汽车理论A实验试验参考指导书.doc

交通和汽车工程学院汽车理论A试验试验指导书适用专业: 车辆工程 课程代码: 6010039 课时: 16 学分: 1 编写单位: 汽车工程系 编 写 人: 徐延海、李跃平 审 核 人: 唐 岚 审 批 人: 孙仁云 目 录 试验一 汽车动力性试验 2 1、最高车速试验 2 2、最低稳定车速试验 2 3、加速能力试验 3 4、滑行试验 5试验二 汽车燃油经济性试验 6试验三 汽车制动性试验 8试验四 汽车操纵稳定性试验91、稳态回转试验 92、转向盘转角阶跃输入试验 103、转向轻便性试验 114、蛇形试验 13试验五 汽车平顺性试验 16附：汽车性能综合测试系统介绍 18试验汇报格式及要求 19关键参考文件 19试验一 汽车动力性试验一、 试验目标和任务 1、 学习汽车最高车速、最低稳定车速、加速性能、滑行阻力等动力性能测定方法。2、 了解试验用仪器关键结构、工作原理和使用方法。二、 试验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统，车速传感器，试验汽车等三、 试验原理及步骤1、 最高车速试验（1） 试验条件：（现场介绍）（2） 仪器：汽车性能综合测试系统（3） 方法：A、路段设置：在要求道路上，选定中间一段500米为测速路段，其两段各设100米为准备路段。B、依据汽车加速性能优劣选定充足加速路段，使汽车驶入测定路段前已经含有最高稳定车速，测定汽车以最高车速经过测速路段时间，接连往返各试验一次。C、试验结果按测速距离和各次经过测速路段时间平均值，算出最高车速，最高车速试验统计按下表填写。测速距离（m）测速时间（s）平均行驶距离s(m)平均时间t(s)Uamax=3.6s/t(Km/h)1往返2往返2、 最低稳定车速试验（1）试验目标测定汽车最小稳定车速，为加速试验进行准备。（2）试验方法A、路段设置在要求道路上，选定两段长100米测量路段，两段之间相隔200300米。B、载重汽车用直接挡及超速挡、越野汽车用直接挡及传动系最低挡。 在测量路段前，保持能够稳定行使最小车速驶入测量路段，测量经过第一个测量路段时间，驶离第一个测量路段后，急速踩下油门踏板，以发动机不应熄火，传动系不应颤动加速至2025公里/小时，并在第二测量路段前稳定最小车速，测量经过第二个测量路段时间，依据试验情况合适提升或降低驶入测量路段前稳定车速，反复进行试验。C、试验往返进行一次，按4次经过路段时间，取平均值，算出汽车某一挡最小稳定车速。式中，S为测试路段长度（取平均值），ti为每次试验经过路段时间（s）。3、 加速能力试验（1）试验条件（现场介绍）（2）试验仪器：汽车性能综合测试系统（仪器工作原理、使用方法现场介绍）（3）试验方法：A、汽车直接挡加速性能测定1）在要求道路上，选定中间一段1500米作为加速试验路段，两端定100米，为测定速度路段。2）汽车经过充足预热行驶后，以稍微高于直接挡最稳定车速为初速度（选5整数倍，如10，15，20，25公里/小时），均匀经过100米路段，到加速度试验路段起点处，急速将油门踩到底加速到该挡最高车速80%左右，用第5轮仪统计加速过程（在加速段前接通仪器），试验往返各进行一次。3）整理试验结果，绘制加速性能曲线：车速-加速时间曲线 最高挡加速试验统计表挡位行驶方向加速时间/距离（米/秒）达成速度（公里/小时）102030405060708090往返B、汽车起步换档加速度性能测定1）路段设置（和前同）2）选择最好换档车速为了确定换档时刻，进行此项预试：令换档时发动机转速分别为发动机预定转速90%，95%，100%（选三点），汽车从起步开始，油门全开，按上述一个发动机转速换档，测定汽车经过一段500米路段加速时间，每种换档车速往返预试一次，取加速时间平均值，加速时间短者，其换档速为最好换档速。经过传动比计算车速，以车速确定发动机转速。3）测定汽车起步换档加速性能汽车停于加速试验路段起点（保险杠和标杆线重合），从起步开始，油门全开，以最好换档时刻进行换档，努力争取快速无声换档（通常换档时间为11.5秒），直至加速到最高车速80左右。试验往返连续各进行一次。将试验结果制成连续换档加速性能曲线。求出经过1km测量路段时间：起步换档加速试验统计之一试验序号行驶方向加速时间（秒）200米400米600米1000米起步换档加速试验统计之二试验序号行驶方向加速时间距离（秒米）达成速度（公里小时）1020304050607080904、滑行试验（1）目标 了解测试汽车滑行距离或滑行阻力方法。（2）试验方法（试验介绍）（3）滑行试验方法：试验初速度为30或50km/h.要求汽车驶入滑行区段前应稳定在要求初速度周围，并以空档滑行。试验要求往返4次，取其滑行距离平均值。四、 试验注意事项五、 思索题1、在各项试验中具体传感器作用和基础原理怎样？试验二 汽车燃油经济性试验一、试验目标和任务 了解试验仪器使用方法及确定汽车等速行驶燃油经济性试验曲线方法。二、试验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统，车速传感器，油耗仪、试验汽车等三、试验原理及步骤1、路段设置选定1000米长道理作为试验路段，两端应有足够助跑路段，并可方便汽车调头。2、试验（1）使用汽车直接档行驶，从车速20km/h开始，以间隔为10km/h整数倍不一样车速，分别等速行驶经过500m测量路段，直到该档最高车速80为止。测试软件自动统计测试过程时间、行驶距离和燃油消耗量，每种车速往返试验各一次。两次试验间隔时间应尽可能短，以保持汽车稳定热情况。取两次试验所得燃油消耗量平均值作为该车速下燃油消耗量。（2）将试验结果整理成百公里等速行驶燃油消耗量（L/100km）和车速（km/h）关系曲线。 注：依据需要，可在燃油消耗量最低两个点对应车速之间可补做一次试验，以确定经济车速和最低燃油消耗量。百公里等速行驶燃油消耗量：式中，Q在测试路段内燃油消耗量（ml）； L测试过程汽车行驶距离（m） K流量计校正系数，取K=1燃油消耗量测量统计表（最少做5个车速下燃油消耗量试验）序号行驶速度(Km/h)行驶方向燃油消耗量(mL)行驶距离（m）实际速度V(Km/h)百公里燃油消耗量(L/100Km)平均百公里燃油消耗量(L/100Km)120往返230往返340往返450往返560往返四、试验注意事项五、思索题1、怎样测量燃油消耗量？试验三 汽车制动性试验一、试验目标和任务 了解汽车制动性能试验方法和仪器使用。二、试验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统，车速传感器，试验汽车等三、试验原理及步骤1、路段设置选定1000米长道理作为试验路段，两端应有足够助跑路段，并可方便汽车调头。2、试验离合器分离，以要求速度为制动初速开始紧急制动，直到汽车停止，往返各一次。制动距离按下式修正：制动性能试验统计表要求初速度（Km/h）行驶方向初速度测定值（Km/h）制动减速度（m/s2）制动距离（m）平均制动距离（m）往返四、试验注意事项五、思索题1、怎样测量制动距离？试验四 汽车操纵稳定性试验一、试验目标和任务1、学习汽车稳态回转试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向轻便性试验及蛇形试验测定方法。2、了解试验用仪器关键结构、工作原理和使用方法，学会用它们去衡量汽车操纵稳定性好坏。二、试验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统，陀螺仪，AM-转向力角测量仪，GPS，试验汽车等三、试验原理及步骤1、稳态回转试验（1）试验目标 关键用于评价汽车稳态转向特征。（2）试验条件A、试验场地应为干燥、平坦且清洁水泥或沥青路面，任意方向坡度小于2；B、试验时风速应小于5m/s；C、大气温度在040之间。（3）试验方法对于汽车稳态转向特征，采取固定转向盘转角法。依据国家标准GB/T 6323.694稳态回转试验要求，选择初始半径为15或20m。具体步骤以下：A、在试验场地上，用显著颜色画出半径为15m或20m圆周。B、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。试验开始之前，汽车应以侧向加速度为3m/s2对应车速沿画定圆周行驶500m以使轮胎升温。C、驾驶员操纵汽车以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上车速传感器在半圈内全部能对准地面所画圆周时，固定转向盘不动，停车并开始统计，记下各变量零线。然后汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超出0.25m/s2），直至汽车侧向加速度达成6.5m/s2（或受发动机功率限制而所能达成最大侧向加速度、或汽车出现不稳定状态）为止。统计整个过程。D、试验按向左转和向右转两个方向进行，每个方向试验三次。每次试验开始时车身应处于正中位置。（4）数据统计依据试验中横摆角速度及汽车前进车速测量值，利用计算机按下述公式计算各点转弯半径及侧向加速度并绘制（），（），曲线其中，i =1，2，3由采样时间确定。稳态回转试验统计表 载荷状态： 初始半径： 左转右转第一次第二次第三次均值第一次第二次第三次均值 m/s2（）/m/s2（）/m/s2其中：中性转向点侧向加速度值，定义为前、后桥侧偏角差和侧向加速度关系曲线上，斜率为零处侧向加速度值；不足转向度，按前、后桥侧偏角差值和侧向加速度关系曲线上侧向加速度值为2m/s2处平均斜率（纵坐标值除以横坐标值）计算；车厢侧倾度，按前、后桥侧偏角差值和侧向加速度关系曲线上侧向加速度值为2m/s2处平均斜率（纵坐标值除以横坐标值）计算。2、转向盘转角阶跃输入试验（1）试验目标 关键用于评价汽车在阶跃输入下从瞬态进入稳态过程响应。（2）试验条件A、本试验应在专门试验场地上进行，若无此场地，也能够在宽度大于70m飞机场跑道上进行；B、试验时风速应小于5m/s；C、大气温度在040之间。（3）试验方法依据国家标准GB/T 6323.694转向盘转角阶跃输入方法要求，具体步骤以下：A、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。试验开始之前，应按指定路线进行练习。B、试验时，汽车在加速路段以车速V等速行驶，进入试验区段后，继续以稳定车速V按场地要求路线行驶。同时，打开仪器设备进行统计，当车辆行至指定地点，驾驶员应以最快速度转动转向盘(=500/s)至预先确定转角，并保持转向盘不动，同时保持节气门开度不变。C、从驾驶员转动转向盘开始，至此次试验结束，统计时间应为6s左右。D、分别从左右两个方向转向作为输入，反复做几次。（4）数据统计依据试验中横摆角速度及转向角测量值，绘制出，曲线。转角阶跃输入试验统计表 左转右转第一次第二次第三次均值第一次第二次第三次均值转向盘转角稳定值()横摆角速度稳定值()响应时间(s)峰值响应时间(s)横摆角速度最大值()超调量()3、转向轻便性试验（1）试验目标 关键用于评价驾驶员操纵汽车转向盘轻重程度。（2）试验条件A、试验场地应为干燥、平坦且清洁水泥或沥青路面，任意方向坡度小于2；B、试验时风速应小于5m/s；大气温度在040之间。（3）试验方法A、首先，用鲜明颜色按双纽线极坐标方程在场地上画出轨迹，方程以下：L=d。轨迹上任意点曲率半径R为：R=d/3；双纽线最小曲率半径应是被试汽车前外轮最小转弯半径乘以1.1。标桩至试验路径中心线距离为车宽二分之一加上50cm，或按转弯通道圆宽度1/2 加上50cm。据此画出双纽线后，在双纽线最宽处，顶点和中点路径两侧共放置16个标桩。转向轻便性试验双纽线B、被试汽车一低速进入场地上绘制双纽线后，驾驶员应先绕双纽线轨迹行驶若干周，熟悉路径和对应操作。C、仪器零线应在被试汽车直线滑行停放在双纽线中点O切线方向上，并确保前轮在中间位置。D、沿双纽线路径行驶车速为102km/h,待车速稳定后，开始统计转向盘转角及力矩，并统计车速作为监督参数。E、统计时间内，应保持车速稳定，并不准撞倒标桩，汽车绕双纽线行驶满三周后，停止统计。（4）数据统计：依据统计转向盘转角及转向盘力，按双纽线路经每七天整理出及曲线。转向轻便性试验统计表一 (汽车绕双纽线路径行驶三周)第一周第二周第三周转向盘最大力矩转向盘摩擦功转向盘平均摩擦力矩其中， =； =转向轻便性试验统计表二转向盘最大力矩均值 =转向盘最大力 =转向盘平均摩擦功 =转向盘平均力矩 =转向盘平均摩擦力 *4、蛇行试验（1）试验目标 蛇行试验属于驾驶员-汽车-外界环境组合而成闭路系统性能试验方法之一。这种试验可反应出此闭路系统进行急剧转向能力，同时也可反应出在此种急剧转向情况下乘员舒适性和安全性。（2）试验条件A、试验场地应为干燥、平坦且清洁水泥或沥青路面，任意方向坡度小于2；B、试验时风速应小于5m/s；大气温度在040之间。（3）试验方法A、在试验场地上按国家标准要求，部署标桩10根。中小型汽车桩距为30m，总质量大于6t汽车为50m。蛇行试验轨迹B、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。C、试验时驾驶被试车辆以基准车速经过标桩区，小型汽车基准车速；最大质量大于汽车，；若大于15t，汽车进入入口前，即应打开仪器设备进行统计，直至驶出出口。D、提升车速（车速间隔自行选择），反复3过程几次（撞倒标桩次数不计在内），最高车速不超出80km/h。（4）数据统计A、第i次蛇行试验车速按下式计算其中， 第i次试验车速；km/h；L标桩距离，m；有效标桩起始至终了标桩数，N=6；第i次试验经过标桩区时间；蛇行试验数据统计表试验次数经过时间s蛇行车速 km/h参数试验数据1234平均ntv（）（）/s（）（m/s2）其中：B、第n次试验平均最大转向盘转角（）C、第n次试验平均最大横摆角速度（）/sD、第n次试验平均最大侧身侧倾角（）四、试验注意事项1、转向盘角转角阶跃输入试验时：A）为了激起横摆角速度振动现象，故要求试验车速比较高，通常为该车最高车速70%；B）进行本项试验前，被试汽车必需经过稳态回转试验，并确定侧向加速度小于5m/不出现过多转向现象，不然轻易发生事故；C）试验前应按指定路线进行练习，进入转角输入前，应轻轻转动转向盘，向一侧消除间隙，然后再以最大起跃速度转动转向盘，达成预先确定位置。2、进行转向轻便性试验时：A）汽车转向盘中间位置自由行程应不超出各类汽车通用技术条件要求。如该类型汽车无明确限制要求，自由行程应小于。B）汽车轮胎残留花纹高度应大于0.15m，轮胎气压许可测量误差为额定值。C）试验时，汽车为最大总质量状态，最大轴质量应符合设计任务书要求。，3、在进行蛇行试验时：A）本项试验含有一定危险性，且需要较高技巧，试验驾驶员应含有较丰富驾驶经验。B）不要进行经过有效标杆区最高车速测定。C）含有过多转向特征车辆，不要进行本项试验。五、思索题1、在各项试验中多种仪器具体作用和基础原理怎样？试验五 汽车平顺性试验一、试验目标和任务了解汽车平顺性试验方法，和相关仪器使用。衡量汽车平顺性好坏。二、试验仪器、设备及材料加速度传感器、放大器、磁带统计器或直接数据处理设备。三、试验原理及步骤1、路段设置试验道路应平直，纵坡小于l，路面干燥，不平度应均匀无突变，长度大于3km，两端应有3050m稳速段，风速小于5m/s。试验道路包含两种：A）沥青路，其路面等级应符合GB 7031要求B级路面；B）砂石路，其路面等级应符合GB 7031要求C级路面；砂石路为越野车、矿用自卸车优选路面，沥青路为其它类型汽车优选路面。2、试验车速确实定A、沥青路轿车：40，50，60，70，80，90，100 kmh，常见车速为70 kmh；其它类型汽车：40，50，60，70，80 km /h，常见车速为60 kmh。B、砂石路轿车：40，50，60，70 kmh，常见车速为60 kmh ；其它类型汽车：30，40，50，60 km/h，常见车速为50 km/h。3、试验步骤1）加速度传感器安装在下述测试位置A、轿车：左侧前排和后排座椅上；B、客车：驾驶员座椅、左侧后轴上方座椅和最终排座椅上；C、其它类型汽车：驾驶员座椅上，车厢底板中心及距车厢边板、车厢后板各300 mm处。安装在座椅上加速度传感器应能测三个方向振动，以测量垂直振动(即Z轴向直线振动）、横向振动（即左右方向Y轴向和前后方向X轴向直线振动）加速度时间历程。2）试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以要求车速匀速驶过试验路段。在进入试验路段时开启测试仪器以测量各测试部位加速度时间历程，同时测量经过试验路段时间以计算平均车速。3）样本统计长度不短于3min。四、数据处理1）单轴向加权加速度均方根值 其中：加速度功率谱密度；频率加权函数： Z 轴向X、Y轴向2）总加权加速度均方根值：式中： 前后方向（即X轴向）加权加速度均方根值，m/s2左右方向（即Y轴向）加权加速度均方根值，m/s2垂直方向（即Z轴向）加权加速度均方根值，m/s23）等效均值和加速度均方根值换算： =式中：一定时间内加权加速度均方根对数值，dB；参考加速度均方根值，五、试验注意事项六、思索题1、车辆平顺性怎样来评价？应该怎样测量？附：汽车性能综合测试系统介绍 本系统包含软件部分和硬件部分。硬件部分由光电传感器、油耗计、制动踏板开关、笔记本电脑和数据采集仪组成。其基础工作原理是：数据采集仪接收来自光电传感器和油耗计脉冲信号，并经过处理后将信号传给笔记本电脑，最终经过软件一系列后处理，取得所需要试验数据和试验曲线。工作原理图以下所表示。移动站子系统空间卫星子系统基准站子系统数据链路子系统GPS接收机GPS接收机GPS天线GPS天线数传电台数传电台电池电池电池电池接收天线发射天线实时显示系统汽车性能综合测试系统基于GPS汽车性能测试系统试验汇报格式及要求1、 试验内容、日期；2、 试验目标、试验仪器；3、 将统计试验原始数据填入对应表格；4、 作出汽车加速性能（起步换档加速、直接档加速）曲线（速度时间曲线），并加以简明分析；（试验一）5、 作出汽车等速百公里燃油消耗曲线（油耗量速度曲线），并加以简明分析；（试验二）6、 作出汽车转弯半径和侧向加速度关系曲线，并加以简明分析；（试验四）7、 作出汽车横摆角速度和时间关系曲线，并加以简明分析；（试验四）8、 作出转向盘力矩和转角关系曲线，并加以简明分析；（试验四）9、 要求独立完成，并要求使用试验汇报专用纸编写试验汇报。10、 每个试验全部要列出对应参考文件关键参考文件1、 国家相关汽车试验标准2、 余志生，汽车理论，机械工业出版社