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汽车行驶的燃料经济特性评定汽车燃料经济性的指标，一般为汽车百公路油耗量（L/100Km）或每吨载重量百公里油耗率（L/t·100Km）。
1、为了评定和衡量汽车的燃料经济特性，汽车制造长必须通过汽车行驶试验，对汽车的燃料消耗量进行测定。
这种试验有的是在汽车试验场上进行的，也属于汽车定型试验和质量检测中的一个组成内容。
其中包括：
汽车每公里等速行驶油耗量试验
汽车六工况行驶燃油耗测定试验
汽车在综合路面上行驶使用燃油测定试验
汽车在特定路面上行驶的燃油测定试验（为山区、丘陵）详见国家标准GB1334-77。
国家标准GB1334-77中规定了严格的试验条件，如对汽车的载重量、汽车的技术状况、道路条件、试验方法等。
其中等速百公里油耗试验是汽车在平坦的直线路面上用最高档，车速从20公里/小时开始，然后以每10公里/小时递升，直至最高车速的80%，一般载重车即以20、30、40、50、60及70公里/小时的六种车速，以等速通过500米的测量段，每种车速往返两次，取燃油消耗量的平均值。
一般车速较低时燃料消耗率较低，随着车速提高，燃油消耗率出现增加的趋势。
东风汽车公司载重汽车系列的几种车型，在过去先后进行等速百公里燃油消耗率的试验结果可见表4-1，可供参考。
2、汽车万有特性曲线的建立。
为了建立汽车万有特性，必须采用下列关系式：
（1）车速与发动机转速的关系Va=0.377m/ik·io
上述r及i对某一车辆而言，是已经确定不变的。所以其变数是和，即车速是由变速箱挡位和发动机转速n两个参数组成的。
因此可以把各挡车速Val、Va2……Va5与发动机转速n同时标注在发动机万有特性曲线的横坐标上。
见4-1a及4-1b。
（2）发动机汽缸平均有效压力P。（指使用平均有效压力）与汽车驱动力P的关系式。
因为汽车发动机功率N。=PVn
Nk =PK·Va
汽车行驶中需要的驱动功率3600
功率平衡式为N=NkIn
所以：
0.377×120× Pk = 0.012566· Pk
P=36001·i·i·V/ikion·v
对某一汽车而言，、V吸为已知，设常数
P.=P0.012566
m则
Pk=i·P.IA
A=i·n·v
即汽缸平均有效压力P与行驶驱动力P，之间只存在变速箱挡位的关系，即1Kpa发动机汽缸平均有效压力P在不同挡位能产生i/A的汽车驱动力Pk（N）。
所以，把发动机的平均有效压力P.与各挡行驶驱动力P之间建立了联系，从而可以在发动机万有特性曲线的纵坐标上，以Pk、Pk2……Pk5分别代表一挡、二挡……五挡的行驶驱动力来代替P，这样发动机的万有特性曲线就转化成汽车万有特性曲线了，只是横坐标对应的是不同挡位的车速Val、Va2……Va5，而纵坐标对应的是不同挡位的驱动力Pk1Pk2……Pk5，也可代表行驶阻力F，以上关系可知，驱动力P和车速V是沟通汽车运行参数与发动机工况之间的桥梁。
见图4-1a及4-1b。
3、汽车百公里油耗与发动机比油耗率之间关系。
B =100C1 (Kg 100Km)
汽车百公里油耗
G,= N8 =( o") 80-12000 8.(Kg 1h)8uw =100(Gf /Va) =100 1 1. gf_ =100 1s 1._ × (20o )8
代入得：
0.377·r·n
0.377 ·rn
=152X i P. 8.(Kg/100Km)。
-V则
8100=B·ik·Pe·8e
根据上述公式分析，当一台汽车的主传动比确定以后，汽车百公里油耗主要取决于三个参数，即变速箱使用挡位i，发动机汽缸平均有效压力P及相应的发动机比燃油耗率g，只有当这三个参数的乘积处于最小值时，汽车才能达到最小的百公里油耗。
如果仅仅使发动机处于最小的比油耗率，而其他两个参数不合理，则汽车百公里油耗不可能出现最佳状态。
此外，汽缸平均有效压力P可以用油门开度来代表（从关系式和试验可以看出，当发动机转速不变，扭矩或汽缸平均有效压力是随着油门逐渐开启而上升的），所以除了发动机具有良好的经济性能之外，汽车在行驶中必须合理选择变诉箱挡位和油门开度，否则汽车并不会获得良好的燃料经济性能，这一概念对有经验的驾驶员来说是完全理解的。
4、汽车行驶阻力曲线在汽车万有特性图上的显示和分析。
如果把各挡的汽车行驶阻力曲线（包括道路滚动阻力和空气阻力）按不同挡位的Va-P.为坐标，画在汽车万有汽车特性图上，则曲线通过的部位就是汽车行驶中所经过的发动机工况，就可从图上直接获得，P、g及I的值，从而可以计算出汽车在该工况下的百公里油耗。
表4-1是以EQ153汽车为例，在各挡位下车速V和道路阻力F的计算结果，图4-1a中的F1、F2、F3、Fa和F3曲线就是各挡行驶下的阻力曲线。
阻力曲线越接近发动机最低比油耗区，则汽车行驶中的燃料经济性越好，因此图4-1可使汽车在行驶中所出现的经济特性一目了然。
现汽车用五挡行驶，行驶阻力曲线为Fs，见图4-1a，当车速为68.6Km/h，这是发动机转速为2200r/min，阻力曲线F上的A点就是汽车行驶中的发动机公况点，该点所处的Pe经计算为382.4Kpa（见P.与P。的关系式）（见纵坐标），g。为241g/Kw·h（见等比油耗率曲线在238与244之间），五挡时的I=1则百公里油耗g10o计算如下：
8100=B·i·P·g=0.000157675×382.4×241=14.53Kg/100Km
如折合成容积，柴油机比重为0.83Kg/L。
则g100=15/0.83=17.5L/100Km。
这与60Km/h公里等速油耗试验所得数据是比较接近的，说明它是有一定可取性。
（注：本资料所采用的发动机万有特性曲线图并不具有代表性，因此计算结果并不说明EQ153汽车的实际情况）。
5、改善汽车经济性的途径。
当汽车以某一车速行驶，不论变速箱处在什么挡位，可以认为传动系的机械效率变化不大，只要道路条件不变，车速不变，在各种挡位上发动机的输出功率是基本不变的。
但是挡位不同，发动机的油耗率就不同的了，这是因为挡位不同，发动机的转速和负荷率就发生变化。
见图4-2，如果在车速相同均为V的情况下，采用不同速比，就可以改变发动机的转速，当转速在n时，显然它的工况点不在发动机的油耗经济区（gea>gemin），现改变速比，由i,换入i，则发动机转速由n,降至n2，它的工况点就进入最低油耗区，虽然它的负荷率增加了，但是它的百公里油耗量将会明显下降，使汽车的经济明显改善。
因此调整和增加变速箱挡位，对汽车经济性是很重要的。
最常见的例子，就是变速箱由原来的5挡增至6挡，增加一个速比小于的超速挡。
现将节油原理说明如下：
(a)由公式g10o=B·iP·g可知，如果保持（i·P）不变，则g1oo=常数×g。，也就是说：汽车百公里油耗g100的值与发动机比油耗的值g。互相对应和一致了，如果ge为最低比油耗gemin，则汽车百公里油耗g1oo也可以达到最小值。
现用上述图4-1a的汽车万有特性图为例，把A点从发动机转速2200r/min移到1800r/min，使它进入最低比油耗区。
(b)从车速Va=0.377m可知，在轮胎半径r与后桥转动比I不变的条件下，V=Cn/I（C为常数），说明在车速V相同的情况下，发动机转速n与速比i成正比，现把发动机转速由2000移到1800，下降比值为18/22=0.8182，i为直接等于1，现采用超速挡，速比为i6，则i=1800/2200×i=0.8182，即直接挡换入超速挡后，发动机转速降至1800r/min，而车速可保持不变。
因此在变速箱上增加第六挡，即一个超速挡，汽车经济性将得到改善。
(c)那么经济性改善多少呢；因为（P·i）没有变化，ik减少了，因而P加大了，即采用超速挡后在原有车速下（V=68.6Km/h）必须加大油门，使P。由原382.4Kpa升至P'= Pe ik5 -3824x1 = 467.4Kpa。
见图4-1a，由A点移至点，负荷率增加了，但比油耗率下降了，点所处的比油耗为221g/Kw-h，结果采用超速挡时的汽车百公里的油耗量为：
g100=0.000157675×0.8182×467.4×221=13.3Kg/100Km折合容积为：13.7/0.83=16.0L/100Km，从而比直接挡时的17.5L/100Km下降了1.5L，越占8.6%（1.5/17.5）。
(d)结论：
1）使用超速挡，可以改善汽车经济性。
2）使用超速挡可以提高车速，以发动机额定转速0510×2600为2600r/min计算，车速可达v=0.377x=99Km/h。
3）在超速挡时，相对必须加大油门开度，使后备功率的后备驱动力减少，因此在用超速挡时，不利于加速和爬坡，如果需要加速和爬坡时，往往就得换入直接挡。
说明经济性和动力性有一定矛盾。
4）对于发动机功率不富裕的汽车来说，用超速挡时的最大车速反不如直接挡的大，因此超速挡就失去使用价值，所以汽车转动比的选择必须结合发动机的功率进行合理计算（可见“汽车转动比的选择”）。
6、汽车在不同地区和不同使用条件下行驶的燃料经济性根据一般使用统计，我过汽车行驶在不同地区的常用车速大致如下：
·山区
40~60Km/h
·高速公路
90~120Km/h
·城市公交汽车
30~45Km/h
·城郊等级公路
60~70Km/h
·多坡道、载重汽车
50~60Km/h
因此合理地选择和调整汽车驱动桥的主转动比i，使汽车大多数时间变速箱能用高档或直接挡行驶，而且使常用车速所对应的发动机工况（包括转速和负荷率）均处在经济区内运行，显然这对提高汽车经济性是十分必要的。
同时还应具有足够的后备功率去克服坡道阻力和超车时的加速阻力。
这是保证汽车经济性和动力性的重要基本条件。
为了达到这个目的，二汽EQ153—8T载重汽车在设计和引进汽车驱动桥时，应准备和配置了五种速比，即5.571、5.857、6.166、6.5及6.83。以便供不同地区使用的汽车进行选用。
其中对主要行驶在高速公路上的汽车，就应选用较小的主传动比，如：5.571。
对山区行驶并带挂车的汽车就应采用较大的主传动比，如6.5或6.83。
同时对城市公交汽车来说，它的主传动比也应该偏大，如6.5。
如果在综合性路面上行驶，则就要求高低速都能兼顾，应扩大总传动比的范围。
现生产标准型EQ153汽车的总传动比已作了改进（已不同于第三章动力计算采用的参数），主传动比i已由6.166改成6.5，同时采用了六档变速箱，增加了超速档i=0.814。
总传动比范围由40.325~6.166扩大至42.51~5.291，这种改进在使用中已取得了明显效果。
现对EQ153-8T汽车采用i=6.166、6.5及6.83三种主传动比，并配合变速箱直接档（i=1）和第四档（ia=1.442）两种档位，对它们的行驶车速与所对应的发动机转速及动力因数进行计算，计算结果见表4-2及表4-3。
主传动比i加大后，经济车速下降，可见表4-2。
如果均用直接档时，当i=6.166，经济车速为43.7~62.4Km/h；当i=6.5,经济车速为41.5~59.3Km/h；当i=6.83，经济车速为39.4~56.3Km/h，其它各档的车速也相对下降。
此外，主传动比i加大后，各档的动力因素也相应增大。
从表4-2可知，当均用直接档时，主传动比i。由6.166加大至6.5及6.83后，动力因素分别增大0.0025及0.005，相对提高6%及12%，这无疑在山区行驶是有利的。
现举例加以说明：如果EQ153车在山区行驶，假定其道路坡度大部分为0.030，道路滚动阻力系数为0.01，要求行驶车速为50Km/h，则从动力因数来标定，主传动比i=6.166的车辆，用直接档已经不能行驶而必须采用四档（i=1.442），而对于主传动比加大后的汽车，其i=6.5及6.83的仍可用直接档以50Km/h车速行驶，因为它们的动力因数大于0.040。
如果坡度进一步加大，则i=6.5也要采用四档了，而i=6.83的驱动桥，根据动力因数衡量，直接档动力因数为0.045左右，可克服0.035的坡度。
那末它们的经济性怎样呢?现作如下计算，并见图。
a）当=6.166，采用四档4-1.442在坡度0.030的道路上行驶，其道路阻力系数为：W=f i=0.01 0.030=0.040*
（见动力计算一章）
故：道路阻力=￥W-0.040×137200-5488N=0.53×1.94×2.73
CDA
同时其空气阻力=Va=0.1327 Va*21 15
（见动力计算一章）
i"iVo设车速为50Km/h，这时发动机转速n=0.377×r=2312 r/min（在经济区外）
则空气阻力-0.1327×502-331.8N
故汽车的驱动力B-道路阻力 空气阻力-5488 331.8-5819.8N发动机应发出的气缸平均有效压力应为：
0.012566×r×B=Pa-i·io·n·v
0.012566×0.51×5819.8=790 Kpa
1.442×6.166×0.90×0.0059
g100=BxkxPxge故百分里油耗为：
6.166×0.0059×1.442×790×214=38.4 Kg/100 Kme.*·g100= 452.4×0.51
其中g账=214（见图4-1b）
见图4-1b中阻力曲线1，工况点a.
b）当i=6.5，可采用直接挡=1，在相同道路条件及车速50 Km/h下行驶，这时发动
6.5×1×50
机转速为n=0.377×0.51=1690 rmin（在经济区内）
汽车的驱动力P仍为5819.8N
0.012566×0.51×5819.8
发动机P=
=1057 Kpa
1×6.5×0.92×0.0059
6.5×0.0059
百公里消耗g100=452.4×0.51
×1×1057× 208=36.54 Kg/100 Km
见图4-1b中阻力曲线2，工况点b。
c)当i=6.83，可采用直接挡i=1，在相同道路条件及车速50Km/h下行驶，这时发动机转速为n=0.377×0.51=1776 r/min（在经济区内）
汽车的驱动力P仍为58198Ne=0.012566×0.51×5819.8
发动机P=1×6.83×0.92×0.0059= 1006 Kpa 6.83×0.0059
百公里消耗g100=452.4×0.51×1×1006×208=3654Kg/100Kme
见图4-16中阻力曲线3，工况点c。
结论：
·用i=6.166驱动桥时，百公里消耗为38.4Kg/h，比i=6.5及6.83时大1.9Kg/h，原因是用四档行驶发动机转速偏高，不在经济区内运行，负荷率也偏低，故比油耗ge偏大，其次是不在直接档，传动效率比直接档略低。
不过由于处在第四档，后备动力较大，它尚能克服较大坡度，而不需换档。
.用i=6.5及6.83两种主传动比的驱动桥时，百公里消耗均为36.54Kg/h，比i.=6.166四档下降1.9Kg/h，原因是它们在50Km/h车速下的工况点已进入发动机最经济区，并用直接档行驶。
但是它们的后备动力减少，特别是采用i=6.5时，如果坡度稍有增加，它就必须换入四档（这样就增加了换档次数，不但对操作不利，而且对经济性也带来负面影响）。
.从计算结果看，6.5及6.83两种主传动比的汽车的百公里消耗是相等的，这是因为在50Km/h车速下，它们的工况均已进入最低比油耗区，负荷率也比较接近，因此这是符合规律的。
不过，用6.83驱动桥的汽车，它的动力因素比用6.5的要大0.005，显然它尚有潜力能克服较大一些的坡度，可减少换档次数，因此在山区行驶用6.83主传动比6.5的要优越。
.山区道路当坡度达0.05时，一般载重车用四档已很难行驶，而只能用三档行驶，这时车速相应下降，而发动机常用转速提高，百公里油耗急剧上升。
从汽车万有特性图上可以看出，如果沿等功率曲线发动机转速越高，百公里油耗上升越快。
但当发动机转速相同时，用较大功率工作，其百公里油耗增加较少。
.与平原地区相比，汽车在山区行驶，车速低、负荷大，行驶一百公里需要较长时间，而且使用低档和换档的频次也高（据统计，有的地区直接档利用率只占60%左右），一般概念认为在山区行驶的汽车其百公里油耗要比平路行驶高出50%左右。
常用低档爬坡的百公里油耗往往是平路行驶的2~5倍。
因此不同地区、不同使用条件、不同车速和不同负荷系数下的每百公里的燃油耗量是相差很大的。
关键是要考虑常用车速，使常用车速在发动机经济转速范围内运行。
建立一种经济车速（单纯从节油考虑）和实用车速（从燃油经济性和生产率结合一起考虑）的概念。
.在山区行驶的汽车，其变速箱上就没有必要采用超速档。
7、城市公交汽车的动力性和经济性城市公交汽车的使用特点是：
.市区交通拥挤，常用车速普遍较低，一般为30~45Km/h之间。
.行驶中刹车、停车、起步、换档和加速的过程相当频繁。
·公交汽车的自重大、乘客超员时、整车总重明显增加，与原设计车型比较，动力因数下降、单位总重所占功率降低。
因此为了汽车保证动力性和经济性，合理选择城市公交汽车的主传动比i，是值得研究的。
首先，它的车速低，如果主传动比i偏小，则在直接档时，发动机常用转速就会降低至发动机工作非稳定区，将在最大扭矩转速（6BT发动机为1400r/min）以下运行，汽车行驶的稳定性差，有的司机就采用四档行驶，使汽车经济性变差，所以采用大的主传动比i就可以避免这种现象，并减少换档。
特别是增压柴油机低速动力性较差，更需要进行合理匹配。
加大主传动比i，还可增大汽车的动力因数，有利于提高汽车的各档加速能力，使汽车在频繁的刹车和换档过程中，达到起步快，加速反应繁捷，从而缩短起步加速时间，保持汽车良好的机动性，保证市区车流的畅通。
此外，城市公交车由于离合器工作过于频繁，应尽可能降低发动机起步时的扭矩，从而可提高离合器磨擦盘的寿命，采用大的主传动比i后，对发动机而言，就可以降低起步时的发动机输出扭矩，给离合器起保护作用。
总之，城市公交车用的主传动比i应该偏大，对于采用6BT柴油机的公交客车底盘来说，就不宜选用5.571及5.857的两种，而应采用大于6.166，从6.5或6.83的两种中选取。
同时城市公交汽车的变速箱也没有必要采用超速档。
但是主传动比i加大后，汽车的经济性必然变差，使百公里油耗上升，因此不宜过大。
结论：
（1）主传动比i加大后，在相同车速下百公里油耗上升。
（2）如果采用主传动比i=6.166的驱动桥，在30Km/h直接档行驶时发动机转速为962r/min，发动机工作状态不够稳定，就需要采用四档。
（3）根据在北京地区的使用调查，6BT-118柴油机装在北京公交汽车上（采用解放牌汽车的底盘），平均百公里油耗为23L/100Km左右，与表4-4中数据相比，虽有一定差距，但差距不大，说明计算有一定实用性。
必须指出：汽车在运行中的工况是很复杂的，由于道路条件、交通状况、上坡下坡、加速减速、怠速、刹车、滑行、起步换档加速等等，油门开度变化频繁，这都严重影响燃料消耗量。
所以上述单纯假定汽车在等速行驶所求得燃油消耗量毕竟不能反映的真实情况，因此计算只能起参考作用。
8、值得提出的是：要重视对汽车常用工况的研究，因为不论在什么条件下，汽车多数时间是按常用工况运行的，因此首先要做的工作是工况调查，通过大量的工况调查，对车速、档位、油门开度及其变化过程进行细致的记录和整理，然后利用概率统计的方法，求出常用工况的具体参数，从而可以求出发动机的对应常用工作转速n,—n2，以及功率范围N,—N，气缸平均有效压力Pa—P2。
把这些参数标在汽车或发动机的万有特性图上就可以看出常用工况是否与发动机经济油耗区接近，然后就可采取措施，改变传动比，使常用工况与经济油耗区接近或重合，这样就可获得较好的汽车行驶的燃料经济性。
同时可为燃油消耗量的推算和预测提供充分的依据，这种工作方法肯定是有实际意义的，见图4-3，A→B。
通过工况调查进一步可以发出：常用工况下发动机负荷率的大小（负荷率=使用功率/该转速下能发出的最大功率），如果负荷率太小，则说明发动机功率过剩，最高档时动力因数过大，就很难使发动机进入经济区内运行，这尤如“大马拉小车”。
如果负荷率太高，虽然可以使发动机在经济区内运行，但没有足够的后备功率，难以满足车辆动力特性的要求，这尤如“小马拉大车”。
出现这两种情况，说明发动机功率与汽车总重之间没有得到合理的匹配，因此汽车的动力性和经济性两者无法得到兼顾。
9、关于汽车超载
超载是典型的“小马拉大车”现象，例如我国产煤地区拉煤的载重车，其超载现象是十分普遍而严重的。
通过多装并带拖挂，使超载量达100%或更多。
为了解决这种车辆的动力性，主要措施就是加大驱动桥的主传动比i，从而增大驱动力P，使车速下降。
不过，由于这种地区的路面较差，原有车速也不高，因此损失不大。
其次是百公里油耗量必然明显上升，但是从汽车的载货量来衡量，则每吨百公里油耗率可不同程度取得降低。
汽车每吨（载货量）百公里油耗就是g100=810o/t（t即载货量），是汽车运输部门考评运输成本的重要依据之一，在不考虑汽车损坏率的情况下，超载无疑会带来经济效益。
但是对于行驶在忍受好路面上的载重车来说，由于交通法规的要求，车速不能太低，特别是在高速公路上行驶，必须追求高速化，从而百公里油耗也能相应降低。
所以对新开发的汽车而言，必须保证这具足够的发动机功率。
10、关于功率过剩
试图单纯通过调整传动国比的途径来解决“大马拉小车”的矛盾是不可能的。
功率过大说明汽车具有很大的动力因数，在良好路面上能达到很高的车速和很强的加速能力。
但是如果在使用中并不需要这种过的动和性能，则应从调整发动机的性能来考虑，例如适当降低发动机额定功率或扭矩，以便提高常用工况下的负荷率，或者设法调整发动机万有特性曲线中的低比油耗经济区使它向较低负荷区靠拢，从而使常用工况的经济性得到改善。
通过对燃油泵供油量和性能的调整，6BT柴油机可有几种不同功率或扭矩的品种，就是为了满足这方面的需要。
好啦，本期有关于汽车动力计算实例的精彩内容，我就给你们全部讲述完了。下期，我将会给你们接着讲述有关于汽车方面的精彩内容，敬请期待，不要错过哦。关注我，每一次都会让你们看到不一样的精彩内容哦。,
