汽車使用性能

現(xiàn)代汽車概論主講人：吳躍成第四章汽車的使用性能主要內(nèi)容：4.1汽車動力性4.2燃油經(jīng)濟性4.3汽車制動性4.4操縱穩(wěn)定性4.5平順性與舒適性4.6通過性4.7汽車可靠性與壽命目標和要求：4.1掌握汽車動力性的評價指標4.2掌握燃油經(jīng)濟性的評價指標4.3掌握汽車制動性的評價指標4.4了解操縱穩(wěn)定性的評價指標4.5了解平順性與舒適性的評價指標4.6了解通過性的評價指標4.7了解汽車可靠性與壽命評價指標什么是汽車使用性能？都包括那些方面？汽車的使用性能是汽車在工作過程中所表現(xiàn)出來的特性。動力性:有表征速度與力量;燃油經(jīng)濟性:表征能量消耗;制動性與操縱穩(wěn)定性:有表征安全;行駛平順性與舒適性:有表征乘坐性能;通過性:表征在壞路上行駛能力;可靠性:有表征“健康”狀況;排放與噪聲污染:衡量對環(huán)境影響。4.1汽車動力性定義：汽車動力性是汽車按規(guī)定裝載后在水平良好路面上所能達到的性能。理解：動力性是汽車最基本、最重要的性能。對轎車而言，用戶希望跑得快（速度大）和起速快（加速性好）；對卡車而言，用戶希望裝載多，速度能滿足要求等。評價指標：①最高車速Uamax，單位km／h；②加速時間t，單位S；③最大爬坡度imax，單位％。評價指標之二——加速時間超車加速時間是汽車用最高擋（或次高擋）以某一較低車速穩(wěn)定行駛，然后用最大的油門全力加速至某一較高車速所需要的最短時間，中途不變換擋位。超車加速時間中型卡車20—60km／h約為30～40s，轎車40～80km／h超車加速時間約為12—18s。評價指標之三——最大爬坡度定義：汽車的最大爬坡度是滿載時所能爬上的最大道路縱坡，單位為％（坡度為道路縱向坡角的正切值）。理解：汽車爬坡時要使用1擋或最低擋（有的汽車專門設(shè)有傳動比很大的爬坡?lián)酰?。民用汽車大多?shù)情況下都是在公路上行駛，不太強調(diào)爬坡能力。經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車需要適當?shù)呐榔履芰?。一般民用汽車最大爬坡度不超過30％（約15°）。而越野汽車和工程用車由于經(jīng)常在壞路或無路條件下行駛，其爬坡能力是一個非常重要的參數(shù)，最大爬坡度一般為60％左右，約30°的縱坡。動力性影響因素汽車的動力性主要由發(fā)動機的最大功率、傳動系參數(shù)（主傳動比及各擋傳動比）、汽車總質(zhì)量等參數(shù)決定。汽車的輪胎、外形、駕駛技術(shù)等都對動力性有較大影響。4.2燃油經(jīng)濟性汽車燃油經(jīng)濟性是汽車使用經(jīng)濟性中最重要的一部分。評價指標：汽車的燃油經(jīng)濟性常用在一定工況下行駛100km所消耗的最低燃油量來評價，即百公里油耗量，單位為L／100km。。這個值越小，汽車的燃油經(jīng)濟性越好。

評價指標之一：等速百公里油耗百公里油耗分為等速百公里油耗和使用百公里油耗兩種。解釋：等速百公里油耗量是汽車生產(chǎn)廠家在試車場上試驗出來的。它是由汽車專家先將試驗車及發(fā)動機調(diào)整到最佳技術(shù)狀態(tài)，按規(guī)定裝載后，在水平良好、且沒有任何其他車輛和人員的道路上勻速行駛時測試出來的。只表明了汽車所能達到的最節(jié)油的狀態(tài)。試驗中只有勻速行駛，沒有起動、起步、加減速、轉(zhuǎn)彎，更沒有剎車和停車。所以這一指標只具有參考價值。評價指標之二：使用百公里油耗使用百公里油耗量是包括各種行駛工況和交通狀況的綜合評價指標。解釋：我國國家標準就規(guī)定了卡車六工況循環(huán)和客車的四工況循環(huán)的試驗規(guī)范。歐洲經(jīng)濟委員會規(guī)定了15工況循環(huán)試驗規(guī)范等。在試驗過程中分別測定循環(huán)工況下的百公里油耗量和某些特定速度的等速百公里油耗量，然后按一定比例線性組合成一個“綜合燃油經(jīng)濟性”指標，以此來評價汽車的實際燃油經(jīng)濟性。各國情況及影響因素我國、歐洲和日本，都是使用百公里油耗量（L／100km）來評價汽車燃油經(jīng)濟性。而美國則是使用每加侖燃油所能行駛的英里數(shù)來評價，其單位為mile／us．gal。這個數(shù)值越大，汽車的燃油經(jīng)濟性越好。影響因素：發(fā)動機、傳動系、輪胎、外形、總重都有很大影響。需要特別指出的是，駕駛技術(shù)與駕駛習(xí)慣、平均行駛速度都對燃油經(jīng)濟性有很大影響。平均行駛速度過低、過高都會使油耗量增大。適時合理地利用汽車滑行可降低燃油消耗量。4.3汽車制動性汽車的制動性是在制動時所表現(xiàn)出的行駛性能，是汽車的重要性能之一。也有人把制動性歸結(jié)到安全性里面。因為制動性能的好壞直接關(guān)系到交通安全。許多交通事故往往與制動反應(yīng)慢、制動距離太長、制動時發(fā)生輪胎側(cè)滑等現(xiàn)象有關(guān)。

評價指標：①制動效能；②制動效能的恒定性；③制動時的方向穩(wěn)定性。評價指標之一：制動效能制動效能的評價指標：制動距離（單位為m）或平均制動減速度（單位為m／s2）。如我國的國家標準規(guī)定：中型卡車在制動初速度為Ua=30km／h時，制動距離不得超過8m。轎車在初速Ua=80km／h制動時，制動距離不得大于50.7m等。定義：制動距離是指汽車在良好路面上以一定的速度行駛時突然緊急制動，汽車減速直到停車。在從司機反應(yīng)到汽車停止這段時間內(nèi)汽車所駛過的距離叫制動距離。平均制動減速度則是從制動開始到停車這段時間內(nèi)的平均減速度。解釋：世界上每個國家或國家集團都對汽車制動效能及試驗方法作了嚴格規(guī)定。評價指標之二：制動效能的恒定性定義：制動效能的恒定性是指汽車制動器溫度較高時，或汽車涉水后仍具有一定制動效能的能力。其中前者叫熱恒定性，又叫抗熱衰退性能；后者叫水恒定性，又叫抗水衰退性能。解釋：汽車制動標準詳細規(guī)定了汽車熱恒定性和水恒定性的評價指標和試驗方法。如試驗熱恒定性能，規(guī)定在一定初速度下連續(xù)強制動15次，最后一次的制動效能應(yīng)不低于冷制動時的60％。由于這種試驗對汽車損壞嚴重，除新車型鑒定外，一般不做這樣的試驗。評價指標之二：制動方向穩(wěn)定性定義：制動方向穩(wěn)定性是汽車在制動過程中按照給定路徑行駛的能力。若制動過程中發(fā)生跑偏（偏離正常行駛軌道）、側(cè)滑（車輪橫向滑動）、調(diào)頭等現(xiàn)象，或失去轉(zhuǎn)向能力，都稱為方向失穩(wěn)現(xiàn)象。解釋：要保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性，必須防止車輪在制動時抱死拖滑。汽車制動ABS就是為提高制動方向穩(wěn)定性而設(shè)計的防止制動時出現(xiàn)車輪抱死的自動控制系統(tǒng)。ABS特別在雨雪天氣緊急制動時發(fā)揮作用，常能有效地避免交通事故的發(fā)生。制動性小結(jié)良好的汽車制動性能應(yīng)包括足夠強的制動效能，良好的抗熱衰退和抗水衰退的恒定性，以及良好的制動方向穩(wěn)定性。提高汽車的制動性能是汽車設(shè)計專家們的重要任務(wù)之一。4.4操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性包括操縱性和穩(wěn)定性兩個方面。操縱性指司機在正常駕駛情況下（即正確的操作）汽車按照駕駛員意志正確行駛的能力。穩(wěn)定性是指正常行駛中的汽車在受到外界干擾時，能夠抵御干擾而保持正常行駛的能力。操縱穩(wěn)定性的影響及評價操縱穩(wěn)定性對汽車的影響:(1)影響到汽車駕駛的方便性.(2)影響到行車安全，特別是高速行駛的安全性。操縱穩(wěn)定性的評價:評價參數(shù)具有很強的專業(yè)性。有些評價參數(shù)是與試驗方法或理論分析方法相聯(lián)系，還有些評價只能用主觀評價法，即讓試驗人員（或司機）憑感覺來評價。操縱穩(wěn)定性評價指標之一：穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性是操縱穩(wěn)定性的最基本、最重要的性能。用R／R0來判定汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性：R0——初始圓半徑，汽車在轉(zhuǎn)彎時，方向盤和轉(zhuǎn)向輪都具有一定轉(zhuǎn)角。若保持這一轉(zhuǎn)角不變，以極低速度（U＝U0）行駛，汽車的行駛軌跡是圓形。R——當逐漸加大油門給汽車加速時，汽車的行駛軌跡將發(fā)生變化。設(shè)車速為Ua時，對應(yīng)軌跡半徑為R。操縱穩(wěn)定性評價指標之一：穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性①R／R0＞l為不足轉(zhuǎn)向。具有不足轉(zhuǎn)向的汽車在轉(zhuǎn)彎時，其實際轉(zhuǎn)向角速度略低于理論轉(zhuǎn)向角速度。因此，常要適當增加方向盤轉(zhuǎn)角。②R／R0=1為中性轉(zhuǎn)向。③R／R0＜1為過多轉(zhuǎn)向（或過度轉(zhuǎn)向）。具有過多轉(zhuǎn)向特性的汽車在轉(zhuǎn)彎時要根據(jù)車速適當減小方向盤轉(zhuǎn)角。其它評價指標：除穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性外，操縱穩(wěn)定性還包括瞬態(tài)轉(zhuǎn)向性能，自動回正特性，蛇行穩(wěn)定性，移線行駛穩(wěn)定性等多種性能。4.5平順性與舒適性平順性又叫行駛平順性，是汽車在行駛過程中車身的振動對人體的影響的評價。舒適性又叫乘坐舒適性，是指乘員（包括司機）對車內(nèi)設(shè)施、環(huán)境、空間、視野等方面的感覺評價。

平順性的評價汽車平順性的評價：目前還沒有公認的和理想的評價指標，因此，仍以主觀的感覺為依據(jù)。在行駛過程中，道路的崎嶇不平會激起車身振動，并帶動人體產(chǎn)生上下、左右、前后方向的隨機振動。隨機振動是包含多種（或無數(shù)種）頻率成分的振動。不同的頻率成分對人體的影響是不一樣的。這就使得用簡單數(shù)字量來評價振動對人體的影響變得非常復(fù)雜和困難。評價標準：國際標準化組織于20世紀70年代制訂國際標準ISO2631《人體承受全身振動的評價指南》。ISO2631以各種頻率振動的加速度均方根值作為振動強度，給出了人體對振動反應(yīng)的三個不同界限。這三個界限是：

①暴露極限。當振動強度在此界限內(nèi)，人體是安全的，超過此極限，將對人體健康造成傷害。因此，暴露極限是人體承受振動的上限。

②疲勞——工率降低界限。振動強度在此界限內(nèi)乘員仍可保持正常工作，超過此界限，工作效率和質(zhì)量將受到影響。

③舒適降低界限。振動強度在此界限內(nèi)，乘員感覺良好，可以正常閱讀和書寫。超過此界限，人感覺到舒適度降低。平順性的評價上述三種界限不僅與振動強度有關(guān)，而且與振動頻率、振動方向和振動時間有關(guān)。以疲勞——工效降低界限為例對于垂直振動，人體最敏感（承受力最差）的振動頻率段為4～8Hz。而人體最能適應(yīng)的垂直振動的頻率為1．0～1.6Hz。對于橫向振動（前后和左右），人體最敏感的頻率段是1.0～2.0Hz。平順性的評價若振動頻率為4～8Hz，振動強度（加速度的均方根值）為0.3m／s2時，人體可以承受8小時振動；當振動強度為1.1m／s2時，人體可以承受1小時；當振動強度為3m／s2時，人體只能承受1分鐘。因此，在設(shè)計汽車時，1）要把懸架振動的偏頻設(shè)計為1.0－1.6Hz，一定要避開4.0～8.0Hz的頻率范圍。2）要將車身的前后仰俯振動和左右側(cè)傾振動的頻率避開1.0～2.0Hz。平順性的評價對于舒適性的評價，更沒有權(quán)威性的評價指標。國外有些汽車生產(chǎn)廠商在新車樣品試制出來后，請非專業(yè)人士（特別是挑剔的女士）試開或乘坐，然后填寫一份滿意程度的調(diào)查表，通過對調(diào)查表的統(tǒng)計，評判該車的舒適性。調(diào)查表的問題主要是座椅的舒適程度；儀表板是否清晰、美觀大方；操縱機構(gòu)的接近性、輕便性、四周的空間、內(nèi)部裝飾、視野等。平順性的評價4.6通過性定義：汽車的通過性又叫越野性，是表征汽車通過壞路或無路地面的能力。評價：通過性的參數(shù)有幾何參數(shù)和動力參數(shù)兩類。幾何參數(shù)有最小轉(zhuǎn)彎直徑、最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過半徑和橫向通過半徑等.動力參數(shù)有最大拖掛拉力,最大躍臺階能力等。4.7汽車可靠性與壽命定義：汽車可靠性是表征汽車能夠發(fā)揮運輸效率的性能，即汽車能“健康”工作的性能。故障指汽車降低工效或喪失功能的現(xiàn)象。汽車故障具有很大的隨機性，評價可靠性的指標都是統(tǒng)計出來的。汽車出現(xiàn)故障不僅與汽車技術(shù)水平有關(guān)，更與使用情況有關(guān)。統(tǒng)計汽車可靠性的故障必須具有如下兩個條件：(1)故障必須是在正常使用條件下，由汽車本身（總成或零部件）的技術(shù)水平（設(shè)計、制造、裝配等方面的缺陷）引起的。如扎輪胎、撞車、缺潤滑油、缺冷卻水、用油不當?shù)扔捎脩粢鸬膿p壞，均不屬于可靠性統(tǒng)計的故障。(2)故障影響了汽車的正常行駛，引起了汽車功能不能正常發(fā)揮。按說明書中的規(guī)定對汽車進行保養(yǎng)、更換易損件等均不能算作故障。評價指標：

①平均首次故障里程（單位km），汽車從出廠到第一次出現(xiàn)故障時，所行駛里程的平均值。一般國產(chǎn)汽車的首次故障里程都在1000km以上。

②平均千公里故障率（單位：次／1000km）。目前，國產(chǎn)汽車的平均千公里故障率大都在0.1次／1000km左右。

汽車可靠性評價汽車可靠性評價③平均千公里維修時間（單位：小時／1000km）因汽車故障有大有小，修理有難有易。因此僅用故障“次數(shù)”來評價不太合理。用每行駛1000km平均占用的維修時間，就考慮了故障的大小和修理的難易程度。這里面不含按規(guī)定進行保養(yǎng)的時間。

④平均千公里修理費用（單位：元／1000km）。這是一個比較科學(xué)和合理的評價指標，也是汽車用戶最關(guān)心的指標之一?？煽啃栽∨枨€可明顯地分成三個階段。汽車故障的統(tǒng)計規(guī)律汽車故障率與總行駛里程的關(guān)系一般用浴盆曲線表示。第一階段是初期故障期，一般對應(yīng)汽車磨合期。第二階段是偶然故障期、這一時期汽車處于穩(wěn)態(tài)工作期。第三階段是磨損故障期。汽車的壽命定義：壽命是以報廢為標志的，報廢主要是以大總成損毀或綜合性能急劇下降為依據(jù)的。由于沒有任何一個汽車零件和總成不能更換，所以，汽車的壽命也就出現(xiàn)不同的