汽车使用经济性.ppt
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1、汽车运用工程汽车运用工程 汽车汽车使用经济性使用经济性汽汽 车车 运运 用用 工工 程程2引引 言言 汽车使用经济性是为了完成单位运输量所支付的最少费用的一种使用性能。它是评价汽车营运效果的综合性指标。统计资料表明,我国营运汽车的平均运输成本中,汽车运行材料费(燃料费和轮胎费)占比率最大,达40以上。其消耗和节约的研究,对提高汽车使用经济性具有重要作用,本章将从汽车运行材料的合理性作用方面来讨论汽车使用经济性。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程3第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性一、汽车燃料经济性的评价指标一、汽车燃料经济性的评价指标&定义定义 是是指指汽汽车车以以最最少少的的燃燃料料
2、消消耗耗完完成成单单位位运运输输工工作作量量的的能能力力,它是汽车使用的主要性能之一。它是汽车使用的主要性能之一。&指标指标1.单位行程燃料消耗量单位行程燃料消耗量,即,即L/100km,主要由厂家采用。其,主要由厂家采用。其值越小越好。值越小越好。2.单位运输工作的燃料消耗量单位运输工作的燃料消耗量,即,即L/100tkm,由运输企业采由运输企业采用,越小越好。用,越小越好。3.消耗单位量燃料所经过的行程消耗单位量燃料所经过的行程,即,即km/L,由厂家采用,越大由厂家采用,越大越好越好。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程44.平均燃料运行消耗特性,平均燃料运行消耗特性,主要用于科研。主要用
3、于科研。(1)定义)定义 在在不不同同道道路路条条件件下下,燃燃料料消消耗耗量量(L/100km)与与有有效效载载荷荷(t)之间的关系。)之间的关系。(2)用途)用途 作为合理选用汽车的依据;作为合理选用汽车的依据;全面评价汽车使用经济性;全面评价汽车使用经济性;企业制定燃烧定额的依据。企业制定燃烧定额的依据。第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性汽汽 车车 运运 用用 工工 程程5第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性二、汽车燃料经济性的试验方法二、汽车燃料经济性的试验方法不控制的道路试验不控制的道路试验控制的道路试验控制的道路试验道路循环试验道路循环试验汽车测功机汽车测功机例例 汽
4、车运行油耗汽车运行油耗:时间长、消耗大、样本:时间长、消耗大、样本大、距离长、大、距离长、数据不准数据不准例例 海南试验场海南试验场例例 多工况循环试验多工况循环试验:等速百公里油耗等速百公里油耗:优点:优点为重复性好、时间少、消耗低。为重复性好、时间少、消耗低。例例 转鼓试验台转鼓试验台 优点:优点:条件控制,数据准确、方便;条件控制,数据准确、方便;不受气候条件限制;不受气候条件限制;可测多个参数如可测多个参数如排放;排放;质量法、体积法均可。质量法、体积法均可。缺点:缺点:空气阻力、滚动阻力是模拟的;空气阻力、滚动阻力是模拟的;惯性力也不精确;惯性力也不精确;冷却条件不一样。冷却条件不一
5、样。控制因素:控制因素:道路、道路、气候、交通状况、气候、交通状况、驾驶技术驾驶技术汽汽 车车 运运 用用 工工 程程6第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性方法1 最高档全油门加速燃油消耗量试验 汽车初始速度V初201km,稳定后,通过50m测速段,然后油门全开,通过500m测定加速时间和消耗量。方法 2 等速行驶燃油消耗量试验 (1)路面条件 试验在纵坡不大于0.3的混凝土、沥青道路,要求路面干燥、平坦、清洁,测量路段长度500km(或1km),两端可方便的使汽车调头。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程7第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性(2)气候条件 气温035,气压98kp
6、a103kpa,相对湿度5095,风速小于3m/s.(3)汽车条件 要求技术状况良好,试验前必须充分预热,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。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程8第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性(4)试验方法 用最高档等速行驶,从车速20km/h开始,以车速10km/h的整倍数直至该档最高车速的80%,至少测定5点。通过500m(或1km)测量路段,测定耗油量和时间,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的缩短,以保持稳定的热状况。往复试验四次的油耗量差值不应超过5%,取四次实验结果的平均值为等速行驶的油耗量。汽汽 车车 运
7、运 用用 工工 程程9第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性方法3 多工况燃油消耗量试验 (1)货车采用六工况;(2)微型车采用十工况;(3)客车采用四工况;(4)轿车采用二十五工况。方法4 限定条件下平均使用燃料消耗量试验 要求:行驶路程50km,车速ua=45km/h,结果折合成百公里燃油消耗量。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程10第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性汽汽车车测测功功机机上上的的循循环环试试验验汽汽 车车 运运 用用 工工 程程11第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性三、汽车燃料经济性的计算方法三、汽车燃料经济性的计算方法在汽车设计与开发工作中,常需要根据
8、发动机台架试验得到的在汽车设计与开发工作中,常需要根据发动机台架试验得到的万有万有特性图与汽车功率平衡图特性图与汽车功率平衡图,对,对汽车燃油经济性进行估算汽车燃油经济性进行估算。1.1.燃料消耗方程式燃料消耗方程式汽车燃料方程式汽车燃料方程式表明燃料消耗量表明燃料消耗量与影响因素与影响因素(发动发动机燃料经济性、机燃料经济性、汽车结构参数、汽车结构参数、行驶条件等行驶条件等)的关的关系。它全面地表系。它全面地表述了汽车燃料经述了汽车燃料经济性。济性。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程12第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性2.2.等速百公里油耗计算等速百公里油耗计算汽汽 车车 运运 用
9、用 工工 程程13第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性汽汽 车车 运运 用用 工工 程程14第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性等速百公里油耗曲线变化规律分析等速百公里油耗曲线变化规律分析 UaUQ:当Ua增加时,Pe增大,Q增大;同时,负荷率增大,be减小,使Q减小。因前者起主导作用,故Q增大。车速一定时,好路省油,坏路费油。路面一定,档位不同:高档省油,低档费油。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程153.3.加速行驶油耗计算加速行驶油耗计算第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性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(s)为)为从行驶初速从行驶初速u
10、a1加速至加速至ua11km/h所需燃油量(所需燃油量(mL)为)为汽汽 车车 运运 用用 工工 程程16由车速ua11km/h再增加1km/h所需的燃油量(mL)为第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性依此,每个区间的燃油消耗量为整个加速过程的燃油消耗量(mL)为加速区段内汽车行驶的距离(m)为汽汽 车车 运运 用用 工工 程程174.4.减速行驶油耗计算减速行驶油耗计算第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性 减速行驶时,油门松开(关至最小位置)并进行轻微制动,发动机处于强制怠速状态,其油耗量即为正常怠速油耗。所以,减速工况燃油消耗量等于减速行驶时间与怠速油耗的乘积。减速时间(s)为
11、减速过程燃油消耗量(mL)为减速区段内汽车行驶的距离(m)为汽汽 车车 运运 用用 工工 程程185.5.怠速停车油耗计算怠速停车油耗计算6.6.整个循环工况百公里油耗计算整个循环工况百公里油耗计算第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性 若怠速停车时间为若怠速停车时间为ts(s),则燃油消耗量(),则燃油消耗量(mL)为)为 对于由对于由等速、等加速、等减速、怠速停车等速、等加速、等减速、怠速停车等行驶工况组成等行驶工况组成的循环,如的循环,如ECE-R.15和我国货车六工况法,其整个试验循环和我国货车六工况法,其整个试验循环的百公里燃油消耗量的百公里燃油消耗量(L/100km)为为式中,
12、式中,为所有过程油耗量之和(为所有过程油耗量之和(mL););s 为整个循环的行驶距离(为整个循环的行驶距离(m)汽汽 车车 运运 用用 工工 程程19第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性四、汽车运行燃料消耗量定额计算法四、汽车运行燃料消耗量定额计算法制定原则:影响汽车运行燃料消耗量因素,除制定原则:影响汽车运行燃料消耗量因素,除汽车结构、工艺汽车结构、工艺水平、车况水平、车况外,还有外,还有道路、载荷、运距、环境条件及驾驶水平道路、载荷、运距、环境条件及驾驶水平等,其中包括随机因素、自然因素和人为因素。为了全面建立等,其中包括随机因素、自然因素和人为因素。为了全面建立数学表达式,该标准
13、只考虑了可等级化和数量化的因素,如道数学表达式,该标准只考虑了可等级化和数量化的因素,如道路、载荷、气温、海拔高度等。路、载荷、气温、海拔高度等。“汽车运行燃料消耗量汽车运行燃料消耗量”国家标准国家标准 汽车运行燃料消耗量计算式用于计算汽车在不同运行条件汽车运行燃料消耗量计算式用于计算汽车在不同运行条件下运行时所消耗的燃料限额,以限制和考核汽车运行燃料经济下运行时所消耗的燃料限额,以限制和考核汽车运行燃料经济性。它由性。它由汽车基本运行燃料消耗量汽车基本运行燃料消耗量和和汽车运行条件修正系数汽车运行条件修正系数两两部分构成。部分构成。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程20第一节第一节 汽车燃料
14、经济性汽车燃料经济性1.载货汽车:载货汽车:式中式中 qaqa:汽车空驶基本油耗,:汽车空驶基本油耗,L/100kmL/100kmqbqb:货物周转量的基本附加油耗,:货物周转量的基本附加油耗,L/100tkmL/100tkmqcqc:整备质量变化的基本附加油耗,:整备质量变化的基本附加油耗,L/100tkmL/100tkmSiSi:该运行条件的行驶里程,:该运行条件的行驶里程,kmkmwiwi:该运行条件的载质量,:该运行条件的载质量,t tmm:整备质量增量,:整备质量增量,t tK=Kti Kri Khi KiK=Kti Kri Khi KiKtiKti:该运行条件下的气温修正系数:该运
15、行条件下的气温修正系数KriKri:该运行条件下的道路修正系数:该运行条件下的道路修正系数KhiKhi:该运行条件下的海拔修正系数:该运行条件下的海拔修正系数KiKi:该运行条件下的燃料密度修正系数:该运行条件下的燃料密度修正系数汽汽 车车 运运 用用 工工 程程21第一节第一节 汽车燃料经济性汽车燃料经济性2.大型客车大型客车式中:式中:Ni 该运行条件下乘客人数,该运行条件下乘客人数,P。3.轿车轿车式中:式中:q汽车空车质量综合基本燃料消耗量,汽车空车质量综合基本燃料消耗量,L/100km。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程22第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济
16、性的途径和技术汽汽 车车 运运 用用 工工 程程23第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术一、影响汽车燃料经济性的因素一、影响汽车燃料经济性的因素 汽车等速百公里燃油消耗量为汽车等速百公里燃油消耗量为 由上式可知,由上式可知,等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行驶阻力与燃油消耗率,反比于传动效率驶阻力与燃油消耗率,反比于传动效率。发功机的燃油消耗率,一方面取决于发功机的燃油消耗率,一方面取决于发动机的种类、设计制发动机的种类、设计制造水平造水平;另一方面又与汽车行驶时;另一方面又与汽车行驶时发动机的负荷率发动机的负
17、荷率有关,同有关,同时时还与加速、减速、制动、怠速停车等还与加速、减速、制动、怠速停车等工况以及汽车附件工况以及汽车附件(如空调)的使用有关。(如空调)的使用有关。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程24第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术1.1.使用方面使用方面1)行驶车速)行驶车速以经济车速为好。以经济车速为好。2)合理拖挂)合理拖挂可提高运输生产率和降低成本(如降低燃油消耗量)。可提高运输生产率和降低成本(如降低燃油消耗量)。例:例:CA10B,拖,拖910t 生产率生产率100150%以百以百t.km计,油耗降低计,油耗降低3040%。拖带挂车后,拖
18、带挂车后,分摊到每吨货物上的分摊到每吨货物上的油耗下降了。拖油耗下降了。拖带挂车带挂车,节,节省燃油的原因有两个,一是带挂车后阻力增加,发动机的负荷省燃油的原因有两个,一是带挂车后阻力增加,发动机的负荷率增加,使燃油消耗率率增加,使燃油消耗率b下降;另一个原因是汽车列车的质量下降;另一个原因是汽车列车的质量利用系数利用系数(即装载质量与整车整备质量之比即装载质量与整车整备质量之比)较大。较大。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程25第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术3)正确驾驶)正确驾驶 a.档位选择档位选择在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同
19、,在同一道路条件与车速下,虽然发动机发出的功率相同,但挡位越低,后备功率越大,发动机的负荷率越低,燃油消耗率但挡位越低,后备功率越大,发动机的负荷率越低,燃油消耗率越高,百公里燃油消耗量就越大,而使用高挡时的情况则相反。越高,百公里燃油消耗量就越大,而使用高挡时的情况则相反。b.合理操作、滑行、水温控制等合理操作、滑行、水温控制等例:以例:以30km/h滑行,滑行距离由滑行,滑行距离由200m250m,油耗降低,油耗降低7%。4)正确调整保养)正确调整保养 a.发动机技术状态良好发动机技术状态良好 b.行驶阻力小行驶阻力小底盘调整、轮胎气压底盘调整、轮胎气压汽车的调整与保养会影响到汽车的调整与
20、保养会影响到发动机的性能与汽车行驶阻力发动机的性能与汽车行驶阻力,所以对百公里油耗有相当影响。所以对百公里油耗有相当影响。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程26第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术2.2.汽车结构方面汽车结构方面1 1缩减轿车总尺寸和减轻质量缩减轿车总尺寸和减轻质量 为了减轻质量,轿车选用材料中的铝与复合材料的比例日益增加。2 2传动系传动系 传动系的挡位增多后,增加了选用合适挡位使发动机处于经济工作状况的机会。但不能为了提高性能而过多增加有级式变速器的挡数,因为这将使传动系过于复杂,而且也不便于操作选用。挡数无限的无级变速器,在任何条件下
21、都提供了使发动机在最经济工况下工作的可能性;苦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将显著提高。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程27第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术3 3发动机发动机1)发动机负荷率)发动机负荷率 负荷特性:发动机不同转速下,不同功率或负荷率与有效燃油消耗率的曲线。2)结构改进结构改进a、增压 b、进排气系统 c、采用稀混合气 d、化油器 e、电子计算机对发动机的最佳控制 f、闭缸节油3)发动机种类发动机种类汽汽 车车 运运 用用 工工 程程284 4汽车外形与轮胎汽车外形与轮胎第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和
22、技术提高汽车燃料经济性的途径和技术汽汽 车车 运运 用用 工工 程程29第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术二、提高汽车燃料经济性的措施二、提高汽车燃料经济性的措施目前国内外汽车节油途径,概括起来有两方面措施,即政策性措目前国内外汽车节油途径,概括起来有两方面措施,即政策性措施和技术管理措施。施和技术管理措施。1.1.政策性措施政策性措施政策性措施是制定正确的运输能源政策。包括燃料价格政策,政策性措施是制定正确的运输能源政策。包括燃料价格政策,燃料与道路税收政策、油料分配与奖惩制度、油料管理制度、燃料与道路税收政策、油料分配与奖惩制度、油料管理制度、各种运
23、输方式的合理分配与转换政策、新能源开发政策、限制各种运输方式的合理分配与转换政策、新能源开发政策、限制油耗及车速的标准法规等。油耗及车速的标准法规等。在政策性措施中,交通管理措施包括改善交通基础设施,设计在政策性措施中,交通管理措施包括改善交通基础设施,设计合理的管理模式,从而改进交通流的运行特性。合理的管理模式,从而改进交通流的运行特性。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程30第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术国内外汽车工程技术节能措施国内外汽车工程技术节能措施改善发动机的燃料经济性。改善发动机的燃料经济性。改进燃烧室,提高压缩比;改进燃烧室,提高压缩比
24、;改进进排气系统;改进进排气系统;选择合理配气相位;选择合理配气相位;采用绝热燃烧室;采用绝热燃烧室;采采用用新新式式燃燃料料供供给给系系统统,例例如如,汽汽油油机机的的燃燃油油喷喷射射;采用稀混合气;采用稀混合气;减少怠速油耗和强减少怠速油耗和强制怠速油耗;制怠速油耗;汽汽 车车 运运 用用 工工 程程31第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术提高发动机功率的有效利用,如变排量发动机;提高发动机功率的有效利用,如变排量发动机;减少发动机内部摩擦损失;减少发动机内部摩擦损失;废气能量回收;废气能量回收;减少附件功率损失。减少附件功率损失。发展低速大转矩发动机
25、;发展低速大转矩发动机;发动机的柴油化;发动机的柴油化;电子、电脑对发动机最佳控制;电子、电脑对发动机最佳控制;发动机的各种节油装置;发动机的各种节油装置;改善燃油性质;改善燃油性质;提高空调机、电气装置等辅助设施的效率。提高空调机、电气装置等辅助设施的效率。汽汽 车车 运运 用用 工工 程程32第二节第二节 提高汽车燃料经济性的途径和技术提高汽车燃料经济性的途径和技术1)提高压缩比;提高压缩比;2)改进进排气系统;改进进排气系统;3)选择合理的配气相位;选择合理的配气相位;4)改进化油器;改进化油器;5)采用稀混合气;采用稀混合气;6)减少强制怠速油耗;减少强制怠速油耗;7)闭缸节油技术;闭
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