摘要:隨著我國工業化進程的加速發展,對于能源的利用不斷的加快,汽車作為現代化的代步工具在人們的日常生活中得到了廣泛的應用。汽車的行駛主要的是依靠石油,石油是當前資源當中利用比較廣泛的,為了保障汽車在行駛的過程中的燃油量得到良好的控制,以下就對汽車燃油經濟性做分析研究,保障汽車行業的可持續發展。
關鍵詞:國內汽車;燃油經濟性;測試循環;對比研究
隨著我國經濟的不斷的發展,人們的生活水平的提高,當前人們的出行大多數情況下都是乘坐汽車,汽車作為石油消耗的重要的組成,其消耗汽油量占汽油總消耗的90%以上,其柴油消耗量占總體消耗的20%以上。隨著世界石油儲量的不斷的減少,在保障汽車運行的同時最大限度的家少汽車燃油的消耗以及成為汽車發展當中一個重要的問題。所以有必要對汽車燃油的經濟性做研究分析,這不僅影響著汽車的運行成本,另外還涉及到了能源充分利用的過程,對社會的發展有非常重要的意義。
1.汽車燃油經濟性概況
汽車燃油的經濟性主要的是指汽車相對于完成運輸工作的耗油量的多少,當前世界上評測汽車燃油經濟性,一般情況下會使用耗油量或者是油行程表示,其中耗油量指的是在汽車滿載單位時單位行駛里程所需要消耗的燃油的體積。影響汽車燃油經濟性的主要的結構因素包含了:閉缸節油技術、超速檔的設置、變速器檔數、列車運輸技術、提高質量利用的系數以及復合動力系統等。其中閉缸節油技術是在小負荷時關閉一部分的氣缸,在大負荷時是全部的氣缸發揮出全部的作用,這樣是發動機的排放量隨著負荷大小的變化而變化,保證發電機在高負荷下進行工作,從而可以達到節省燃油的目的。另外減小主減速器的傳動比也可以改善汽車燃油的經濟性,這時主要的是通過設置超速檔來實現這個目標。此外,汽車設置的變速器的檔數越多,其選擇的范圍也就更大,這樣就能提供更多選擇的機會,這樣的設置有助于汽車燃油經濟性的提高。汽車的總質量將影響到汽車在行駛過程當中汽車所受到的加速阻力以及滾動阻力等,這對于汽車的耗油量有著比較大的影響,還有就是可以將當前的發動機驅動改成發動機和電力相結合的驅動的裝置,從而使汽車的燃油經濟性得到提高。
2.汽車燃油經濟性測試方法以及其原理
2.1汽車燃油經濟性測試方法
在進行汽車燃油經濟性的檢測時可以使用碳平衡計算法,主要是指在排放實驗室當中使用底盤測功機和相應的排放分析儀器等設備對其進行相應的測驗,主要的是通過計算相應的二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)以及碳氫化合物(HC)的排放量,用碳平衡的計算方法來計算相應的燃料的消耗量,相應的碳平衡測量方法的結果數據可以表示為:
在公式(1)中,其FE表示為燃料的消耗量,其單位為(L/100km);其中CO2、CO以及HC表示為相應的氣體質量的排放量,其單位為(g/km);其中SG表示為288K下的燃油的密度,其單位為(kg/L)。
此外,在進行汽車燃油經濟性的時候還可以采用道路實時測試法,其主要是指在試驗場的水平路面之上,按照多工況運轉循環進行其試驗的過程,通過相應的測量設備油耗儀逐秒進行實時的記錄相應的燃油的消耗,從而測量出燃料的消耗量的多少。將測量的結果進行逐秒的累加FE實測,然后再對數據進行相應的校正工作,其表達式為:
在公式(2)中,FE校正為校正之后的燃油的消耗量,其單位為(L/100km);FE實測為實測的燃料的消耗量,其單位為(L/100km);其中C1表示為相應的環境溫度校正系數;C2表示為相應的大氣壓力的校正的系數;C3表示為燃油密度的校正系數。
2.2道路實時法的原理
在使用道路實時法進行汽車燃油量的計算時,主要的存在以下兩個控制的難點:首先是工況以及其工況復現的速度精確度要得到有效的保證;其次就是需要工況復現相應的跟蹤系統能夠以比較高的傳送的頻率將采集的汽車行駛速度傳送到相應的監視器上。道路實時檢測系統主要是基于耗油儀的采集系統,通過相應的軟件對其進行數據的采集過程,其中耗油儀可以對汽車在行駛過程中燃油的消耗的瞬間進行相應的測量和計算,并且還有相應的計算機系統進行綜合性的記錄。
2.3汽車燃油經濟性的計算方法
當前我國汽車燃油的計算方法主要的是采用歐盟的計算的方法,其主要的計算的過程是:在批量生產的汽車當中隨機的選擇三兩汽車,進行二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)以及碳氫化合物(HC)的測定實驗,將測得的污染物的數值帶入到相應的碳平衡公式當中,然后求得相應的燃油經濟性的數值。在進行相應的實驗的時候要采用規定的基準燃料為主,也就是汽油的氫碳之間的比值為固定的1.85,柴油之間的比值固定為1.86,在計算相應的燃料的消耗量時,要采用此固定的氫碳比。
當前中國和歐盟等國的燃油經濟性的單位為(L/100km),燃油經濟性的數值為:
3.實驗研究和數據分析
3.1實驗工況選擇和實驗方法
在對汽車進行燃油經濟性測試的過程中,其行駛工況的選擇對于測試起著重要的作用,它是影響汽車排放量和油耗量的關鍵。當前汽車排放測試行駛工況的種類比較多,如:美國行駛工況( USDC)以及歐洲行駛工況( EDC)等,其中常用的為美國FTP72和歐洲NEDC行駛工況(如圖1所示),我國典型的城市行駛工況(CDC)(如圖2 所示)。
此次實驗主要的選用性能比較穩定,其基準的質量為1250kg的AT型的汽車為試驗的樣本車,在同一的室內,相同的條件下進行對比試驗,對于研究的對象在歐洲工況和我國典型城市工況上分別采用碳平衡的方法和道路實時法進行試驗,分析它們之間的差別,并且還要研究不同試驗條件之下,碳平衡方法和道路實時法之間的關聯性進行研究分析。
3.2實驗結果分析
數據表明,同一輛汽車在歐洲工況下進行試驗,使用碳平衡方法和道路實時法測試的定值之間是存在一定的比例關系的,在低速的ECE區域內,道路實時法比使用碳平衡方法高4.7%;在高速的EUDC區域內,使用道路實時法比使用碳平衡法測量高2.0%。而同一輛汽車在我國典型的城市綜合工況之下進行相應的測試,道路實測法得到的定值比碳平衡方法得到的定值高5.0%,高速工況下,使用道路實時法測量比碳平衡法高2.0%。
總結:
隨著石油使用量不斷的增加,汽車作為一個耗油量較大的交通工具,有必要對其燃油的經濟性進行分析研究,找出相應的提升經濟性的方法,對其進行相應的改善,保障汽車行業的發展,減少石油的消耗量,促進社會的可持續發展。
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