2燃油经济和动力性改善.docx
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2燃油经济和动力性改善
毕业设计（论文）
（说明书）
题目：
燃油经济性和动力性改善
姓名：
、、、、
编号：
、、、、、、
、、、、、、、、、、学院
年月日
、、、、、、、、、、学院
毕业设计（论文）任务书
姓名、、、、
专业汽车运用技术
任务下达日期年月日
设计（论文）开始日期年月日
设计（论文）完成日期年月日
设计（论文）题目：
燃油经济性和动力性改善
A·编制设计
B·设计专题（毕业论文）
指导教师、、、、
系（部）主任、、、、
年月日
、、、、、、、、、、学院
毕业设计（论文）答辩委员会记录
机械工程系汽车运用技术专业，学生、、、、于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：
燃油经济性和动力性改善
专题（论文）题目：
指导老师：
、、、、
答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人
答辩委员会主任（签字）：
答辩委员会副主任（签字）：
答辩委员会委员：
，，，，，，，
、、、、、、、、、、学院毕业设计（论文）评语
第页
共页
学生姓名：
、、、、专业汽车运用技术年级2008级
毕业设计（论文）题目：
燃油经济性和动力性改善
评阅人：
指导教师：
（签字）年月日
成绩：
系（科）主任：
（签字）年月日
毕业设计（论文）及答辩评语：
摘 要
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。
提高汽车的燃油经济性可以从改进汽车的技术状况、掌握一定的驾驶技术等方面入手。
目前广泛采用的混合动力技术、先进内燃机技术、无级变速器、稀燃技术等;车身流线形设计,轻量化材料的使用等从技术层面上很好地提高了燃油经济性。
一辆车的动力性和经济性主要在于发动机，在这里介绍了现在的顶尖技术以此来提高发动机的综合性能，比如涡轮增压﹑燃油直喷﹑共轨燃烧﹑分层燃烧﹑可变气门正时﹑双离合变速器等。
尽管各种技术的出现，在未来20年内，内燃机将仍然是主导技术，因此新的燃烧过程和高精密喷射技术的优化、涡轮增压、发动机的小型化、怠速起停系统等技术将是日后重要的研发方向。
关键词：
燃油经济性，发动机性能，汽车技术状况，驾驶技术，燃油动力性，涡轮增压
ABSTRACT
Thefactorsaffectautofueleconomyisvarious,theinfluenceofthecarfueleconomyisanimportantfactor,aswellasengineperformanceotherfactors,includingtheinfluenceoftectonic,drivingcartechnologyandroadcondition,etc.Improveautomobilefueleconomycartechnologyfromimprovedconditions,graspscertainaspectsofdrivingtechnique.Nowwidelyusedinhybridtechnology,advancedinternalcombustionenginetechnology,variator,diluteburningtechnology,etc.;Bodystreamlinedesign,theuseoflightweightmaterialsfromthetechnicallevelwellimprovedfueleconomy.Acar'sengineperformanceandfueleconomyismainlyintroducedherenow,thetoptechnologyinordertoimprovethecomprehensiveperformanceengine,suchasturbocharged,fuelinjection,commonrailcombustion,stratifiedcombustion,variablevalvetiming,dualclutchtransmission,etc
Althoughvarioustechniqueappearsinthenext20years,internal-combustionenginewillstillbeleadingtechnology,sonewcombustionprocessandhighprecisioninjectiontechnology,andtheoptimizationofturbochargedengineminiaturization,idlestartingandstoppingsystemtechnologywillbefutureimportantresearchdirection.
KEYWORDS:
fuelefficiency，Engineperformancecartechnologyconditionsdrivingtechnology，Fueldrivability，Turbocharged,fuelinjection,commonrailcombustion
目 录
绪论
汽车动力性是汽车的基本使用性能。
汽车属高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。
动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。
随着我国经济的飞速发展，汽车产业也日益壮大并成为我国的支柱产业之一，我国汽车保有量逐年攀升，同时对汽车动力性要求也越来越高，汽车驾驶人都希望汽车具有良好的动力性，以便能多拉快跑，提高运输效率和能力，同时也可减少交通阻塞，保证道路畅通。
因此有必要对在用汽车动力性进行检测，以保证汽车安全高效行使。
燃油经济性
发动机与油耗的关系
说到发动机与油耗的关系,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。
实事不尽然,大车和小车相比油耗相对较大主要是整车质量上的问题而不是发动机的原因。
发动机的工作过程中影响油耗的两个最根本因素是空燃比和发动机负荷,这两个值都有一个理论上的最佳值,在实际工作过程中,空燃比和发动机负荷的实际值越接近理论值,汽车就越省油。
发动机在负荷为90%、空燃比为1.05:
1时燃烧效率最高
汽车传动系对汽车的燃油经济性的影响
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,或者采用无极变速,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。
在速度不变的情况下,接合高速档时,传动比小发动机转速低,接合低速档时,传动比大相应的发动机转速高。
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。
在一定的行驶条件下,传动系的速比越小,汽车的燃油经济性越高,因此汽车的经济行驶都在高档位。
自动挡变速箱,挡位越多越省油,无级变速CVT最省油。
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。
因此,轮胎也能影响汽车的燃油经济性、操纵性和安全性。
胎面上的花纹是轮胎与路面直接接触的唯一部位,从表面上看起来,它的形状、排布不过是简单的直线与弧线的组合,事实上这里边蕴藏着轮胎科技的精华,直接影响着轮胎的抓地力和胎噪、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要省油。
节油轮胎可省油。
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。
风阻系数
由于现代汽车速度的增高,汽车的造型对燃油经济性也有重要影响,车速越快影响越大,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积和空气阻力系数来实现,一般而言迎风面积取决于汽车的体积,空气阻力取决于车身造型。
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。
很多人认为风阻只是一个微小的技术参数,但是在实际使用中它与耗油之间的关系非常大。
一般来说,车辆高速行驶中,最大的阻力就来自空气。
因此风阻系数哪怕是0.01的降低油耗也会带来很大的不同。
技术上改善燃油经济性的措施
汽车发动机的节油和车身轻量化或者汽车风阻系数不同,后两者车主对其办法不多,但我可以采取很多办法对汽车发动机进行控制,以达到节油的目的。
与汽车发动机相关的节油技术涉及两个方面,一个是司机的驾驶习惯,一个是发动机技术上的一些局部的改装。
相对而言,司机的驾驶习惯只需要长时间的实践就可以掌握,因此,个人观点:
在提高燃油经济性对策的问题上需要汽车厂商对技术的不断追求。
东风日产轩逸通过XTRONICCVT无级变速器实现燃油经济性。
其所搭载的XTRONICCVT无级变速器不使用传统的齿轮传动,而是根据车速和路况自动连续调整速比,克服了传统自动变速箱加速时的能量损耗,实现无缝加速,既降低能耗,又能防止油耗水平的大幅变化,有利于稳定整个驾驶过程中油耗水平。
采用可变气门正时及升程电子控制系统,在保证扭矩增加的同时能最大限度地提高燃油的燃烧效率,同时综合采用各种新技术,以达到高效节油的目的,这使CIVIC拥有2.0L级的动力,油耗却只有1.5L级。
借鉴先进的发动机技术,自主品牌企业尝试利用各种手段降低油耗。
长城哈弗CUV柴油车匹配了采用电控高压共轨技术的“智能节油王”INTEC柴油发动机,较汽油机油耗降低30%-40%。
奇瑞展出一款命名为1.9DTCI柴油发动机,它融合了TCI技术、高压共轨直喷技术、EGR系统等数项先进技术,最大限度地减少废气和发动机噪音。
其燃油消耗量较点燃式汽油机减少40%-45%,满足欧IV排放标准。
就目前的发展而言,混合动力车无疑是目前最切实可行的降低油耗手段。
油电混合动力车融合电动汽车和燃油汽车的优点,较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求。
当然其他技术的出现同样可以达到降低油耗的目的,譬如先进内燃机技术、CVT无级变速器等
在空燃比的控制上采用空燃比控制技术
举一种空燃比控制系统的方案的硬件设计:
空燃比控制系统由电子控制单元ECU（ElectronicControlUnit）、传感器及信号处理电路、执行器及驱动电路3部分组成。
传感器部分包括氧传感器、冷却水温传感器,并从与分电器断电器相连接的接线柱上取得转速信号。
加热型氧传感器安装在三元催化转换器的前面,这种氧传感器在汽车启动后能够迅速达到工作温度。
执行部分为电磁补气阀,补气阀进气端接在空气滤清器下,出气端接在化油器节气门后,是1种一定频率的占空比阀,阀开和关由占空比决定,占空比大,阀的开启时间就长,补气量就多;反之则少。
因此调节占空比就可以调节补气量。
通过压缩比改善经济性
目前国内的轿车发动机都是高速汽油发动机,发动机的热效率越高燃油利用率越高,也就越省油。
而发动机的热效率随压缩比的增加而增加,现在轿车汽油发动机压缩比一般在9.3-10.5之间。
同时,还采用配气系统可变装置（可变气门升程、可变凸轮轴转角、可变进气管长度等）和稀燃技术,来达到节油目的。
驾驶技术成面改善燃油经济性
杜绝不必要的轰大油门
日常行车,脚踏油门要轻缓,做到轻踏缓抬。
轻踏油门所以能节油,这因为一般化油器都有加速装置和省油装置,若猛踏油门,加速装置和省油装置都会提前起作用而“额外”供油,使混合气过浓,造成汽车油耗量增加。
测试表明,原地轰一次大油门,至少等于行驶一公里。
在路口遇到红灯停车,变绿灯后起步加速跑500米。
先用比较舒缓的方式换档,转速为1500～2000转之间,到500米计时点车速为86km/h,用时35.2秒,平均油耗相当于13.14L/100km;然后用相对凶猛的方式,额定转速5000转换档,终点速度达到114km/h,用时23.9秒,平均油耗几乎高出一倍,达到25.89L/100km。
避免长时间的代数运转
一般汽车运转一分钟以上所消耗的燃油要比重新起动所消耗燃油多。
根据测算,怠速运转4分钟的耗油量就大约相当于以60km/h速度行驶1分钟的耗油量。
因此建议较长时间停车还是熄火更好。
空挡滑行不省油
测试表明,在60km/h等速下,完全抬起油门踏板,直线滑行至停止,在这个过程中空档滑行的耗油量是31.4mL,滑行距离为890米,而带档滑行（带挡,松油门）的测试结果是15.7mL,其滑行距离比空档短,是608米,但算起来还是省了油。
空档滑行时最低油耗相当于怠速油耗,而带档滑行时,ECU会在一段时间内让发动机完全停止喷油,这时的最低油耗是零。
因此带挡滑行更省油!
及时合理换挡
由于骏捷的发动机是高转速发动机,所以建议一挡在2000转换挡,其他挡位在2300～2500转换挡。
85公里速度以内不用五挡,市区行驶一般不用上五档,90公里以上一定换五挡。
换档的动作要准确迅速及时,避免因动作过慢而使车速下降过多。
不要把油门加得很大、发动机转速很高的情况下再慢慢换入下一个档位。
而应当在油门开度不大,发动机转速不高的情况下迅速换档。
换档过程的快慢直接影响汽车的油耗,试验证实两者可使油耗相差一倍以上。
发动机的大部分时间在中等转速下运转,而且节气门开度适当（70%左右）时耗油量最小。
在道路状况良好的情况下,尽量使用高速档行驶,避免在中间过度档位停留过长时间,这样会获得较好的燃油经济性能。
在高速档时不要拖档,在低速档时不要使发动机转速很高,这是合理使用档位的原则。
适当的胎压可以降低油耗
理论上若胎压比规定值低0.5公斤/平方厘米,油耗将增加5%。
轮胎亏气会造成滚动阻力增加,所以更费油。
测试表明,都是在样本车规定胎压2.1bar的状态下进行,分别测试其比规定胎压多0.5bar和少0.5bar两种状态下的60km/h等速油耗,测试结果+0.5bar的数据是3.89L/100km,省油0.23升;-0.5bar的数据是5.10L/100km,竟然增加油耗0.98升。
可见“亏气”的负面效果比“多气”的正面效果更明显,所以在实际使用中一定要注意经常检查胎压,不要亏气行驶
燃油动力性
涡轮增压技术
其实简单的来说就是其利用发动机排放的尾气来驱动空气压缩机，以此增大气缸单位时间的进气流量，从而提高发动机的功率和扭矩。
一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率与未装增压器的时候相比可以增加40%甚至更高。
这样也就意味着同样一台的发动机在经过增压之后能够产生更大的功率。
就拿我们最常见的1.8T涡轮增压发动机来说，经过增压之后，动力可以达到2.4L发动机的水平，但是耗油量却比1.8发动机并不高多少，在另外一个层面上来说就是提高燃油经济性和降低尾气排放。
不过也有它的缺点，其中最大的就是动力输出的滞后性，现在全世界很多国家的汽车制造商都热衷于这项技术，并在不断研发与改进，以前在中国几乎这就是一个盲区，随着近几年自主品牌的快速发展，像奇瑞和吉利等的这种技术也很快就会出现在量产的车型当中。
燃油喷射技术
就像是从化油器到电喷一样，直喷技术又是发动机供油系统的一大改革，N多年后一样会像电喷代替化油器那样取代了电喷普及在所有的汽油发动机上。
在构造上，传统多点喷射系统的喷油嘴是位于进气歧管前方，在引擎需要供油时，由计算机计算出最佳的供油量并与进入引擎的空气混合后，经由进气阀门到达汽缸内部，并进行压缩、爆炸等动作。
至于缸内直喷系统，则是将喷油嘴置于汽缸内部，其特色在于引擎燃油的取得不需要经过气门的开启，而能够藉由计算机主动控制喷油时间、压力与喷射量。
与传统喷射系统相较，缸内直喷不受限于传统机械构造的进气方式，而且能够依照引擎所需随时调整空燃比例等特点，均使其表现拥有无限的想象空间。
图3-1燃油喷射系统
众所皆知，内燃机在一般工作状态中所需的理想油气比例为1：
14.7，这种调配是传统化油器的专长，不论天候、温度，永远进行着一成不变的工作。
然而在少数状态下如冷车启动、怠速运转、急加速或低气压环境等，这样固定的供油方式实际上并无法全面满足引擎的运转需求，甚至可能因而产生黑烟、燃烧不全与马力不足等状况。
至于喷射供油系统，则相对显得智能许多，其中枢系统会随时侦测引擎温度、进气流量、转速变化、震动状况，并依照实际需求调整供油量与点火时间，因此在动力输出、燃油经济与排污表现上可以取得相当不错的平衡。
但是由于引擎构造的先天限制，喷射引擎所吸进油气的时间只有在气门开启状态下才能进行，故行车计算机所能控制的因子其实也相当有限。
直到缸内直喷系统问世后将喷油嘴内移到汽缸内部后，才开启了全新的视野，其能直接由计算机主动决定喷油时机与份量，至于气门则仅看管“纯空气”的进入时程，两者则是在进入到汽缸内才进行混合的动作。
也由于油、气的混合空间、时间都相当短暂，故缸内直喷系统的喷油嘴必须辅以高增压系统，以大幅提高燃油的喷射压力与效率，并达到高度雾化的效果，期有更佳的混合表现。
此外，缸内直喷系统的燃烧室、活塞也大多具有特殊的导流槽，以供油气在进入燃烧室后能够产生气旋涡流，藉以提高混合油气的雾化效果与燃烧效率。
在构造改变之后，供油动作已完全独立于进门与活塞系统之外，中央计算机也因而拥有更多的主导权。
于是乎，超乎传统喷射理论的稀薄燃烧与更多元的混合比便得以发生。
在稳定行进或低负载状态下，采用缸内直喷设计的引擎得以进入Ultralean（精实）模式。
在此设定下，引擎于进气行程时只能吸进空气，至于喷油嘴则在压缩行程才供给燃料，以达到节约效果。
根据实际测试，其最高能达到1：
65的油、气比例，除了节能表现相当惊人，整体动力曲线也能够维持在相当高的平顺程度。
然而本模式由于会产生相当大量的NOx（硫化物）与高温气体，所幸在近期由于技术与材料科学的突破，故也已得到相当程度的解决。
3.2升的奥迪A6L的百公里油耗仅为11升。
这要归功于FSI发动机的缸内直喷技术。
FSI发动机与传统发动机相比，最大的亮点在于发动机的经济性提高了15%。
奥迪FSI增加了火花塞点燃式发动机的扭矩和输出，与常规的点燃式发动机相比，FSI可将燃油直接喷入燃烧室，从而增大了输出功率并降低了燃油消耗。
分成燃烧技术
在这里举例大众的FSI发动机大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。
它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。
如果稀燃技术的混合比达到25：
1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。
通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：
1左右，外层逐渐稀薄。
浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。
FSI特点是：
能够降低泵吸损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。
现在集结了上述技术的发动机很少，但值得一提的就是大众的TSI发动机，不光拥有上述技术还有机械增压，其实就是双增压了，使发动机动力更加强劲，可谓是非常先进的发动机了。
要想提高汽车的动力性和经济性不光只对发动机进行改进，也有其他途径，想想除了发动机外另一个主要部件就是变速器了。
双离合变速器
最早这项技术应用在赛车上，知道上世纪90年代后期，大众公司和博格华纳才携手合作生产出了第一个适用于大批量生产和应用于主流车型的DualTronic（R）技术双离合变速器，称之为DSG。
图3-2双离合变速器
双离合变速器有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性
DCT内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两台离合器的运作。
当变速器运作时，一组齿轮被啮合，而接近换挡时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。
为配合以上运作，DCT的传动轴运动时被分为两部分，一为实心的传动轴，另一为空心的传动轴。
实心的传动轴连接了1、3、5及倒挡，而空心的传动轴则连接2、4及6挡，两台离合器各自负责一根传动轴的啮合动作，引擎动力便会由其中一根传动轴做出无间断的传送。
代表当今世界汽车发动机技术顶尖水平的TSI涡轮增压缸内直喷发动机与最具革命性的DSG双离合自动变速器的完美组合不仅使车辆的油耗和排放都降低20%以上，更将动力总成发挥至效能之巅。
并不是所以厂家都热衷于涡轮增压和直喷技术，他们会在气门上下功夫，典型的就是日本的本田和丰田等
连续可变气门正时机
就拿已经相当成熟的本田的VTEC技术为例吧，VTEC是本田开发的先进发动机技术，也是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统。
VTEC（VariableValveTimingandValveLifeElectronicControlSystem）的意思“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。
与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的调节进行自动转换。
通过VTEC系统装置，发动机可以根据行驶工况自动改变气门的开启时间和提升程度，即改变进气量和排气量，从而达到增大功率、降低油耗及减少污染的目的。
目前本田车型都使用i-VTEC（智能可变气门配气相位和气门升程电子控制系统），i-VTEC技术作为本田公司VTEC技术的升级技术，其不仅完全保留了VTEC技术的优点，而且加入了当今世界流行的智能化控制理念。
带有可变气门正时技术的车型除有动力输出较好的特点外，良好的燃油经济性也是它们的长项
基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。
相信不久这些技术全部都会应用在我们日常用车上面，甚至更多技术.
总结
时间渐渐地流逝，毕业的日子渐渐来临，在我的努力下毕业设计逐渐地完成了，这里有我的汗水也有着老师的指导。
在没有做毕业设计之前，觉得做个毕业设计也没什么困难，但当做起来时才发现这是多么困难的事情，很多知识都需要自己去寻找、分析、判断，然后根据自己的结论去总和，但是写出的东西又老觉得漏洞百出，缺少很多的精髓，然而在老师的指导下和周边同学的探讨中，我的毕业设计终于完成了，终于有种如释重负的感觉，终于体会了“万
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