第三章 汽车使用经济性
第一节：汽车燃油经济性
1. 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。
2. 汽车燃油经济性是指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。
3. 汽车燃油经济性的评价指标：百公里燃料消耗量，即L/100km ；单位运输工作量所消耗的燃料量，即L/100t km ；
消耗单位燃料所经过的行程，即km /L ；平均燃料运行消耗特性；等速驱动比油耗。
4. 汽车燃料经济性试验方法可根据对各种使用因素的控制程度分为：不加以控制的路上试验、控制的道路试验、道路
循环试验、在汽车底盘测功器上的循环试验。
5. 汽车在无坡度的平坦好路上，以等速行驶时的油耗为等速百公里油耗。
6. 燃油经济性的计算方法：km L v g P Q a e e s 100/,02.1γ
=
，其中：h kg g P G e e T /,1000
=
，km L v gG Q a T
s 100/,100γ
=
，
()j i W f
T
e P P P P
P +++=
η1
。)15
.21sin cos (36722dt
dv
g
G Av
C G Gf g Q a
D T e s δααγ
η+
+
+=
。
7. 简述利用图解计算等速燃料消耗量的步骤。
1) 由公式
377
.0i i r n u k e a = 计算找出
a
u 和
e
n 对应的点(1n ,
1
a u ),(2n ,
2
a u ),......,(
m
n ,
am
u )。
2) 分别求出汽车在水平道路上克服滚动阻力和空气阻力消耗功率f P 和P ω。
3
360021.153600a D a
F u C A u P ωω=
=
?
co s 3600
3600
f a a f F u u P G f α=
=
3) 求出发动机为克服此阻力消耗功率e P 。 4) 由
e
n 和对应的e P ,从)
,(2e e
n P f g =计算
e
g 。
5) 计算出对应的百公里油耗
S
Q 为
γ
a e e S u g P Q 02.1=
6) 选取一系列转速1n ，2n ，3
n ，4n ，......，
m
n ,找出对应车速1a u ，2a u ，3a u ，4a u ，……，
am
u 。据此计算
出Sm S S S S Q Q Q Q Q ,,,,,4321 。
把这些S Q －a u 的点连成线, 即为汽车在一定档位下的等速油耗曲线。
第二节：提高汽车使用燃料经济性的途径和技术
1. 影响汽车燃料经济型的因素主要包括：汽车使用因素和汽车本身的结构因素。
2. 汽车节油的途径有：政策性措施和技术管理措施。
3.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、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。
4.技术管理措施：（1）改善发动机的燃料经济性；（2）提高汽车功率有效利用；（3）开发代用燃料；（4）研制新
型动力装置；（5）增加专用车辆，发展大吨位汽车列车运输；（6）改进汽车维修方法，提高维修质量，提高车况完好率；（7）优选运行工况，提高驾驶技能。
5.提高汽车燃油经济性的结构性措施：（1）提高压缩比；（2）改善进、排气系统；（3）选择合理的配气相位；（4）
采用稀混合气；（5）减少强制怠速油耗；（6）闭缸节油技术；（7）汽车轻量化；（8）减少滚动阻力；（9）减少空气阻力；（10）选择最佳传动比；（11）不选用过大功率的发动机；（12）减少机械摩擦损失。
6.了解汽车驾驶技术和维护对燃油经济性的影响（需仔细阅读）
7.新能源汽车主要包括：电动汽车、压缩天然气和液化石油气汽车、甲醇、氢气及太阳能汽车。
第三节：润滑材料的合理使用
1.润滑材料的种类：发动机润滑油、汽车齿轮油、润滑脂。
2.发动机润滑油主要作用：润滑、冷却、清洗、密封以及防锈。
3.性能要求：黏度、黏度—温度特性、润滑性、热稳定性、抗氧化性、凝点
4.发动机润滑油可按机油的黏度分类（SAE）SAE： 5W、10W、20W（冬季）、20、30、40、50、60（夏季），并可组
成多级机油，如： SAE 5W/30, 即这种机油在高温时具有SAE30相同的粘度值，低温时，它的粘度又不超过冬用机油SAE5W的黏度值。
5.按机油的性能和使用场合分类（API）：汽油机机油S:SB、SC、SD、SE、SF；
柴油机机油C:CA、 CB 、 CC 、 CD
二冲程汽油机油R：RA、RB、RC、RD
6.了解黏度对发动机性能润滑性能的影响（课本76、77）
7.发动机润滑油的选用原则：既要熟悉各类型号机油的规格性能，又要熟悉发动机结构特点、强化程度、使用条件、
制造年代。（了解各种等级润滑油的特点，适用范围，课本77-79）
8.了解汽车齿轮油及润滑脂的种类、特性、合理使用
9.润滑油的再生过程包括：但基本过程包括粗滤、蒸馏、接触和精滤四个步骤
第四节：轮胎的合理使用
1.按轮胎的断面形状可分为：普通轮胎、宽面轮胎、拱形轮胎、椭圆形轮胎
2.按轮胎的胎体结构可分为：实心轮胎、充气轮胎、特种轮胎
3.按胎体中帘线的排列方向分为：普通斜线轮胎、子午线轮胎、带束斜交轮胎
4.子午线轮胎的优点：
（1）使用寿命长。由于胎体帘线和缓冲层帘线交叉于三个方向，这样就形成了许多密实的三角形网状结构，阻止了胎面周向和侧向伸缩，从而减少了胎面与路面间的滑移；又因胎体的径向弹性大，接地面积大，
对地面的单位压力小，使胎面磨耗小，耐磨性强，行驶里程比普通斜线胎高50％～100％。
（2）滚动阻力小。由于胎冠具有较厚而坚硬的缓冲层，轮胎滚动时胎冠变形小，消耗能量少，生热低。因胎体帘布层数少，胎侧较薄，所以其滚动阻力比普通斜线胎小20～30％。因此，不仅可以提高汽车行驶速
度，而且还可提高汽车的燃料经济性，一般可降低汽车耗油量3～8％。
（3）附着性能好。这是因为胎体弹性好，接地面积大，胎面滑移小的缘故。
（4）缓冲性能好。因为胎体径向弹性大，可以缓和不平路面的冲击，并吸收大部分冲击能量，使汽车行驶平顺性得到改善。
（5）负荷能力大。由于子午线胎的帘线排列与轮胎主要的变形方向一致，因而使其帘线强度得到充分有效的利用。故这种轮胎一般比棉帘布普通斜线胎能承受的负荷高。例如，具有一层钢丝帘布层的国产9.00-20
型子午线胎的负荷能力为18000N，而具有10层棉帘布层的同类型普通斜线胎的负荷能力仅为15000N。
（6）缺点：子午线胎的缺点是胎侧薄，变形大，胎侧与胎圈受力比普通斜线胎大，因而，胎面与胎侧的过渡区及轮辋附近易产生裂口；同时由于胎侧变形大，其行驶稳定性较差。由于子午线胎的径向弹性、周向
滑移与普通斜线胎不同。因此，子午线胎不能与普通斜线胎混装在同一辆汽车上。
5.轮胎的合理使用：（1）合理搭配；（2）掌握胎压；（3）严禁超载；（4）合理控制车速；（5）注意胎温；（6）保持车
况良好；（7）正确驾驶
序号：2-26 汽车理论课程设计说明书 题目：汽车经济性计算 班级：车辆0902 姓名：王子哲 学号：0911021060 序号：2-26 指导教师：李旭
目录 1.题目要求 (1) 2.计算步骤 (2) 3.结论 (6) 4.心得体会 (7) 5.参考资料 (7)
1.题目要求 确定一轻型货车的经济性能（4挡）： 1） 要求： （1）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线； （2）绘制功率平衡图； （3）绘制汽车等速行驶时发动机的负荷率图; （4）绘制汽车最高挡和次高档等速在水平路面上行驶时发动机的燃油消耗率b; （5）绘制最高挡和次高档等速百公里油耗曲线； （6）求解六工况（GB/T 12545.2-2001）行驶的百公里油耗； （7）列表表示最高挡和次高挡等速行驶时，在10整数倍车速的参数值（将无意 义的部分删除）。经济性计算时，取汽油密度0.742g/mL ，柴油密度0.830g/mL 。 2） 轻型货车的有关数据： 汽油发动机使用外特性的n -T q 曲线的拟合公式为 4321000 8445310008744010004416510002729531319)n (.)n (.)n (.)-n ( ..-T q -++= 式中，c q T 为发动机转矩（N.m ）；n 为发动机转速（r/min ）。 发动机的最低转速min 600min r/n =，最高转速min 4000max r/n = 总质量 3880k g =m 车轮半径 0.367m =r 传动系机械效率 89.0=T η 飞轮的转动惯量 218 .0=f I 两前轮转动惯量 2 1m *1.798k g =w I 四后轮转动惯量 21m *kg 598.3=w I 滚动阻力系数 f=0.013； 空气阻力系数?迎风面积 2.77=A C D ； 主减速器传动比 23.50=i 变速器传动比 g i （数据见下表1）
《汽车理论》课程设计 题目：汽车动力性与经济性研究姓名： 班级： 学号： 指导教师： 日期：
目录 1、任务书 (3) 1.1 参数表 (3) 1.2 任务列表 (4) 2、汽车动力性能计算 (5) 2.1 汽车发动机外特性计算 (5) 2.2 汽车驱动力计算 (6) 2.3 汽车驱动力-行驶阻力计算 (7) 2.4 汽车行驶加速度计算 (8) 2.5 汽车最大爬坡度计算 (10) 2.6 汽车动力特性 (13) 2.7 汽车动力平衡计算 (14) 2.8 汽车等速百公里油耗计算 (15) 2.9小结 (16)
1、任务书 姓名：学号：班级：姓名：学号：班级： 荣威750 汽车参数如下： 1.1 参数表 表1 汽车动力性参数表 表2 汽车燃油经济性拟合系数表
表3 六工况循环参数表 1.2 任务列表 根据上述参数确定： 1、发动机的外特性并画出相应的外特性图； 2、推导汽车的驱动力，并画出汽车的驱动力图； 3、计算汽车每档的阻力及驱动力，画出各档汽车驱动力—行驶阻力平衡图，求 出每档的最高车速，最大爬坡度，通过分析确定汽车的动力性评价指标数值，并计算出最大爬坡度时的相应的附着率； 4、计算汽车行使的加速度，并画出加速度曲线； 5、计算汽车动力特性，画出动力特性图，求出每档的最高车速，最大爬坡度， 利用动力特性分析确定汽车动力性评价指标数值； 6、自学汽车的功率平衡图，画出汽车功率平衡图，分析确定汽车的动力性评价 指标数值 7、画出最高档与次高档的等速百公里油耗曲线。
2、汽车动力性能计算 2.1 汽车发动机外特性计算 由于荣威750汽车发动机由试验台架测得的扭矩接近与抛物线，因此用式2-1近似的拟合发动机的外特性曲线。 1953450n 60000083298.02 +--=）（tq T ---------------------------------------------（2-1） o g i i rn 377 .0ua =---------------------------------------------------------------------------（2-2） r i i o g tq t T T F η= -------------------------------------------------------------------------（2-3） 通过计算及作图得： 图2-1 荣威750汽车用汽油机发动机外特性图 根据图2-1可知，在n=5300r/min 时，该发动机具有最大功率m ax e P ，最大功率为92.3982kW ，当转速继续增加时，功率会下降；在n=3500r/min 时，具有最大扭矩m ax tq T ，最大扭矩为194.98N ·m ，该发动机的最小稳定转速为600r/min ，允许的最大转速为6500r/min
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
所以满载时最大爬坡度为tan( m ax α)*100%=14.4%＞14%，满足规定要求。 4 电机功率的选型 纯电动汽车的功率全部由电机来提供,所以电机功率的选择须满足汽车的最高车速、最大爬坡度等动力性能的要求。 4.1 以最高设计车速确定电机额定功率 当汽车以最高车速m ax V 匀速行驶时，电机所需提供的功率(kw )计算式为： max 2 max ).15.21....(36001 V V A C f g m P d n +=η （2-1） 式中： η—整车动力传动系统效率η（包括主减速器和驱动电机及控制器的工作效率），取0.86； m —汽车满载质量，取18000kg ； g —重力加速度，取9.8m/s 2； f —滚动阻力系数，取0.016； d C —空气阻力系数，取0.6； A —电动汽车的迎风面积，取2.550×3.200=8.16m 2(原车宽*车身高)； m ax V —最高车速，取70km/h 。 把以上相应的数据代入式（2-1）后，可求得该车以最高车速行驶时，电机所需提供的功率(kw )，即 kw 1005.8970)15.217016.86.0016.08.918000(86.036001).15 .21....(360012 max 2 max ＜kw V V A C f g m P D n =???+???=+?=η （3-2） 4.2满足以10km/h 的车速驶过14%坡度所需电机的峰值功率 将14%坡度转化为角度：018)14.0(tan ==-α。 车辆在14%坡度上以10km/h 的车速行驶时所需的电机峰值功率计算式为：
影响汽车经济性的主要有四大方面的因素：1、汽车本身的质量。2、汽车车身的风阻系数。3、汽车发动机的技术水平。4、用车者的驾驶习惯与驾驶技术。 汽车车身质量研究也是未来汽车设计的一个发展方向，即车身轻量化的研究。这方面的研究主要涉及材料科学和机械结构分析尤其是车体有限元方面。目前汽车车身轻量化研究还尚未进入大规模应用阶段，不过进展方面还是一日千里。 汽车的风阻系数方面的研究是伴随着汽车极速的不断提高而逐渐被人们重视起来的。德国的保时捷汽车公司拥有目前世界上汽车行业最后的空气动力学实验室。这方面的研究重点在于尽量降低汽车行驶过程中的空气阻力。 汽车发动机技术时至今日，已经发展到了一个非常成熟的阶段，尤其是日本的汽车公司在这方面保持领先，尤其是发动机的经济性方面的研究。目前车用发动机，尤其是乘用车，多用汽油机。但是，由于压缩比方面的问题，汽油机的燃烧效率远不如柴油机，由于节能方面的巨大压力，柴油机在乘用车上的应用也将是以后节油技术研究的一个重要内容和趋势。 由于石油的不可再生性，目前汽车制造商在动力总成方面的研究已经超越了以油为能源的范畴，比如混合动力汽车，燃料电池汽车等相关技术都已经接近商用水平。另外，天然气汽车、酒精汽车也已经越来越多地出现在人们的视野中。 以上都是汽车制造商在节油方面的工作，对于车友而言，良好的驾驶习惯对节油也影响很大。如起步是大脚油门，之后来个紧急制动，电喷车的空挡滑行等…… 第一招：勤换排挡 如新手上路，技术不过硬，胆子又小，往往会出现不善于换挡的情况，只知道靠“轰”油门来提速，那肯定是很费油的。而老驾驶员就不同了，什么车速“吃”什么排挡，而且油门、离合器、排挡三方同步操作，配合得当，让车辆的各种性能均发挥到最佳状态。 第二招：轮胎调压 对于一般小车来说，轮胎的标准气压是，前轮为2.0—2.2公斤；后轮为2.2—2.5公斤。如果低于这一标准，轮胎的磨擦系数增大，轮胎的滚动阻力也大，此时耗油就高。 第三招：按期保养 保养节油主要体现在换机油、清洗化油器、喷油嘴、空气流量计和节气门调整等五个方面。而空气与汽油的比例一般为1∶15，达不到这一标准就费油。 第四招：汽油牌号 有些驾驶员，因考虑价格而放低汽油牌号，即从93号油降低至90号油。其实，从长远来说，这种做法是不可取的，会增加耗油量，影响设备的使用寿命。 汽车节油技术概览汽车发动机与油耗的联系 汽车发动机的节油和车身轻量化或者汽车风阻系数不同， 后两者在购之后车主对其办法不多，但我可以采取很多办法 对汽车发动机进行控制，以达到节油的目的。与汽车发动机
第二章 2.1、“车开得慢，油门踩得小，就—定省油”，或者“只要发动机省油，汽车就一定省油”，这两种说法对不对？ 答：均不正确。 ①由燃油消耗率曲线知：汽车在中等转速、较大档位上才是最省油的。 此时，后备功率较小，发动机负荷率较高燃油消耗率低，百公里燃油消耗量较小。 ②发动机负荷率高只是汽车省油的一个方面，另一方面汽车列车的质量 利用系数（即装载质量与整备质量之比）大小也关系汽车是否省油。， 2.2、试述无级变速器与汽车动力性、燃油经济性的关系。 提示：①采用无级变速后，理论上克服了发动机特性曲线的缺陷，使汽车具有 与等功率发动机一样的驱动功率，充分发挥了内燃机的功率，大地改善了汽车动力性。②同时，发动机的负荷率高，用无级变速后，使发动机在最经济工况机会增多，提高了燃油经济性。 2.3、用发动机的“最小燃油消耗特性”和克服行驶阻力应提供的功率曲线， 确定保证发动机在最经济工况下工作的“无级变速器调节特性”。 答： 无级变速器传动比I’与发动机转速及期限和行驶速度之间有如下关系： a a u n A u ==0i nr 0.377i' （式中A 为对某汽车而言的常数 0 377.0A i r =） 当汽车一速度'u a 在一定道路沙锅行驶时，根据应该提供的功率：
T w P P ηφ+='P e 由“最小燃油消耗特性”曲线可求出发动机经济的工作转速为e n'。 将'u a ，e n'代入上式，即得无级变速器应有的传动比i ’。带同一φ植的道路上，不同车速时无级变速器的调节特性。 2.4、如何从改进汽车底盘设计方面来提高燃油经济性? 提示： ①缩减轿车总尺寸和减轻质量 大型轿车费油的原因是大幅度地增加了滚动阻力、空气阻力、坡度 阻力和加速阻力。为了保证高动力性而装用的大排量发动机，行 驶中负荷率低也是原因之一。 ②汽车外形与轮胎 降低D C 值和采用子午线轮胎，可显著提高燃油经济性。 2.5、为什么汽车发动机与传动系统匹配不好会影响汽车燃油经济性与动力性?试举例说明。 提示：发动机最大功率要满足动力性要求（最高车速、比功率）] ① 最小传动比的选择很重要，（因为汽车主要以最高档行驶） 若最小传动比选择较大，后备功率大，动力性较好，但发动机负荷率较低，燃油经济性较差。若最小传动比选择较小，后备功率较小，发动机负荷率较高，燃油经济性较好，但动力性差。 ② 若最大传动比的选择较小，汽车通过性会降低；若选择较大，则变速器传动比变化范围较大，档数多，结构复杂。
题目： 选择市场上热销的大众高尔夫六代1.4T 手动舒适型轿车，依据用户需要设定其百公里等速（90km/h ）油耗范围为（5.0-7.0）L/100km,加速时间（0-100km/h ）范围为(9.0-12.0)s ，试对该车型进行动力装置参数的选定与优化，并确定最佳方案。 已知参数：整车质量1330kg ；最高车速200km/h ；发动机怠速800r/min;最高转速5000r/min;车轮半径R=0.4064m ；单个车轮转动惯量1.302kg m ；发动机飞轮转动惯量0.222kg m 。 方案： 1. 发动机功率的选择 （1）首先从保证汽车预期最高车速初步选择发动机应有功率。根据公式 3max max 1()360076140 D e a a T C A mgf P u u η=+ 估算出发动机功率，其中m=1330kg ；max a u =200km/h ；空气阻力系数D C =0.30；迎风面积A=2.0;滚动阻力系数f=0.020（设定测试路面为一般沥青或混凝土路面）；总传动效率T η=0.95（变速器）×0.96（单级主减速器）=0.912。根据以上参数，可得发动机的功率为e P =85kw 。 （2）参考同级汽车比功率统计值，粗略估计新车比功率值，得出最大功率值，同级汽车比功率值列于表1：
表1 部分汽车的比功率统计值 车型发动机功率/kw 车总重/kg 比功率/1 kw t-?雪铁龙世嘉78 1270 61.42 日产骐达93 1206 77.11 标致307 78 1290 60.47 别克英朗108 1430 75.52 现代i30 90 1215 74.07 求得表1中的比功率平均值为 X=(61.42+77.11+60.47+75.52+74.07)/5=69.72，由此估计新车发动机功率为69.72×1.330=93kw。 2.变速箱传动比范围以及主减速器传动比由经验初定 由以往同系车型可以初步确定变速箱（5挡手动）各挡传动比大小如表2所示： 表2 各挡传动比大小 挡位一挡二挡三挡四挡五挡 传动比 3.625 2.071 1.474 1.038 0.844 而由经验值可初定主减速器传动比为3.40。依据以上数据可以开始绘制燃油经济性—加速时间曲线，即C曲线。 3.绘制不同主传动比 i时燃油经济性—加速时间曲线 在以上数据的前提下改变主减速器传动比，变速箱传动比不变，绘制C曲线，进而得到满足动力性与燃油经济性要求的最佳主传动比。
第三章汽车使用经济性 汽车使用经济性，是指汽车完成单位运输量所支付的最少费用的一种使用性能。它是评价汽车营运经济效果的综合性指标。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（燃料费及轮胎费）所占比率最大，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。 第一节汽车燃料经济性 在当前和今后相当长的一段时期，汽车燃料仍将以石油产品为主。例如，西欧工业发达国家交通运输消耗石油产品的34～45％；美国交通运输部门消耗国内石油产品的52％；我国交通运输和邮电通讯业消耗的石油产品约占总量的16％，每年消耗的汽油占其总消耗量的36％，柴油占27％。2000年中国进口石油7600万吨，接近1GDP。据预测2010年我国石油缺口高达1.6亿吨以上。 此外，由于汽车运输的油耗占汽车运输成本的20％以上(见表3-1)。根据我国公路法的规定，公路养路费用将采取征收燃油附加费用的办法，燃料成本会大幅度增加。据统计，平均燃料费增加37.5%～44.5％，甚至高达60％以上。 节约燃料就意味着汽车运输成本的降低，经济效益的提高。显而易见，研究汽车燃料经济性对汽车节能的意义重大，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作为一项基本国策，并成为汽车制造和交通运输领域的重要课题。 某运输公司汽车货运成本组成表3-1
汽车燃料经济性，是指汽车以最少的燃料消耗完成单位运输工作量的能力。 汽车发动机燃料经济性通常用有效燃料消耗率ge或有效效率ηe评价。但它们均不能反映发动机在具体汽车上的功率利用情况及行驶条件的影响。所以，它们不能直接用于评价汽车燃料经济性。 为了评价汽车的燃料经济性，常选取单位行程的燃料消耗量（L/100km）或单位运输工作的燃料消耗量（L/100tkm、L/tpkm）作为评价指标。前者用于比较相同容量的汽车燃料经济性，也可用于分析不同部件(如发动机、传动系等)装在同一种汽车上对汽车燃料经济性的影响；后者常用于比较和评价不同容载量的汽车燃料经济性。其数值越大，汽车的经济性越差。 汽车燃料经济性也可用汽车消耗单位量燃料所经过的行程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，汽车的燃料经济性越好。 由于汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃料的消耗影响很大，也可采用燃料消耗量Q(单位为L/100km)与有效载荷Ge(单位：t)之间的关系曲线，评价在不同道路条件下汽车燃料经济性，称之为平均燃料运行消耗特性。 二、汽车燃料经济性试验方法
汽车燃油经济性基础知识 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。由于要求节约能源和减少消耗能源时产生的温室效应的副作用，所以降低汽车燃油消耗似乎就成了汽车制造者和使用者的一个永恒的课题。 一、燃油经济性的评价指标 目前世界上评论汽车燃油经济性一般用耗油量或油行程来表示。耗油量是指汽车满载时单位行驶里程所需燃油体积。我国和欧洲都用行驶百公里消耗的燃油数(L)来表示，即L/ 100 km；油行程是指汽车满载时，单位体积燃油所能行驶的里程，美国就是用每加仑燃油能行驶的里程数来表示，即m ile/gal(英里/加仑)。 前一种表示法，数值越小，燃油经济性越好；后一种表示法，数值越大，燃油经济性越好(换算关系：1加仑=4. 546 L，1英里=1.609 km)。 汽油的燃油经济性指标与发动机的特性和汽车的自重、车速及各种运动阻力如空气阻力、滚动阻力和爬坡阻力等大小、传动系的效率及减速比等都有关系，因而在数值上往往与实际情况有差别。 二、经济性测定法则 汽车的燃油经济性有两种测定法：一是行驶试验法；另一种是在平坦道路上和一定条件下进行等速油耗试验。 三、等速百公里油耗 汽车在无坡度的平坦好路上以等速行驶时的油耗为等速百公里油耗。所谓等速还要计入以不同车速等速行驶的情况，不同车速的等速行驶，百公里油耗是不同的。 选择一段无坡度的平坦水泥路面或沥清路面，汽车以最高挡分别以不同车速(可每隔10 km/h的车速取一个点 )等速行驶完这段路程，
往返一次取平均值(消除风和坡度影响)，记下油耗量，即可获得不同车速下汽车百公里油耗，即所谓等速百公里油耗。其形状一般是两头高中间凹。当然各种型号的车辆，即使同一种型号的车辆，其凹下的位置和深度是十分不同的。 例如福克斯的油耗为5.8 L/100 km，那么一般指的就是该车在经济车速时最省油的百公里耗油量。不过，这样的油耗指标在特定的环境下或者某些节油大赛中会比这个更低，例如在2009年度CCTV节油大赛中，福克斯就能表现出4.2L/100KM的好成绩。 四、循环油耗 由于等速油耗与实际行驶情况有很大差别，实际上不能全面地评定汽车的燃油经济性。现在一般都采用循环油耗来评定汽车的燃油经济性。循环油耗是指在一段指定的典型路段内汽车以设定的不同工况行驶时的油耗，起码要规定等速、加速和减速3种工况，复杂的还要计入起动和怠速停驶等多种工况，然后折算成百公里油耗。例如我国有6工况循环油耗(货车)和城市4工况循环油耗(客车)，欧洲有ECE －R15工况循环油耗，美国有公路循环和城市循环油耗。一般而言，求得的循环油耗还要与等速百公里(指定车速)油耗加权平均取得综合油耗，以便更科学地评价汽车的燃油经济性。不过有时也不严格地称这种综合油耗为循环油耗，所以现代轿车给出的城市油耗和公路油耗更全面地说，应该是城市综合油耗和公路综合油耗，也有简称为城市循环油耗和公路循环油耗，在我国也更简单地称为城市油耗和公路油耗。 五、燃油经济性的影响因素 1.发动机与油耗的关系 发动机的工作过程中影响油耗的两个最根本因素是空燃比和发动机负荷,这两个值都有一个理论上的最佳值,在实际工作过程中,空燃比和发动机负荷的实际值越接近理论值,汽车就越省油。发动机在
汽车的动力性与经济性 衡量一辆汽车质量的高低，技术性能是重要的依据。其中动力性、经济性是主要指标。动力性指标和经济性指标在汽车的性能介绍表上都有介绍。 汽车的动力性指标 汽车的动力性指标主要由最高车速、加速能力和最大爬坡度来表示，是汽车使用性能中最基本的和最重要的性能。在我国，这些指标是汽车制造厂根据国家规定的试验标准，通过样车测试得出来的。 最高车速：指在无风条件下，在水平、良好的沥青或水泥路面上，汽车所能达到的最大行驶速度。按我国的规定，以1.6公里长的试验路段的最后500米作为最高车速的测试区，共往返四次，取平均值。 加速能力（加速时间）：指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力，通常用加速时间和加速距离来表示。加速能力包括两个方面，即原地起步加速性和超车加速性。现多介绍原地起步加速性的参数。因为起步加速性与超车加速性的性能是同步的，起步加速性性能良好的汽车，超车加速性也一样良好。 原地起步加速性是指汽车由静止状态起步后，以最大加速强度连续换档至最高档，加速到一定距离或车速所需要的时间，它是真实反映汽车动力性能最重要的参数。有两种表示方式：车速0加速到1000米（或400米，或1/4英里）需要的秒数；车速从0 加速到100公里/小时（80公里/小时、100公里/小时）所需要的秒数，时间越短越好。 超车加速性是指汽车以最高档或次高档由该档最低稳定车速或预定车速（如30公里/小时、40公里/小时）全力加速到一定高速度所需要的时间。 这里特别要指出的是，加速性能的测试与驾驶员的驾车换档技术与环境有密切的联系。驾驶员技术水平的不同，行驶路面的不同，甚至气候条件的不同，所反映出来的加速时间也会不同。车厂给出的参数往往是样车所能达到的最佳值，因此作为用户来说，这个参数仅能做为参考。 爬坡能力：指汽车在良好的路面上，以1档行驶所能爬行的最大坡度。对越野汽车来说，爬坡能力是一个相当重要的指标，一般要求能够爬不小于60%或30°的坡路；对载货汽车要求有30%左右的爬坡能力；轿车的车速较高，且经常在状况较好的道路上行驶，所以不强调轿车的爬坡能力，一般爬坡能力在20%左右。 汽车的经济性指标 汽车的经济性指标主要由耗油量来表示，是汽车使用性能中重要的性能。尤其我国要实施燃油税，汽车的耗油量参数就有特别的意义。耗油量参数是指汽车行驶
纯电动汽车动力性计算公式
XXEV 动力性计算 1 初定部分参数如下 整车外廓（mm ） 11995×2550×3200(长×宽×高) 电机额定功率 100kw 满载重量 约18000kg 电机峰值功率 250kw 主减速器速比 6.295:1 电机额定电压 540V 最高车（km/h ） 60 电机最高转速 2400rpm 最大爬坡度 14% 电机最大转矩 2400Nm 2 最高行驶车速的计算 最高车速的计算式如下： mph h km i i r n V g 5.43/70295 .61487 .02400377.0.377.00 max ==??? =?= （2-1） 式中： n —电机转速（rpm ）； r —车轮滚动半径（m ）； g i —变速器速比；取五档，等于1； 0i —差速器速比。 所以，能达到的理论最高车速为70km/h 。 3 最大爬坡度的计算 满载时，最大爬坡度可由下式计算得到，即 00max 2.8)015.0487 .08.9180009 .0295.612400arcsin( ).....arcsin( =-?????=-=f r g m i i T d g tq ηα
kw 100w 5.8810)15.211016.86.08cos 016.08.9180008sin 8.918000(86.036001).15 .21..cos ...sin ..(36001 20 02 max ＜k V V A C f g m g m P slope slope D =???+???+???=++=ααη 从以上动力性校核分析可知，所选100kw/540V 交流感应电机的功率符合所设计的动力性参数要求。 5 动力蓄电池组的校核 5.1按功率需求来校核电池的个数 电池数量的选择需满足汽车行驶的功率要求，并且还需保证汽车在电池放电达到一定深度的情况下还能为汽车提供加速或爬坡的功率要求。 磷酸锂铁蓄电池的电压特性可表示为： bat bat bat bat I R U E .0+= （4-1） 式中： bat E —电池的电动势（V ）； bat U —电池的工作电压（V ）； 0bat R —电池的等效内阻（Ω）； bat I —电池的工作电流（A ）。 通常，bat E 、0bat R 均是电池工作电流bat I 以及电流电量状态值SOC （State Of Charge ）的函数，进行电池计算时，要考虑电池工作最差的工作状态。假设SOC 为其设定的最小允许工作状态值（SOC low ），对应的电池电动势bat E 和电池等效内阻0bat R 来计算电池放电的最大功率，即可得到如下计算表达式： 铅酸电池放电功率： bat bat bat bat bat bat bd I I R E I U P )..(.0-== （4-2） 上式最大值，即铅酸蓄电池在SOC 设定为最小允许工作状态值时所能输出的最大功率为： 2 max 4bat bat bd R E P = （4-3）
天然气、LNG、CNG 汽车的经济性分析 近年来，我国许多城市的大气污染日趋恶化，环保形势十分严峻，造成城市空气污染的重要原因之一就是汽车尾气排放污染。城市公共客运交通车辆 (公交车、出租车等)和特种车辆(环卫车、教练车等)，虽然占城市汽车保有量比例不高，约10％．但总运行里程却占近50％，其对大气污染的分担率已商达40％以上。可见，积极在此类汽车上推广使用清洁的替代燃料，对降低汽车污染物排放量有着重要作用，是改善城市区域环境质量的重要途径。 1国内外天然气汽车发展现状与趋势 发展燃气汽车特别是天然气汽车是目前国内外实施城市大气污染治理普遍采用的方式。截至2005年底，世界上使用替代燃料(CNG和LPG)的燃气汽车接近1200×10^4辆。其中，逾60个国家拥有天然气汽车，大中型天然气汽车、发动机的生产商分别有43家和l1家。全世界天然气汽车保有量为475×10^4。辆，建成并挥入使用的各类天然气汽车加气站9 478座，在建的862座。世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据见表l。 1998年国家开始启动“空气净化工程一清洁汽车行动”，首批有12座示范城市，第二批发展到21座城市。2006年，国家再次启动“节能与新能源汽车”高科技计划，继续强力推进天然气汽车的进程。截至2006年初，我国拥有加气站超过700座，燃气汽车32×10^4辆，占汽车保有量的1．O％，替代了2．O％的汽车燃料。 表1 世界部分国家天然气汽车及加气站统计数据
全球目前有近1×10^4辆液化天然气汽车在运行，拥有液化天然气汽车较多的国家是美国、日本和俄罗斯。加拿大、美国等已成功开发出采用高压直喷技术的LNG载重卡车投入商业运营。总载质量为45 t 的重型汽车，配备2个680L的LNG储存箱，可连续行驶800km。 近年来，我国一些城市也加大了液化天然气汽车的开发力度，北京、乌鲁木齐和长沙等城市已有液化天然气汽车在城市公交车方面的示范应用。从我国能源结构的战略调整来看，LNG工业的进一步发展必将加速我国液化天然气汽车的规模化发展。 2 天然气汽车与燃油汽车能耗指标 对于同等级、档次的各类天然气汽车(压缩天然气汽车、液化天然气汽车)，尽管天然气储存方式有区别，但汽车发动机及最终进人发动机的燃料状态完全相同：低压常温的气态天然气。因此，同等级各类天然气汽车燃料消耗指标基本相同。
提高汽车动力性与经济性的研究 中国石油大学车辆工程1001班 10047129 张爱红 摘要：汽车的动力性、经济性决定了汽车的性能是否优良。对汽车的动力性和经济性影响最大的是发动机的特性，驾驶室风阻特性及变速器各挡速比和主减速器速比。合理匹配发动机与传动系参数将显著降低汽车的燃油消耗并可获得较好的动力性。 关键词：汽车发动机动力性经济性 引言 汽车是一种高效率的运输工具，运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以，动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。在保证动力性的条件下，燃油经济性好，可以降低汽车的使用费用、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二氧化碳（温室效应气体）的排放量，起到防止地球变暖的作用。 一、整车性能分析理论 1、汽车功率平衡方程 汽车行驶时，发动机功率和汽车行驶阻力功率是平衡的。也就是说，在汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率之和。汽车运动阻力所消耗的功率有滚动阻力功率Ｐf、空气阻力功率Ｐ w、坡度阻力功率Ｐi和加速阻力功率Ｐj，则汽车功率平衡方程为 其中 式中Ｐe-----发动机净功率 ?------汽车传动效率 G------汽车重力，N f-------汽车滚动阻力系数
Ua-----汽车速度，km/h Cd-----汽车空气阻力系数 A------汽车迎风面积，㎡ i------路面坡度 δ------汽车的旋转质量换算系数 m----- 汽车质量，kg 汽车直线行驶加速度，m/s2 2、动力性指标 从获得尽可能多的平均行驶速度的角度出发，汽车的动力性主要包括3方面指标：汽车的最高车速、汽车的加速时间、汽车的最大爬坡度。 最高车速是指在水平良好的路面（混凝土或沥青）上汽车能达到的最高行驶车速。 汽车的加速时间表示汽车的加速能力，它对平均行驶车速有着很大影响，特别是轿车，对加速时间更为重视。常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间指汽车由Ⅰ挡或Ⅱ挡起步，并以最大的加速强度（包括选择恰当的换挡时机）逐步换至最高挡后到某一预定的距离或车速所需的时间。超车加速时间指用最高挡或次高挡由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时间。 汽车的爬坡能力是用满载（或某一载质量）时汽车在良好路面上的最大爬坡度表示的。显然，最大爬坡度是指Ⅰ挡最大爬坡度。 3、经济性指标 汽车的燃油经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。等速行驶百公里燃油消耗量是常用的一种评价指标，指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高挡在水平良好路面上等速行驶100公里的燃油消耗量。 根据等速行驶车速及阻力功率，在万有特性图上（利用插值法）可确定相应的燃油消耗率b，从而计算出以该车速等速行驶时单位时间内的燃油消耗量（ml/s） 为
提高车辆燃油经济性的技术措施 孙阳20090604 （北京理工大学北京） 摘要：车辆的燃油经济性是车辆的重要指标之一，混合动力电动汽车的结构特点及其良好的控制策略决定了它在提高燃油经济性方面的巨大优势，本文对混合动力电动汽车提高车辆的燃油经济性的技术做一整理与总结。 关键字：燃油经济性；混合动力；电动车 1 绪论 随着石油等不可再生资源的不断消耗导致的油价上涨的因素的影响，车辆燃油经济性越来越成为人们衡量车辆总体性能的一项重要指标。因此对于车辆燃油经济性的研究也成为了热点，而混合动力电动汽车在提高车辆燃油经济性的方面有着明显的优势，因而也是当今对汽车燃油经济性的主要研究方向之一，本文针对混合动力电动汽车提高车辆燃油经济性的技术做一整理与总结。 1.1燃油经济性的评价指标 目前世界上评论汽车燃油经济性一般用耗油量或油行程来表示。耗油量是指汽车满载时单位行驶里程所需燃油体积。我国和欧洲都用行驶百公里消耗的燃油量(L)来表示，即L／ 100 km；油行程是指汽车满载时，单位体积燃油所能行驶的里程，美国就是用每加仑燃油能行驶的里程数来表示，即mile／gal(英里／加仑)。前一种表示法，数值越小，燃油经济性越好；后一种表示法，数值越大，燃油经济性越好。汽油的燃油经济性指标与发动机的特性和汽车的自重、车速及各种运动阻力如空气阻力、滚动阻力和爬坡阻力等大小、传动系的效率及减速比等都有关系，因而在数值上往往与实际情况有差别。[1] 1.2混合动力汽车 混合动力汽车是为解决纯电动汽车续驶里程短而提出的一种动力方案。它既有发动机，又有电机。简单地说，就是将传统的发动机尽量做小，让一部分动力由电池-电动机系统承担，通常也把它归 入电动汽车。显然，其动力系统的复杂性增加。但是这种混合动力装置既可发挥发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可发挥电动机无污染、低噪声的好处，两者“并肩战斗”，取长补短。它的优势主要体现在以下几个方面：[2] （1）可以改善发动机的工作状况，使发动机工作在万有特性的高效率区，因而具有很高的燃油利 用率。当需要大功率进行加速超车而内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，发动机富余的功率可给电池充电。由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。 （2）由于可以避免发动机的冷起动，因而大大降低了发动机的排放，在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现局部的“零”排放，其废气排放可降低30% 左右。
汽车动力性和经济性 试验报告 实验内容：汽车加速性能试验 汽车等速燃油消耗率试验
一、汽车加速性能试验 1、实验目的 1)通过实验的环节，了解汽车试验的全过程； 2) 掌握最基本的汽车整车道路试验测试技术，包括试验车的检查准备、测量原理，试验方案的设计、测试设备的选择、试验操作、误差来源和控制、数据的取得和记录、试验结果分析计算整理；3) 巩固课堂上所学的汽车理论和汽车试验知识，提高实践能力； 2、实验条件 1)试验前检查汽油发动机化油器的阻风阀和节气阀，以保证全开；2)柴油发动机喷油泵齿条行程能达到最大位置；3)装载量按试验车技术条件规定装载（满载）；4)轮胎气压负荷车上标示规定；5)风速；3/m s ≤6)试验车经充分预热； 7) 试验场地应为干燥平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度2% ≤3、主要实验仪器设备与实验车参数 试验车参数列表：
仪器名称型号生产厂家 五轮仪LC1100(931680718)ONO SOKKE 信号采集系统 大气压力、温度表 风速仪风云仪器 五轮仪采样频率100赫兹 4、试验内容 总体的速度-时间曲线如下所示： 4.1 实验一：低速滑行法测滚动阻力系数 1)试验目的： 了解滑行试验条件、方法；学会仪器使用；掌握车速记录、分析方法；计算滚动阻力系数。 2)试验内容： a）.在符合实验条件的道路上，选取合适长度的直线路段，作为加速性能试验路段，在两端设置标杆作为标号； b）.试验车辆加速到大于20km/h，将变速器置于空挡后，按下采集系统“开始” 键，直至车辆停止，按“结束键”，记录车辆从20km/h到停止这一过程车速
电动汽车与传统内燃机汽车之间的主要差别是采用了不同的动力源，它由蓄电池提供电能，经过驱动系统和电动机，驱动电动汽车行驶。电动汽车的能量供给和消耗，与蓄电池的性能密切相关，直接影响电动汽车的动力性和续驶里程，同时影响电动汽车行驶的成本效益。 电动汽车在行驶中，由蓄电池输出电能给电动机，用于克服电动汽车本身的机械装置的内阻力，以及由行驶条件决定的外阻力。电动汽车在运行过程中，行驶阻力不断变化，其主电路中传递的功率也在不断变化。对电动汽车行驶时的受力状况以及主电路中电流的变化进行分析，是研究电动汽车行驶性能和经济性能的基础。 1、电动汽车的动力性分析 1.1 电动汽车的驱动力 电动汽车的电动机输出轴输出转矩M，经过减速齿轮传动，传到驱动轴上的转矩Mt，使驱动轮与地面之间产生相互作用，车轮与地面作用一圆周力F0，同时，地面对驱动轮产生反作用力Ft.Ft 与F0大小相等方向相反，Ft方向与驱动轮前进方向一致，是推动汽车前进的外力，将其定义为电动汽车的驱动力。有： 电动汽车机械传动装置是指与电动机输出轴有运动学联系的减速齿轮传动箱或变速器、传动轴及主减速器等机械装置。机械传动链中的功率损失包括：齿轮啮合点处的摩擦损失、轴承中的摩擦
损失、旋转零件与密封装置之间的摩擦损失以及搅动润滑油的损失等。 1.2 电动汽车行驶方程式与功率平衡 电动汽车在上坡加速行驶时，作用于电动汽车的阻力与驱动力始终保持平衡，建立如下的汽车行驶方程式： 以电动汽车行驶速度va乘以(2)式两端，考虑机械损失，再经过单位换算之后可得： 或 由（4）、（5）两式可以看出，电动汽车在行驶时，电动机传递到驱动轮的输出功率与体现在驱动轮上的阻力功率始终保持平衡。将(4)变换可得： 式中PM为电动机的输出功率。 用曲线图表示上述功率关系，将电动机的输出功率、汽车经常遇到的阻力功率与对应车速的关系归置在x-y坐标图上得到电动汽车功率平衡图如图1所示。
整车经济性、动力性分析 栾焕明 （哈尔滨航空工业集团动力研发） 摘 要：通过AVL CRUISE的仿真计算，优化速比，在保证整车动力性的前提下，提高整车 经济性。通过仿真选优，提出了优化方案，并由试验进行验证。 关键词：速比；优化 主要软件：AVL CRUISE 汽车经济性、动力性的分析： 汽车经济性常用一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行 驶的里程来衡量。 汽车动力性的评定，通过分析汽车的驱动力和行驶阻力（牵引力）、车速与发动机转矩、变 速器速比和主减速比、车速与发动机扭矩和转速之间的关系，以便尽量拓展车速范围和增大牵 引力，最大限度的发挥动力总成的性能，满足复杂多变的使用条件。 1.整车主要参数及动力性指标： 1.1 整车主要尺寸与质量参数： 整车长度（mm） 3745 前轮轮距（mm） 1300 整车宽度（mm） 1505 后轮轮距（mm） 1310 整车高度（mm） 1925 车轮滚动半径（mm） 273 轴距（mm）最大总质量（kg） 1610 1.2 整车主要动力性指标： a. 最高车速不小于130km/h; b. 最大爬坡度不小于32%; c. 直接档最低稳定车速不大于25 km/h; 2. 471发动机及变速器的主要技术参数 2.1发动机的特性： 转速（r/min） 扭矩（N·m） 功率（kW） 1500 90.82 14.26 2000 94.89 19.87 2500 97.87 25.62 3000 104.35 32.78
3500 106.72 39.12 4000 104.22 43.66 4500 101.77 47.96 5000 99.45 52.07 5400 97.21 54.97 2.2 变速器1主要技术参数： 主减速器传动比 i 0=5.125/4.3/3.909 最大输入扭矩（N·m） 108 最大扭矩转速（rpm） 3000～3500 档 位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 传 动 比 i 1=3.652 i 2=1.948 i 3=1.424 i 4=1.000 I 5=0.795 2.3 变速器2主要技术参数： 主减速器传动比 i 0=4.3/3.909 最大输入扭矩（N·m） 108 最大扭矩转速（rpm） 3000～3500 档 位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 传 动 比 i 1=4.424 i 2=2.722 i 3=1.792 i 4=1.226 I 5=1
摘要 汽车运用工程课程是交通运输本科专业的一门主干课程，而对于汽车来说，动力性与经济性是两个非常重要的指标，它们能综合反映出某一款车的性能高低。本文正是通过计算一款车（新瑞虎1.6S MT 舒适型）的动力性能以及燃油经济性来确定该款车的性能是否得到充分发挥，同时利用计算机VB高级语言编程，以此为基础，对其传动系参数进行了优化，通过对优化前后整车性能的对比分析，判断是否达到在动力性能与燃油经济性之间达到一个较优平衡。相信通过这次的汽车运用工程课程设计，我将会更深层次地理解汽车各性能。
Abstract Automobile Application Engineering undergraduate curriculum is a transport main course, and for the car, power and economy are two very important indicators, which can comprehensively reflect the performance of a particular level of a car. This article is by calculating a car (new Tiggo 1.6S MT comfort) of the dynamic performance and fuel economy to determine whether the performance of the car is brought into full play, while taking advantage of high-level computer programming language VB as a basis, its transmission parameters were optimized by comparing before and after optimization of vehicle performance, to determine whether the dynamic performance and fuel economy to achieve an optimal balance between. I believe that through the use of the automobile engineering course design, I will be a deeper understanding of the performance car.