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单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 汽车动力性能试验,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽 车 试 验 学,主讲教师：,汽 车 试 验 学,绪 论,一课程的主要内容,主要讲授汽车整车及零部件性能的试验方法及相关的标准和技术，具体内容包括：,1,汽车试验基础,汽车试验发展概况、汽车试验的目的与分类、汽车试验标准的特点、分类、汽车道路试验方法通则，汽车试验管理与实施、实施条件和程序、试验数据表示、试验报告等,2,汽车试验设备与设施,典型试验设备、典型试验设施、汽车试验场,3,汽车整车技术参数的检测,结构参数、质量参数、通过性参数。,4,汽车环境保护特性测量,排气污染物测量、汽车噪声测量、汽车无线电干扰特性测量。,5,汽车基本性能试验,动力性、燃料经济性、制动性能、操纵稳定性、平顺性、通过性试验。,6,汽车可靠性试验,主要讲授汽车可靠性试验及评价方法。,汽 车 试 验 学,7,汽车碰撞试验,碰撞试验假人技术、碰撞试验测量系统、实车碰撞试验。,8,汽车总成与零部件试验,发动机试验、传动系试验、悬架试验、车轮试验、车身密封性试验。,9,汽车虚拟试验技术,汽车虚拟试验场、汽车虚拟试验。,汽 车 试 验 学,二课程的具体安排,1,课程总学时：,32,2,学时分配：,课堂教学,24,学时；,实验教学,8,学时（汽车基本参数试验、汽车基本性能实验）；,三课程学习的要求,1,结合教材，认真做好听课笔记；,2,实验和习题（实验课要有实验报告；思考,题课后自己完成）,3,保证出勤率（作为课程考核的平时成绩的一,部分）。,四课程考核方式,期末考试为闭卷考试，试卷总分为*分,期中考试*分，实验考核*分，平时试验*分，出勤及课堂表现*分。,课程成绩以,100,分计。,汽车检测与汽车试验：,汽车试验,:,汽车技术上的新发现、新突破、新设计、新,产品等，即使在设计和制造上考虑得非常周密，也,都必须以试验测试为基础，经过试验来检验，它是,保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要,手段。,汽车检测与诊断,:,是在不解体条件下，为确定汽车技术状况或查,明故障部位、原因所进行的检查、分析、判断工,作。其作用是合理使用汽车，为汽车维护和修理提,供科学依据。,第一章 汽车试验基础,一,.,课程设置的必要性,与,“,汽车试验,”,相关知识是除,汽车结构与原理,、,设计与制造,、,使用及维护技术,之外的汽车工程师应了解和掌握的专业知识。,二汽车试验技术的发展概况,1,汽车试验及其作用,汽车试验：通常是指在专用试验场，或其它专用场地或试验室内，使用专用设备、设施，依照试验大纲及有关标准，对汽车或总成,部件进行各种测试的工作过程。,二汽车试验技术的发展,作用：深入了解汽车在实际使用中各种现象的本质及其规律、并推动汽车技术的进步。,2,汽车试验技术的发展,第一阶段,，从第一辆汽车的研制开始至福特公司建成的,“,汽车流水生产线,”,，汽车试验以研发性试验和道路试验为主，主要方法是操作体验和主观评价。,第二阶段,，从福特公司建成全世界第一条汽车总装生产流水线至,20,世纪,40,年代，汽车工业劳动生产率显著提高，成本下降，产量增加，并扩大了使用范围。由于专业化和协作生产的需要，也进行了制定各种标准、规范的研究工作，其中包括试验方法标准的制定。这期间的试验技术除借用其他行业比较成熟的方法外，也逐渐形成汽车行业自己的试验方法和试验设备，如转鼓试验台、闭式试验台及疲劳试验台等。,道路试验得到了充分的重视，成为汽车试验的基本方式之一，同时也出现了早期的汽车试验场。,第三阶段,，从,20,世纪,40,年代以后至,20,世纪,70,年代，全世界汽车保有量剧增，在其结构和性能方面有了大幅度的改善和提高。,第四阶段,，,20,世纪,70,年代以后，汽车工业发展不仅保持了大规模、多品种和高技术，而且出现了一些新的更科学、更合理的生产组织管理制度，使汽车试验技术也得到了同步的提高与完善。由于电子技术的发展，特别是电子计算机的应用对汽车试验起到了巨大的促进作用。,电子液压振动试验台、电控转鼓试验台等大型先进试验设备的广泛采用，以及现代化风洞、试验场等大型试验设施的普遍建立，使汽车试验技术无论在方法上还是在装备上都达到了空前完善的程度。,长春第一汽车制造厂、北京汽车制造厂、襄樊第二汽车制造厂和南京汽车制造厂等大型的汽车制造厂相继成立，同时筹建了与之配套的一汽试验场。,二汽车试验技术的发展,三汽车试验的目的与分类,1,汽车试验的目的,汽车试验的目的是为了对产品的性能进行考核，使其缺陷和薄弱环节得到充分暴露，以便进一步研究并提出改进意见，以提高汽车性能。汽车试验可按试验目的、试验对象、试验场所进行分类。,三汽车试验的目的与分类,2,汽车试验的分类,按,试验目的,、,试验对象,、,试验场所,分类如下：,汽车试验的分类：,按试验目的分类：,质量检查试验：,对目前的产品进行定期的质量检查试验，以考查产品质量的稳定性。一般试验项目简单，主要针对用户的反馈意见进行。,新产品定型试验：,在新型汽车投产以前，首先要进行全面性试验，同时在不同地区进行适应性、使用性试验。考察在试验过程中是否有重大损坏、性能恶化及维修频繁的情况等。一般先进行样车试验、小量（,3-8,台）、投产前的小批量试验、改进后再进行批量生产。,科研性试验：,改进现有产品、开发新产品、采用新材料新工艺等，进行较深入的试验，一般试验采用较先进的仪器设备。同时，也包括新的试验方法与测试技术的探讨、试验标准的制定等。,按试验对象分：,整车试验：,评定整车的技术性能（动力性、经济性、制动性等）；,机构及总成试验：,考核机构的工作性能和耐久性（如发动机性能、变速器工作效率等）；,零部件试验：,考查设计和工艺的合理性，测试刚度、强度、磨损等，确定材料的选用等。,按试验方法分：,实验室台架试验,：,室内试验能以较高的精度来测试车辆及其部件的各种性能，并能消除不需研究的某些因素。,室外道路试验,：,车辆在实际使用的道路条件下试验，可以全面考核评价车辆的技术性能。,试验场试验；,试验场试验：这是一种按照预先制定的试验项目、试验规范，在规定的行驶条件下进行的试验。,第二节 汽车试验标准,一、汽车试验标准的特点,1,、技术性和权威性,一种依据和规范提出，且其描述的内容详尽、完整和可靠，因此标准文献的技术成熟度很高。,权威性，是指试验方法一经形成标准，在试验中就应严格遵照执行，不应随意改变。,2,、自成体系,标准文献的一个显著标志，就是一件标准对应一个标准号。一件标准即使仅有廖廖数页也单独成册出版，一般只解决一个问题。,3,、先进性,通常标准制定后，随着国民经济的发展和技术水平的提高，都要不断地进行修订或补充或以新代旧,第二节 汽车试验标准,4,、交叉性,从企业标准到行业标准直至国际标准之间并不意味着级别依次上升。许多国家的国家标准是由有代表性的行业标准或企业标准升格而来的，所以在内容上有许多重复交叉的现象,5,、通用性,标准的通用性是指以试验方法标准作为权威方法，在试验中有一定的指导作用，它应适用于不同部门、多种车型的汽车试验。,第二节 汽车试验标准,二、试验标准的分类,1.,试验标准适用范围,试验标准按适用的范围可分为国际标准、国际区域性标准、国家标准、行业标准和企业标准等几类。,1,）国际标准,国际标准是由国际标准化组织,ISO,（,International Standards Organization,）制定的。,ISO,是世界最大的、非官方工业和技术合作国际组织，是联合国的高级咨询机构。,2,）国际区域性标准,国际区域性标准是由若干成员国共同参于制定并共同遵守的标准。最典型的有欧洲经济委员会（,Economic Commission of Europe,，缩写为,ECE,）和欧洲经济共同体（,European Economic Community,，缩写为,EEC,）。,第二节 汽车试验标准,3,）国家标准,国家标准是各国依据自己的国情而制定的适用于本国的标准。我国国家标准简称,GB,。,4,）行业标准,行业标准是为了规范本行业所辖各部门产品试验方法而制定的。如我国汽车行业标准，简写为,QC,，交通行业标准简写为,JT,等。,5,）企业标准,企业标准是指各汽车生产企业、汽车试验场，根据本身特点，参考相应国际、国家标准而制定的，它只限于本企业内使用。通常，企业标准严于国家或国际标准，目的是为了提高本企业产品品质。,第二节 汽车试验标准,2.,试验标准的性质,试验标准按性质可分为强制性试验标准和推荐性试验标准。,1,）强制性试验标准,强制性试验标准是指为了保障人身健康、安全、保护环境、节约能源而制定的强制执行的标准。这类标准一般称之为法规。我国,标准化法,规定，强制性标准必须执行，不符合强制性标准的产品禁止生产、销售和进口。,2,）推荐性试验标准,推荐性试验标准无强制性，企业自愿采用，但一经采用就应严格执行，不得随意改动。在我国，凡是标准代号带有,“,T,”,的，均为推荐性标准。,第二节 汽车试验标准,三、汽车道路试验方法通则,对于道路试验的试验条件、车辆准备工作等影响汽车试验结果的方面，在,GB/T 12534,90,汽车道路试验方法通则,（以下简称,通则,）中作了统一规定，以保证试验结果的真实性、重复性和可比性。,1,试验条件,通则,规定的试验条件包括：汽车装载质量，轮胎气压，燃料、润滑油、制动液，气象条件，试验仪器设备，试验道路等。,1,）装载质量,一般情况，装载质量按设计任务书要求，载货车、客车、越野车均应达到厂定最大装载质量；车上乘员的质量应计入汽车载质量，乘员质量按下表计算。,第二节 汽车试验标准,乘员质量及代替重物表,(,单位：,kg,),车型,每人平均质量,行,李,质量,代替重物分布,座椅上,座椅前的地板,吊在车顶的拉手上,行李箱,(,架,),货车、越野汽车、专用汽车、自卸汽车、牵引汽车,65,55,10,客车,长,途,60,13,50,10,13,公,共,坐客,60,50,10,13,站客,60,55,5,旅游,60,22,50,10,22,轿,车,60,5,50,10,5,第二节 汽车试验标准,2,）轮胎气压,试验车轮胎的种类、型号规格、花纹深度、轮胎气压均应符合试验车技术条件的规定。试验用轮胎应使用新轮胎或磨损不大于原花纹深度,20,的轮胎，胎压偏差不超过,10kPa,。,新旧轮胎的阻力系数不同；轮胎气压不足，滚动阻力增加，滑行距离缩短，油耗上升；子午胎较常规斜交胎滚动阻力低，油耗可降低,7,8,。,3,）燃料油、润滑油（脂）、制动液,汽车使用的燃料油、润滑油（脂）、制动液等的牌号和规格应符合试验车的技术条件要求或现行国家标准规定。除可靠性试验、耐久性试验及使用试验外，同一试验的各项性能测量时必须使用同一批号燃料油、润滑油（脂）和制动液。,第二节 汽车试验标准,4,）气象、道路条件,（,1,）试验时应是无雨无雾天气；相对湿度小于,95,。,（,2,）气温,0,40,。,（,3,）风速不大于,3m/s,。,对气象有特殊要求的试验项目，由相应试验方法规定。,除另有规定外，各项性能试验应在清洁、干燥、平坦的、沥青或混凝土铺装的直线道路上进行。道路长,2km,3km,，宽不小于,8m,，纵向坡度在,0.1,以内。,5,）试验仪器设备,试验仪器、设备须经计量检定，在有效期内使用，并在使用前进行调整，确保功能正常，符合精度要求。,第二节 汽车试验标准,2,试验车辆准备,1,）试验前车辆检查,记录试验样车生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号、各主要总成号及出厂日期。,2,）行驶检查,行驶检查主要检查汽车的技术状况，行驶里程不大于,100km,。,3,）车辆磨合,根据试验要求进行磨合，除另有规定外，磨合试验按该车使用说明书规定。,4,）预热行驶,试验前，试验车辆必须进行预热行驶，使汽车发动机、传动系及其他部分预热到规定的温度状态。,第三节 汽车试验管理与实施,一、试验管理,1.,试验管理的概念,试验管理是指一个试验组织（或单位）为实现预期的试验目的，所进行的有计划、有组织的一切活动。,试验管理应包含,技术活动,和,组织活动,两方面的工作。,技术活动包括,：制订试验大纲、试验方案设计、试验程序的编制；调查研究收集资料、分析资料和学习有关文件；安排人员的技术培训；选择、研制试验设备和仪器；数据的采集与处理以及编写试验报告等。,组织活动,是指为有效地实现技术活动所进行的一切保障与监督管理活动。,第三节 汽车试验管理与实施,2.,试验管理的对象,管理的对象一般是指参与试验活动的人和用于试验的经费、物质、信息和时间。,人,是指所有参加试验工作的各部门和单位的管理者、工程技术人员、维修技工、驾驶员、仪器操作人员、后勤保障人员以及他们所掌握的知识和技术的统称。,财,为保障试验活动的一切经费。,物,包括被试车辆、备件、各种油料和其他消耗材料，各种维修设备及工具、试验用仪器、仪表设备和设施以及后勤保障车辆等生活物资装备。,信息,包括指令、文件、试验标准、图样及有关技术文件、规则规范、数据资料以及决策方案等。,时间,是指试验工作的耗时和进度，它们应以日历时间和试验的工作小时来进行量度和控制。,第三节 汽车试验管理与实施,各管理对象之间有着密切的关系，一般可以概括为下列,4,个动态因素在运动过程中的统一。,（,1,）管理工作的对象是由管理者负责控制的一个不可分割的统一整体。,（,2,）管理对象这个不可分割的整体是由相对独立，有机结合的不同部分所组成，这些部分可按不同职能，不同部门来划分。,（,3,）管理对象之间有着看不见的，无形的各种关系，相互依存，互不分离。,（,4,）管理对象包括上述各种关系之间的变化以及这些变化的结果，特别表现在具体任务和实现条件的不断转化上。,第三节 汽车试验管理与实施,3.,试验管理的任务,试验管理的基本任务是对试验活动进行,计划、组织、监督与控制。,计划,是指根据试验指令、试验大纲和方案的要求，分析确定试验管理的目标，选择达到目标必须进行的活动项目，确定每次活动的实施要求，并根据已确定的活动内容估计所需资源和时间。,组织,建立试验管理机构，任命或指定试验活动的负责人，组织参试人员的业务培训，使之能胜任所承担的任务。,监督,通过检查、评审等活动及时获取可靠的信息，以便监督试验是否按计划进行。,控制,依据试验计划的要求，衡量试验中对计划的执行情况，并对发现的问题进行分析，对需纠正的问题及时采取可行的措施，以保证计划的最终落实和管理目标的实现。,第三节 汽车试验管理与实施,4.,试验管理的主要内容,1,）试验管理机构及其职能,（,1,）对试验中的各种活动进行监督和检查，以便及时发现和解决试验中遇到的问题。（,2,）对试验中产生有争议的问题作出裁决。（,3,）根据客观情况的变化，对试验进度和计划进行必要的调整。（,4,）协调有关试验保障事宜。（,5,）对试验中发生的领导小组不能解决的重大问题，负责向上一级主管部门或领导呈报。（,6,）对试验数据和有关记录参数进行审核和评度。（,7,）确定试验是否达到要求的程度。,2,）试验过程的管理,（,1,）试验准备阶段的管理,（,2,）试验实施阶段的管理。,（,3,）试验结束阶段的管理。,第三节 汽车试验管理与实施,二、试验的实施,1,全面深入地了解被试对象,2,充分了解试验的要求,3,研究相关的试验标准及试验规范,4,对已有的试验条件、试验仪器设备进行深入分析,5,明确试验目的,6,根据试验目的确定试验内容,7,根据试验内容和试验要求选择试验用仪器设备,8,分析和研究试验条件对试验结果的可能影响,9,确定试验方法,10.,制订试验大纲,11.,准备仪器设备,12.,人员配备和试验记录准备,13.,试验实施原则,第三节 汽车试验管理与实施,三、实施条件和程序,1.,汽车试验实施条件,样车进行试验前应具备以下实施条件：,1,）研制单位应确认试验车辆是否符合设计任务书、设计图样及技术条件的要求。,2,）为保证定型试验的准确，研制单位需向试验单位提供规定数量的试验样车。,3,）研制单位应提供试验样车的技术文件,2.,试验的实施程序,试验的实施一般按以下程序执行：,1,）申请试验。,2,）组织试验。,3,）执行试验。,第四节 试验数据处理,在试验过程中所得到的许多试验数据，应该采用一定的方法来加以表示，从而显示出各数值之间的相互关系。最常用的有,列表表示法、图形表示法和方程表示法,(,即公式法,),三种。,一、列表表示法,列表法就是将试验数据列成表格，将各变量的数值依照一定的形式和顺序（如自变数的增加或减小的顺序）一一对应起来，试验数据表可分为,记录表和结果表示表,两类。,表中数据可分为三类：,原始数据、中间和最终计算结果数据,第四节 试验数据处理,列表表示法,注意下列事项：,（,1,）表格设计应该简明合理、层次清晰，以便于阅读和使用；,（,2,）数据表的表头要列出变量的名称、符号和单位；,（,3,）有效数字位数取舍适当，即记录的数字应与试验的精度相匹配。,（,4,）试验数据较大或较小时，要用科学记数法来表示；,（,5,）数据表格记录要正规，原始数据要书写得清楚整齐，不得潦草。,第四节 试验数据处理,二、图示法,试验数据图示法就是将试验数据用图形表示出来，它能用更加直观和形象的形式，将复杂的试验数据表现出来。,用于试验数据处理的图形种类很多，根据图形的形状可以分为线图、柱形图、条形图、饼图、环形图、散点图、直方图、面积图、圆环图、雷达图、气泡图、曲面图等。,第四节 试验数据处理,1.,常用数据图,（,1,）线图,线图是试验数据处理中最常用的一类图形，它可以用来表示因变量随自变量的变化情况。线图可以分为单式和复式两种，单式线图表示某一种事物或现象的动态；复式线图在同一图中表示两种或两种以上事物或现象的动态，可用于不同事物或现象的比较。,（,2,）条形图,条形图是用等宽长条的长短或高低来表示数据的大小，以反映各数据点的差异。,（,3,）圆形图和环形图,圆形图也称为饼图，它可以表示总体中各组成部分所占的比例。,环形图与圆形图类似，但也有较大的区别。环形图中间有一,“,空洞,”,，总体中的每一部分的数据用环中的一段表示。,（,4,）,XY,散点图,XY,散点图用于表示两个变量间的相互关系，从散点图可以看出变量关系的统计规律，是变量间统计规律的一种表现。,第四节 试验数据处理,在绘制图形时应注意以下几点：,（,1,）在绘制线圈时，要求曲线光滑。,（,2,）定量的坐标轴，其分度不一定自零起，可用低于最小试验值的某一整数作起点，高于最大试验值的某一整数位作终点。,（,3,）定量绘制的坐标图，其坐标轴上必须标明该坐标所代表的变量名称、符号及所用的单位。一般用横轴代表因变量。,（,4,）图必须有图号和图题,(,图名,),，以便于引用，必要时还应有图注。,第四节 试验数据处理,2.,坐标系的选择,选用坐标系的基本原则如下。,（,1,）根据数据间的函数关系：线性函数选用普通直角坐标系；幂函数选用双对数坐标系可以使图形线性化；指数函数采用半对数坐标。,（,2,）根据数据的变化情况：若试验数据的两个变量的变化幅度都不大，可选用普通直角坐标系；若所研究的两个变量中，有一个变量的最小值与最大值之间数量级相差太大时，可以选用半对数坐标；如果所研究的两个变量在数值上均变化了几个数量级，可选用双对数坐标；在自变量由零开始逐渐增大的初始阶段，当自变量的少许变化引起因变量极大变化时，此时采用半对数坐标系或双对数坐标系可使图形轮廓清楚。,第四节 试验数据处理,3.,坐标比例尺的确定,坐标比例尺是指每条坐标轴所能代表的物理量的大小，即指坐标轴的分度。如果比例尺选择不当，就会导致图形失真，从而导致错误的结论。在一般情况下，坐标轴比例尺的确定，既要不会因比例常数过大而损失试验数据的准确度。又不会因比例常数过小而造成图中数据点分布异常的假象。,第四节 试验数据处理,4.,绘制试验数据图,根据图上的各点作曲线，所得到的数据点作曲线，必须遵循一定原则：,（,l,）曲线所经过的地方，尽量与所有的点相接近。,（,2,）曲线应作得光滑匀整，只具有少数的转折点。,（,3,）因为观测误差的存在，因此曲线不必,(,也不可能,),通过图上的所有点子。,（,4,）曲线应画得连续，不应有不连续点或其他奇异点存在。,（,5,）一般而言，在坐标纸中，位于曲线一边的点数应与另一边的点数近似相等。,第四节 试验数据处理,三、方程表示法,对于一组试验数据，在用列表法或图形法表示以后，常需要用一个方程或经验公式将试验数据所服从的规律表示出来。因为这种表示方法不仅高度概括了所得结果的规律性，形式显得十分紧凑，而且可方便地进行微分、积分、内插、外推等运算。,1.,经验公式的选择,对于一组试验数据，要用一个公式来描述，必须满足两个条件：,（,1,）要能准确地代表一组试验数据，即许多试验数据中任何一对数据（,Xi,，,Yi,）皆能满足此公式，当然由任意一个,Xi,通过此公式可以准确地推算出相应的,Yi,之值。,（,2,）形式简单，常数不要太多。,第四节 试验数据处理,2.,经验公式中常数的求法,经验公式中常数的求法很多，主要根据所需的准确度与计算的条件去选择，最常用的有直线图解法、选点法、平均法、最小二乘法等。,3.,插值法,1,）内插法,一般的数据表中所列各独立变数的间距较大，而在实际应用中，常需知道表中未列出的中间数值。内插法就是根据已知数据如何求得中间值的方法。常用的内插法有,比例法、图解法、牛顿法、方程法、拉格朗日法等,。方法的选用，还要视数据表的准确度、变数间的函数类型及所需内插值的准确度而定。,第四节 试验数据处理,2,）外推法,有时需根据已知的试验数据，计算在试验范围以外的数值，解决此类问题的方法就叫外推法。,（,1,）最小二乘外推法,当变数间为直线关系时，可利用最小二乘法求出的回归直线方程，将欲推算的自变数,Xi,值代入回归方程，去计算外推值,Yi,。这样的方法就叫最小二乘外推法。外推法中精度和可靠性最高的一种，,（,2,）图解外推法,按照上述的图形表示法原则，画出试验数据的图形，然后根据所得曲线的发展趋势，将其外延到需要的区域，以确定其所需的外推值，这就是图解外推法。适用于精度要求不高的场合。,（,3,）内插公式,四、试验报告,汽 车 试 验 学,主讲教师：,第二章 汽车试验设备与设施,第一节 典型试验设备,一、速度测量仪,用来测量汽车行驶过程的车速、位移与时间的仪器称为车速测量仪（简称车速仪）。由于该仪器的传感器部分是一个专门的小轮子，试验时由汽车拖动在路面上滚动，故又称之为第五轮仪。,按照传感器是否与地面接触，车速仪可分为接地式车速仪和非接地式车速仪。,1,接地式车速仪,1,）车速仪的组成,一般车速仪由第五轮、显示器、传感器、脚踏开关（用于制动、换挡加速试验）等组成，如图所示。第五轮由轮子、齿圈、连接臂、安装盘组成。,1-,第五轮；,2-,电磁传感器；,3-,叉架；,4-,活塞杆；,5-,储气筒；,6-,气缸；,7-,气管；,8-,壳体；,9-,螺母；,1O-,丝杆；,11-,手把；,12-,调节轴；,13-,固定板,第二章 汽车试验设备与设施,第五轮仪,主要用来在机动车辆进行道路试验,(,如加速性能、制动性能、滑行等试验,),时，测量车辆的行程、速度和时间等参数。,试验时将仪器配备的标准车轮固定在被测车辆的后面或侧面，随车一起行驶，形成第五轮。第五轮的直径是一定的，电磁传感器上的外齿盘和内齿盘的齿数也是一定的，第五轮旋转一周便输出一定数量的信号，因此根据电信号的多少便可知道轮子转过的角度，即测出车辆移动的距离。电子电路运算显示控制箱具有车速、时间和距离计算、显示、打印功能，,第二章 汽车试验设备与设施,二非接触车速仪,非接触式车速仪采用光电滤波技术原理，根据路面图像的移动使光电池输出宽带随机信号，其主频与车速成正比关系，通过空间滤波器将与车速成正比的主频检出，送入二次仪表进行速度运算和距离计算。空间频率传感器如图所示。,第二章 汽车试验设备与设施,第二章 汽车试验设备与设施,它是由投光器和光电探测器（受光器）组成，投光器将强光射在地面上，由于地面凹凸不平，形成明暗对比度不同的反射，由受光器中梳状光电管接受。,空间频率传感器基本工作原理是以一定间距,P,排列的一排透光格子，如图,2-4,所示，当点光源以一定速度相对格子移动时，通过格子列后光的强度就变成了忽明忽暗、反复出现的脉冲状态，此脉冲频率与光穿过格子的次数相对应，即每移动一个,P,距离变换一次。,第二章 汽车试验设备与设施,假设点光源移动速度为,V,，光学系统的放大率为,m,，则在格子列上移动的光点速度为,mV,。这样，一明一暗的脉冲列的周期为,P,/,mV,，即频率,f,=,mV,/,P,与速度,V,成正比。,V,的变化则可以通过频率,f,的变化表现出来。这就是空间滤波器的基本工作原理。,与点光源相比，一般的光学投影则稍有差异。这种光学投影（凹凸不均的形状），可以看作为许多不同强度的点光源不规则地集中，不改变相互位置，向着一定的方向，同时平行移动的状况。,由此得来的光量，就是从这些点光源一个一个地测量的光量总和。然而，由于点光源的分布和强度都不同，其结果导致相位和亮度的全然不同。但因频率完全相同，结果组成了许多仅仅相位和振幅不同的信号，其平均频率为,mV/P,。从而可得到相位和振幅均随机平稳变化的信号（窄带随机信号）。可通过推测此中心频率来解出移动速度和移动距离。,二燃油消耗量测量仪,按测量方法可分为：容积式油耗计、重量式油耗计、流量式油耗计、流速式油耗计。,1,容积式油耗传感器的结构和工作原理,由十字型配置的四个活塞和旋转曲柄构成，燃油在油泵压力下推动活塞运动，活塞运动推动曲柄旋转，曲柄旋转一周即四个活塞各往复运动一次，完成一个排油循环。其流量检测装置是由流量变换机构及信号转换机构组成。,第二章 汽车试验设备与设施,1-,信号端子；,2-,转动光栅；,3-,转动,/,脉冲转换部；,4-,流量,/,转速转换部,5-,活塞；,6-,磁性联轴节；,7-,固定光栅；,8-,光敏管,LED(,对置,),第二章 汽车试验设备与设施,1,、,2,、,4,、,5,活塞,3,连杆,6,曲轴,P1,、,P2,、,P3,、,P4,油道,E1,、,E2,、,E3,、,E4,排油口,第二章 汽车试验设备与设施,第二章 汽车试验设备与设施,在燃油泵泵油压力的作用下，就可完成定容量、连续泵油的作用。曲柄旋转一周，各缸分别排油一次，其排油量可用下式确定：,式中：,V,四缸排油量，,cm,3,；,d,2,/4,活塞截面积，,cm,2,；,2,h,2,倍的曲轴偏心距，,cm,。,2,质量式油耗传感器,1,油杯,2,出油管,3,电磁阀,4,加油管,5,、,10,光电二极管,6,、,7,限位开关,8,限位器,9,光源,11,鼓轮机构,12,鼓轮,13,计数器,第二章 汽车试验设备与设施,在测量消耗一定质量的燃油所需的时间后，按下式算出单位时间内发动机的燃油消耗量。,G=3.6m/t,式中：,m,燃油质量，,g,；,t,测量时间，,s,；,G,燃油消耗量，,kg/h,；,第二章 汽车试验设备与设施,第二章 汽车试验设备与设施,三、陀螺仪,在汽车操纵稳定性试验中，经常要在汽车运动状态下测定其一些动态运动参数，例如汽车行进方位角、汽车横摆角速度、车身侧倾角及纵倾角（俯仰角）等。这些运动参数通常用陀螺仪进行测量。陀螺仪分为二自由度陀螺仪和三自由度陀螺仪。,1,测量原理,陀螺仪是一个安在内、外框架上能高速旋转的转子，并且该转子还能在框架内绕自转轴线上的一个固定点向任意方向回转。这种测量装置具有下述两个基本特性：,1,）定向性,转子高速旋转时，除非受到外力的作用，转子轴线的方向将一直保持不变。,2,）进动性,当转子不自转时，若把一个重物挂在内框架上，在重力作用下，内框架将向着重物的作用方向翻转（图,2-8a,）；当转子高速自转时，内框架受外力作用时并不翻转，而外框架将绕其自身的转动轴线发生偏转（图,2-8b,）。,转子绕定点转动时的动量矩；,陀螺仪受的外力矩。,第二章 汽车试验设备与设施,陀螺仪的这两个基本特性可用动量矩定理解释之。按动量矩定理，陀螺仪运动时存在关系式：,式中：,第二章 汽车试验设备与设施,用二自由度陀螺仪测量汽车回转角速度时，应当使陀螺仪的输入轴（敏感轴）与通过汽车质心并垂直于地面的轴线相重合或平行。用不带修正装置的三自由度陀螺仪测量车身侧倾角或纵倾角时，往往由于陀螺仪自转轴不完全垂直于地面而造成不应有的测量误差，为此，在安装陀螺仪时应当尽可能使陀螺仪自转轴垂直于地面。,第二章 汽车试验设备与设施,四、负荷拖车,1,负荷拖车结构,负荷拖车是一种现代化的车辆测试设备。在进行车辆性能试验时，利用该设备，可以在平坦的试验路面上模拟车辆的各种行驶工况。负荷拖车有两类：有动力负荷拖车和无动力负荷拖车，两者的区别在于前者既可以被拖动，也可以自行；而后者只能被拖动行驶。下面将以无动力电涡流负荷拖车为例介绍负荷拖车的结构、原理及主要应用。,用以给试验车辆提供负荷的负荷拖车由电子元件和机械部分组成。负荷拖车的主要测控系统如图,2-11,所示，主要有功率吸收器、力传感器、速度传感器、手控盒、计算机等组成。,图,2-11,负荷拖车测控系统,第二章 汽车试验设备与设施,第二章 汽车试验设备与设施,2,负荷拖车的工作原理,负荷拖车在试验时作为一个可调负荷拖挂在试验车之后，用以调节试验车的负荷。试验时，试验车拖挂负荷拖车后的受力状况示于图,2-12,，其受力平衡方程式为：,式中：,P,K,试验车牵引力，,N,；,P,g,试验车拖钩牵引力，,N,；,P,w,试验车空气阻力，,N,；,P,f,试验车轮胎滚动阻力，,N,。,试验车行驶时，,P,K,、,P,g,、,P,w,、,P,f,的关系见图。,第二章 汽车试验设备与设施,3,测功负荷拖车的应用,1,）牵引性能试验,2,）测量滚动阻力及滚动阻力系数。,3,）模拟爬坡,4,）提供可以调节的稳定负荷,五汽车底盘测功机的构造及工作原理,a,）单轮单滚筒式；,b,）双轮双滚筒式；,c,）单轮双滚筒式,第二章 汽车试验设备与设施,1-,框架,2-,电涡流测功机,3-,变速器,4-,主动滚筒,5-,速度传感器,6-,联轴器,7,、,8-,飞轮,9,、,10-,电磁离合器,11-,举升器具,12-,从动滚筒,13-,压力传感器,底盘测功机由,滚筒装置,、,加载装置,、,飞轮机构,、,测速装置,、,测力装置,、,控制与指示装置,等构成。,第二章 汽车试验设备与设施,第二章 汽车试验设备与设施,（一）工作原理,汽车在道路上运行过程中存在着运动惯性和行驶阻力，要在试验台上模拟汽车道路运行工况，首先要解决模拟汽车整车的运动惯性和行驶阻力问题，这样才能用台架测试汽车运行状况的动态性能。为此，在该试验台上利用惯性飞轮的转动惯量来模拟汽车旋转体。转动惯量及汽车直线运动惯量，采用电磁离合器自动或手动切换飞轮的组合，在允许的误差范围内满足汽车惯量模拟。至于汽车在运行中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力等，则采用功率吸收加载装置来模拟。路面模拟是通过滚筒来实现的，即以滚筒表面取代路面，滚筒的表面相对于汽车做旋转运动。,第二章 汽车试验设备与设施,1,道路模拟系统,1,）滚筒,汽车底盘测功机所采用的路面模拟系统的滚筒一般为钢滚筒，按其结构可分为两滚筒和四滚筒。所谓两滚筒路面模拟系统由两根长滚筒组成，其特点是支承轴承少，台架的机械损失少；所谓四滚筒路面模拟系统由,4,根短滚筒组成，它较两滚筒多了,4,个支承轴承和一个联轴器，在检测过程中，其功率损失较大。,2,）功率吸收装置（加载装置）,底盘测功机功率吸收装置的常见类型是水冷式电涡流功率吸收装置，其基本结构如图,2-15,。,1.,滚筒装置,单滚筒式,双滚筒式,直径大（,1.5,4m),直径小（,185mm,400mm),曲率小，接近平坦路面，测试精度高,曲率大，滚动阻力增大，测试精度低,制造成本高，占地面积大,制造成本低,车辆安放定位要求高,使用方便,适用于科研、设计部门,适用于汽车维修企业、汽车检测站,作用：,模拟行驶路面；传递驱动力和速度；,第二章 汽车试验设备与设施,图,2-15,水冷式电涡流功率吸收装置,1-,励磁线圈；,2-,定子；,3-,转子；,4-,联轴器；,5-,底座；,6-,轴承；,7-,冷却水管；,8-,涡流环,电涡流式功率吸收装置主要由转子、定子、励磁线圈、支承轴承、冷却风扇叶片、力传感器等组成，其工作原理如下：,第二章 汽车试验设备与设施,当励磁线圈通以直流电时，在转子与铁芯间隙就有磁力线通过，此间隙的磁通分布在转子齿顶处的磁通密度最大，而通过齿槽处的磁通密度最小。当转子以转速,n,旋转时，则磁通量就减少。由磁感应定理可知，此时在定子的涡流环内产生感生电动势，试图阻止磁通量的减小，于是就有电涡流产生，电涡流方向用右手定则判断，此时定子受力，此力便与定子处外壳相连接的力臂引入称量机构便可进行力矩测量。,3,）惯性模拟装置,汽车在底盘测功机上运行时车身静止不动，是车轮带动滚筒旋转，在汽车减速工况时，由于系统的惯量比较小，汽车很快停止运行，所以检测汽车的减速工况和加速工况时，汽车底盘测功机必须配备惯性模拟系统。汽车底盘测功机台架转动惯量是通过飞轮来实现的，目前由于对汽车台架的惯量没有制定相应的标准，因而国产底盘测功机所装配的惯性飞轮的个数不同，且飞轮惯量的大小也不同，飞轮的个数越多，则检测精度愈高。,第二章 汽车试验设备与设施,2,底盘测功机采集与控制系统,1,）车速信号采集,2,）驱动力信号,汽车底盘测功机驱动力传感器一边连接功率吸收装置的外壳，另一边连接机体。,功率吸收装置在工作过程中，功率吸收装置外壳都是浮动的。对转子来说，电磁感应产生的力偶的作用方向与其转动的方向相反。当传动器固定后，外壳上的力臂对传感器就有一定的拉力或压力，拉压传感器在工作时，传感器受力产生应变，通过应变放大器可得到一定的输出电压，这样将力信号转变成电信号来处理，通过标定，可以得到传感器的受力数值。,3,）汽车底盘测功机控制系统,汽车在行驶过程中存在滚动阻力、加速阻力和坡道阻力，其中加速阻力是通过惯性飞轮来模拟；通过台架模拟道路必须选用加载装置，要想控制它，就必须知道控制电压及电流。,第二章 汽车试验设备与设施,3.,安全保障系统,安全保障系统包括左右挡轮、系留装置、发动机与车轮冷风机等。左右挡轮的目的是防止汽车车轮在旋转过程中，在侧向风的作用力的作用下驶出滚筒，对前驱动车辆更应注意；系留装置是指地面上的固定盘与车辆相连，以防车辆高速行驶时，由于滚筒的卡死飞出滚筒；发动机与车轮冷却风机是防止车辆在运行过程中发动机和车轮过热。,4.,引导与举升及滚筒锁定系统,1,）引导系统,引导系统也称驾驶员助手，其作用是引导驾驶员按提示进行操作，提示的方法有显示牌和大屏幕显示装置两种。,2,）举升装置,3,）滚筒锁止系统,六、发动机综合性能检测,1,发动机综合性能检测的基本内容及特点,发动机综合性能检测与发动机台架试验不同，后者是发动机拆离汽车以测功机吸收发动机的输出功率对诸如功率和扭矩以及油耗和排放等最终性能指标进行定量测定，而发动机综合性能检测装置主要是在检测线上或汽车调试站内就车对发动机各系统的工作状态，如点火、喷油、电控系统和传感元件以及进排气和机械工作状态等静态和动态参数进行分析，为发动机技术状态判断
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