汽車理論實驗

汽車理論實驗第1頁/共34頁前言

根據(jù)交通部教育司教實字[1992]079文《關(guān)于編寫交通部普通高校船舶駕駛，公路工程等十個專業(yè)實驗教材的通知》，交通部教育司組織院校的有關(guān)專家依據(jù)十個專業(yè)實驗教學指導大綱和實驗室建設(shè)規(guī)劃，在各院校的積極支持下，編寫出了十個專業(yè)的實驗教材。本教材是載運工具運用（汽車運用）工程專業(yè)實驗教材中的一本。汽車運用工程（汽車運用部分）實驗教材適用于載運工具運用（汽車運用）工程專業(yè)使用，也供相關(guān)專業(yè)及生產(chǎn)試驗參考。本實驗教材編入了必開和選開（帶*號）實驗項目。每個單項實驗主要闡述：實驗內(nèi)容、實驗目的要求、儀器設(shè)備、實驗準備、實驗步驟、注意事項、實驗結(jié)果整理與分析和實驗報告，其中實驗儀器設(shè)備、實驗準備與實驗步驟因各院校的設(shè)備型號不同，具體操作上會存在差異，本實驗教材闡述的這部分內(nèi)容可供參考。本教材由郭曉汾、申福林主編、邊耀璋主審，詹志浩參加了本書編寫的組織工作。交通普通高校實驗教材編審組一九九四年三月第2頁/共34頁實驗汽車理論部分第3頁/共34頁目錄

實驗一汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)及特性參數(shù)測量

實驗二汽車滑行實驗

實驗三汽車動力性實驗

實驗四汽車制動性能實驗

實驗五汽車燃料經(jīng)濟性實驗

附錄一汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)和特性參數(shù)測量的基準及部位

第4頁/共34頁實驗四汽車制動性能實驗

一、實驗內(nèi)容二、實驗目的要求三、儀器設(shè)備四、準備工作五、實驗步驟六、注意事項第5頁/共34頁一、實驗內(nèi)容汽車制動性能實驗包括兩項，即冷態(tài)制效能實驗和在制動試驗臺上測量制動力。二、實驗目的要求了解制動減速儀與制動試驗臺的結(jié)構(gòu)、工作原理與使用方法，熟悉汽車制動性能實驗方法，并能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對實驗車的制動性能進行分析評價、寫出實驗報告。三、儀器設(shè)備

1．主要儀器設(shè)備五輪儀、制動減速儀、制動試驗臺、綜合氣象觀測儀、多點溫度計、實驗車等。

2．制動減速儀和制動試驗臺的結(jié)構(gòu)特點與工作原理

1）制動減速儀（制動儀）常用的制動減速儀都是慣性式的，它主要由一質(zhì)塊、彈簧、阻尼器及走紙機構(gòu)等幾部分組成。機構(gòu)原理如圖4-1所示。圖4-1制動減速儀結(jié)構(gòu)原理當汽車制動時在慣性力的作用下質(zhì)量為m的質(zhì)塊產(chǎn)生相對位移X，若此時的減速度為a則得下式：若a為常數(shù)，質(zhì)塊就會在某位置與彈簧力達到平衡，這時，則制動減速度可由下式求得：

（m/s2）（4-1）（4-2）第6頁/共34頁

由此可見，最大減速度與質(zhì)塊的位移成正比。因此，測出質(zhì)塊在汽車制動時的位移量也就間接地測得了減速度值。這種儀器在使用前要用已知的減速度值進行標定，得到在一定減速度時的位移量。將這一位移量作為標尺值，把測試所得的位移量與標尺值比較并通過比例關(guān)系即可測試的減速度。若在9.8m/s2的重力加速度下得到的質(zhì)塊位移為H，制動時測得的位移量為L，則制動減速度a為：（m/s2）（4-3）2）制動試驗臺目前使用較多的制動試驗臺為反力式制動試驗臺，其結(jié)構(gòu)和工作原理參見《汽車運用工程》P119～120（高延齡主編，人民交通出版社，1990年6月第1版）。

四、準備工作

1．制動力測試準備

1）制動試驗臺通電預熱30分鐘；

2）清除實驗車輪胎上泥土。

2．冷態(tài)制動效能實驗準備

1）用支架將五輪儀安裝在實驗車上（同加速實驗）；

2）將制動減速儀牢固地安裝在車廂內(nèi)；

3）選擇平坦、干燥、清潔的瀝青或混凝土路面作為實驗場地（同加速實驗場地）。第7頁/共34頁

五、實驗步驟

1．制動力測試步驟

1）將實驗車駛?cè)朐囼炁_，并使兩輪位于滾筒中部；

2）放下舉升機構(gòu)后讓實驗車進一步擺好；

3）發(fā)動機熄火，松開手制動、掛空擋；

4）壓下電機起動鍵使?jié)L筒轉(zhuǎn)動；

5）駕駛員踩下制動踏板，進行測試；

6）記錄測試結(jié)果，或收存打印數(shù)據(jù)。

2．冷態(tài)制動效能實驗步驟

1）將五輪儀踏板開關(guān)裝在制動踏板上，檢查制動減速儀走紙是否正常，踩制動踏板觀察五輪儀反應(yīng)是否正常。

2）實驗分四種車速即20、30、40、50km/h，允許誤差0.5km/h。每次實驗開始時使車速略高于預定車速（一般高出3-5km/h）后由發(fā)令員發(fā)令，駕駛員開始脫檔滑行，同時學生應(yīng)將各自負責的儀器打開，并作好個人安全防護。當車速降至預定車速時，由發(fā)令員發(fā)令開始制動，駕駛員即刻緊急制動，待車停穩(wěn)后，負責儀器的同學應(yīng)迅速關(guān)閉儀器，并作車速、行駛方向等記錄，如此往返重復直至各車速都實驗完畢。第8頁/共34頁

六、注意事項

1．在測試制動力實驗中，學生不得隨意進入實驗車玩弄操縱件，絕不能起動發(fā)動機。

2．實驗車上下臺架時應(yīng)有人指揮，以免發(fā)生事故。

3．在冷態(tài)制動效能實驗中應(yīng)特別注意個人安全防護，以免發(fā)生人身事故。七、結(jié)果整理與分析

1．制動力測試結(jié)果整理與分析根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求出左右輪最大制動力和最大制動力差。有條件時應(yīng)求出制動協(xié)調(diào)時間和制動力增長時間等參數(shù)，并對實驗車的制動性能進行分析。實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果填入實驗報告中的表4-1，繪制制動力——踏板力關(guān)系曲線。

2．冷態(tài)制動效能實驗結(jié)果整理與分析

1）對以各車速往返測量的制動距離、制動時間、制動減速度取算術(shù)平均值，按實驗報告中的表4-2要求填寫并繪制制動減速度特性曲線。

2）根據(jù)最大減速度求道路附著系數(shù)Φ：式中：——測得的最大制動減速度，m/s2；

g——重力加速度，取g=9.8m/s2。第9頁/共34頁

八、汽車制動性能實驗報告實驗日期：

實驗地點：

實驗車型號：

底盤號：

發(fā)動機號：

制造廠名：

出廠日期：

變速器檔位：

裝載質(zhì)量：

kg

乘車人數(shù)：

總質(zhì)量：

kg

使用燃料：

里程表讀數(shù)：

km

天氣：

氣溫：

℃氣壓：

kPa風向：

風速：

m/s路面狀況：

測試儀器和設(shè)備：

實驗指導：

駕駛員：

1．制動力測試結(jié)果1）制動力測試第10頁/共34頁制動力軸荷比汽車軸荷(kg)制動釋放時間（s）制動力增長時間（s）協(xié)調(diào)時間（s）踏板力（N）最大制動力（N）差值右左差值右左后輪前輪

部位參數(shù)表4-1制動力測試結(jié)果第11頁/共34頁2．冷態(tài)制動效能實驗結(jié)果

1）冷態(tài)制動效能實驗2）繪制制動力——踏板力關(guān)系曲線圖4-2制動力——踏板力關(guān)系制動減速度（m/s2）制動距離（m）制動時間（s）初速（km/h）表4-2冷態(tài)制動效能實驗結(jié)果第12頁/共34頁2）繪制制動減速度特性曲線圖4-3制動減速度、制動距離特性曲線3）計算道路附著系數(shù)3．實驗結(jié)果分析返回第13頁/共34頁實驗五汽車燃料經(jīng)濟性實驗

一、實驗內(nèi)容二、實驗目的要求三、儀器設(shè)備四、準備工作五、實驗步驟六、注意事項第14頁/共34頁一、實驗內(nèi)容直接檔加速燃料消耗量實驗等速行駛?cè)剂舷牧繉嶒灹r燃料消耗量實驗二、實驗目的要求了解流量計的結(jié)構(gòu)、工作原理、使用方法；掌握汽車路上循環(huán)的燃料消耗量測量方法以及汽車燃料經(jīng)濟性的評價指標和評價方法；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分析評價實驗車的燃料經(jīng)濟性。三、儀器設(shè)備

1．主要儀器設(shè)備流量計或汽車拖拉機綜合測試儀、綜合氣象觀測儀及實驗車等。

2．流量計的結(jié)構(gòu)特點和工作原理流量計主要由兩部分組成，即傳感器和表頭。流量計的關(guān)鍵在于傳感器，它直接影響到測試精度和可靠性。目前車用流量計傳感器多采用四活塞式傳感器，其工作原理見圖5-1和圖5-2。第15頁/共34頁圖5-1四活塞式流量傳感器工作原理圖5-2四活塞式流量傳感器工作狀態(tài)圖

第16頁/共34頁

由上圖可見，在殼體內(nèi)安裝有四個互成90°的活塞A、B、C和D，同時也是四個滑閥。由滑閥開閉時刻的巧妙配合，實現(xiàn)了油缸吸排油的連續(xù)進行。如圖5-1所示，進油室內(nèi)充有一定壓力的燃油，在圖示位置由于B、D兩油缸內(nèi)的壓差作用，使曲柄按逆時針方向轉(zhuǎn)動，將B缸內(nèi)的存油經(jīng)排油道流向出油孔，曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動活塞B到達上止點排油完畢。此時活塞C正好封閉B的吸、排油道。曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時油缸B與進油室相通，從而B缸進油，D缸開始排油，C缸繼續(xù)排油。當活塞C到達上止點后曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動，活塞D前移，使C缸與進油室相通而進入吸油過程。曲柄繼續(xù)轉(zhuǎn)動，D缸繼續(xù)排油，A缸開始排油，如此進油排油不斷進行，曲柄就連續(xù)運轉(zhuǎn)（如圖5-2所示）。曲柄每轉(zhuǎn)一周，各缸排油一次，此時的排油量等于4個缸的容積。通過一套傳動和轉(zhuǎn)動機構(gòu)將曲柄的轉(zhuǎn)動變成電脈沖信號。該結(jié)構(gòu)在曲柄上安裝了一個叉子，當叉子轉(zhuǎn)動時，殼外磁鐵在磁力作用下也隨叉子一起轉(zhuǎn)動，并帶動上方的光柵一起轉(zhuǎn)動，使光路時通時斷，光電管輸入脈沖信號。若傳感器每周排量為σmm3，電路每周輸入脈沖為m個，則每脈沖的當量油耗為：

（mm3）流量計表頭的主要功能是把傳感器的信號經(jīng)放大整形、分頻、計數(shù)和譯碼后顯示。第17頁/共34頁

四、準備工作

1．儀器安裝汽油機：流量計安裝在汽油泵和化油器之間。柴油機：流量計安裝在濾清器和輸油泵之間。

2．12V電瓶一個，以及與實驗車相匹配的管路接頭和軟管。

3．實驗前，測試實驗車各總成的熱狀態(tài)，并將結(jié)果填入實驗報告中的表5-2。

4．實驗路段設(shè)置實驗路段應(yīng)為縱坡不大于0.3%的混凝土或瀝青路面道路，路面干燥、平坦、清潔，長度為3000m。五、實驗步驟

1．直接檔加速燃料消耗量實驗

1）測試路段：500m。

2）實驗方法：

汽車掛直接檔（沒有直接檔可掛最高檔），以30±1km/h的初速度穩(wěn)定通過50m的預備段，在測試路段的起點開始，油門全開，加速通過測試路段。測量并記錄通過測試路段的加速時間、燃料消耗量和實驗車在測試段終點時的速度。3）測定值的確定：實驗往返兩次，測得同方向加速時間的相對誤差不大于5%，取四次測試結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值。測量和計算結(jié)果記入實驗報告中的表5-3。第18頁/共34頁2．等速行駛?cè)剂舷牧繉嶒?/p>

1）測試路段：500m。

2）實驗方法：汽車用常用檔位，等速行駛，通過500m的測試路段，測量通過該路段的時間和燃油消耗量。實驗車速從20km/h（最小穩(wěn)定車速高于20km/h時，為30km/h）開始，以10km/h的整數(shù)倍均勻選取車速，直到最高車速的90%，至少測定5個實驗車速。同一車往返兩次，測量結(jié)果經(jīng)重復性檢驗認可后，記入實驗報告中的表5-4重復性檢驗方法見附錄二。

3）繪制等速燃料消耗量特性曲線以實驗車速為橫坐標，燃料消耗量為縱坐標，繪制等速燃料消耗量散點圖。根據(jù)散點圖，繪制等速行駛?cè)剂舷牧刻匦郧€。

3．六工況燃料消耗量實驗

1）測試路段：1075m。

2）實驗方法：（1）試驗循環(huán)：總質(zhì)量在3500-14000kg的載貨汽車，應(yīng)按圖5-3和表5-1規(guī)定的實驗循環(huán)進行。圖5-3六工況示意圖最高檔-0.3619.3107520050～256最高檔-18.0875250505最高檔0.2014.062517540～504最高檔-22.5450250403最高檔0.2516.720015025～402最高檔-7.25050251變速器檔位加速度(m/s2)時間(s)累計行程（m）行程（m）運轉(zhuǎn)狀態(tài)(km/h)工況序號表5-1六工況參數(shù)表第19頁/共34頁注：1）實驗車在第六工況的終速度的偏差為±3km/h。

2）對于最高檔的最小穩(wěn)定車速大于25km/h的車，使用檔位允許從最高檔降低一檔進行，當車輛進行等速行駛路段和減速段時再換入最高檔進行實驗。

（2）實驗值偏差汽車在進行六工況實驗時，加速、勻速和用車輛的制動器減速時，每個實驗工況除單獨規(guī)定外，允許車速偏差±2km/h。在工況改變過程中允許車速的偏差大于規(guī)定值，但在任何條件下超過車速偏差的時間不大于1s，即時間偏差為±1s。

3）實驗方法說明（1）六工況實驗應(yīng)嚴格按實驗循環(huán)和表5-1中的規(guī)定進行。換檔應(yīng)迅速、平穩(wěn)。（2）減速工況應(yīng)完全放松加速踏板，離合器仍保持接合，當車速降至10km/h時，分離離合器。必要時，允許使用車輛的制動器。

4）六工況燃料消耗量的確定每循環(huán)實驗后，應(yīng)記錄通過循環(huán)實驗的燃料消耗量和通過的時間。當按實驗循環(huán)完成一次實驗后，車輛應(yīng)迅速調(diào)頭，重復實驗。實驗往返各進行兩次，取四次實驗結(jié)果的算術(shù)平均值為六工況燃料消耗量實驗的測定值。經(jīng)重復性檢驗后，將實驗數(shù)據(jù)和處理結(jié)果記入實驗報告中的表5-5。第20頁/共34頁六、注意事項

1．流量傳感器在安裝前必須標定正確；

2．流量傳感器應(yīng)垂直放置；

3．各連接處不得有漏油和滲油現(xiàn)象；

4．注意電源的正負極，切刎接反。七、實驗結(jié)果整理與分析分析實驗車的燃料消耗量與車速的關(guān)系，并依據(jù)燃料消耗量對等速油耗曲線的要求，分析實驗車的油耗合理性。第21頁/共34頁八、汽車燃料經(jīng)濟性實驗報告實驗日期：

實驗地點：

實驗車型號：

制造廠名：

底盤號：

發(fā)動機號：

變速器型號：

出廠日期：

裝載質(zhì)量：

kg乘車人數(shù)：_______

總質(zhì)量：

kg

輪胎氣壓：前輪（左/右）

kg

后輪（左/右）

kg

使用燃料：

里程表讀數(shù)：

km

路面狀況：

天氣：

氣溫：

℃氣壓：

kPa

相對濕度：

%風向：

風速：

m/s

測試儀器和設(shè)備：

實驗指導：

駕駛員：________第22頁/共34頁1．燃料消耗量實驗驅(qū)動橋潤滑油溫度（℃）變速器潤滑油溫度（℃）發(fā)動機機油溫度（℃）發(fā)動機出水溫度（℃）表5-2汽車各總成熱狀況變速器檔位：表5-3加速燃料消耗量實驗記錄87654321備注燃料消耗量（ml）未速度（km/h）通過測量段的加速時間（s）通過50m預備段的時間（s）初速度（km/h）行駛方向序號654321備注燃料消耗量(L/100km)燃料消耗量實驗值（ml）通過實驗路段的時間（s）行駛方向序號表5-5六工況燃料消耗量實驗記錄第23頁/共34頁表5-4等速燃料消耗量實驗記錄變速器檔位：20191817……321備注燃料消耗量（L/100km）燃料消耗量實驗值（ml）通過測量段時間（s）實際車速（km/h）速度表指示數(shù)（km/h）行駛方向序號第24頁/共34頁2．繪制等速行駛百公里油耗曲線

3．實驗結(jié)果分析圖5-4等速行駛百公里油耗曲線返回第25頁/共34頁附錄一汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)和特性參數(shù)測量的基準及部位一、汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)測量的基準面和基準點的確定

1．基準面的確定（見附表1-1）附表1-1基準面的確定1-11-91-10滿載從X基準平面到前輪中心線的距離2）前輪中心線X坐標ISO-L1281-11-91-10滿載從X基準平面到后輪中心線的距離2）后輪中心線X坐標ISO-L1271-1滿載從Z基準平面至車輛支承平面的距離在通過后輪中心的垂直平面內(nèi)測量后軸位置上Z基準平面相對于支承平面的位置ISO-H1371-1滿載1）從Z基準平面至車輛支承平面的距離在通過前輪中心的垂直平面內(nèi)測量前軸位置上Z基準平面相對于支承平面的位置ISO-H136附圖號載荷狀況測量部位名稱編碼注：1）滿載即車輛處于廠定最大總質(zhì)量狀態(tài)。

2）如左右輪中心線的坐標值不同，則兩個尺寸同時列出，用“/”號分開，第一個數(shù)值為左輪中心線的坐標值。第26頁/共34頁2．基準點的確定（見附表1-2）1-1滿載從Z基準平面到點3的距離基準點3Z坐標ISO-H831-1滿載從Z基準平面到點2的距離基準點2Z坐標ISO-H811-1滿載從Z基準平面到點1的距離基準點1Z坐標ISO-H811-2滿載從Y基準平面到點3的距離基準點3Y坐標LSO-W231-2滿載從Y基準平面到點2的距離基準點2Y坐標LSO-W221-2滿載從Y基準平面到點1的距離基準點1Y坐標LSO-W211-1滿載從X基準平面到點3的距離基準點3X坐標LSO-L561-1滿載從X基準平面到點2的距離基準點2X坐標LSO-L551-1滿載從X基準平面到點1的距離基準點1X坐標LSO-L54附圖號載荷狀況測量部位名稱編碼附表1-2基準點的確定第27頁/共34頁3．基準點相對于支承平面位置（見附表1-3）

附表1-3基準點相對于支承平面的位置最大總重ISO-H169滿載ISO-H1681-1空車從基準點3到支承平面的距離支承平面上方基準點3的高度ISO-H167最大總重ISO-H166滿載ISO-H1641-1空車從基準點2到支承平面的距離支承平面上方基準點2的高度ISO-H162最大總重2）ISO-H165滿載ISO-H1631-1空車1）從基準點1到支承平面的距離支承平面上方基準點1的高度ISO-H161附圖號載荷狀況測量部位名稱編碼注：1）空車即車輛處于整備質(zhì)量狀態(tài)；

2）最大總重即車輛處于允許最大總質(zhì)量狀態(tài)。第28頁/共34頁4．前排座位R點位置（見附表1-4）

附表1-4前排座位R點位置1-1從Y基準平面到前排座位R點的距離前R點Y坐標LSO-W201-1從X基準平面到前排座位R點的距離前R點X坐標LSO-H311-1從Z基準平面到前排座位R點的距離前R點Z坐標LSO-H70附圖號測量部位名稱編碼注：列出左右R點坐標值，用“/”號分開，第一個數(shù)值相當于駕駛員座位。5．后排座位R點位置（見附表1-5）當汽車裝有兩排以上座位時，每一編碼之后以（2）、（3）等分別表示第二、第三排等。附表1-5后排座位R點位置1-1從Y基準平面到后排座位（第二排）R點的距離后R點Y坐標LSO-W251-1從X基準平面到后排座位（第二排）R點的距離后R點X坐標LSO-H351-1從Z基準平面到后排座位（第二排）R點的距離后R點Z坐標LSO-H71附圖號測量部位名稱編碼注：列出左右R點坐標值，用“/”號分開，第一個數(shù)值相當于左座位。第29頁/共34頁二、外部尺寸編碼、名稱及測量部位

1.外部寬度尺寸編碼、名稱及測量部位（見附表1-6）

附表1-6外部寬度尺寸編碼、名稱及測量部位1-5空車在通過前排座位R點的X平面內(nèi)，測量鉛垂線與窗口下緣引向其上緣（或當用變曲率玻璃時，引向離窗口下緣高475mm處一點的）直線間夾角直線兩端同時位于其玻璃外表上車門玻璃內(nèi)傾角ISO-W1221-41-7空車后左、右車門開啟最大時，測量與車門最外側(cè)相切的兩個Y平面間距離后門開啟車寬ISO-W1211-4空車前左、右車門開啟最大時，測量與車門最外側(cè)相切的兩個Y平面間距離前門開啟車寬ISO-W1201-4空車測量過前排座位R點且平行于X基準平面的直線與車身外側(cè)表面相交兩點間的距離前R點處車身寬ISO-W1171-4空車測量平行于Y基準平面并分別抵靠汽車兩側(cè)固定突出部位的兩個Y平面間距離2）車寬ISO-W1031-41-7空車測量兩后輪胎在車輛支承平面上留下的軌跡的中心線間距離，對雙后輪應(yīng)測量兩個雙后輪中心平面間距離1）后輪距ISO-W1021-4空車測量兩前輪胎在車輛支承平面上留下的軌跡的中心線間距離前輪距ISO-W101附圖號載荷狀況測量部位名稱編碼第30頁/共34頁1-7空車測量