提高汽车燃油经济性的措施Word格式.docx

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燃油经济性；

发动机；

汽车技术状况；

驾驶技术.

Measurestoimprovefueleconomyofautomobile

Abstract:

Theautomobilefueleconomyisoneoftheimportantperformanceindexesoftheautomobile.Itisrelatedtotheeconomicinterestsofusersandtransportationcompanies.Oneofthemostinterestingtechnicalparametersinthespecificationofmotorvehiclesisfuelconsumption.Withtheincreasingshortageoffuelandtherisingprice.Toimprovethefueleconomyofautomobilehasgreatpracticalandeconomicsignificance,anditisalsoaresearchtopicofcommonconcernforautomobilemanufacturersandusers.影响汽车燃油经济性的因素是多方面的,影响汽车燃油经济性的重要因素是发动机性能,同时还有其它因素的影响,包括汽车的构造、驾驶技术和道路情况等。

Aremanyfactorsaffectingtheautomobilefueleconomyandanimportantfactortoaffectthefueleconomyofthevehicle'

sengineperformance,atthesametime,thereareotherfactors,includingvehiclestructure,drivingtechnologyandroadconditions.Improvethefueleconomyofthecarcanbeimprovedfromthetechnicalstatusofthecar,mastercertaindrivingtechnology,etc.Thisarticlewillanalyzeandintroducethemeasureofthefueleconomyoftheautomobile.

Keywords:

Automobile；

fueleconomy；

engine；

automobiletechnologystatus；

drivingtechnology.

1绪论

1.1燃油经济性的含义

汽车燃油经济性，是指汽车以最少的燃油消耗完成单位运输工作量的能力。

汽车燃油经济性通常用有效燃油消耗率（发动机每输出1KW·

h的有效功所消耗的燃油量称为有效燃油消耗率，记作be，单位为g/（KW·

h））。

或有效热效率（燃料燃烧所产生的热量转化为有效功的百分数称为有效热效率）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，它们一般不直接用于评价汽车燃油经济性。

1.2燃油经济性的评价指标

评价汽车燃油经济性，常选取单位行程的燃油消耗量（L/100km）或单位运输工作的燃油消耗量（L/l00tkm、L/tkm）作为评价指标。

其数值越大，汽车燃油经济性越差。

汽车燃油经济性也可用汽车消耗单位量燃油所经过的行程作为评价指标，称为汽车经济性因数。

例如，美国采用每加仑燃油行驶的英里数，即MPG或mile/gal来评价燃油经济性，其数值越大，汽车的燃油经济性越好。

汽车在使用过程中，载荷和道路条件对汽车燃油的消耗影响很大，也可采用燃油消耗量Q（单位为L／100km）与有效载荷C（单位：

t）之间的关系曲线，评价在不同道路条件下汽车燃油经济性，称之为平均燃油运行消耗特性。

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。

2燃油经济性的影响因素

2.1发动机与油耗的关系

发动机工作过程中影响油耗的两个重要因素是过量空气系数和发动机负荷，这个值都有一个理论上的最佳值。

在实际工作过程中，过量空气系数和发动机负荷的实际值越接近理论值，汽车就越省油。

有的人往往把油耗的大小与发动机的排量联系在一起，认为大排量的发动机的油耗会大于小排量的发动机。

发动机在负荷为90％、空燃比为1.05：

1时燃烧效率最高。

2.2轮胎与油耗的关系

轮胎作为汽车的关键承载部件之一，承受车辆负荷、向路面传递驱动力和制动力等作用。

轮胎工作气压直接关系到汽车的燃油经济性。

胎面上的花纹是轮胎与路面直接接触的唯一部位，它的形状、排布蕴藏着轮胎科技的精华，直接影响着轮胎的附着力和滚动阻力等性能。

不同类型花纹的轮胎的燃油消耗率不同。

折线花纹轮胎比一般花纹轮胎要省油。

节油轮胎比起同规格产品来说，在负载不变的情况下滚动阻力值平均降低21％至24％。

由于每减少3％—5％的滚动阻力就能节约1％的燃油消耗，因此，如果一部车使用四条节油轮胎，平均可降低约5％的汽车燃油量。

2.3车重与油耗的关系

对一台使用中的车辆，车重对油耗的影响也大。

行驶同样的距离，越重的车做功越多。

也就需要更多的燃油。

2.4汽车的传动系对汽车燃油经济性的影响

汽车的传动系对汽车的燃油经济性有重要影响。

变速器档位越多，不但汽车换档平顺，而且使发动机增加了处于经济工况下运行的机会，有利于提高燃油经济性。

因此现代汽车都是趋向于5档或以上变速器，或者采用无级变速，保证在任何条件下具有使发动机在最经济工况下工作的可能性。

由发动机负荷特性可知，当发动机负荷相同时，一般是转速越低燃油消耗率越小。

档位越多越省油，无级变速CVT更省油。

2.5风阻系数

汽车的造型对燃油经济性有重要影响，车速越快影响越大。

空气阻力与速度的平方成正比，这就是人们常说的“风阻”。

减小空气阻力主要是通过减少汽车的迎风面和空气阻力系数来实现。

迎风面积取决于汽车的大小和结构，空气阻力系数取决于车身造型。

为此，汽车车身紧凑化和流线型是提高燃油经济性的途径。

目前许多轿车的空气阻力系数在0.28—0.3左右，对减少燃油消耗起到很大作用。

一般来说，车辆高速行驶中，最大的阻力就来自空气。

降低风阻系数，会较明显提高燃油经济性。

3提高燃油经济性的措施

3.1技术层面的措施

3.1.1提高燃油经济性的技术分析

（1）典型乘用车能量使用分析

在技术方面提高汽车燃油经济性，就要确定技术重点，要清楚能量在乘用车上的使用情况。

如图3-1是典型乘用车的能量使用情况，并分为城市和高速两种工况。

图3-1标准乘用车的能量使用图

结合图3-1，可以看出风阻损耗、滚动阻力、刹车制动、传动损耗和车上负载导致的能量损耗，其总和只占整体能量损耗的21％—27％左右。

因此虽然诸如车身空气动力学优化设计、减少滚动阻力、改进电器负载、刹车能量回收和车辆传动系统改进等技术都可以降低油耗，但是还不能成为技术攻关的重点。

图3-1显示发动机怠速工况和发动机损耗两项占全部能量损失的73％—79％左右，所以针对这两项的技术改进措施，才应该是汽车制造商需要重点攻关的技术方向。

（2）智能起停技术介绍

智能起停（Start—Stop）技术可以有效避免怠速工况的能量消耗，提高汽车的燃油经济性，因此应该是今后汽车制造商发展的重点之一。

如图3-2介绍的是标准起停系统结构图，其中包括发动机、增强型起动电机、变速器、发动机控制ECU、电池传感器、LIN总线和其他信号传感器。

Start-stop系统车辆在行驶过程中，驾驶员踩制动踏板停车，若此时满足一定的条件（档位、离合器状态、电池SOC、发动机水温、故障等），发动机会响应控制器的断油需求，进入怠速停机模式。

驾驶员可以通过传动链状态、加速踏板状态或者主开关状态来请求发动机重新起动，或者由电池状态、制动真空度不足状态或者空调需求自动起动。

目前标准的Start-stop系统可使综合油耗降低5％左右，有效地提高了车辆的燃油经济性。

图3-2标准Start-Stop系统

（3）汽油直接喷射技术的发展趋势分析

从经济性的角度来说，GDI技术能够有效地改善燃油经济性，可以降低12％～15％的油耗，而且该技术还有进一步降低油耗的潜力。

如果仅从燃料喷射方式来看，汽油直接喷入缸内燃烧式发动机，可宽泛地分为两大类：

点燃式GDI发动机（DISI）、均质压燃式发动机（HCCI）。

由于实现HCCI燃烧有不同的模式，所以有不同的命名，但是原理都是相同的。

而点燃式GDI发动机还可分为性质不同的两类：

均质点燃式GDI发动机（HCSI）、分层点燃式GDI发动机（SCSI）。

GDI发动机与典型的PFI发动机相比，理论上有如下优势：

①改善燃油经济性（不同测试循环比较结果显示，最多能够降低25％的油耗）：

分层燃烧模式下节气门全开，节流损失减低；

分层燃烧模式下传热损失更小；

由于缸内直接喷射，喷入的燃料可以降低混合气的温度，所以GDI发动机可以使用更高的压缩比；

同样由于燃料的冷却作用，降低了GDI发动机对辛烷值的要求；

冷却后的混合气密度增加，提高了GDI发动机的容积效率；

由于采用燃料缸内直喷，车辆加速过程可以立即断油，避免了进气道喷射稀燃系统（PFI）发动机的进气道油膜影响。

②改善动态相应：

由于没有进气道油膜影响，减少了GDI发动机在车辆加速过程的喷油量。

③更精确的空燃比控制：

由于没有进气道油膜建立的过程，GDI发动机可以更快速的起动；

在低温冷起动工况，GDI与PFI发动机相比，喷油量明显减少。

④扩展了废气再循环系统（EGR）的使用范围（减少了节气门的节流影响）。

⑤排放优势：

减少了冷起动时的HC排放；

减少了二氧化碳的排放。

⑥增强了系统优化的潜力，GDI发动机更适合与start—stop系统和混合动力系统搭载在一起，共同作用，获得最大的节油效果。

目前国内外的研究热点集中在HCCI发动机研究，因为HCCI发动机可以使用更稀薄混合气，更高的压缩比，更大程度地降低发动机油耗。

但是由于HCCI发动机容易受到失火、爆震、功率等限制，并非在全部工况下都可以实现。

故即使HCCI发动机实现了产业化生产，也一定需要与多种GDI燃烧模式相结合。

当前增压型均质点燃式GDI燃烧技术相对比较成熟，已经实现产业化生产。

从技术上是切实可行的。

我国的汽车产业应该大力推广点燃式GDI发动机，吸收和消化目前国际上点燃式GDI技术，培养我国自己的点燃式GDI发动机研发力，提高我国GDI高压供油系统零部件的制造能力，为将来HCCI发动机技术的发展提供产业支持和技术保障。

另外积极支持HCCI发动机的研发工作，抢占发动机节油技术的制高点，为