系数空气阻力系数空气阻力空气阻力滚动阻力系数滚动阻力系数滚动阻力滚动阻力4.汽车外形与轮胎第三节 影响汽车燃油经济性的因素第三节 影响

30、汽车燃油经济性的因素汽车外形与燃油消耗汽车外形与燃油消耗滚动阻力与燃油消耗滚动阻力与燃油消耗第三节 影响汽车燃油经济性的因素不同轮胎与燃油消耗不同轮胎与燃油消耗第三节 影响汽车燃油经济性的因素第五节第五节 电动汽车的研究电动汽车的研究电动汽车电动汽车纯电动汽车纯电动汽车混合动力电动汽车混合动力电动汽车燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车主要方向主要方向1、混合动力汽车与纯电动汽车相比，其主要优势：、混合动力汽车与纯电动汽车相比，其主要优势： 1）电池容量减少，降低整车质量，提高动力性。）电池容量减少，降低整车质量，提高动力性。 2）采用了辅助动力驱动，打破了纯电动汽车行驶里程短）采用了辅助动力驱动

31、，打破了纯电动汽车行驶里程短的限制。的限制。 3）空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供）空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证了乘坐舒适性。应，保证了乘坐舒适性。 4）辅助动力可以向储能装置提供能量，无需停车充电，）辅助动力可以向储能装置提供能量，无需停车充电，不需要专用充电设施。不需要专用充电设施。 5）混合动力电动汽车的电池组使用过程中是浅充浅放，）混合动力电动汽车的电池组使用过程中是浅充浅放，延长电池的使用寿命。延长电池的使用寿命。一、混合动力电动汽车特点一、混合动力电动汽车特点2、混合动力汽车节省燃油的潜在优势、混合动力汽车节省燃油的潜在优势： 1）制动能量回

32、收制动能量回收汽车减速滑行或紧急制动时，电动机汽车减速滑行或紧急制动时，电动机处于发电机模式，回收部分在传统机械制动器中做为热能而处于发电机模式，回收部分在传统机械制动器中做为热能而消耗掉的制动能量，转化成电能储存于蓄电池中。消耗掉的制动能量，转化成电能储存于蓄电池中。 2）消除怠速工况（或怠速工况大大减少）消除怠速工况（或怠速工况大大减少）发动机可以发动机可以在停车期间和减速制动期间关闭，消除了怠速工况，节省燃在停车期间和减速制动期间关闭，消除了怠速工况，节省燃油。油。 3）发动机排量减少发动机排量减少由于电动机的助力作用，使得发动由于电动机的助力作用，使得发动机的额定功率减少，可使发动机运

33、行在具有更高效率的较高机的额定功率减少，可使发动机运行在具有更高效率的较高负荷区负荷区,油耗减少，排放降低。且发动机重量更轻，有利于燃油耗减少，排放降低。且发动机重量更轻，有利于燃油经济性。油经济性。 4）电动机驱动电动机驱动某些混合动力汽车的电动机可以单独驱某些混合动力汽车的电动机可以单独驱动汽车起步加速，避免了发动机在低效区运行。动汽车起步加速，避免了发动机在低效区运行。混合动力汽车燃油经济性的限制因素：混合动力汽车燃油经济性的限制因素： 1 1）较高的重量：较高的重量：能量储存单元、电机和其他元件增加了混 合动力汽车的重量。 2 2）电力损失）电力损失混合动力汽车排放减少的原因混合动力汽

34、车排放减少的原因 ： 1 1）发动机燃油经济性的提高将使）发动机燃油经济性的提高将使 CO CO2 2排放减少；排放减少； 2 2）采用较小排量的发动机使）采用较小排量的发动机使HCHC和和NOxNOx降低。降低。发动机发动机发电机发电机 蓄电池组蓄电池组电动机电动机/控制器控制器主要用途：城市公交车和大客车主要用途：城市公交车和大客车 1 串联型混合动力汽车串联型混合动力汽车二、混合动力电动汽车结构二、混合动力电动汽车结构发动机辅助型发动机辅助型串联型混合动力汽车的特点：串联型混合动力汽车的特点：1 1）发动机与驱动车轮无直接机械联系，发动机可以控制在最佳效率区）发动机与驱动车轮无直接机械联

35、系，发动机可以控制在最佳效率区或最低排放区运行；或最低排放区运行；2 2）不需要离合器和变速器（或采用少级变速器），各部件布置灵活；）不需要离合器和变速器（或采用少级变速器），各部件布置灵活；3)3)电动机的电能由发电机和电动机的电能由发电机和/ /或蓄电池提供或蓄电池提供；4）适用于在市内低速运行的工况。在繁华的市区适用于在市内低速运行的工况。在繁华的市区, , 汽车在起步和低速汽车在起步和低速时还可以关闭发动机时还可以关闭发动机, , 只利用电池进行功率输出只利用电池进行功率输出, , 使汽车达到零排放要使汽车达到零排放要求。求。 5）系统的负载能力完全取决于电动机的额定功率，而且电动机的

36、转速系统的负载能力完全取决于电动机的额定功率，而且电动机的转速不能太低或太高，否则效率很低不能太低或太高，否则效率很低 ；6）在发动机的机械能经发电机转化为电能，再由电动机转化为机械能）在发动机的机械能经发电机转化为电能，再由电动机转化为机械能的过程中，存在比较大的能量损失。另外，为了能够传递发动机最大功的过程中，存在比较大的能量损失。另外，为了能够传递发动机最大功率，发电机的尺寸大。率，发电机的尺寸大。1 1）汽车起动）汽车起动 / /加速行驶加速行驶 / /正常行驶工况正常行驶工况 发动机通过发电机和蓄电池向电动机提供电能，驱动车轮行驶。发动机通过发电机和蓄电池向电动机提供电能，驱动车轮行

37、驶。 在市区起步和低速行驶时还可以关闭发动机在市区起步和低速行驶时还可以关闭发动机, , 只利用电池向电动机只利用电池向电动机提供电能提供电能, , 达到零排放要求。达到零排放要求。2 2）轻载充电工况）轻载充电工况 当电池当电池SOCSOC低于设定值时，发动机的一部分功率将通过发电机和功低于设定值时，发动机的一部分功率将通过发电机和功率转换器向电池充电，另一部分则向电动机提供电能。率转换器向电池充电，另一部分则向电动机提供电能。 3 3）减速制动工况）减速制动工况 电动机作为发电机，将驱动轮的动能转化为电能向电池充电。电动机作为发电机，将驱动轮的动能转化为电能向电池充电。 4 4）停车充电工

38、况）停车充电工况 停车时，如果电池停车时，如果电池SOCSOC低于设定值时，发动机通过发电机和功率转低于设定值时，发动机通过发电机和功率转换器向电池充电换器向电池充电。 串联型混合动力汽车的工作模式：串联型混合动力汽车的工作模式：发动机发动机发电机发电机 蓄电池组蓄电池组电动机电动机/控制器控制器并联型混合动力汽车并联型混合动力汽车电动机电动机/控制器控制器发动机发动机蓄电池蓄电池转矩合成器转矩合成器变速器变速器并联型混合动力汽车的特点：并联型混合动力汽车的特点：1) 1) 发动机和电动机可以单独驱动或者联合驱动车轮；发动机和电动机可以单独驱动或者联合驱动车轮；2 2）不需要额外的发电机，减少

39、了整车净重和成本；）不需要额外的发电机，减少了整车净重和成本；3 3）发动机和电动机的功率比串联型的小）发动机和电动机的功率比串联型的小 ；4 4）发动机和驱动轮直接机械连接，减少了电能转化的损失，但是发动机必）发动机和驱动轮直接机械连接，减少了电能转化的损失，但是发动机必 须在一个较宽的转速范围内工作，对汽车的排放和油耗不利须在一个较宽的转速范围内工作，对汽车的排放和油耗不利 ；5 5）最适合于汽车在中、高速稳定行驶的工况。而在其它的行驶工况）最适合于汽车在中、高速稳定行驶的工况。而在其它的行驶工况, , 由于由于 发动机不在其最佳的工作区域内运行发动机不在其最佳的工作区域内运行, , 发动

40、机的油耗和排污指标不如串发动机的油耗和排污指标不如串 联型。联型。主要用途：轿车、货车、主要用途：轿车、货车、SUVSUV电力辅助型电力辅助型并联型混合动力汽车的分类并联型混合动力汽车的分类按发动机和电动机的功率大小按发动机和电动机的功率大小分分按蓄电池组的荷电量变化情况分按蓄电池组的荷电量变化情况分重度混合型重度混合型 轻度混合型（如轻度混合型（如ISG型混合动力汽型混合动力汽车）车）微度混合型微度混合型 （怠速停）（怠速停）荷电量维持型荷电量维持型 （车载充电）（车载充电）荷电量消耗型荷电量消耗型 （车外充电（车外充电 ）并联型混合动力汽车的工作模式并联型混合动力汽车的工作模式1) 1)

41、汽车起动汽车起动/节气门全开加速节气门全开加速工况工况 在一般起步加速工况时，离合器断开，由电动机单独驱动在一般起步加速工况时，离合器断开，由电动机单独驱动汽车起步，或者由发动机单独驱动汽车起步；当汽车节气门汽车起步，或者由发动机单独驱动汽车起步；当汽车节气门全开加速时，发动机和电动机联合驱动汽车。全开加速时，发动机和电动机联合驱动汽车。 2）正常行驶工况）正常行驶工况 电动机关闭，汽车仅由发动机驱动。电动机关闭，汽车仅由发动机驱动。3）轻载充电工况）轻载充电工况 当电池当电池SOCSOC低于设定值时，发动机的富裕功率将通过发电低于设定值时，发动机的富裕功率将通过发电机和功率转换器向电池充电。

42、机和功率转换器向电池充电。4）减速制动工况）减速制动工况 电动机以发电机模式工作，将驱动轮的动能转化为电能并电动机以发电机模式工作，将驱动轮的动能转化为电能并通过功率转换器向电池充电通过功率转换器向电池充电 。5）停车充电工况）停车充电工况 停车时，如果电池停车时，如果电池SOCSOC低于设定值，发动机通过发电机和低于设定值，发动机通过发电机和功率转换器向电池充电。功率转换器向电池充电。 荷电量消耗型车辆则采用车外充电器充电荷电量消耗型车辆则采用车外充电器充电 。混联型混合动力汽车混联型混合动力汽车发动机发动机蓄电池蓄电池电动机电动机发电机发电机 功率转换器功率转换器变变速速器器 混联型驱动系

43、统是串联型与并联型的综合。发动机发出的功率一部混联型驱动系统是串联型与并联型的综合。发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥分通过机械传动输送给驱动桥, ,另一部分则驱动发电机发电。发电机发另一部分则驱动发电机发电。发电机发出的电能由控制器控制出的电能由控制器控制, ,输送给电动机或电池输送给电动机或电池, ,电动机产生的驱动力矩电动机产生的驱动力矩通过动力复合装置传送给驱动桥。这种系统的结构形式和控制方式充通过动力复合装置传送给驱动桥。这种系统的结构形式和控制方式充分发挥了串联式和并联式的优点分发挥了串联式和并联式的优点, ,能够使发动机、发电机、电动机等部能够使发动机、发电机、电动机

44、等部件进行更多的优化匹配件进行更多的优化匹配, ,从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统工作在最优状态工作在最优状态, , 因此更容易实现排放和油耗的控制目标。因此更容易实现排放和油耗的控制目标。 1.发动机负荷特性发动机负荷特性 n1n2n3ben1n2n3Pe全开全开ben1n2n3u% u% 负荷率负荷率全开全开负荷率负荷率u u：某一转速：某一转速n ne e下，节气门部分开启时发出的功率下，节气门部分开启时发出的功率与该转速下节气门全开时最大功率之比。与该转速下节气门全开时最大功率之比。u=0（空转）；（空转）；u=100%（全开）（全开）转速n不变，汽油机的经济性指标随负荷 节气门开度变化的关系 2、发动机万有特性全面评价经济性, 应作出不同n下的许多负荷特性曲线 万有特性曲线