汽车节能技术的原理及应用21637.docx

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1、汽车节能能技术的原理及及应用录1、 汽车燃料料经济性性评定指指标及试试验方法法21.1能能源和节节能21.2汽汽车燃料料经济性性评定指指标21.3汽汽车燃料料经济性性试验方方法21.3.1道路路试验法法41.3.2统计计法52、 影响汽车车燃油经经济性的的主要因因素及汽汽车节能能途径662.1汽汽车燃料料的能量量消耗662.1.1热量量转变为为机械功功时的损损失62.1.2指示示功率转转变为有有效功率率时的机机械损失失62.1.3有效效功率转转变为汽汽车去动动功率时时的传动动损失662.2影影响汽车车燃料经经济性主主要因素素及节能能途径772.2.1发动动机82.3车车辆结构构112.3.1整

2、车车匹配对对整车燃燃料经济济性的影影响1222.3.2轮胎胎对整车车燃油经经济性的的影响1152.3.3空气气阻力对对燃油经经济性的的影响1182.3.4重量量对整车车燃油经经济性的的影响2202.4底底盘传动动效率对对燃油经经济性的的影响2222.4.1润滑滑油、齿齿轮油的的选用对对燃油经经济性的的影响2232.4.2底盘盘各部分分的调整整对燃油油经济性性的影响响252.4.3行驶驶状况和和驾驶习习惯对燃燃油经济济性的影影响266概述随着国家家节能政政策的逐逐步实施施，国家家对汽车车燃油经经济性标标准的要要求越来来越严格格，同时时随着燃燃油价格格的持续续上涨，消消费者对对汽车产产品的燃燃油经

3、济济性也越越来越关关注。奥奥铃技术术中心借借工程研研究院要要求各事事业部进进行油耗耗摸底的的机会，并并结合工工程研究究院组织织的整车车降油耗耗技术讲讲座，特特做此材材料，供供大家参参考学习习。汽车燃料料经济性性评定指指标及试试验方法法1.1 能源和节节能中华人人民共和和国节约约能源法法中规规定了能能源和节节能的概概念。能源，是是指煤炭炭、原油油、天然然气、电电力、焦焦炭、煤煤气、热热力、成成品油、液液化石油油气、生生物质能能和其他他直接或或者通过过加工、转转换而取取得有用用能的各各种资源源。节能，是是指加强强用能管管理，采采取技术术上可行行、经济济上合理理以及环环境和社社会可以以承受的的措施，

4、减减少从能能源生产产到消费费各个环环节中的的损失和和浪费，更更加有效效、合理理的利用用能源。节节能是国国家发展展经济的的一项长长远战略略方针。1.2 汽车燃料料经济性性评定指指标汽车的燃燃料经济济性是指指汽车在在一定的的使用条条件下，完完成单位位运输量量所消耗耗燃料的的多少，是是汽车的的主要使使用性能能之一。汽车的燃燃料经济济性是用用汽车燃燃油消耗耗的多少少来评价价的，通通常用一一定运行行工况下下汽车行行驶百公公里的燃燃油消耗耗量或一一定燃油油量能使使汽车行行驶的里里程来衡衡量。我国及欧欧洲一般般采用升升/百公公里（LL/1000kmm）作为为汽车燃燃油经济济性的指指标来衡衡量。美美国、英英国

5、等一一些国家家则用英英里/加加仑（mmilee/Ussgall或MPPG）数数值作为为汽车燃燃油经济济性指标标，即用用每消耗耗1加仑仑的燃料料时汽车车行驶的的英里数数来表示示（1英英里=1.660933km,1美加加仑=33.7885L，11英加仑仑=4.5466L）,该数值值越大，则则说明该该车的燃燃油经济济性越好好。1.3 汽车燃料料经济性性试验方方法欧洲经济济委员会会（ECCE）规规定，要要测量车车速为990kmm/h和和1200km/h的等等速百公公里燃油油消耗量量和按EECE-R.115循环环工况的的百公里里燃油消消耗量，并并各取11/3相相加作为为混合百百公里燃燃油消耗耗量来评评定

6、汽车车燃油经经济性。图2-11 欧欧洲(EECE)测量汽汽车燃油油经济性性的工况况美国环境境保护局局（EPPA）规规定，要要测量城城市循环环工况（UUDDSS）及公公路循环环工况（HHWFEET）的的燃油经经济性（单单位为每每加仑燃燃油汽车车行驶英英里数mmilee/gaal），并并按下式式计算综综合燃油油经济性性（单位位为miile/gall），作作为综合合评价指指标。综合燃油油经济性性=1/（00.555/城市市循环工工况燃油油经济性性）+（00.455/公路路循环工工况燃油油经济性性）图2-22 美美国(EEPA)测量汽汽车燃油油经济性性的工况况我国常用用的汽车车油耗指指标是LL/100

7、0kmm，汽车车制造厂厂提供的的汽车燃燃油经济济性指标标就是如如此表示示的。汽汽车的燃燃油油耗耗量，可可以根据据发动机机台架试试验的结结果进行行计算，但但最简单单最常用用的方法法是通过过道路试试验确定定。我国运输输部门采采用的油油耗指标标有两个个：一个个是汽车车制造厂厂的油耗耗指标；另一个个是汽车车运输部部门，根根据气候候、道路路等条件件制定的的油耗指指标。前前者经过过专门的的试验确确定，后后者大多多根据统统计或者者实际道道路试验验确定。1.3.1 道路试验验法我国汽车车燃油消消耗量的的测定，有有GB/T 1125445.22-20001商商用车燃燃料消耗耗量试验验方法、GGB/TT 1992

8、333-20003轻轻型车燃燃料消耗耗量试验验方法和和GB/T 1125445.11-20001乘乘用车燃燃料消耗耗量试验验方法三三种试验验方法。1.3.1.1 商用车燃燃油消耗耗量试验验按照GBB/T 125545.2-220011商用用车燃料料消耗量量试验方方法的的规定，商商用车燃燃料消耗耗量试验验方法有有两种测测定方法法。1.3.1.1.1 等速行驶驶燃油消消耗量试试验等速行驶驶燃料消消耗量试试验及可可以在测测功机上上进行，也也可在道道路上进进行。测试路段段：试验验测试路路段长5500mm。试验方法法：汽车车用直接接档位（自自动变速速器车辆辆采用高高档），等等速行驶驶，通过过5000m的

9、测测试段，测测量通过过该路段段的时间间及燃料料消耗量量。试验车速速从200km/h(最最低稳定定车速高高于200km/h时，从从30kkm/hh)开始始，以110kmm/h的的整数倍倍均匀选选取车速速，直至至最高车车速的990%，至至少测试试5个试试验车速速。同一一车速往往返各进进行2次次。根据计算算结果，绘绘制成燃燃料消耗耗量（LL/1000kmm）与车车速（kkm/hh）的关关系曲线线，称为为等速油油耗曲线线。根据据曲线可可以比较较出燃料料经济性性的大小小。由于汽车车在行使使中有加加速、减减速、制制动等各各种工况况，而等等速行驶驶的机会会是很少少的，等等速油耗耗试验方方法与实实际使用用中的

10、情情况差别别较大，商商用车燃燃料消耗耗量试验验还需要要采用多多工况燃燃料消耗耗量试验验方法。1.3.1.1.2 多工况循循环燃料料消耗量量试验多工况循循环燃料料消耗量量试验既既可在测测功机上上进行，也也可以在在道路上上进行。城市客车车及双层层客车采采用四工工况循环环试验，其其他商用用车采用用六工况况循环试试验。试试验往返返各进行行两次，以以四次试试验结果果的算术术平均值值为多工工况多工工况燃料料消耗量量试验的的测定值值。图2-33 中中国测量量汽车燃燃油经济济性的工工况在底盘测测功机上上进行多多工况循循环道路路试验，取取3次试试验结果果的算术术平均值值为多工工况循环环燃料消消耗量试试验的测测定

11、值。多工况循循环燃料料消耗量量试验是是针对汽汽车使用用中的各各种工况况制定的的，有加加速、减减速、等等速，以以及不同同车速的的各种工工况，所所以试验验结果接接近实用用情况。1.3.1.1.3 轻型汽车车燃料消消耗量试试验方法法GB/TT 1992333-20003轻轻型车燃燃料消耗耗量试验验方法规规定了汽汽车在模模拟城市市和市郊郊工况循循环下，通通过测定定排放的的尾气含含量，用用碳平衡衡法计算算燃料消消耗量的的试验方方法和计计算方法法。该方法适适用于以以点燃式式发动机机或压燃燃式发动动机为动动力，最最大设计计车速大大于或等等于500km/h的MM1类（包包括驾驶驶员座位位在内，座座位数不不超过

12、九九座的载载客车辆辆），也也可用于于最大设设计总质质量不超超过3.5t的的M2类类（包括括驾驶员员座位在在内，座座位数超超过九座座，且最最大设计计总质量量不超过过50000kgg的载客客车辆）和和N1类类（最大大涉及总总质量不不超过335000kg的的载货车车辆）车车辆。轻型汽车车燃油消消耗量试试验方法法中二氧氧化碳、一一氧化碳碳和碳氢氢化合物物的测定定按GBB 1883522.2-20001轻轻型汽车车污染物物排放限限值及测测量方法法（）的的相关规规定进行行，其燃燃料消耗耗量的计计算方法法如下：汽油车：FC=0.111544(00.8666HC)+(00.4229CO)+（00.2773CO

13、2）/D柴油车：FC=0.111555(00.8666HC)+(00.4229CO)+（00.2773CO2）/D式中 FFC燃料消消耗量，LL/1000kmm；HC测得的的碳氢排排放量，gg/kmm；CO测得的的一氧化化碳排放放量，gg/kmm；CO2测得得的二氧氧化碳排排放量，gg/kmm；D2288KK（155摄氏度度）下试试验燃料料的密度度，kgg/L。1.3.1.2 乘用车燃燃料消耗耗量试验验方法按GB/T 1125445.11-20001乘乘用车燃燃料消耗耗量试验验方法的的规定，乘乘用车燃燃料消耗耗量试验验有两种种测定方方法。1.3.1.2.1 等速行驶驶燃料消消耗量试试验等速行驶

14、驶燃料消消耗量试试验既可可在测功功机上进进行，也也可以在在道路上上进行。测试路段段：试验验测试路路段长度度至少220000m。试验方法法：汽车车以900km/h和1200km/h的速速度等速速行驶，通通过测试试路段，测测量通过过该路段段的时间间及燃料料消耗量量。根据计算算结果，可可以比较较出燃料料经济性性情况。汽车在行行使中有有加速、减减速、制制动等各各种工况况，而等等速行驶驶的机会会是很少少的。等等速油耗耗试验方方法与实实际使用用中的情情况差别别较大。1.3.1.2.2 模拟城市市工况循循环燃料料消耗量量试验模拟城市市工况循循环燃油油消耗量量试验规规定在底底盘测功功机上进进行155种工况况循

15、环道道路试验验，取33次试验验结果的的算术平平均值为为模拟城城市工况况循环燃燃料消耗耗量试验验的测定定值。模拟城市市工况循循环燃油油消耗量量试验是是针对汽汽车使用用中的各各种工况况制定的的，有加加速、减减速、等等速，以以及不同同车速的的各种工工况，所所以试验验结果接接近实用用情况。1.3.2 统计法有些汽车车运输单单位有自自行规定定的汽车车油耗指指标，也也就是企企业的油油耗定额额，是用用统计方方法确定定的。一一般用于于月、季季度，或或者1年年的时间间为单位位进行统统计确定定。这种种统计试试验法，至至少应有有10辆辆以上的的车辆，行行驶里程程超过一一万公里里。这样样测得的的误差以以及偶然然性便会

16、会减少，测测试的结结果就比比较准确确。2 影响汽车车燃油经经济性的的主要因因素及汽汽车节能能途径2.1 汽车燃料料的能量量消耗汽车依靠靠发动机机发出的的动力，通通过传动动装置推推动汽车车前进，而而发动机机是依靠靠燃料在在气缸内内燃烧，放放出热量量，使燃燃气的温温度和压压力增加加，体积积膨胀，推推动活塞塞做功而而获得动动力。在在此过程程中，燃燃料燃烧烧后只有有一小部部分能量量转化为为有用功功，其余余大部分分以不同同形式分分别损失失在发动动机本身身和汽车车传动装装置中。汽汽车能量量转换时时的损失失情况，可可分为以以下三点点。2.1.1 热量转变变为机械械功时的的损失燃料发出出热能的的损失，主主要是

17、排排气、散散热、漏漏气等造造成的。发发动机工工作时气气缸内热热量的利利用程度度，用指指示功率率表示，它它是指气气体膨胀胀推动活活塞在单单位时间间内所做做的功。指示功率率=（推推动活塞塞做功的的有效热热量）/（燃料料总热量量）上式说明明，推动动活塞所所做功的的有效热热量越多多，发动动机的指指示功率率越高，则则热量损损失越少少。一般般四行程程汽油机机的指示示功率为为0.225-00.355，热量量损失达达65%-755%；柴柴油机的的指示功功率为00.4左左右，热热量损失失达600%。2.1.2 指示功率率转变为为有效功功率时的的机械损损失发动机工工作时活活塞所承承受的力力，经过过连杆使使曲轴旋旋

18、转，经经飞轮输输出动力力。由于于部分指指示功率率要消耗耗在发动动机本身身的摩擦擦损失上上，所以以从飞轮轮上实际际输出的的有效功功率要小小于指示示功率。为为表明发发动机指指示功率率的利用用程度，可可用机械械效率表表示。机械效率率=（有有效功率率）/（指指示功率率）汽油发动动机的机机械效率率约为00.7-0.99，说明明发动机机的功由由活塞经经曲轴到到飞轮时时，摩擦擦损失达达10%-300%，具具体见表表2-11。表2-11 柴油油机和汽汽油机热热量分配配表热量分配配转变为有有效功的的热量/%冷却水带带走的热热量/%废气带走走的热量量/%不完全燃燃烧损失失的热量量/%其他热损损失/%柴油机汽油机3

19、0-33519-22525-33230-44020-22521-2250-26-13310-2207-166注：其他他热损失失包括机机件摩擦擦损失和和发动机机外表面面热辐射射损失等等。2.1.3 有效功率率转变为为汽车动动功率时时的传动动损失发动机发发出的有有效功率率，经过过传动装装置传到到驱动轮轮时，由由于一部部分有效效功率损损失在传传动装置置中，所所以驱动动功率又又小于有有效功率率。为表表明有效效功率的的利用程程度，可可用传动动效率来来表示。传动效率率=（驱驱动轮功功率）/（有效效功率）不同车辆辆的传动动效率大大约为880%-95%，即有有5%-20%的有效效功率消消耗于传传动装置置中。直

20、直接档因因为是动动力直接接从中间间轴传递递，在变变速器内内部不经经过齿轮轮传递，所所以光从从传动效效率应来来说，直直接档比比其它档档位稍高高。图22-4为为一卡车车的能量量消耗分分布图。 图2-44卡车的的能量消消耗分布布图从上图可可以看出出，发动动机及附附件能耗耗占600%，克克服空气气阻力的的能量占占21%，能量量转化为为机械能能传到轮轮胎，用用于克服服轮胎滚滚动阻力力做功的的能量占占13%。汽车车节能的的关键是是降低图图中的热热能损失失和降低低摩擦。2.2 影响汽车车燃料经经济性主主要因素素及节能能途径影响汽车车燃料经经济性的的主要因因素，请请见鱼刺刺图2-5 。发动机发动机附件驾驶情况

21、冷却水温燃油种类驾驶技术进气阻力万有特性排气阻力驾驶习惯排放水平风扇离合器驾驶态度增压程度喷油正时齿轮油黏度行驶路线整车燃料经济性负荷程度驾驶员身体状况供油系统各缸工作情况润滑油选用天气影响 整车载重气候影响手制动间隙整车重量轮胎类型离合器间隙行驶时间空气阻力四轮定位后桥速比制动间隙路面状况变速箱选用用轮胎气压行驶车速行驶环境整车匹配整车状况离合器选用轮胎花纹图2-55影响汽汽车燃料料经济性性的主要要因素2.2.1 发动机2.2.1.1 发动机结结构发动机的的油耗对对汽车的的油耗有有决定性性的影响响，而发发动机的的油耗取取决于发发动机的的结构。发发动机的的压缩比比高、有有完善的的供油系系统及合

22、合理的燃燃烧室形形状、采采用电子子点火系系统等都都能降低低发动机机的比油油耗。下下面就以以上几方方面对比比油耗的的影响逐逐一分析析。2.2.1.1.1 冷却系对对热效率率的影响响发动机中中通过缸缸壁传给给冷却水水的热量量,在各各过程中中的比例例大致为为:膨胀胀过程770%-80%,排气气过程115%-20%,压缩缩过程55%-110%。可可见冷却却损失大大部分发发生在膨膨胀过程程中，此此过程的的温度和和压力下下降，造造成发动动机的功功率损失失。发动动机的工工作温度度，对发发动机的的热效率率有很大大影响。发动机启启动时升升温发动机启启动时，由由于水温温较低，燃燃油雾化化不良，发发动机不不能正常常

23、工作，加加之低温温时机油油的黏度度较大，摩摩擦损失失功率增增加，这这些都会会使油耗耗增加。发发动机启启动后，有有的驾驶驶员怕熄熄火，求求升温快快，往往往加大油油门，这这不仅严严重浪费费燃油，而而且增加加了发动动机的磨磨损。为为了节省省燃油和和保护发发动机，应应待发动动机水温温升到440C以上才才能起步步行驶。发动机工工作温度度高低对对燃料消消耗的影影响温度200C时，汽汽油的蒸蒸发率为为50%，而在在30C时蒸发发率为775%。发发动机温温度过低低，燃料料蒸发性性差，混混合气雾雾化不良良，油滴滴增多，各各缸进气气不均匀匀，混合合气偏稀稀，不易易燃烧或或火焰传传播速度度减慢，燃燃烧不充充分，因因

24、而油耗耗增加。发动机温温度过高高，空气气热膨胀胀过大，降降低了发发动机的的充气系系数，破破坏了空空燃比，使使混合气气偏浓，燃燃料燃烧烧不完全全，也导导致燃料料消耗增增大。发动机工工作温度度过高或或者过低低不但使使燃料消消耗增加加，也会会导致发发动机磨磨损增加加，使用用寿命受受到影响响。如果果温度太太高，会会造成发发动机的的早期磨磨损。表表2-33说明了了发动机机工作温温度（水水温）与与耗油量量及发动动机磨损损的关系系。表2-33 发发动机工工作温度度与耗油油量及磨磨损的关关系发动机冷冷却水温温度/C油耗/%磨损量/%发动机冷冷却水温温度/C油耗/%磨损量/%80-990605010010310

25、8100403020112125140500正确掌握握行车温温度经理论计计算和长长期实践践证明，发发动机正正常工作作的温度度是：水水箱出口口处水温温在755-855C范围内内（水温温表的温温度保持持在800-900C之间），发发动机舱舱内温度度保持在在30-40C。供给发动动机的燃燃料所放放出的热热量，在在发动机机中经过过一系列列复杂的的过程，只只有200%-335%转转变为有有用功，而而其余的的热量将将随废气气、冷却却介质等等不同途途径排出出发动机机。向发发动机供供给的燃燃料所放放出的热热量恒等等于转变变为有效效功和各各散失的的热量之之和，称称为发动动机的热热平衡。发发动机热热平衡各各部分组

26、组成的值值是随发发动机转转速和负负荷等情情况的改改变而变变化。在在全负荷荷情况下下工作时时，发动动机热平平衡各组组成部分分的大致致数值如如表2-4所示示。表2-44 发发动机的的热平衡衡热平衡各各项组成成汽油机/%柴油机/%热平衡各各项组成成汽油机/%柴油机/%转变为有有效功的的热量废气带走走的热量量冷却介质质带走的的热量19-22521-22530-44030-33520-22522-225不完全燃燃烧的热热损失其他热量量损失6-1337-1660-210-220从表中可可以看出出，冷却却介质带带走的热热量是相相当多的的，所以以掌握好好行车温温度，减减少不必必要的热热量损失失，对汽汽车节油油

27、有着很很重要的的影响。发动机的的工作温温度对油油耗的影影响非常常大，为为了使发发动机有有合适工工作温度度，现在在通常采采用风扇扇离合器器，适时时调整发发动机的的工作温温度。2.2.1.1.2 发动机换换气过程程对油耗耗的影响响 换气过程程可以用用充气效效率和换换气损失失来评价价。改善善换气过过程的目目的，是是使充气气过程中中充气效效率提高高和换气气损失减减少。目目前，汽汽车用发发动机的的最高转转速为，汽汽油机770000r/mmin，柴柴油机550000r/mmin。发发动机高高速运转转时，换换气过程程的持续续时间大大大缩短短，工质质流速明明显提高高，充气气效率明明显下降降、换气气损失也也会增

28、加加，影响响混合气气形成和和燃烧，使使发动机机性能恶恶化。所所以，换换气过程程对发动动机的性性能影响响很大，改改善换气气过程主主要通过过以下几几方面：2.2.1.1.2.1 减小进、排排气系统统的阻力力减小进、排排气系统统的阻力力，特别别是进气气系统的的阻力，对对于改善善换气过过程有着着重要作作用。减减小进、排排气系统统的阻力力，应该该注意以以下几点点。进、排气气门时面值是是评价气气门流通通能力的的参数，其其定义为为气门的的瞬时开开启截面面积在气气门开启启期间内内的积分分。传统统的发动动机通常常采用一一进一排排的两气气门结构构。增大大气门直直径可以以扩大气气门流通通路截面面积，提提高充气气效率

29、.在两气气门结构构中，进进气阀盘盘直径可可达活塞塞直径的的45%-500%，气气门与活活塞面积积之比为为0.22-0.25，进进气门比比排气门门一般大大15%-200%；但但由于受受到结构构限制，进进一步增增大比列列已经很很困难。为了进一一步增大大进气门门流通截截流面积积，普遍遍采用多多气门技技术。多多气门中中应用最最多的是是四气门门，即两两个进气气门和两两个排气气门。此此外，三三气门和和五气门门也可见见到。一一般情况况下，四四气门较较容易布布置驱动动机构，此此种结构构的进气气门流通通截面积积可以提提高300%-550%，充充气效率率的提高高使发动动机的功功率得到到明显提提高，经经济性也也有所

30、改改善。多气门（四四气门或或五气门门）技术术还具有有易实现现可变技技术、单单个气门门运动件件质量减减小、有有利于发发动机高高速化等等优点。对对于低速速工况而而言，由由于气体体流速相相对较低低而减弱弱了缸内内工质的的运动，可可能会带带来不利利的影响响，但可可以在发发动机低低速工况况下通过过关闭某某一进气气道来实实现加速速气流运运动，获获得需要要的气流流形式与与涡流强强度，这这便是进进气系统统的可变变技术。配气机构构配气机构构的基本本功能是是在运动动惯性力力许可的的前提下下，尽可可能的提提高气门门的流通通能力，即即提高气气门的时时面值。由由于运动动惯性力力与配气气机构的的运动质质量以及及运动加加速

31、度有有关，改改进配气气机构主主要是减减小配气气机构的的运动质质量、摩摩擦阻力力以及优优化凸轮轮型线等等，以更更有利于于配气机机构的高高速化。进、排气气通道进、排气气道的改改进也是是减小进进、排气气系统阻阻力的重重要措施施之一。进气道不不仅要保保证高的的流通性性能，而而且还要要满足发发动机组组织工质质运动的的要求。例例如，直直喷式柴柴油机中中，常通通过进气气道产生生一定强强度的进进气涡流流，以提提高可燃燃混合气气的形成成，改进进燃烧。这这就要求求对进气气道进行行特别的的设计。排气道的的改进不不仅可以以减小排排气系统统的阻力力，对增增压机还还可以提提高废气气可利用用程度。此外，进进、排气气系统中中

32、的空气气滤清器器、排气气消音器器、以及及催化转转化器等等，在保保证主要要功能的的同时，要要尽量降降低气体体流动阻阻力，减减少对换换气过程程产生不不良影响响。2.2.1.1.2.2 合理的的配气定定时 合理确定定配气定定时，对对于实现现一个完完善的换换气过程程，进而而提高发发动机性性能是十十分重要要的。由由于不同同的发动动机工况况对应着着不同的的最理想想配气定定时，最最理想的的情况是是实现配配气定时时随发动动机工况况变化而而实时调调节。“柔性配配气定时时”，即在在各种工工况下通通过电控控实现最最优的配配气定时时，是今今后发展展的方向向之一。配气定时时通过进进、排气气门开闭闭时刻和和开闭时时间的长

33、长短来控控制，通通常是延延迟进气气门关闭闭、提前前打开排排气门，反反映到发发动机曲曲轴转角角上即进进气迟闭闭角和排排气提前前角。为为了获得得最佳的的发动机机性能，在在发动机机高转速速和大负负荷下希希望进气气迟闭角角和排气气提前角角加大，有有较大的的气门升升程和较较大的气气门叠开开角；而而在低转转速和小小负荷下下，则希希望进气气迟闭角角和排气气提前角角较小，有有较小的的气门叠叠开角。轿轿车上普普遍采用用这种可可变气门门正时技技术。2.2.1.1.3 发动机的的压缩比比越高，其其热效率率就越高高，使用用时节油油越明显显发动机气气缸总容容积与燃燃烧室容容积之比比，叫压压缩比。它它表示气气缸内工工作混

34、合合气压缩缩后，容容积缩小小的倍数数。此数数值越大大，则压压缩比越越大。汽汽油发动动机的压压缩比一一般在77-100之间，柴柴油发动动机的压压缩比要要高的多多，一般般在166-222之间，发发动机压压缩比用用符号“”表示示。提高发动动机压缩缩比的理理论根据据是，压压缩比提提高后，可可以提供供发动机机的热效效率，也也就是提提高了发发动机动动力性和和经济性性。汽油油机压缩缩比与发发动机动动力性和和经济性性的关系系如表22-2所所示。表2-55 压压缩比与与发动机机动力性性和经济济性的关关系压缩比/汽油消耗耗/%发动机功功率/%压缩比/汽油消耗耗/%发动机功功率/%67810093881001031

35、149108582118120压缩比如如果提高高，压缩缩终了时时气缸内内的温度度和压力力就高，混混合气形形成的质质量就好好，有利利于燃烧烧，此时时的膨胀胀比也高高，因而而发动机机热效率率高。因因此，压压缩比高高的发动动机比压压缩比低低的发动动机动力力性好并并且省油油。但是是汽油发发动机压压缩比提提高到一一定程度度后，如如果再继继续提高高，发动动机的动动力性和和油耗指指标就会会变差，发发动机运运转中出出现了一一种像敲敲击气缸缸似的声声音，俗俗称“敲缸”，这是是由于气气缸里的的混合气气燃烧时时出现了了不正常常的爆震震燃烧。产产生爆震震燃烧时时，气缸缸内的气气体压力力波在极极短时间间内上升升很高，并

36、并且这种种压力波波在气缸缸内来回回反复的的震荡。爆爆震的结结果使活活塞等零零件受到到损伤，并并且使发发动机的的功率下下降，燃燃料消耗耗增多。为为了避免免产生爆爆震燃烧烧，必须须选用高高辛烷值值的汽油油，或者者相应的的改进发发动机燃燃烧室结结构。适适用于高高压缩比比的汽油油机结构构较紧凑凑，其形形状能促促使气流流产生一一定的旋旋转运动动。火花花塞在燃燃烧室中中的位置置也很重重要，最最好是位位于温度度较高、气气体较纯纯净的适适当部位位。柴油机选选用适当当的高压压缩比后后，可以以使压缩缩终了时时燃烧室室里的混混合气获获得较高高的压力力和温度度，有利利于柴油油迅速着着火并加加速燃烧烧。柴油油机的压压缩

37、比一一般是116-222，比比汽油机机高的多多。但是是，在这这样高的的压缩比比范围内内，再继继续提高高压缩比比对提高高发动机机热效率率的作用用就不明明显了。相相反，在在某些情情况下，压压缩比选选用过高高，燃烧烧产生的的最高压压力过分分增加，使使活塞、连连杆、曲曲轴等机机件受力力过大，对对发动机机的使用用寿命产产生不良良影响。2.2.1.1.4 绝热指数数越高，热热效率也也越高,油耗越越低绝热指数数k与气气缸里气气体的品品质有关关。例如如室温条条件下氦氦气的绝绝热指数数k是11.677，干空空气是11.444，湿空空气是11.333，各种种气体在在不同温温度时绝绝热指数数变化不不大。柴油机气气缸

38、内气气体燃烧烧之前是是空气，燃燃烧之后后气体成成分是二二氧化碳碳、水蒸蒸气、氮氮气和少少量空气气，此时时绝热指指数k一一般取值值为1.4。汽油机工工作时进进入气缸缸的是可可燃混合合气体，绝绝热指数数与混合合气的浓浓度有关关。较浓浓的可燃燃混合气气的绝热热指数较较低，因因而发动动机的热热效率也也低。反反之，当当可燃混混合气变变稀时，绝绝热指数数的数值值增加，发发动机热热效率也也将提高高，这便便是采用用稀薄燃燃烧的理理论依据据。适当当调稀可可燃混合合气，能能明显降降低燃油油的消耗耗。2.2.1.2 发动机的的种类对于传统统的发动动机而言言，柴油油机由于于压缩比比比汽油油机要高高的多，因因此柴油油机

39、比汽汽油机的的油耗要要低的多多。试验验和使用用证明，一一般装备备柴油发发动机的的轿车比比装汽油油发动机机的轿车车节油118%左左右，柴柴油发动动机载货货汽车比比汽油发发动机载载货汽车车节油330%左左右，加加上车用用柴油机机与车用用汽油机机相比加加工成本本低5%，目前前世界各各国正在在积极推推行轻型型载货汽汽车和轿轿车的柴柴油化。柴柴油发动动机有如如下优势势：l 热效率高高，燃油油消耗率率低，且且柴油价价格低，运运输成本本低；l 柴油机在在部分负负荷时由由于空燃燃比增大大了，混混合气绝绝热指数数增大，柴柴油机热热效率提提高；l 柴油机的的排气污污染较小小，它排排放产生生的温室室效应比比汽油机机

40、低455%，一一氧化碳碳含量低低。柴油机的的使用时时，要注注意柴油油牌号的的选择，如如果柴油油牌号过过高，则则燃油的的价格高高，造成成浪费；若选用用柴油牌牌号过低低，则会会因为燃燃油温度度过低，低低温不能能启动，燃燃烧不充充分，造造成燃油油消耗量量增高。应应按照GGB 2252，根根据气温温，选用用合适牌牌号的柴柴油。随着科技技的进步步，采用用缸内直直喷技术术的汽油油机，其其油耗相相对于传传统的汽汽油发动动机节油油3%-13%。缸内内直喷若若采用喷喷射导向向式分层层燃烧模模式，油油耗将进进一步降降低。此此技术已已在某些些高档轿轿车上使使用，并并且将会会是乘用用车汽油油发动机机的一个个发展趋趋势

41、。2.2.1.3 发动机的的负荷率率发动机负负荷率通通常是指指发动机机阻力矩矩大小。发发动机克克服阻力力矩必须须消耗燃燃油，增增加负荷荷就意味味着增加加发动机机每个工工作循环环的供油油量。汽汽油机是是通过节节气门位位置来控控制，柴柴油机是是通过喷喷油泵齿齿条位置置来控制制（非电电控发动动机），因因此我们们把汽油油机节气气门不全全开或柴柴油机喷喷油泵齿齿条位置置小于标标定功率率位置时时，称为为部分负负荷。反反映到整整车上，当当加速踏踏板踩到到底时，发发动机为为全负荷荷，加速速踏板部部分踩下下时为部部分负荷荷。发动动机的比比油耗随随发动机机负荷的的变化而而变化，在在负荷率率约为880%-90%时比

42、油油耗最低低，低负负荷和全全负荷时时比油耗耗都增加加。在发动机机负荷低低时，由由于功率率利用率率低，燃燃油消耗耗率增加加。若希希望汽车车的动力力性好，则则要求发发动机的的功率、扭扭矩大。但但是在一一般行驶驶时，由由于路况况较好，车车速也受受到一定定限制。这这就可能能使大功功率的发发动机经经常处于于小负荷荷工况下下运转，造造成燃油油消耗增增加。据据统计，在在平路上上以常用用速度行行驶时，往往往只利利用同转转速下发发动机最最大功率率的500%-660%，只只占发动动机最大大功率的的20%左右。汽汽车空载载低速行行驶时，发发动机功功率利用用更低。因因此，在在满足车车辆动力力性要求求的前提提下，不不宜

43、装用用功率过过大的发发动机。在在合适的的道路条条件下，利利用拖挂挂和半拖拖挂汽车车运输，可可提高发发动机的的负荷率率，使燃燃油消耗耗率下降降。以上分析析侧重于于乘用车车，特点点是整车车总质量量变化不不大。载载货汽车车主要是是侧重于于整车的的载货能能力，整整车匹配配不能完完全按照照以上分分析进行行。若按按照上面面原则，传传动系统统传动比比取得太太小的话话，虽然然整车的的油耗有有可能降降低，但但是整车车的超载载能力会会降低，驾驾驶过程程中会出出现加速速缓慢，爬爬坡无力力等问题题。载货货汽车的的传动系系取值要要综合车车辆使用用的情况况具体分分析。2.3 车辆结构构整车燃料料经济性性的高低低，除了了受

44、发动动机本身身影响外外，整车车匹配和和整车状状态的调调整也对对经济性性有很大大的影响响。结合合我们的的试验数数据，下下面就整整车的匹匹配、轮轮胎的选选用、风风阻的降降低和整整车质量量几个方方面来分分析车辆辆结构对对汽车燃燃料经济济性的影影响。2.3.1 整车匹配配对整车车燃料经经济性的的影响整车传动动系统匹匹配的目目的是，在在满足传传动系统统的扭矩矩匹配、空空间布置置、重量量要求和和符合行行业标准准及法规规要求的的同时，使使整车的的动力性性和燃料料经济性性达到最最佳状态态。汽车行驶驶时，等等速百公公里油耗耗和六工工况油耗耗与车速速的关系系及影响响因素见见图2-6。图2-66 等等速百公公里油耗

45、耗和六工工况油耗耗与车速速的关系系及影响响因素整车匹配配中，影影响比较较大是发发动机万万有特性性、变速速箱速比比、后桥桥速比三三个方面面影响。2.3.1.1 万有特性性曲线对对整车燃燃料经济济性的影影响图2-77 发发动机万万有特性性和后桥桥速比对对整车经经济性的的影响如上图所所示，整整车匹配配时，常常用工况况越靠近近中心11区，整整车的燃燃油消耗耗率就越越低，相相应的油油耗就越越低。最最理想的的状态是是，整车车常用工工况在中中心区域域1内。整整车发动动机确定定后，工工作曲线线通常由由调整后后桥速比比，使其其靠近或或者进入入发动机机最小燃燃油消耗耗率区域域。2.3.1.2 变速箱速速比对整整车

46、燃料料经济性性的影响响变速箱是是改变汽汽车速度度的。发发动机的的转速相相同时，不不同档位位，车速速不同，档档位越高高时车速速越高。对对于同一一档位，车车速越高高，相应应的发动动机转速速就越高高，整车车油耗就就高。不不同档位位，油耗耗是不一一样的。使使用低速速档时，发发动机的的后备功功率大、牵牵引力大大，功率率利用率率低，油油耗要高高于高速速档的油油耗。不不同的汽汽车，油油耗不同同，但用用高速档档比低速速档油耗耗低，这这个结论论是不变变的。多档变速速箱是降降油耗的的方式之之一。变变速箱档档位数增增加，其其速比级级差减小小，可选选择合适适的变速速箱速比比，使发发动机的的负荷率率在800%-990%

47、最最大功率率范围内内，提高高了发动动机的动动力性，此此时发动动机的比比油耗也也最低，又又减少整整车的燃燃料经济济性。发发动机过过低负荷荷和全负负荷时比比油耗都都将会增增加。图2-88 不不同档位位时换档档车速与与发动机机转速的的关系2.3.1.3 后桥速比比对整车车动力性性、经济济性的影影响在动力系系统其它它参数不不变的条条件下，若若要选定定最佳主主减速器器传动比比，通常常做出燃燃油经济济性加速时时间曲线线（此曲曲线通常常呈C形形，称之之为C曲曲线）。由由于后桥桥速比增增大时，整整车的动动力性提提高，油油耗增加加；相反反，整车车动力性性下降，油油耗降低低。图2-99 燃燃油经济济性加速时时间曲线线从图2-9可以以看出，后后桥速比比4.33点较好好的兼顾顾动力性性和