汽车理论大作业动力性和燃油经济性

第2章 汽车的燃油经济性

学习目标 重点掌握汽车燃油经济性的评价指标； 掌握汽车燃油经济性的计算方法； 理解影响燃油经济性的汽车结构因素和使用因素。

汽车的燃油经济性的定义 在保证动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消 耗量经济行驶的能力，称作汽车的燃油经济性。

2.1 燃油经济性的评价指标 中国及欧洲燃油经济性评价指标：一定运行工况下 百公里燃油消耗量，单位为L/100km 。 单位里程燃油消耗量Qs(L/100km) 单位运输工作燃油消耗量Qt( L/t· 100km) 美国燃油经济性评价指标：一定运行工况下一定量

燃油行驶的里程，单位为mile/USgal。 思考：为什么要在一定运行工况下评价汽车的燃油经济性？

NoteIn USA MPG(miles per gallon) 1 mile≈1.609 km ; 1gallon=3.785(liter) 1 L/100km ≈ 235.2/MPG数 American cars 20~30 MPG →7.84~11.76L/100km Japanese cars 28~40 MPG →5.88~8.4L/100km (Prius:33km/L)

1.等速工况

2.循环行驶试验工况1

汽车理论大作业

同济大学汽车学院

xxx xxxxxx 2013.12

%%0. 作业要求

%%1. 发动机外特性曲线

nmin=600; nmax=4000;

n=nmin:0.01:nmax; m=n/1000;

Tq=-19.313+295.27*m-165.44*m.^2+40.874*m.^3-3.8445*m.^4; figure; plot(n,Tq);

title('发动机外特性曲线 Tq-n'); xlabel('n/(r/min)'); ylabel('Tq/Nm');

Pe=(Tq.*n)/9550; figure; plot(n,Pe);

title('发动机外特性曲线 Pe-n'); xlabel('n/(r/min)'); ylabel('Pe/kw');

%%2. 驱动力曲线

nmin=600; nmax=4000;

n=nmin:0.01:nmax; m=n/1000;

Tq=-19.313+295.27*m-165.44*m.^2+40.874*m.^3-3.8445*m.^4; r=0.367; elta=0.85; i0=5.83;

ig_4=[6.09 3.09 1.71 1.00];

ig_

汽车燃油经济性的影响因素前面讨论得到汽车行驶的燃油消耗量为

Q s =Pb

1.02u a

ρg

或Q s = CFb ηT

式中C ——常数；

F ——行驶阻力，F= F t + F w 。

由上式可知，等速百公里燃油消耗量正比于行驶时的行驶阻力与燃油消耗率，反比于传

动效率。发动机的燃油消耗率，一方面取决于发动机的种类、设计制造水平；另一方面又与汽车

行驶时发动机的负荷率有关。下面分别从汽车使用和结构两个方面，讨论影响燃油经济性的因素，从而可以看出提高燃油经济性的一些途径。

图2-4 是一美国中型轿车在EPA 城市和EPA 公路循环工况中的燃油化学能与汽车各处消耗能量的平衡图。由图可以看出：汽车燃油消耗除与行驶阻力(滚动阻力与空气阻力)、发动机燃油消耗率以及传动系效率有关之外，还与停车怠速油耗、汽车附件（空调等）消耗及制动能量损耗有关。在城市循环工况中，后三个因素的影响相当大，它们消耗的能量总计达燃油化学能的25.2％。但传统结构的汽车在这些方面尚未找到突破性的提高燃油经济性的措施。

2.3.1 汽车使用方面

2.3.1.1 汽车行驶速度汽车满载在良好路面上行驶时，存在

一个使得等速燃料消耗最小的车速，即技术经济车

速。车速高于或低于经济车速，汽车等速油耗均上升。不

第三节 影响汽车燃油经济性的因素

汽车等速百公里燃油消耗量为QL Pebe 1.02va CFbe

QL

m

C为常数；F行驶阻力，F=Ff+Fw 等速百公里燃油消耗量正比于等速行驶时的行驶阻力和有 效燃油消耗率，反比于传动效率。 发动机的有效燃油消耗率与两个因素有关，即发动机的种 类、设计制造水平和汽车行驶时的发动机负荷率。 发动机负荷率低时，有效燃油消耗率的值显著增大。 汽车的燃油经济性的影响包括汽车结构因素和使用因素。

行驶中消耗的发动机功率 P (或行驶阻力 ∑F ) ePe与总行驶阻力∑F成正比

F Q

L

降低汽车重量G ,可以降低 Ff ;

降低汽车CD A,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。

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。

1.汽车结构因素的影响1)发动机结构因素 发动机的热效率直接影响有效燃油消耗率，影响汽车的 燃油消耗量。

凡是对发动机的燃烧过程和热功转换效率有影响的因素 ，都对汽车的燃油经济性有重要影响。这些因素包括： 发动机的种类、设计与制造水平、负荷率的大小及使用 方法等。

(1)发动机种类 与汽油机相比，柴油机的热效率高、有效

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整车动力性经济性匹配优化设计方法

作者：王华秀 徐勇 杨兴明 来源：《汽车科技》2013年第03期

摘要：整车动力性和经济性是一对相互矛盾的整车性能，如何在获得足够动力性的同时，能有最好的燃油经济性是整车匹配中需要解决的问题。随着汽车发动机电子燃油喷射技术的发展，为整车的动力性、经济性匹配提供了良好的条件，使整车匹配中可以根据设计要求，在一定范围内，通过调整发动机外特性和变速箱速比，使整车动力性和经济性达到最优。 关键词：整车动力性；经济性；整车匹配

中图分类号：U462.3 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2013）03-0048-06

整车动力性是用户关注的重要整车性能，在整车匹配中，为了达到好的动力性，常常要牺牲整车经济性。由于能源紧缺，汽车的燃油经济性越来越被重视。在整车已确定使用某款发动机的情况下，发动机外特性和燃油消耗特性已基本确定，如果整车匹配不好，会使整车在获得良好动力性时，经济性不好，在经济性好时，动力性又不足。如何在整车动力性满足设计要求的前提下获得良好的经济性是整车匹配的关键。

动力性

第3章 发动机功率的选择和传动系传动比的确定
学习目标
通过本章的学习，要求掌握选择发动机功率和传动系档位数和传动比的方法。

汽车发动机的功率和传动系传动比对汽车的动力性与燃油经济性有很大影响。在确定这些参数时，必须充分考虑到满足这两个基本性能的要求。此外，还要注意到满足驾驶性的要求。

3.1节 发动机功率的选择
通常设计中常先从保证汽车预期的最高车速来初步选择发动机的功率。最高车速虽然只是动力性中的一个指标，但它实质上也反映了汽车的加速能力和爬坡能力。因为最高车速越高，要求的发动机功率越大，汽车后备功率大，加速与爬坡能力必然较好。
如果给出了期望的最高车速，则选择的发动机功率应不小于以最高车速行驶时阻力功率之和，即
（3-1）
在给定 、 、 、 、 这些值后，便能求出应有功率 的数值。
在实际工作中，还利用现有汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有功率。汽车比功率是单位汽车总质量具有的发动机功率，比功率的常用单位为kW/t，汽车比功率可由下式求得：
汽车比功率= （3-2）
各种货车的 、 及 值大致相等且最高车速也相差不多，但总质量变化范围很大。货车最高车速为100km/h左右。一辆中型货车的比功率约为10kW/t，其中用以克服

2013年5月轻工科技

LIGHTINDUSTRYSCIENCEANDTECHNOLOGY

整车动力性经济性计算及速比匹配优化

邓业宝

（众泰控股集团有限公司/汽车工程研究院整车技术部，浙江杭州310018）

【摘

要】阐述整车动力总成的匹配流程，论述利用CRUISE软件对整车动力性和燃油经济性进行模拟计算，并对整车的动

力性和燃油经济性进行综合分析，得出最优的动力总成匹配方案，引入动经系数使动力性和燃油经济性综合指标进行量化，从而可以更清晰地看出动力总成匹配的合理性，对新车型动力总成系统开发具有现实的指导作用。

【关键词】动力性；燃油经济性；匹配优化

【中图分类号】TU601【文献识别码】A

【文章编号】2095-3518（2013）05-63-02

1前言

动力性和燃油经济性是汽车整车性能非常重要的两个整车

在传统的车辆前期开发中，工程师通常只能凭借以往经验对整车质量、发动机最大功率和变速器速比等参数进行粗略的估算，或者通过试验对整车的动力性、经济性做综合评价。这种匹配方法不仅延长了整车开发周期，增加了开发费用，也不能及时发现设计中存在的问题。由于匹配方案较多，计算量较大，因而较难实现动力传动系统的最优匹配。CRUISE软件可以快速方便地进行整车动力性和燃油经济性

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第一章热力发电厂动力循环

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第一节热力发电厂热经济性的评价方法 热量法（热效率法）

——热力学第一定律

以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于定量分析

做功能力法（熵方法、火用方法）——热力学第二定律

以燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于定性分析

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一、热量法——通过热量的利用程度（热效率）或损失大小（热量

损失、热量损失率）来评价电厂和热力设备的热经济性

供给总能量有效利用能量

损失能量

热量守衡：供给热量= 有效利用热量+ 损失热量

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Q

简单凝汽式发电厂循环系统图

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有再热的凝汽式发电厂循环系统图

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(1)锅炉效率h b锅炉能量平衡关系： 输入燃料热量Qcp = 锅炉热负荷Qb +锅炉热损失△Qb

Qb

BQcp

△Qb

h

b

=

Q

b

=

Q

排烟损失、散热损失、 未完全燃烧损失、排污损失 b

Q cp

Bq net

= 1 -

DQ b Q cp

0.9~0.94

zb =

DQb Qcp

= 1-h b

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hp=Q0

Qb

DQp=1-DQpQb0.98~0.99zp==h(1-hp)bQcp

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Qzc=D=hhp(1-hi)bQcp

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zm=DQm=hbhphi(1-h

Qm)

cp

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[科技改变生活，学习使人持续进步]

AVL CRUISE纯电动汽车经济性动力性 分析操作指导书

张克鹏

目 录

第一章 AVL Cruise 2014 简介 .................................... 2

1.1 动力性经济性仿真集成平台 ............................................................................................ 2

1.2 AVL Cruise建模分析流程 ................................................................................................. 3

1.3 主要模块功能 .................................................................................................................... 4

1.4 AVL Cruise计算任务的设定 .............................

[科技改变生活，学习使人持续进步] AVL CRUISE

纯电动汽车经济性动力性

分析操作指导书

张克鹏

目录

第一章 AVL Cruise 2014 简介 (2)

1.1 动力性经济性仿真集成平台 (2)

1.2 AVL Cruise建模分析流程 (3)

1.3 主要模块功能 (4)

1.4 AVL Cruise计算任务的设定 (9)

第二章汽车零部件模型建立 (14)

2.1.软件启动 (14)

2.2.Project创建 (15)

第三章整车动力经济性分析模型连接 (44)

3.1.部件之间物理连接 (44)

3.2.部件之间信号连接 (45)

第四章整车动力经济性分析任务设置 (49)

4.1 爬坡性能任务制定 (50)

4.2 等速百公里油耗分析 (53)

4.3 最大车速分析 (56)

4.4 循环工况油耗分析 (59)

4.5 加速性能任务制定 (62)

第五章计算及分析处理 (65)

5.1. 计算参数设置 (65)

5.2. 分析处理 (65)

第六章整车动力性/经济性计算理论 (71)

6.1 动力性计算公式 (71)

6.1.1 变速器各档的速度特性 (71)

6.1.2 各档牵引力 (71)

6.1.3 各档功率计算 (72)

6.1.4 各档动力因子计算 (72)

6.1.5