汽車?yán)碚揂實驗實驗指導(dǎo)書

1、 汽車?yán)碚揂實驗實驗指導(dǎo)書交通與汽車工程學(xué)院汽車?yán)碚揂實驗實驗指導(dǎo)書適用專業(yè): 車輛工程 課程代碼: 6010039 學(xué)時: 16 學(xué)分: 1 編寫單位: 汽車工程系 編 寫 人: 徐延海、李躍平 審 核 人: 唐 嵐 審 批 人: 孫仁云 目 錄 實驗一 汽車動力性實驗 2 1、最高車速實驗 2 2、最低穩(wěn)定車速實驗 2 3、加速能力實驗 3 4、滑行實驗 5實驗二 汽車燃油經(jīng)濟性實驗 6實驗三 汽車制動性實驗 8實驗四 汽車操縱穩(wěn)定性實驗91、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)實驗 92、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入實驗 103、轉(zhuǎn)向輕便性實驗 114、蛇形實驗 13實驗五 汽車平順性實驗 16附：汽車性能綜合測試系統(tǒng)介紹

2、18實驗報告格式及要求 19主要參考文獻 19實驗一 汽車動力性試驗一、 實驗?zāi)康暮腿蝿?wù) 1、 學(xué)習(xí)汽車最高車速、最低穩(wěn)定車速、加速性能、滑行阻力等動力性能的測定方法。2、 了解試驗用儀器的主要結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。二、 實驗儀器、設(shè)備及材料汽車性能綜合測試系統(tǒng)，車速傳感器，試驗汽車等三、 實驗原理及步驟1、 最高車速實驗（1） 試驗條件：（現(xiàn)場介紹）（2） 儀器：汽車性能綜合測試系統(tǒng)（3） 方法：A、路段設(shè)置：在規(guī)定的道路上，選定中間一段500米為測速路段，其兩段各設(shè)100米為準(zhǔn)備路段。B、根據(jù)汽車加速性能的優(yōu)劣選定充足的加速路段，使汽車駛?cè)霚y定路段前已經(jīng)具有最高穩(wěn)定車速，測定汽車以最高

3、車速通過測速路段的時間，接連往返各實驗一次。C、試驗結(jié)果按測速距離與各次通過測速路段時間的平均值，算出最高車速，最高車速試驗記錄按下表填寫。測速距離（m）測速時間（s）平均行駛距離s(m)平均時間t(s)Uamax=3.6s/t(Km/h)1往返2往返2、 最低穩(wěn)定車速實驗（1）試驗?zāi)康臏y定汽車的最小穩(wěn)定車速，為加速試驗進行準(zhǔn)備。（2）試驗方法A、路段設(shè)置在規(guī)定道路上，選定兩段長100米的測量路段，兩段之間相隔200300米。B、載重汽車用直接擋及超速擋、越野汽車用直接擋及傳動系最低擋。 在測量路段前，保持可以穩(wěn)定行使的最小車速駛?cè)霚y量路段，測量通過第一個測量路段的時間，駛離第一個測量路段后，

4、急速踩下油門踏板，以發(fā)動機不應(yīng)熄火，傳動系不應(yīng)顫動加速至2025公里/小時，并在第二測量路段前穩(wěn)定最小車速，測量通過第二個測量路段的時間，根據(jù)試驗情況適當(dāng)提高或者降低駛?cè)霚y量路段前的穩(wěn)定車速，重復(fù)進行試驗。C、試驗往返進行一次，按4次通過路段時間，取平均值，算出汽車某一擋的最小穩(wěn)定車速。式中，S為測試路段的長度（取平均值），ti為每次試驗通過路段的時間（s）。3、 加速能力實驗（1）試驗條件（現(xiàn)場介紹）（2）試驗儀器：汽車性能綜合測試系統(tǒng)（儀器工作原理、使用方法現(xiàn)場介紹）（3）試驗方法：A、汽車直接擋的加速性能測定1）在規(guī)定的道路上，選定中間一段1500米作為加速試驗路段，兩端定100米，為測

5、定速度路段。2）汽車經(jīng)過充分的預(yù)熱行駛后，以稍微高于直接擋的最穩(wěn)定的車速為初速度（選5的整數(shù)倍，如10，15，20，25公里/小時），均勻通過100米路段，到加速度試驗路段起點處，急速將油門踩到底加速到該擋最高車速的80%左右，用第5輪儀記錄加速過程（在加速段前接通儀器），試驗往返各進行一次。3）整理試驗結(jié)果，繪制加速性能曲線：車速-加速時間曲線 最高擋加速試驗記錄表擋位行駛方向加速時間/距離（米/秒）達到的速度（公里/小時）102030405060708090往返B、汽車起步換檔的加速度性能的測定1）路段的設(shè)置（與前同）2）選擇最佳換檔車速為了確定換檔時刻，進行此項預(yù)試：令換檔時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速

6、分別為發(fā)動機預(yù)定轉(zhuǎn)速的90%，95%，100%（選三點），汽車從起步開始，油門全開，按上述一種發(fā)動機轉(zhuǎn)速換檔，測定汽車通過一段500米路段的加速時間，每種換檔車速往返預(yù)試一次，取加速時間的平均值，加速時間短者，其換檔速為最佳換檔速。通過傳動比計算車速，以車速確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速。3）測定汽車起步換檔的加速性能汽車停于加速試驗路段起點（保險杠與標(biāo)桿線重合），從起步開始，油門全開，以最佳換檔時刻進行換檔，力求迅速無聲的換檔（一般換檔時間為11.5秒），直至加速到最高車速的80左右。試驗往返連續(xù)各進行一次。將實驗結(jié)果制成連續(xù)換檔的加速性能曲線。求出通過1km測量路段的時間：起步換檔加速試驗記錄之一試驗序號

7、行駛方向加速時間（秒）200米400米600米1000米起步換檔加速試驗記錄之二試驗序號行駛方向加速時間距離（秒米）達到的速度（公里小時）1020304050607080904、滑行實驗（1）目的 了解測試汽車滑行距離或滑行阻力的方法。（2）試驗方法（試驗介紹）（3）滑行試驗方法：試驗初速度為30或50km/h.要求汽車駛?cè)牖袇^(qū)段前應(yīng)穩(wěn)定在要求的初速度附近，并以空檔滑行。試驗要求往返4次，取其滑行距離平均值。四、 實驗注意事項五、 思考題1、在各項實驗中具體的傳感器的作用以及基本原理如何？實驗二 汽車燃油經(jīng)濟性試驗一、實驗?zāi)康暮腿蝿?wù) 了解試驗儀器的使用方法及確定汽車等速行駛的燃油經(jīng)濟性試驗曲

8、線的方法。二、實驗儀器、設(shè)備及材料汽車性能綜合測試系統(tǒng)，車速傳感器，油耗儀、試驗汽車等三、實驗原理及步驟1、路段的設(shè)置選定1000米長的道理作為試驗路段，兩端應(yīng)有足夠的助跑路段，并可方便汽車調(diào)頭。2、試驗（1）使用汽車直接檔行駛，從車速20km/h開始，以間隔為10km/h整數(shù)倍的不同車速，分別等速行駛通過500m的測量路段，直到該檔最高車速的80為止。測試軟件自動記錄測試過程的時間、行駛距離和燃油消耗量，每種車速往返試驗各一次。兩次試驗間隔的時間應(yīng)盡可能短，以保持汽車穩(wěn)定的熱狀況。取兩次試驗所得燃油消耗量的平均值作為該車速下的燃油消耗量。（2）將試驗結(jié)果整理成百公里等速行駛?cè)加拖牧浚↙/1

9、00km）與車速（km/h）的關(guān)系曲線。 注：根據(jù)需要，可在燃油消耗量最低的兩個點對應(yīng)車速之間可補做一次試驗，以確定經(jīng)濟車速和最低燃油消耗量。百公里等速行駛?cè)加拖牧浚菏街校琎在測試路段內(nèi)的燃油消耗量（ml）； L測試過程汽車行駛的距離（m） K流量計校正系數(shù)，取K=1燃油消耗量測量記錄表（至少做5個車速下的燃油消耗量試驗）序號行駛速度(Km/h)行駛方向燃油消耗量(mL)行駛距離（m）實際速度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、實驗注意事項五、思考題1、如何測量燃油消耗量？實驗三 汽車制動

10、性試驗一、實驗?zāi)康暮腿蝿?wù) 了解汽車制動性能的試驗方法和儀器的使用。二、實驗儀器、設(shè)備及材料汽車性能綜合測試系統(tǒng)，車速傳感器，試驗汽車等三、實驗原理及步驟1、路段的設(shè)置選定1000米長的道理作為試驗路段，兩端應(yīng)有足夠的助跑路段，并可方便汽車調(diào)頭。2、試驗離合器分離，以規(guī)定速度為制動初速開始緊急制動，直到汽車停止，往返各一次。制動距離按下式修正：制動性能試驗記錄表規(guī)定初速度（Km/h）行駛方向初速度測定值（Km/h）制動減速度（m/s2）制動距離（m）平均制動距離（m）往返四、實驗注意事項五、思考題1、如何測量制動距離？實驗四 汽車操縱穩(wěn)定性試驗一、實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)1、學(xué)習(xí)汽車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)

11、角階躍輸入試驗、轉(zhuǎn)向輕便性試驗及蛇形試驗的測定方法。2、了解試驗用儀器的主要結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法，學(xué)會用它們?nèi)ズ饬科嚥倏v穩(wěn)定性的好壞。二、實驗儀器、設(shè)備及材料汽車性能綜合測試系統(tǒng)，陀螺儀，AM-2012轉(zhuǎn)向力角測量儀，GPS，試驗汽車等三、實驗原理及步驟1、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)實驗（1）試驗?zāi)康?主要用于評價汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。（2）試驗條件A、試驗場地應(yīng)為干燥、平坦且清潔的水泥或瀝青路面，任意方向的坡度不大于2；B、試驗時風(fēng)速應(yīng)不大于5m/s；C、大氣溫度在040之間。（3）試驗方法對于汽車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性，采用固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角法。根據(jù)國標(biāo)GB/T 6323.694穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗規(guī)定，選擇初始半徑為15或2

12、0m。具體步驟如下：A、在試驗場地上，用明顯顏色畫出半徑為15m或20m的圓周。B、接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。試驗開始之前，汽車應(yīng)以側(cè)向加速度為3m/s2的相應(yīng)車速沿畫定的圓周行駛500m以使輪胎升溫。C、駕駛員操縱汽車以最低穩(wěn)定速度沿所畫圓周行駛，待安裝于汽車縱向?qū)ΨQ面上的車速傳感器在半圈內(nèi)都能對準(zhǔn)地面所畫圓周時，固定轉(zhuǎn)向盤不動，停車并開始記錄，記下各變量的零線。然后汽車起步，緩緩連續(xù)而均勻地加速（縱向加速度不超過0.25m/s2），直至汽車的側(cè)向加速度達到6.5m/s2（或受發(fā)動機功率限制而所能達到的最大側(cè)向加速度、或汽車出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)）為止。記錄整個過程。D、試驗按向左轉(zhuǎn)和向

13、右轉(zhuǎn)兩個方向進行，每個方向試驗三次。每次試驗開始時車身應(yīng)處于正中位置。（4）數(shù)據(jù)記錄根據(jù)試驗中的橫擺角速度及汽車前進車速測量值，利用計算機按下述公式計算各點的轉(zhuǎn)彎半徑及側(cè)向加速度并繪制（），（），曲線其中，i =1，2，3由采樣時間確定。穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗記錄表 載荷狀態(tài)： 初始半徑： 左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)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：中性轉(zhuǎn)向點的側(cè)向加速度值，定義為前、后橋側(cè)偏角差與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上，斜率為零處的側(cè)向加速度值；不足轉(zhuǎn)向度，按前、后橋側(cè)偏角差值與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上側(cè)向加速度值為2m/s2處的平均斜率（縱坐標(biāo)值除以橫坐標(biāo)值）計算；車廂

14、側(cè)傾度，按前、后橋側(cè)偏角差值與側(cè)向加速度關(guān)系曲線上側(cè)向加速度值為2m/s2處的平均斜率（縱坐標(biāo)值除以橫坐標(biāo)值）計算。2、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入實驗（1）試驗?zāi)康?主要用于評價汽車在階躍輸入下從瞬態(tài)進入穩(wěn)態(tài)過程的響應(yīng)。（2）試驗條件A、本試驗應(yīng)在專門的實驗場地上進行，若無此場地，也可以在寬度不小于70m的飛機場跑道上進行；B、試驗時風(fēng)速應(yīng)不大于5m/s；C、大氣溫度在040之間。（3）試驗方法根據(jù)國標(biāo)GB/T 6323.694轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入方法的規(guī)定，具體步驟如下：A、接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。試驗開始之前，應(yīng)按指定路線進行練習(xí)。B、試驗時，汽車在加速路段以車速V等速行駛，進入試驗區(qū)

15、段后，繼續(xù)以穩(wěn)定車速V按場地要求路線行駛。同時，打開儀器設(shè)備進行記錄，當(dāng)車輛行至指定地點，駕駛員應(yīng)以最快的速度轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤(=500/s)至預(yù)先確定的轉(zhuǎn)角，并保持轉(zhuǎn)向盤不動，同時保持節(jié)氣門開度不變。C、從駕駛員轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤開始，至本次試驗結(jié)束，記錄時間應(yīng)為6s左右。D、分別從左右兩個方向轉(zhuǎn)向作為輸入，反復(fù)做幾次。（4）數(shù)據(jù)記錄根據(jù)試驗中的橫擺角速度及轉(zhuǎn)向角測量值，繪制出，曲線。轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗記錄表 左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)第一次第二次第三次均值第一次第二次第三次均值轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角穩(wěn)定值()橫擺角速度穩(wěn)定值()響應(yīng)時間(s)峰值響應(yīng)時間(s)橫擺角速度最大值()超調(diào)量()3、轉(zhuǎn)向輕便性實驗（1）試驗?zāi)康?主要用于評價

16、駕駛員操縱汽車轉(zhuǎn)向盤輕重程度。（2）試驗條件A、試驗場地應(yīng)為干燥、平坦且清潔的水泥或瀝青路面，任意方向的坡度不大于2；B、試驗時風(fēng)速應(yīng)不大于5m/s；大氣溫度在040之間。（3）試驗方法A、首先，用鮮明的顏色按雙紐線極坐標(biāo)方程在場地上畫出軌跡，方程如下：L=d。軌跡上任意點的曲率半徑R為：R=d/3；雙紐線的最小曲率半徑應(yīng)是被試汽車前外輪的最小轉(zhuǎn)彎半徑乘以1.1。標(biāo)樁至實驗路徑中心線的距離為車寬一半加上50cm，或按轉(zhuǎn)彎通道圓寬度的1/2 加上50cm。據(jù)此畫出雙紐線后，在雙紐線最寬處，頂點和中點的路徑兩側(cè)共放置16個標(biāo)樁。轉(zhuǎn)向輕便性實驗雙紐線B、被試汽車一低速進入場地上繪制的雙紐線后，駕駛員

17、應(yīng)先繞雙紐線軌跡行駛?cè)舾芍埽煜ぢ窂胶拖鄳?yīng)的操作。C、儀器的零線應(yīng)在被試汽車直線滑行停放在雙紐線中點O的切線方向上，并確保前輪位于中間位置。D、沿雙紐線路徑行駛的車速為102km/h,待車速穩(wěn)定后，開始記錄轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及力矩，并記錄車速作為監(jiān)督參數(shù)。E、記錄時間內(nèi)，應(yīng)保持車速穩(wěn)定，并不準(zhǔn)撞倒標(biāo)樁，汽車?yán)@雙紐線行駛滿三周后，停止記錄。（4）數(shù)據(jù)記錄：根據(jù)記錄的轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)向盤力，按雙紐線路經(jīng)每周整理出及曲線。轉(zhuǎn)向輕便性試驗記錄表一 (汽車?yán)@雙紐線路徑行駛?cè)?第一周第二周第三周轉(zhuǎn)向盤最大力矩轉(zhuǎn)向盤摩擦功轉(zhuǎn)向盤平均摩擦力矩其中， =； =轉(zhuǎn)向輕便性試驗記錄表二轉(zhuǎn)向盤最大力矩均值 =轉(zhuǎn)向盤最大力 =

18、轉(zhuǎn)向盤平均摩擦功 =轉(zhuǎn)向盤平均力矩 =轉(zhuǎn)向盤平均摩擦力 *4、蛇行實驗（1）試驗?zāi)康?蛇行實驗屬于駕駛員-汽車-外界環(huán)境組合而成的閉路系統(tǒng)性能實驗方法之一。這種實驗可反映出此閉路系統(tǒng)進行急劇的轉(zhuǎn)向能力，同時也可反映出在此種急劇轉(zhuǎn)向情況下乘員的舒適性和安全性。（2）試驗條件A、試驗場地應(yīng)為干燥、平坦且清潔的水泥或瀝青路面，任意方向的坡度不大于2；B、試驗時風(fēng)速應(yīng)不大于5m/s；大氣溫度在040之間。（3）試驗方法A、在試驗場地上按國標(biāo)規(guī)定，布置標(biāo)樁10根。中小型汽車樁距為30m，總質(zhì)量大于6t的汽車為50m。蛇行實驗軌跡B、接通儀器電源，使之預(yù)熱到正常工作溫度。C、試驗時駕駛被試車輛以基準(zhǔn)車速通

19、過標(biāo)樁區(qū)，小型汽車的基準(zhǔn)車速；最大質(zhì)量大于的汽車，；若大于15t，汽車進入入口前，即應(yīng)打開儀器設(shè)備進行記錄，直至駛出出口。D、提高車速（車速間隔自行選擇），重復(fù)3的過程幾次（撞倒標(biāo)樁的次數(shù)不計在內(nèi)），最高車速不超過80km/h。（4）數(shù)據(jù)記錄A、第i次蛇行試驗的車速按下式計算其中， 第i次試驗的車速；km/h；L標(biāo)樁距離，m；有效標(biāo)樁起始至終了的標(biāo)樁數(shù)，N=6；第i次試驗通過標(biāo)樁區(qū)的時間；蛇行試驗數(shù)據(jù)記錄表試驗次數(shù)通過時間s蛇行車速 km/h參數(shù)試驗數(shù)據(jù)1234平均ntv（）（）/s（）（m/s2）其中：B、第n次試驗平均最大轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角（）C、第n次試驗平均最大橫擺角速度（）/sD、第n次試驗

20、平均最大側(cè)身側(cè)傾角（）四、實驗注意事項1、轉(zhuǎn)向盤角轉(zhuǎn)角階躍輸入試驗時：A）為了激起橫擺角速度的振動現(xiàn)象，故要求試驗車速比較高，一般為該車最高車速的70%；B）進行本項試驗前，被試汽車必須經(jīng)過穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)實驗，并確認(rèn)側(cè)向加速度小于5m/不出現(xiàn)過多轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，否則容易發(fā)生事故；C）試驗前應(yīng)按指定路線進行練習(xí)，進入轉(zhuǎn)角輸入前，應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，向一側(cè)消除間隙，然后再以最大起躍速度轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，達到預(yù)先確定的位置。2、進行轉(zhuǎn)向輕便性試驗時：A）汽車轉(zhuǎn)向盤中間位置的自由行程應(yīng)不超過各類汽車通用技術(shù)條件的規(guī)定。如該類型汽車無明確的限制規(guī)定，自由行程應(yīng)不大于。B）汽車輪胎的殘留花紋高度應(yīng)不小于0.15m，輪胎氣壓的

21、允許測量誤差為額定值的。C）試驗時，汽車為最大總質(zhì)量狀態(tài)，最大軸質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計任務(wù)書的規(guī)定。，3、在進行蛇行試驗時：A）本項試驗具有一定的危險性，且需要較高的技巧，試驗駕駛員應(yīng)具有較豐富的駕駛經(jīng)驗。B）不要進行通過有效標(biāo)桿區(qū)最高車速的測定。C）具有過多轉(zhuǎn)向特性的車輛，不要進行本項試驗。五、思考題1、在各項實驗中各種儀器的具體作用以及基本原理如何？實驗五 汽車平順性實驗一、實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)了解汽車平順性實驗方法，和相關(guān)儀器的使用。衡量汽車平順性的好壞。二、實驗儀器、設(shè)備及材料加速度傳感器、放大器、磁帶記錄器或直接數(shù)據(jù)處理設(shè)備。三、實驗原理及步驟1、路段的設(shè)置試驗道路應(yīng)平直，縱坡不大于l，路面干燥，

22、不平度應(yīng)均勻無突變，長度不小于3km，兩端應(yīng)有3050m的穩(wěn)速段，風(fēng)速不大于5m/s。試驗道路包括兩種：A）瀝青路，其路面等級應(yīng)符合GB 7031規(guī)定的B級路面；B）砂石路，其路面等級應(yīng)符合GB 7031規(guī)定的C級路面；砂石路為越野車、礦用自卸車優(yōu)選路面，瀝青路為其余類型汽車優(yōu)選路面。2、試驗車速的確定A、瀝青路轎車：40，50，60，70，80，90，100 kmh，常用車速為70 kmh；其它類型汽車：40，50，60，70，80 km /h，常用車速為60 kmh。B、砂石路轎車：40，50，60，70 kmh，常用車速為60 kmh ；其它類型汽車：30，40，50，60 km/h，常

23、用車速為50 km/h。3、試驗步驟1）加速度傳感器安裝在下述測試位置A、轎車：左側(cè)前排和后排座椅上；B、客車：駕駛員座椅、左側(cè)后軸上方座椅和最后排座椅上；C、其它類型汽車：駕駛員座椅上，車廂底板中心及距車廂邊板、車廂后板各300 mm處。安裝在座椅上的加速度傳感器應(yīng)能測三個方向的振動，以測量垂直振動(即Z軸向的直線振動）、橫向振動（即左右方向Y軸向和前后方向X軸向的直線振動）的加速度時間歷程。2）試驗時，汽車在穩(wěn)速段內(nèi)要穩(wěn)住車速，然后以規(guī)定的車速勻速駛過試驗路段。在進入試驗路段時啟動測試儀器以測量各測試部位的加速度時間歷程，同時測量通過試驗路段的時間以計算平均車速。3）樣本記錄長度不短于3min。四、數(shù)據(jù)處理1）單軸向加權(quán)加速度均方根值 其中：加速度功率譜密度；頻率加權(quán)函數(shù)： Z 軸向X、Y軸向2）