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2023-06-28
燃料消耗率的影响因素解析
【摘要】：燃料消耗率的影响因素可以分为发动机燃料消耗率影响因素和车辆燃料消耗率影响因素。另外，活塞造成的发动机摩擦损失功率、曲轴的摩擦损失，机油泵等辅助装置的驱动力损失，进气、排气系统泵气损失等，都是影响发动机燃料消耗率的因素。
燃料消耗率的影响因素可以分为发动机燃料消耗率影响因素和车辆燃料消耗率影响因素。
1.发动机燃料消耗率的影响因素
发动机的燃料消耗率（SFC）be[g/（kW·h）]为净燃料消耗率，是发动机发出单位净（制动）输出功率
时1小时所消耗的燃料消耗量
，根据第三章的公式（3.20）定义如下。
式中，
为单位时间供给热量[kJ/s]；Hl为低热值[kJ/kg]；ηe，ηi，ηm分别为净热效率、指示热效率和机械效率。
发动机的机械效率ηm与发动机的净输出功率
与指示输出功率
之间的关系为
从式（R1）和式（R2）中可以看出，发动机的燃料消耗率依赖于发动机的指示热效率、机械效率和燃料的低热值，其中机械效率会受到摩擦损失的影响。
发动机的燃料消耗率影响因素除了由燃料类型决定的燃料低热值Hl外，还有发动机指示热效率ηi的压缩比、混合气的构成（空燃比、废气再循环率）、点火时间和燃烧室形状等。另外，活塞造成的发动机摩擦损失功率
、曲轴的摩擦损失，机油泵等辅助装置的驱动力损失，进气、排气系统泵气损失等，都是影响发动机燃料消耗率的因素。
2.车辆燃料消耗率的影响因素
车辆的燃料消耗率FE（燃油经济性）又称为燃料消耗性能，通常用随燃料消耗量的行驶里程（km/L）、MPG（英里/加仑）、（L/100km）进行表示。因此，车辆的燃料消耗率FE与发动机的净输出功率
、净燃料消耗率be（g/kW·h）、车速v（km/h）和燃料的比重量γ[g/mL]之间具有如下关系式：
另外，发动机的输出功率
与行驶阻力R（kg）之间的关系为
式中，G为车辆重量（kg）；ΔG为旋转部分相当重量（kg）；A为车辆正面投影面积（m2）；μ为传动阻力系数（滚动阻力系数）；CD为阻力系数；a为加速度（m/s2）；g为重力加速度（m/s2）；θ为道路坡度。式（5.9）右侧第一项为轮胎的传动阻力（滚动阻力），第二项为空气阻力，第三项为车辆重量和发动机及传动系统旋转部分相当重量在加速时受到的阻力，即加速阻力，第四项为坡度阻力。
把式（5.8）和式（5.9）代入到式（5.7）中，可以推导出：
当汽车在平坦的道路上定速行驶时，加速度a=0，坡度θ=0，因此上述公式可以表达为
从上述公式中可以看出，要降低在平坦道路上行驶的车辆燃料消耗率FE，应降低净燃料消耗率be、车辆重量G、传动阻力系数μ、车辆正面投影面积A、空气阻力系数CD和车速v等，并要提高机械效率ηm。
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