等速百公里燃油消耗量反映了汽车稳态工况下的燃油经济性,但汽车经常在非稳态工况下工作。因此,分析汽车燃料经济性时,除需绘出等速百公里油耗曲线外,还需确定汽车按某一循环运行时的总平均百公里油耗量。
汽车的运行循环由匀速行驶、加速行驶、减速行驶、停车、怠速等运行状况构成。因此,要计算汽车循环工况百公里燃油消耗量,必须进行匀速、加速、减速以及停车、怠速工况的耗油量计算。
1.汽车匀速行驶工况燃油消耗量
对于运行循环中的各匀速工作阶段,可先求出其等速百公里燃油消耗量Q1、Q2…(L/100km),而后根据各个阶段的长度L1、L2…(100km),求出各个匀速行驶阶段的燃油消耗量QL1、QL2…(L)。显然:QL1=Q1L1,QL2=Q2L2…。其整个匀速阶段的燃油消耗量之和为
2.加速行驶工况燃油消耗量
汽车的加速行驶包括等加速行驶和不等加速行驶两种情况。
(1)等加速行驶工况燃油消耗量
根据式(4-1),汽车等加速行驶工况燃油消耗量为
称为当量道路阻力系数。由于加速运转过程中,发动机供油系统的加浓作用,其加速时的有效油耗率ge比汽车稳态行驶时高。但为计算方便,在计算加速行驶燃油消耗量时,仍采用稳态工况时的有效油耗率ge。
比较式(4-4)与式(4-3)可见,汽车以等加速度在道路阻力系数ψ的道路上行驶时的燃油经济性,可以用汽车在当量道路阻力系数为ψ′的道路上稳定行驶时的燃油经济性近似表示。这样,计算等加速工况下的燃油经济性,可用与计算匀速行驶工况燃油消耗量相同的方法解决。
图4-13 等加速过程的燃油消耗量计算
然而,汽车加速过程中,其行驶速度va不断变化。因此,如计算汽车以的等加速度使速度从va1上升到va2的过程中(图4-13)的燃油消耗量时,可以按速度每增长Δva(km/h),把整个加速过程分为n个小区间Δt1-2、Δt2-3、…、Δtn-1-n,每个加速区间的持续时间Δt(s)为
在每个小区间中,汽车行驶速度可以近似用车速的平均值(km/h)代表。同时,由等加速度时的当量道路阻力系数ψ′和车速(km/h),利用功率平衡图和发动机负荷特性可得每一小区发动机稳定工作时的有效油耗率。显然,区间划分越细,计算结果的近似程度越好。
这样,车速从vai上升到vaj的小区Δti-j的燃油消耗量Qi-j(L/100km)和绝对油耗量ΔQi-j(L)分别为
整个等加速过程所消耗的燃油量Qj(L)为
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(2)不等加速行驶工况燃油消耗量
汽车在不等加速行驶工况的燃油消耗量计算方法与等加速时类似。主要区别在于:等加速行驶工况时,各加速小区当量道路阻力系数相同,即:ψ1′=ψ2′=…;而在不等加速行驶工况时,则有ψ1′≠ψ2′≠…。
设各加速小区Δti-j的速度变化为vai~vaj(km/h),则该小区的加速度可以用平均加速度(m/s2)表示。即
因此,该加速小区Δti-j的当量道路阻力系数ψi-j为
据此,用同样的方法,可求出车速从vai上升到vaj的小区Δti-j的燃油消耗量Qi-j(L/100km)和绝对油耗量ΔQi-j(L)。
各小区的绝对油耗量相加,可得整个加速过程所消耗的燃油量Qj(L)。
3.怠速停车时的燃油消耗量
在汽车运行循环中,若怠速停车的时间为ts(h),则怠速停车时的燃油消耗量Qt(L)为
Qt=Qsts
式中 Qs——怠速燃油消耗率(L/h)。
4.减速行驶工况的燃油消耗量
减速行驶时,节气门松开(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Qd等于减速行驶时间td(h)与怠速油耗率Qs之积。即
Qd=Qstd
5.整个循环工况的燃油消耗量
对于由等速、加速、减速、怠速停车等行驶工况构成的汽车运行循环,其整个运行循环的平均百公里燃油消耗量Qw(L/100km)为
式中 ∑Q——所有过程的绝对油耗量(L);
S——整个循环的行驶距离(km)。
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