汽車試驗學(xué)許兆棠課后參考答案

第1章汽車試驗概述簡述汽車試驗的定義及應(yīng)用。解：汽車試驗是指在專用試驗場或其他專用場地或試驗室內(nèi)，使用專用和通用的儀器設(shè)備，依照汽車試驗大綱及有關(guān)汽車標(biāo)準(zhǔn)，對整車或總成部件進(jìn)行各種測試，也可根據(jù)需要在常規(guī)道路上或典型地域進(jìn)行相關(guān)試驗，得到整車或總成部件的測量參數(shù)或定性評價的結(jié)果。汽車試驗用于汽車研究，產(chǎn)生新的汽車?yán)碚?、結(jié)構(gòu)和材料；用于汽車設(shè)計后的樣車及總成部件的試驗，測試其是否達(dá)到設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題；用于新車及新的汽車總成部件的定型，考核其是否達(dá)到設(shè)計要求及是否滿足汽車法規(guī)；用于正在生產(chǎn)的汽車及總成部件的質(zhì)量檢查，鑒定是否滿足汽車出廠的質(zhì)量要求；用于正在使用的汽車質(zhì)量檢查，主要用于汽車檢測站的汽車年檢、汽車修理企業(yè)對維修后的汽車質(zhì)量的檢查；還用于汽車事故的技術(shù)鑒定，鑒定事故汽車的技術(shù)性能。簡述汽車試驗的任務(wù)。解：（1）獲得整車或總成部件的測量參數(shù)；（2）獲得整車或總成部件的定性評價結(jié)果；（3）創(chuàng)新試驗的理論、方法、儀器和設(shè)備。1-3按汽車試驗?zāi)康?，汽車試驗分為哪幾?解：按試驗?zāi)康牡牟煌?，汽車試驗可分為研究性試驗、新產(chǎn)品定型試驗和質(zhì)量檢查試驗三大類。（1）研究性試驗是指為了研制新的汽車，或為了改進(jìn)升級現(xiàn)有汽車、開發(fā)汽車新的技術(shù)，或為了研究新的汽車?yán)碚?，或為了研究新的汽車進(jìn)行，或研究汽車的新部件、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝等，所進(jìn)行的試驗。（2）新產(chǎn)品定型試驗又稱新產(chǎn)品鑒定試驗，是指新的汽車產(chǎn)品（包括整車、總成或零部件）在正式投產(chǎn)前進(jìn)行的全面性能試驗，考核新開發(fā)的汽車產(chǎn)品是否達(dá)到設(shè)計要求，及是否滿足汽車法規(guī)。（3）質(zhì)量檢查試驗是指為了評價汽車產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)行定期或不定期的檢查試驗。1-4按汽車試驗對象，汽車試驗分為哪幾類?解：按試驗對象的不同，汽車試驗可分為整車性能試驗、總成試驗和零部件試驗三大類。（1）整車性能試驗是考核汽車整車的主要技術(shù)性能，測出各項技術(shù)性能指標(biāo)。（2）總成試驗主要考核機(jī)構(gòu)及總成的工作性能、強(qiáng)度和耐久性。（3）零部件試驗主要考核汽車零部件設(shè)計和工藝的合理性，測試其精度、強(qiáng)度、剛度、磨損和疲勞壽命，以及研究材料的選擇是否合適。1-5按汽車試驗場所，汽車試驗分為哪幾類?解：按試驗場所的不同，汽車試驗可分為室外道路試驗、室內(nèi)臺架試驗、試驗場試驗和虛似仿真試驗四大類。（1）室外道路試驗是指在室外的道路上進(jìn)行汽車整車試驗，考核汽車各項性能是否滿足汽車實際使用的要求。（2）室內(nèi)臺架試驗是指在室內(nèi)試驗臺上進(jìn)行汽車試驗，對汽車整車或總成、零部件進(jìn)行測試。（3）試驗場試驗是指在專用的汽車試驗場或?qū)Ｓ玫钠囋囼灥缆飞线M(jìn)行汽車試驗。（4）虛擬仿真試驗是指在計算機(jī)上用Simulink或Cruise或CarSim或Ansys或Adams等軟件進(jìn)行汽車仿真試驗。1-6簡述汽車試驗的基本步驟。解：1.試驗準(zhǔn)備；（1）全面了解試驗對象，明確試驗?zāi)康募耙?。?）制定試驗大綱。（3）試驗設(shè)備、場地及人員的準(zhǔn)備。2.實施試驗；3.試驗報告；4.試驗報告后的研究工作。1-7簡述汽車試驗報告的主要內(nèi)容。解：試驗報告的主要內(nèi)容包括：前言（介紹試驗任務(wù)及其來源、研制單位、試驗單位及試驗基本情況）、目錄、能反映試驗汽車基本外形特征的照片兩張、試驗儀器設(shè)備的相關(guān)信息、試驗依據(jù)、國內(nèi)外試驗概況，試驗車的技術(shù)指標(biāo)、試驗條件、試驗內(nèi)容、試驗中觀察到的現(xiàn)象和發(fā)現(xiàn)的問題的分析，試驗數(shù)據(jù)誤差分析、試驗結(jié)果和結(jié)論、試驗結(jié)論與改進(jìn)意見、附件（包括圖表、曲線、照片、錄像和各種專項及臺架試驗報告，必要的技術(shù)資料，試驗人員及職務(wù)等）、試驗日期、試驗負(fù)責(zé)人簽字及簽字日期、蓋試驗單位的業(yè)務(wù)章。第2章汽車試驗的基礎(chǔ)理論2-1簡述汽車測試系統(tǒng)的組成。解：汽車測試系統(tǒng)由被測對象、傳感器、信號處理裝置和顯示、記錄裝置等組成，如圖2-1所示。（1）被測對象被測對象是指要進(jìn)行汽車試驗的整車或總成部件。（2）傳感器傳感器是將被測對象的物理量（通常是非電量）轉(zhuǎn)換成電壓、電流或電阻等電量，并形成電信號的裝置。（3）信號處理裝置信號處理裝置是將電信號轉(zhuǎn)換成顯示、記錄裝置可顯示、記錄被測對象的物理量的數(shù)字量或模擬量的裝置。信號處理裝置由信號預(yù)處理、信號傳輸和信號處理裝置組成。信號預(yù)處理裝置將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換成便于傳輸和處理的規(guī)范信號。信號傳輸裝置是將信號預(yù)處理后的信號傳輸給信號處理裝置。信號處理裝置是將模擬信號或數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成被測對象的物理量。（4）記錄與顯示裝置記錄與顯示裝置記錄測試信號，并顯示被測對象的物理量。2-2簡述汽車測試系統(tǒng)的工作原理。解：如圖2-1所示，整車或總成部件產(chǎn)生要測量的物理量，傳感器將要測量的物理量轉(zhuǎn)換成電量，并形成電信號，信號處理裝置將電信號經(jīng)預(yù)處理、傳輸和處理，轉(zhuǎn)換成可記錄和顯示被測對象物理量的數(shù)字量或模擬量，通過數(shù)字或圖、表或光、聲、色彩信號，記錄與顯示裝置記錄測試信號，并顯示被測對象的物理量。2-3簡述對汽車測試系統(tǒng)的要求。解：要求1：測試系統(tǒng)為單值、具有確定的輸入—輸出關(guān)系的系統(tǒng)。要求2：測試系統(tǒng)為單向影響系統(tǒng)。要求3：測試系統(tǒng)為線性系統(tǒng)。2-4簡介具有理想靜態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。解：具有理想靜態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以表示為式中，為系統(tǒng)的輸入量；為系統(tǒng)的輸出量；為常數(shù)。2-5簡述汽車測試系統(tǒng)的靜態(tài)特性。解：（1）零點漂移零點漂移是指當(dāng)測試系統(tǒng)的輸人為零時，輸出不為零，即，，。（2）靈敏度靈敏度S是測試系統(tǒng)的輸出增量與輸入增量之比（3）分辨率分辨率是指測試裝置最小輸入量引起輸出量的變化。（4）非線性度非線性度是定度曲線偏離其擬合直線的程度。（5）回程誤差在同一輸入量下，正向輸入和反向輸入所對應(yīng)的輸出量的差值，稱為滯后量，也是絕對回程誤差。（6）重復(fù)度重復(fù)度是指在相同的試驗條件下，對同一被測參數(shù)進(jìn)行重復(fù)測量時測量值的一致程度。（7）信噪比信噪比是信號幅值對噪聲幅值之比。2-6簡介具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。解：具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為式中，為系統(tǒng)的輸入量；為系統(tǒng)的輸出量；，，，…，，和，，，…，，為與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的常數(shù)。2-7簡述汽車測試系統(tǒng)的動態(tài)特性。解：（1）疊加特性疊加特性是指幾個輸入同時作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于這些輸入單獨作用于系統(tǒng)所引起的輸出之和。（2）比例特性比例特性是指某輸入的若干倍作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于該輸入單獨作用于系統(tǒng)所引起的輸出的若干倍。（3）微分特性微分特性是指某輸入先求微分，再作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于該輸入直接作用于系統(tǒng)所引起的輸出，再求微分。（4）積分特性積分特性某輸入先求積分，再作用于系統(tǒng)所引起的輸出，等于該輸入直接作用于系統(tǒng)所引起的輸出，再求積分。（5）頻率保持性頻率保持性是指線性系統(tǒng)的輸入頻率與輸出頻率相同。2-8簡述汽車測試系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性的求解步驟。解：幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性的求解步驟：（1）確定汽車動態(tài)測試系統(tǒng)的物理模型，進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象，寫出具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的輸入和輸出關(guān)系的常系數(shù)線性微分方程。（2）對具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的輸入和輸出關(guān)系的常系數(shù)線性微分方程的兩邊進(jìn)行拉普拉斯變換，得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（3）令,得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)。（4）將頻率響應(yīng)函數(shù)寫成復(fù)數(shù)的形式。（5）求頻率響應(yīng)函數(shù)的模,得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的幅頻響應(yīng)特性。（6）求頻率響應(yīng)函數(shù)的輻角,得具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)的相頻響應(yīng)特性。2-9簡述具有動態(tài)特性的汽車測試系統(tǒng)不失真測量的條件。解：對于線性系統(tǒng)，要實現(xiàn)不失真測量，就必須同時滿足兩個條件：幅頻響應(yīng)特性為常數(shù)和相頻響應(yīng)特性成線性，即2-10計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由哪些組成？多路模擬開關(guān)的主要功用是什么？解：汽車測試的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由傳感器、前置放大器（信號預(yù)處理裝置）、多路模擬開關(guān)、采樣-保持器（S/H）、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）、計算機(jī)、顯示器等組成。多路模擬開關(guān)的主要功用是把多個模擬量參數(shù)分時地接通并送達(dá)到模數(shù)轉(zhuǎn)換器，即完成多到一的轉(zhuǎn)換。2-11簡述利用數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)構(gòu)建汽車測試系統(tǒng)的方法。解：利用數(shù)據(jù)采集卡和計算機(jī)構(gòu)建汽車測試系統(tǒng)的框圖如圖2-14所示。傳感器與前置放大器連接，前置放大器與數(shù)據(jù)采集卡連接，數(shù)據(jù)采集卡與計算機(jī)連接。數(shù)據(jù)采集卡來自數(shù)據(jù)采集卡的生產(chǎn)企業(yè)。有些汽車測試儀器的生產(chǎn)企業(yè)，自己研制數(shù)據(jù)采集卡或在市售的數(shù)據(jù)采集卡的基礎(chǔ)上二次開發(fā)，成為本企業(yè)的汽車測試儀器的專用數(shù)據(jù)采集卡。計算機(jī)為通用的臺式機(jī)或筆計本電腦。計算機(jī)中的測試軟件，需在Matlab、LabView等軟件的基礎(chǔ)上二次開發(fā)，成為專用測試軟件。自己開發(fā)的專用測試軟件，供自己測試使用。企業(yè)開發(fā)的專用測試軟件，隨測試儀器一起銷售。2-12按誤差產(chǎn)生的原因，誤差分為哪內(nèi)類？解：按誤差產(chǎn)生的原因，誤差分為：1)測試?yán)碚撜`差測試?yán)碚撜`差是由于測量理論本身不夠完善引起的誤差。2)測試儀器誤差測試儀器誤差是指由于儀器的結(jié)構(gòu)和制造不完善或調(diào)整、校正不當(dāng)?shù)仍蛞鸬恼`差。3)測試人員誤差測試人員誤差是指由于測量者技術(shù)不熟練或受其他主觀因素引起的誤差。4)被測對象誤差被測對象誤差是指由于被測對象自身變化帶來的誤差。5)測試環(huán)境誤差環(huán)境誤差是指由于各種環(huán)境因素與要求的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致而引起的測量裝置和被測量對象本身的變化所造成的誤差。6)測試道路誤差測試道路誤差是指由于測試道路引起的測試誤差。2-13簡述汽車測試誤差分析的任務(wù)。解：汽車測試誤差分析的任務(wù)就是研究誤差來源及其產(chǎn)生誤差原因、誤差的性質(zhì)和規(guī)律，其主要任務(wù)是：分析測試?yán)碚?、設(shè)備及其誤差，分析測試結(jié)果的誤差及其精度；研究和確定過失誤差和巨大隨機(jī)誤差之間的界限，以便舍棄那些含有過失誤差的測量值；研究隨機(jī)誤差的分布規(guī)律，分析和確定測量的精密度；研究系統(tǒng)誤差的規(guī)律，尋找把系統(tǒng)誤差從隨機(jī)誤差中分離出來的方法，并設(shè)法消除它的影響；從一系列測量值中求出最接近于被測參數(shù)真實值的測量結(jié)果。第3章汽車測試系統(tǒng)的傳感器3-1簡述金屬電阻絲應(yīng)變片的基本構(gòu)造及工作原理。解：金屬電阻絲應(yīng)變片由細(xì)長的金屬電阻絲構(gòu)成線柵，電阻絲是應(yīng)變片的敏感元件，其直徑0.025mm左右，材料為銅鎳合金、鎳鉻合金、鐵鉻鋁合金和康銅等，有效長度l稱為基長，有效寬度b為基寬?；缀蜕w片膠接，電阻絲在基底和蓋片之間，基底和蓋片對電阻絲起到定位、保護(hù)、防潮和密封的作用。應(yīng)變片是通過在基底的下表面涂膠粘貼在被測零件上的，引線則通過焊接等方式與下級變換電路（通常是應(yīng)變儀）連接。金屬電阻絲應(yīng)變片的工作原理是基于金屬導(dǎo)線的電阻應(yīng)變效應(yīng)，即應(yīng)變片粘貼在被測零件上，被測零件在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形，電阻絲隨之變形，其電阻值發(fā)生改變，這將被測零件的機(jī)械變形轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮柚档淖兓?-2簡述壓阻式傳感器的構(gòu)成及應(yīng)用。解：壓阻式傳感器的構(gòu)成如圖3-4所示，在單晶硅的基片上用擴(kuò)散工藝制成一定形狀的應(yīng)變元件，構(gòu)成壓阻式傳感器。壓阻式傳感器用于發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的壓力測試。半進(jìn)氣管上半導(dǎo)體壓阻式傳感器及硅膜片的結(jié)構(gòu)如圖3-5所示，硅膜片封裝在真空室內(nèi)，一側(cè)作用的是進(jìn)氣歧管壓力，另一側(cè)為絕對真空，如圖3-5(a)所示。硅膜片是壓力轉(zhuǎn)換元件，用單晶硅材料制成，在硅膜片的中央部位采用光刻腐蝕技術(shù)制作成一個圓形薄膜片，并采用集成電路加工技術(shù)與臺面擴(kuò)散技術(shù)在圓形薄膜片的表面制作四只梳狀阻值相等的半導(dǎo)體壓阻式傳感器，如圖3-5(b)所示，再利用低阻擴(kuò)散層(P型擴(kuò)散層)將四只壓阻式傳感器連接成惠斯頓電橋電路，如圖3-5(c)所示。在進(jìn)氣管壓力下，硅膜片產(chǎn)生應(yīng)變，壓阻式傳感器的阻值發(fā)生變化，導(dǎo)致電橋輸出電壓變化，這種進(jìn)氣管壓力傳感器的信號輸出電壓與進(jìn)氣歧管絕對壓力成線性關(guān)系，集成電路將此電壓信號放大后送至ECU。3-3簡述電容式傳感器的工作原理。解：電容式傳感器是將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容值變化的一種傳感裝置，也屬于參量式傳感器。其基本構(gòu)造就是一個具有可變參數(shù)的電容器。在一對相距很近、平行相對的電極板兩側(cè)施加電壓，在兩極板之間的區(qū)域內(nèi)將產(chǎn)生均勻的等強(qiáng)電場，兩極板會帶上等量異號電荷，這就是電容效應(yīng)，這對極板就構(gòu)成了一個典型的平行板電容器，如圖3-6所示。如果被測量能使電容器結(jié)構(gòu)參數(shù)中的S、d或中的任一項變化，那么電容值C就會發(fā)生變化。測量電路將這個電容變化進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為電流、電壓或頻率等輸出信號，根據(jù)輸出信號的特性，就可求得被測量的大小。3-4簡述電渦流式傳感器的工作原理及應(yīng)用。解：圖3-8是電渦流式傳感器的工作原理圖。線圈置于金屬板附近，距離為d，當(dāng)線圈中通以高頻交變電流i時，便在線圈周圍產(chǎn)生交變磁通。此交變磁通通過金屬板時，金屬板上便產(chǎn)生電渦流i1，該電渦流也將產(chǎn)生交變磁通，根據(jù)楞次定律，電渦流的交變磁場與線圈的磁場變化相反，總是抵抗的變化。當(dāng)電渦流磁場的作用變化時，使原線圈的等效阻抗發(fā)生變化，并使流過線圈的電流大小和相位都發(fā)生變化。金屬板到線圈距離d的變化，金屬板的裂紋、齒輪等的結(jié)構(gòu)變化，均會引起電渦流磁場的變化，也即均將其變化轉(zhuǎn)變?yōu)榫€圈的電流大小和相位的變化，根據(jù)線圈的電流大小和相位的變化，獲得被測參數(shù)。電渦流式傳感器用于測量制動盤的厚度、傳動軸彎曲振動的振幅和頻率、離合器壓盤的軸向跳動、探傷離合器壓盤的裂紋和測量轉(zhuǎn)速。3-5簡述壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理。解：壓電式加速度傳感器如圖3-12所示，圖中3為兩片壓電晶片，其間放置一金屬片，一條引線5焊接在金屬片上，另一條引線與基座相連。壓電晶片上裝有一塊密度較大的金屬質(zhì)量塊2，并用剛度很大的彈簧1對其預(yù)加載荷。測量時，傳感器基座與被測件連接，當(dāng)被測試件作加速度運(yùn)動時，質(zhì)量塊產(chǎn)生正比于加速度的慣性力作用于壓電晶片上，并在晶片產(chǎn)生相應(yīng)的電荷。電荷經(jīng)電荷放大器放大和阻抗變換后，再用一般測量電路處理，最終在顯示器上顯示出加速度的大小。3-6簡述磁電式傳感器的工作原理及應(yīng)用。解：磁電式傳感器的工作原理如圖3-15所示，線圈繞在磁鐵外面，齒輪安裝在軸上并隨軸轉(zhuǎn)動，輪齒和齒槽通過線圈的下方時，空氣間隙發(fā)生變化，線圈中的磁通量發(fā)生變化，根據(jù)式（3-11），在線圈中感應(yīng)出波動的電壓并輸出，如圖3-16所示，波峰的個數(shù)與齒輪的齒數(shù)相等，波動的電壓經(jīng)整形電路整形后送入計數(shù)電路，再根據(jù)時間間隔內(nèi)的脈沖個數(shù)，以及齒輪的齒數(shù)，算出齒輪的轉(zhuǎn)速及角速度，也即測得轉(zhuǎn)速及角速度。磁電式傳感器用于發(fā)動機(jī)的曲軸、ABS系統(tǒng)的車輪的角速度或轉(zhuǎn)速的測量，如果再接入微分或積分電路，也可以測量角加速度或角位移。磁電式傳感器還用于功率的測量。3-7簡述霍爾式傳感器的工作原理及應(yīng)用于功率的測量。解：霍爾式傳感器的工作原理如圖3-20所示，霍爾元件在磁鐵和齒輪之間，磁鐵在霍爾元件和齒輪中產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度，齒輪轉(zhuǎn)動，輪齒和齒槽通過線圈的下方時，空氣間隙發(fā)生變化，霍爾元件中的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化，根據(jù)式（3-15），導(dǎo)線中電壓產(chǎn)生波動并輸出，如圖3-22所示，波峰的個數(shù)與齒輪的齒數(shù)相等，波動的電壓經(jīng)整形電路整形后送入計數(shù)電路，再根據(jù)相鄰脈沖的時間間隔以及齒輪的齒數(shù)，算出齒輪的轉(zhuǎn)速及角速度，也即測得轉(zhuǎn)速及角速度。霍爾式傳感器可用于功率的測量，其工作原理如圖3-22所示，霍爾式傳感器替換了磁電式傳感器，其功率測試原理相同，輸出電壓與輸出電壓有時間差，如圖3-23所示，其輸出電壓和輸出電壓的幅值不變?？筛鶕?jù)式（3-14）計算軸中的扭矩，可根據(jù)式（3-15）計算軸傳遞的功率。3-8簡述光電式傳感器檢測機(jī)油的清潔度和柴油機(jī)排放氣體的煙度的原理。解：在機(jī)油清潔度及柴油機(jī)排放氣體的煙度檢測中，采用光電式傳感器。光源發(fā)出的光，經(jīng)由被測物質(zhì)反射或透射后由光電元件接受，機(jī)油臟污程度越嚴(yán)重，清潔度越差，機(jī)油的透光能力越差；柴油機(jī)排放氣體中的微粒越多，煙度越高，排放氣體透光能力越差；被測物質(zhì)透光能力越差，光電元件的受光量就越小，輸出的電信號就越弱，由此，可測出機(jī)油的清潔度和柴油機(jī)排放氣體的煙度。3-9簡述熱電偶及熱電效應(yīng)。解：如圖3-33所示，兩種不同性質(zhì)的導(dǎo)體A和B，兩端緊密地連接在一起，形成一個回路。當(dāng)兩個結(jié)合點T0和T存在溫差時，則在導(dǎo)體A和B之間產(chǎn)生電勢差，形成一個原電池，稱為熱電動勢，進(jìn)而在回路中形成電流。導(dǎo)體A和導(dǎo)體B是兩個熱電極，To端稱為參比端或自由端或冷端，T端稱為工作端或熱端。由這兩種對偶導(dǎo)體材料組成并將溫度轉(zhuǎn)換成熱電動勢的傳感器就稱為熱電偶，這種效應(yīng)稱為熱效應(yīng)。3-10簡述利用CCD圖像傳感器檢測汽車車輪的定位參數(shù)的工作原理。解：在轎車生產(chǎn)的總裝線上，利用CCD圖像傳感器測量車輪外傾角和前束角，如圖3-40所示，由前輪的兩個前束角可得前輪前束。四組測量頭分別對著四個車輪，每個測量頭由三個傳感器總成組成，每個傳感器都包含一個激光器和一個CCD器件。三個激光器所發(fā)出的三條激光線分別打在被測車輪側(cè)壁的三個特定位置A、B、C上，再反射到CCD器件，得三個特定位置A、B、C到測量頭的距離LA、LB、LC，由于車輪存在外傾角和前束角，因此車輪側(cè)壁上的三個特定位置距測量頭的距離LA、LB、LC各不相等。若設(shè)車輪的前束角為，外傾角為，測量頭到測量中心的距離為S，可得被測參數(shù)和。3-11簡述超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。解：超聲波傳感器的結(jié)構(gòu)如圖3-47所示，主要由壓電晶片、吸收塊（阻尼）、保護(hù)膜、引線、金屬外殼組成。壓電晶片的兩面鍍銀，為圓形薄片，超聲波的頻率與壓電晶片的厚度成反比。極板用導(dǎo)線引出。阻尼塊吸收聲能，降低機(jī)械品質(zhì)，避免無阻尼時電脈沖停止后壓電晶片繼續(xù)振蕩，結(jié)果導(dǎo)致脈沖寬度加長，使分辨率變差。超聲波發(fā)射器利用逆壓電效應(yīng)制成發(fā)射元件，將高頻電壓波動或稱高頻電振動轉(zhuǎn)換為壓電晶片的機(jī)械振動，產(chǎn)生超聲波；超聲波接收器利用正壓電效應(yīng)制成接收元件，將超聲波引起壓電晶片的機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為波動的電信號。3-12簡述超聲波傳感器的型式。解：超聲波傳感器有反射型、分立式反射型和透射型，如圖3-48所示。反射型傳感器是將發(fā)送(TX)和接收(RX)元件制作在一起，發(fā)送器件和接收器件放置在被測物體的同一側(cè)，如圖3-48a所示，發(fā)送器件發(fā)送的超聲波通過被測物體反射后由接收器件接收，器件可同時完成超聲波的發(fā)射和接收。分立式反射型傳感器的發(fā)送(TX)和接收(RX)器件各自獨立，放置在被測物體的同一側(cè)，如圖3-48b所示。透射型傳感器的發(fā)送(TX)和接收(RX)器件各自獨立，分別放置在被測物體的兩側(cè)，如圖3-48c所示。3-13簡述激光雷達(dá)的工作原理。解：激光雷達(dá)是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。激光傳感器工作時，先由激光發(fā)射二極管對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上，根據(jù)激光在空氣中傳播的時間及光速，計算出汽車與障礙物之間的距離。3-14簡述毫米波雷達(dá)的工作原理。解：毫米波雷達(dá)的工作原理：雷達(dá)發(fā)射機(jī)產(chǎn)生雷達(dá)發(fā)射信號，通過雷達(dá)天線以電磁波的形式輻射出去，遇到目標(biāo)后反射，再由雷達(dá)天線接收回波信號，傳輸給雷達(dá)接收機(jī)，最后處理接收到的信號并得到目標(biāo)的距離、速度和方位角等信息。3-15簡述全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作原理。解：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的工作原理：GPS衛(wèi)星在空中連續(xù)發(fā)送帶有時間和位置信息的無線電信號，供GPS接收機(jī)接收。接收機(jī)測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離。進(jìn)一步說，GPS衛(wèi)星不斷地傳送軌道信息和衛(wèi)星上的原子鐘產(chǎn)生的精確時間信息，GPS接收機(jī)上有一個專門接收無線電信號的接收器，同時也有自己的時鐘。當(dāng)接收機(jī)收到一顆衛(wèi)星傳來的信號時，接收機(jī)可以測定該衛(wèi)星離用戶的空間距離，用戶就位于以觀測衛(wèi)星為球心、以觀測距離為半徑的球面與地球表面相交的圓弧的某一點；當(dāng)GPS接收機(jī)觀測到第二顆衛(wèi)星的信號時，以第二顆衛(wèi)星為球心、以第二個觀測距離為半徑的球面也與地球表面相交于一個圓弧，上述兩個圓弧在地球表面會有兩個交會點，但是還不能確定出用戶唯一的位置；當(dāng)GPS接收機(jī)觀測到第三顆衛(wèi)星的信號時，以第三顆衛(wèi)星為球心、以第三個觀測距離為半徑的球面也與地球表面相交于一個圓弧，上述三個圓弧在地球表面相交于一點A，該A點即為GPS用戶所在的空間位置。3-16簡述北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理。解：BDS的定位原理與GPS的定位原理基本相同。BDS在進(jìn)行定位時，所采用的原理是通過對衛(wèi)星信號站點之間的傳播時間進(jìn)行推算，進(jìn)而確立相應(yīng)的衛(wèi)星站點距離，這樣就能夠?qū)邮諜C(jī)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的定位。一般采用載波相位測量法進(jìn)行定位，其原理大致如下：首先用a來表示衛(wèi)星所發(fā)射的載波信號相位數(shù)值，用b來表示地面基站所接受的載波信號相位數(shù)值，衛(wèi)星站點之間的距離X=n(a+b)，其中n指的是載波信號的波長。在實際操作中a值是無法進(jìn)行測算的，往往是采用接收機(jī)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號來代替。第4章測試信號的處理器4-1簡述直流電橋的電路。解：直流電橋的電路如圖4-1所示，直流電橋由4個電阻R1、R2、R3和R4組成4個橋臂，流過R1、R3的電流分別為I1和I3，流過R2、R4的電流分別為I1+IL和I3-IL；在電橋的對角AC間由直流穩(wěn)壓電源施加供電電壓E，稱A、C為供電橋端；電橋的對角BD間連接負(fù)載RL并輸出電壓UL和電流IL，UL也為負(fù)載電壓或輸出電壓，IL也為負(fù)載電流或輸出電流，稱B、D為輸出端，負(fù)載為阻抗大的放大電路，電橋與放大電路連接，并通過放大電路傳輸電信號。4-2直流電橋由電阻應(yīng)變片式傳感器組成，分別介紹其單臂、雙臂和全橋的輸出電壓。解：單臂、雙臂和全橋的輸出電壓分別見式（4-8）～式（4-10）。4-3交流電橋每個橋臂由電容和電阻并聯(lián)，分別介紹其單臂、雙臂和全橋的輸出電壓。解：單臂、雙臂和全橋的輸出電壓分別見式（4-13）～式（4-15）。4-4簡述反相和同相放大器的電壓增益。電壓跟隨算放大器的增益是多少？解：反相和同相放大器的電壓增益分別見式（4-16）、式（4-17）。電壓跟隨算放大器的增益是1。4-5簡述低通、高通、帶通和帶阻濾波器。解：（1）低通濾波器。通帶為0～f2。它使低于f2的頻率成分幾乎不衰減地通過，而高于f2的頻率成分受到極大地衰減，幅值小，不能通過。（2）高通濾波器。通帶為f1～∞。它使高于f1的頻率成分通過，低于f1的頻率成分衰減，幅值小，不能通過。（3）帶通濾波器。通帶在f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分通過，其余成分衰減，幅值小，不能通過。（4）帶阻濾波器。阻帶在f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分衰減，幅值小，不能通過，其余成分通過。4-6簡述RC無源低通濾波器的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性及其特性曲線。解：RC無源低通濾波器的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性見式（4-24）和式（4-25），RC無源低通濾波器的幅頻響應(yīng)特性曲線和相頻響應(yīng)特性曲線，分別見圖4-9a、b所示。4-7簡述同相輸入式一階RC有源低通濾波器的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性。解：同相輸入式一階RC有源低通濾波器的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性見式（4-30）和式（4-31）。4-8簡述采樣-保持電路的工作原理。解：采樣-保持電路如圖4-14所示。電路由1個存儲樣值的電容C，1個場效應(yīng)管V構(gòu)成的電子模擬開關(guān)及電壓跟隨運(yùn)算放大器組成。當(dāng)取樣脈沖S(t)=1時，場效應(yīng)管V導(dǎo)通，相當(dāng)于開關(guān)閉合，輸入模擬量U(t)經(jīng)V向電容充電，進(jìn)行采樣，電容的充電時間常數(shù)被設(shè)置為遠(yuǎn)小于采樣脈沖寬度，那么，在采樣脈沖寬度內(nèi)，電容電壓跟隨輸入模擬信號變化，運(yùn)算放大器的輸出電壓Uo(t)也將跟蹤電容電壓。當(dāng)采樣脈沖S(t)=0時，采樣結(jié)束，V迅速截止，因其截止阻抗很高（1010QΩ左右），運(yùn)算放大器的輸入阻抗也很高，所以電容漏電極小，電容上的電壓在采樣停止期間可基本保持不變,實現(xiàn)保持，也即實現(xiàn)保持輸入信號的電壓值。當(dāng)下一個取樣脈沖到來，V又導(dǎo)通，電容上的電壓又跟隨輸入模擬信號的變化，獲得新的采樣一保持信號的電壓值。4-9簡述計數(shù)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理。解：計數(shù)型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的原理框圖如圖4-19所示，它由比較器A、計數(shù)器、D/A轉(zhuǎn)換器、脈沖源、控制門G以及輸出寄存器等部分組成。轉(zhuǎn)換開始前復(fù)位信號將計數(shù)器清零，量化后的比較電壓uI=0。這時控制門G被封鎖，計數(shù)器不工作。計數(shù)器輸出全“0”信號，即D/A轉(zhuǎn)換器輸入全“0”信號，所以D/A轉(zhuǎn)換器輸出的擬電壓uO=0。如果采樣信號us為正電壓信號，則us>uO，比較器的輸出電壓uB=1。量化后的比較電壓是一個逐步升高的階梯電壓。當(dāng)量化后的比較電壓us升高后，脈沖源產(chǎn)生的脈沖CP經(jīng)控制過門G加到計數(shù)器的時鐘信號輸入端，計數(shù)器開始計數(shù)。隨著計數(shù)的進(jìn)行，D/A轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電壓uO不斷增加：當(dāng)uO增加到uO=us時，比較器的輸出電壓uB=0，將控制門G封鎖，計數(shù)器停止計數(shù)。這時計數(shù)器中所存的數(shù)字就是所求的輸出數(shù)字信號。4-10簡述逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的工作原理。解：逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電路如圖4-20所示，由逐次逼近寄存器(SAR)、電壓比較器、時鐘（CP）、邏輯控制電路及內(nèi)部D/A(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)組成。當(dāng)Cl=l時，采樣-保持電路采樣，A/D停止轉(zhuǎn)換，將上一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果經(jīng)輸出電路輸出；當(dāng)Cl=0時，采樣-保持電路停止采樣，輸出電路禁止輸出，A/D工作，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。模數(shù)轉(zhuǎn)換的工作過程如下：在轉(zhuǎn)換開始之前，先將n位逐次逼近寄存器SAR清零。在第1個時鐘信號CP作用下，將SAR的最高位置1，寄存器輸出為100---000。這個數(shù)字量被D/A轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓u0，經(jīng)偏移△/2后得到u0ˊ=u0-△/2，然后將它送至比較器的正相輸入端，與A/D的輸入模擬電壓的采樣值us相比較。如果u0ˊ>us，則比較器的輸出C=l，說明這個數(shù)字量過大了，邏輯控制電路將逐次逼近寄存器SAR的最高位復(fù)0：如果u0ˊ<us，則比較器的輸出C=0，說明這個數(shù)字量小了，逐次逼近寄存器SAR的最高位將保持l不變。這樣就確定了轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位是0還是1。在第2個鐘信號CP作用下，邏輯控制電路在前一次比較結(jié)果的基礎(chǔ)上先將逐次逼近寄存器SAR的次高位置1，然后根據(jù)u0ˊ和us的比較結(jié)果以確定SAR次高位的1是保留還是清除。在時鐘信號CP的作用下，按照同樣的方法一直比較下去，直到確定了最低位是0還是l為止。這時逐次逼近寄存器SAR中的內(nèi)容就是這次A/D轉(zhuǎn)換的最終結(jié)果，也即完成了一個模擬電壓的采樣值us的模數(shù)轉(zhuǎn)換。再當(dāng)Cl=l時，采樣-保持電路采樣，A/D停止轉(zhuǎn)換，將上一次轉(zhuǎn)換的結(jié)果經(jīng)輸出電路輸出；再當(dāng)Cl=0時，采樣-保持電路停止采樣，輸出電路禁止輸出，A/D工作，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。按此方法，完成所有模擬電壓的采樣值us的模數(shù)轉(zhuǎn)換，也即實現(xiàn)了逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換。第5章汽車試驗的儀器、設(shè)備與設(shè)施5-1簡述光電式車速測量儀的用途及工作原理。解：光電式車速測量儀用于測量車速。光電式汽車速度測量儀的工作原理如圖5-3所示，照明燈是投光器，光電管式的梳狀光電器件是受光器，投光器將強(qiáng)光射到地面上，由于地面凹凸不平，形成明暗對比度不同的反射，反射光經(jīng)透鏡、狹縫，由梳狀光電器件的受光器接收。梳狀光電器件上有間距T的一排透光格子，如圖5-4所示。當(dāng)路面以一定速度相對格子移動時，通過格子列后光的強(qiáng)度就變成了忽明忽暗、反復(fù)出現(xiàn)的脈沖狀態(tài)，此脈沖頻率與光穿過格子的次數(shù)相對應(yīng)，即每移動一個T距離變換一次。假設(shè)汽車的速度為v，光學(xué)系統(tǒng)的放大率為m，路面相對光電式汽車速度傳感器移動的速度等于車速v，則在格子列上移動的光點速度為mv。這樣一明一暗的脈沖周期為T/mv，即頻率f=mv/T。速度v的變化可通過頻率f表現(xiàn)出來。通過測量頻率f，可得汽車的速度v。測量信號由前置放大器輸出。5-2簡述雷達(dá)測速儀的用途及工作原理。解：雷達(dá)測速儀對一定區(qū)域內(nèi)行駛的汽車測量車速，獲得被測汽車的速度。雷達(dá)測速主要利用多普勒效應(yīng)原理測速，其測速原理如圖5-7所示。雷達(dá)測速儀安裝在汽車運(yùn)動前方的支架上，汽車運(yùn)動的方向如圖中頭所示，雷達(dá)測速儀發(fā)射窄波的電磁波。當(dāng)汽車向雷達(dá)測速儀靠近時，反射信號頻率將高于雷達(dá)發(fā)射機(jī)頻率；反之，當(dāng)汽車遠(yuǎn)離天線而去時，反射信號頻率將低于發(fā)射機(jī)頻率。如此即可借由頻率的改變數(shù)值，計算出汽車與雷達(dá)測速儀的相對速度。當(dāng)雷達(dá)測速儀不動時，得到汽車的相對速度；當(dāng)雷達(dá)測速儀安裝在汽車上隨車運(yùn)動時，得到汽車相對雷達(dá)測速儀的速度，再根據(jù)安裝雷達(dá)測速儀的汽車的速度，得被測汽車的速度。5-3簡述GPS定位車速測量儀的用途及工作原理。解：GPS定位車速測量儀是一種非接觸測量車速的儀器。GPS定位車速測量儀的工作原理：測量車速時，將GPS天線通過磁性材料吸附在車頂或其它便于接收信號的位置。GPS天線接收衛(wèi)星信號，利用位置已知的衛(wèi)星（不少于4顆）的三維坐標(biāo)來確定汽車的三維坐標(biāo)（x，y，z），根據(jù)衛(wèi)星發(fā)射的無線信號的傳播延時建立三維位置量和時間量的方程，結(jié)合測量得到的各衛(wèi)星與汽車位置的距離確定被測目標(biāo)在地面上的位置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，并計算出汽車的位移和速度。5-4簡述VBOX汽車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及應(yīng)用。解：VBOX(VelocityBox)是基于GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行車速測量的典型設(shè)備，是一套專業(yè)測量、記錄和分析顯示車輛行駛數(shù)據(jù)的綜合性便攜式測試設(shè)備。VBOX汽車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由衛(wèi)星接收器、主機(jī)和多種外接模塊及傳感器組成，如圖5-9所示。衛(wèi)星接收器、主機(jī)由英國Racelogic公司生產(chǎn)制造，油耗、陀螺儀、測力方向盤等由銷售企業(yè)匹配，匹配的設(shè)備主要來自國內(nèi)。主機(jī)可直接獲得汽車的速度和移動距離，提供橫（縱）向加／減速度值，充分發(fā)出的平均減速度(MFDD)，時間以及制動、滑行、加速等距離。系統(tǒng)附加多種模塊和傳感器，可以采集油耗、溫度、加速度、角速度及角度、轉(zhuǎn)向角速度及角度、轉(zhuǎn)向力矩、制動踏板力、制動踏板位移、制動風(fēng)管壓力等，便捷完成動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、制動性和操縱穩(wěn)定性等十多項試驗內(nèi)容。5-5簡述USBCAN分析儀的用途及工作原理。解：USBCAN分析儀是讀取汽車傳感器數(shù)據(jù)的儀器，可獲取汽車的車速，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、電池的電壓、水溫、燃油量、里程和故障碼等與汽車上傳感器有關(guān)的數(shù)據(jù)。USBCAN分析儀的工作原理：ECU與各傳感器連接，USBCAN分析儀通過CAN總線，獲取ECU中各傳感器的數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)，確定汽車的車速，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、電池的電壓、水溫、燃油量、里程和故障碼等。USBCAN-OBD分析儀顯示的汽車車速、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和水溫如圖5-14所示。5-6寫出負(fù)荷拖車的受力平衡方程式，簡述負(fù)荷拖車的工作原理。解：負(fù)荷拖車的受力平衡方程式為式中，為試驗車的驅(qū)動力(N)；為試驗車拖鉤牽引力(N)；為試驗車的空氣阻力(N)；為試驗車和負(fù)荷拖車的滾動阻力(N)。負(fù)荷拖車的工作原理：試驗時，負(fù)荷拖車由試驗車(牽引前進(jìn)，拖車車輪滾動，通過車輪帶動交流發(fā)電機(jī)給車載蓄電池充電，同時還帶動功率吸收器的圓盤轉(zhuǎn)動；通過交流發(fā)電機(jī)和功率吸收器吸收能量，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生制動阻力矩，制動阻力矩傳到拖車車輪使其制動，由車輪與地面的摩擦所產(chǎn)生的摩擦阻力給前面的被測車輛施加負(fù)荷。而負(fù)荷拖車的計算機(jī)由蓄電池提供電源，試驗人員可以通過操作計算機(jī)輸入所要求的各種不同的負(fù)荷及速度目標(biāo)值，再由計算機(jī)向控制器發(fā)出指令，由控制器調(diào)節(jié)蓄電池供給功率吸收器定子中電磁線圈的電流大小，從而改變負(fù)荷拖車的負(fù)荷，達(dá)到所要求的目標(biāo)。計算機(jī)作為負(fù)荷拖車的主控單元，用來選擇負(fù)荷拖車的控制模式并發(fā)出指令，而力傳感器和速度傳感器則向計算機(jī)傳送負(fù)荷及速度的反饋信號。一旦計算機(jī)選定了負(fù)荷及速度參數(shù)，它將不斷比較控制目標(biāo)信息和實際的反饋信息，如果二者不相符，它將傳給控制器來調(diào)整指令，改變負(fù)荷拖車的負(fù)荷，直到二者一致，達(dá)到控制要求。5-7簡述電渦流測功機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。解：電渦流測功機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。在定子四周裝有勵磁線圈，圓盤的轉(zhuǎn)子用高磁導(dǎo)率鋼制成，轉(zhuǎn)子固定在傳動軸上，并在磁場線圈之間轉(zhuǎn)動。當(dāng)勵磁線圈通過直流電時，兩極間產(chǎn)生磁場，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電渦流。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，由于電渦流和外磁場的相互作用，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個制動阻力矩。通過改變勵磁線圈中的電流，可以改變制動阻力矩的大小。殼體支承在機(jī)架，拉桿通過銷軸分別與殼體、機(jī)架連接，殼體受制動阻力矩后，拉桿作用在殼體上的拉力對傳動軸的軸線的力矩平衡制動阻力矩。通過轉(zhuǎn)速傳感器，測量傳動軸的轉(zhuǎn)速；通過力傳感器，測量拉桿中的力，力乘以力到傳動軸的軸線之間的距離L得力矩；再通過力矩與傳動軸的轉(zhuǎn)速的乘積得電渦流測功機(jī)的功率。5-8簡述功率測量儀的結(jié)構(gòu)及工作原理。解：功率測量儀的下部是霍爾式傳感器測量功率的應(yīng)用，為功率測量部分。動力和運(yùn)動由傳動軸的兩端輸入和輸出，兩個齒輪固定在傳動軸上，扭桿與傳動軸制成一體。殼體支承傳動軸、霍爾式傳感器和前置放大器，并被固定測試系統(tǒng)的機(jī)架上。功率測量部分也可用磁電式傳感器測量功率的結(jié)構(gòu)和原理。功率測量儀工作時，兩個霍爾式傳感器測量轉(zhuǎn)速，利用其輸出電壓的相位差得兩個齒輪的相對扭轉(zhuǎn)角，再利用扭桿得其傳遞的扭矩；由轉(zhuǎn)速和扭矩得功率測量儀要測的功率。兩個霍爾式傳感器與前置放大器連接，并由前置放大器輸出測量的電信號。5-9簡述轉(zhuǎn)鼓試驗臺的工作原理及測量誤差。解：汽車試驗時，汽車的驅(qū)動輪在主動滾筒和從動滾筒上，帶動主動滾筒和從動滾筒轉(zhuǎn)動，主動滾筒的一端帶動飛輪轉(zhuǎn)動，主動滾筒的另一端通過變速器帶動電渦流測功機(jī)。速度傳感器的齒輪隨主動滾筒轉(zhuǎn)動，測得驅(qū)動輪的速度。通過電磁離合器接合，控制飛輪8的工作。當(dāng)電渦流測功機(jī)不通電時，電渦流測功機(jī)不工作；當(dāng)電渦流測功機(jī)通電后，電渦流測功機(jī)吸收驅(qū)動輪輸出的功率，通過壓力傳感器，測得作用在電渦流測功機(jī)上力，再與驅(qū)動輪的速度結(jié)合，得驅(qū)動輪的輸出功率。計算機(jī)控制電磁離合器和電渦流測功機(jī)，接收速度傳感器和壓力傳感器的測量信息，并計算得到驅(qū)動輪的輸出功率，顯示測試結(jié)果。轉(zhuǎn)鼓試驗臺的傳動系統(tǒng)中的摩擦力、傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量、飛輪機(jī)構(gòu)的慣量、電渦流測功機(jī)的摩擦功率損失、速度傳感器和壓力傳感器的測量精度、滾筒的曲面、車輪軸線與滾筒軸線的平行度等產(chǎn)生轉(zhuǎn)鼓試驗臺的測量誤差。5-10簡述四通道道路模擬試驗臺的工作原理。解：四通道道路模擬試驗臺的工作原理是利用四根液壓柱，使汽車振動，模擬汽車在路面上行駛時的振動，并根據(jù)所測得的汽車振動，評價汽車的平順性。四通道道路模擬試驗臺工作時，液壓泵將液壓油經(jīng)電磁閥、下進(jìn)油口泵入活塞下方的液壓缸中，通過活塞、活塞桿、托盤推動車輪上升，活塞上方的液壓油經(jīng)上進(jìn)油口流出液壓缸，位移傳感器測量車輪上升的距離；車輪上升到一定高度后，液壓泵再將液壓油經(jīng)電磁閥、上進(jìn)油口泵入活塞上方的液壓缸中，推動活塞、活塞桿和托盤下降，車輪汽車的重力作用下隨之下降，汽車作用在托盤上的力及托盤、活塞桿、活塞的重力也推動活塞、活塞桿和托盤下降，活塞下方的液壓油經(jīng)下進(jìn)油口流出液壓缸，位移傳感器測量車輪下降的距離；車輪下降到一定高度后，液壓泵使車輪重復(fù)上升和下降，實現(xiàn)汽車的振動。通過加速度傳感器測量汽車的振動。在汽車的地板上，可安裝陀螺儀，測量汽車的角振動。5-11簡述汽車靜側(cè)翻試驗臺的結(jié)構(gòu)及工作原理。解：汽車靜側(cè)翻試驗臺的結(jié)構(gòu)及工作原理：試驗臺通過鉸鏈與地面連接，汽車停在試驗臺上，通過液壓缸舉升試驗臺側(cè)傾；試驗臺側(cè)傾的角度不大于汽車的橫向駐車坡度角時，汽車橫向駐車在試驗臺上，可用理論力學(xué)求質(zhì)心的方法，求整車質(zhì)心的高度；在汽車最大橫向駐車坡度角的位置，通過安裝在試驗臺上的轉(zhuǎn)角傳感器測得試驗臺的傾角，為汽車的橫向駐車坡度角；試驗臺側(cè)傾的角度大于汽車的橫向駐車坡度角時，汽車橫向側(cè)滑到輪胎靠與防側(cè)滑擋塊接觸，并受到防側(cè)滑擋塊的阻擋；當(dāng)汽車的質(zhì)心在過輪胎與防側(cè)滑擋塊接觸線的垂線上時，汽車即將靜側(cè)翻，此時試驗臺側(cè)傾角為汽車的靜側(cè)翻傾角，通過安裝在試驗臺上的轉(zhuǎn)角傳感器測得試驗臺的傾角。5-12簡述高溫試驗室的結(jié)構(gòu)。解：高溫試驗室如圖5-47所示，其結(jié)構(gòu)上主要包括日照裝置、供風(fēng)系統(tǒng)、加熱裝置和路面輻射裝置，另室內(nèi)可放置轉(zhuǎn)鼓試驗臺、電動機(jī)的功率試驗臺、電池性能的試驗臺等，試驗室的四周墻體、室頂和地面采用保溫結(jié)構(gòu)。其中，日照裝置主要在實驗室頂壁與側(cè)壁上均勻安置紅外線燈，燈光照射強(qiáng)度及光照區(qū)域均可按實驗要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，用以模擬在炎熱的陽光下，測試汽車各部位的溫升及受熱狀態(tài)。供風(fēng)系統(tǒng)模擬汽車實際形式的迎面行駛風(fēng)，由大型鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，再配以風(fēng)道及風(fēng)速控制，組成供風(fēng)系統(tǒng)。與空氣動力風(fēng)洞不同的是，風(fēng)道出口截面積很小。同時，風(fēng)速調(diào)節(jié)范圍要盡可能地覆蓋汽車的車速。加熱裝置采用電加熱與蒸汽加熱兩種形式。一般大型試驗室采用蒸汽加熱。5-13簡述消聲試驗室的用途及結(jié)構(gòu)定位參數(shù)的工作原理。解：消聲試驗室用于測量汽車及部件的噪聲，包括，發(fā)動機(jī)的排氣、電動機(jī)、傳動系統(tǒng)、輪胎、空調(diào)、風(fēng)扇等的噪聲。用聲級計測量噪聲的大小，用電容式傳感器測量噪聲的頻率。消聲試驗室分為半消聲試驗室和全消聲試驗室。半消聲試驗室如圖5-37所示，室內(nèi)的五面裝有吸聲體，地面為水磨石地面，作為聲發(fā)射面，可模擬汽車行駛時的聲音反射特點。吸聲體又稱吸聲尖劈，是包裹玻璃棉等的吸聲材料。全消聲室為六面掛裝吸聲體的凈空間，聲體只來自被測的汽車或部件。消聲試驗室還會安裝底盤測功機(jī)、道路模擬試驗臺等測試設(shè)備。5-14簡述汽車電磁兼容性試驗室。解：汽車電磁兼容性試驗室為房中房結(jié)構(gòu)或直接建在房內(nèi)，為六面盒狀建筑體，五面有吸波材料，避免波的反射，地面鋪設(shè)或不鋪設(shè)金屬導(dǎo)電地板和吸波材料，地面鋪設(shè)金屬導(dǎo)電地板和吸波材料試驗室為全電波暗室，地面不鋪設(shè)金屬導(dǎo)電地板和吸波材料為半電波暗室。實驗室通常配備有一系列電磁場測試設(shè)備、輻射和傳導(dǎo)干擾測試設(shè)備、抗擾度和受擾度測試設(shè)備等，如發(fā)射天線、電流注入鉗、靜電發(fā)生器、頻譜分析儀、信號發(fā)生器、射頻功率放大器、定向耦合器、功率計、場強(qiáng)發(fā)生器（輻射天線）、場強(qiáng)傳感器、場強(qiáng)表等。5-15簡述淋雨試驗室的用途、結(jié)構(gòu)和工作原理。解：淋雨試驗室主要用來模擬自然降雨環(huán)境，用于測試汽車的防雨密封性能，是新車下線必不可少的檢測設(shè)備。淋雨試驗室主要由淋雨房、噴淋系統(tǒng)、吹干系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其中，房體的主要作用是形成封閉的試驗區(qū)域與非試驗區(qū)隔離。汽車在輸送帶上向前移動。噴淋系統(tǒng)由水泵、水過濾裝置、回水槽、回水池、吸水池、管路及噴嘴等組成。噴淋系統(tǒng)模擬降雨，水泵將水經(jīng)分布式的噴嘴噴到車身上，再經(jīng)回水槽流入回水池，進(jìn)行水的循環(huán)再利用。車輛完成淋雨測試后，吹干系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)將風(fēng)吹到車身表面，對車身表面的試驗水進(jìn)行吹干，吹干形式有冷風(fēng)、熱風(fēng)兩種。吹干系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、風(fēng)箱、風(fēng)管等組成。風(fēng)機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)風(fēng)經(jīng)過濾后由風(fēng)箱分配進(jìn)入風(fēng)管，均勻吹在試驗車輛表面，使水與車身分離。計算機(jī)控制系統(tǒng)對車輛試驗時間、淋雨強(qiáng)度、噴射壓力進(jìn)行調(diào)整控制。5-16簡述汽車安全及環(huán)保綜合性能檢測線和汽車裝配檢測線的主要功用和組成。解：汽車安全及環(huán)保綜合性能檢測線的主要功用是用于公安交警部門年審檢測汽車的安全及環(huán)保的綜合性能，也用于交通運(yùn)輸部門或汽車維修企業(yè)檢測汽車的安全及環(huán)保的綜合性能，保證汽車安全及環(huán)保使用。汽車安全及環(huán)保綜合性能檢測線一般由外觀檢查、車底檢測、稱重、制動、側(cè)滑、燈光、尾氣、喇叭噪聲等檢測內(nèi)容及相應(yīng)的工位組成。汽車裝配檢測線的主要功用是用于汽車的裝配線，檢測裝配后的新車的動力性、制動性、操縱性、安全、環(huán)保等綜合性能，評介其是否達(dá)到裝配質(zhì)量的要求，是否可上路行駛和銷售。汽車裝配檢測線一般由四輪定位、燈光、制動、側(cè)滑、行駛性能、排放、淋雨、路試等檢測內(nèi)容及相應(yīng)的工位組成。5-17簡述汽車試驗場的主要功用。解：汽車試驗場的主要功用1)汽車產(chǎn)品的質(zhì)量鑒定試驗。2)汽車新產(chǎn)品的開發(fā)、鑒定與認(rèn)證試驗。3)為試驗室零部件試驗或整車模擬試驗以及計算機(jī)模擬供路譜采集條件。4)汽車標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)的研究和驗證試驗等。5-18簡述高速環(huán)形跑道的用途及結(jié)構(gòu)。解：高速環(huán)形跑道為車輛進(jìn)行連續(xù)高速行駛而建立，可進(jìn)行汽車的最高車速、經(jīng)濟(jì)性、制動性和穩(wěn)定性試驗等。常見的環(huán)形跑道形狀有橢圓形、電話聽筒形、三角形和圓形等，長度從每圈幾百米到數(shù)千米不等。外環(huán)形跑道的形狀為橢圓形跑道，左邊的ρ形跑道為電話聽筒形跑道。高速環(huán)形跑道一般由進(jìn)行直線加速的平坦直線部分和維持高速轉(zhuǎn)彎的帶傾斜的曲線部分，以及連接這兩部分的過渡曲線部分組成。高速環(huán)形跑道的彎道，內(nèi)低外高，用于向汽車提供轉(zhuǎn)彎的側(cè)向力。有的環(huán)形跑道還在不同位置設(shè)置了大型鼓風(fēng)機(jī)，以產(chǎn)生側(cè)向風(fēng)，用于評價側(cè)向風(fēng)對車輛穩(wěn)定性及駕駛?cè)嗽斐傻挠绊憽?-17簡述智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試場的用途及結(jié)構(gòu)。解：武漢智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試場主要用于智能網(wǎng)聯(lián)汽車的研發(fā)、檢測、認(rèn)證等服務(wù)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車測試場包含九大場景測試區(qū)分別為：山區(qū)交通道路測試區(qū)、高速及極限性能測試區(qū)、城市高架匝道交通場景測試區(qū)、極限競速測試區(qū)、多功能試驗區(qū)、城市交通場景測試區(qū)、鄉(xiāng)村交通場景測試區(qū)、極端環(huán)境測試區(qū)，測試區(qū)囊括了高速環(huán)線、城市干道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路、村道、城市立交等幾乎所有的道路場景，可組合形成130余種測試場景，測試區(qū)部署了1800多個路側(cè)智能傳感設(shè)備，全面覆蓋5G通信網(wǎng)、高精度地圖、北斗高精度定位網(wǎng)等相關(guān)智能基礎(chǔ)設(shè)施，可進(jìn)行遠(yuǎn)程駕駛、車偏離預(yù)警、輔助駕駛、自動泊車等；另有四大實驗室群；通過充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、邊緣計算、平行駕駛等先進(jìn)技術(shù)，滿足智能汽車出廠前的所有測試要求。第6章汽車整車性能試驗6-1介紹用轉(zhuǎn)鼓試驗臺測試汽車驅(qū)動力及驅(qū)動功率的方法。解：用轉(zhuǎn)鼓試驗臺測試汽車驅(qū)動力及驅(qū)動功率的方法是恒速功率測量。將驅(qū)動輪停在轉(zhuǎn)鼓試驗臺的滾筒上，用鋼索將汽車的后部固定在支柱上，鋼索呈水平關(guān)態(tài)，鋼索的拉力平衡汽車的縱向拉力，如圖6-1所示。進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓試驗臺的恒速功率測量界面，在恒速功率測量界面上設(shè)定速度、起始速度和結(jié)束速度，如圖6-2所示。再點擊“開始檢測”按扭，轉(zhuǎn)鼓試驗臺開如工作，然后起動汽車、加速，驅(qū)動輪帶動滾筒轉(zhuǎn)動。當(dāng)汽車的車速稍大于設(shè)定速度時，保持加速踏板位置，測功器產(chǎn)生不同的阻力矩，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速，也即調(diào)節(jié)汽車的車速到設(shè)定速度，通過轉(zhuǎn)鼓試驗臺中的速度傳感器檢測汽車的速度，通過測功器測定汽車的驅(qū)動力，并恒速功率測量界面上的牽引力欄中顯示汽車的驅(qū)動力，驅(qū)動力顯示為牽引力。用牽引力乘以設(shè)定速度，得汽車的驅(qū)動功率，在功率欄中顯示。改變設(shè)定速度，可測得不同車速下汽車的驅(qū)動力及驅(qū)動功率。6-2介紹道路上汽車滑行試驗的方法。解：道路上汽車滑行試驗的方法是汽車在水平良好道路上直線滑行，通過汽車速度測量儀或VBOX汽車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或USBCAN分析儀，測試汽車從(50±0.3)km/h到停止的滑行速度和滑行距離，從測試儀顯示器的屏幕上，可獲取汽車的滑行速度和滑行距離。試驗車輛進(jìn)入滑行區(qū)域前的車速稍大于50km/h，將擋位置于空擋，或者說，對于手動擋汽車，踩下離合器踏板，變速器掛空檔，對于自動擋汽車、無變速擋的電動汽車和智能汽車，將擋位置于空擋N。為了減少道路坡度和風(fēng)向、風(fēng)速的影響，滑行試驗沿相同路段至少往返各進(jìn)行3次，取其平均值作為試驗結(jié)果。6-3介紹燃油汽車最高車速試驗的方法。解：燃油汽車最高車速試驗的方法是汽車在水平良好道路上，試驗車輛加速行駛到最高車速，并連續(xù)直線行駛一段距離（測試路程的長度為200m），在此穩(wěn)定直線行駛路段，通過汽車速度測量儀或VBOX汽車試驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或USBCAN分析儀，測試汽車的最高車速，從測試儀顯示器的屏幕上，獲取測試結(jié)果。6-4介紹燃油汽車起步加速性能試驗的方法。解：起步加速性能試驗的方法是以最大的加速度，將汽車從靜止?fàn)顟B(tài)加速到100km/h（如果最高車速的90%達(dá)不到100km/h，應(yīng)取最高車速的90%向下圓整到5的整數(shù)倍的車速作為試驗終了車速），另以最大的加速度，使汽車由靜止?fàn)顟B(tài)通過400m的距離，分別記錄這兩個試驗的行駛時間，為原地起步加速時間。6-5介紹燃油汽車滿載爬坡試驗的方法。解：燃油汽車滿載爬陡坡試驗的方法是汽車從坡道前面的水平路面起步，滿載爬至坡頂，如圖6-6所示。在通過中間的10m測速路段時，測定通過時間、動力裝置的轉(zhuǎn)速，監(jiān)測各儀表的示值。爬到坡頂后，檢查汽車各部位有無異常，并做記錄。同一坡道可以爬兩次，有一次通過就認(rèn)為可以達(dá)到此爬坡度。6-6介紹電動汽車30分鐘最高車速試驗的方法。解：電動汽車30分鐘最高車速試驗可以在環(huán)形跑道上進(jìn)行，也可以在底盤測功機(jī)上進(jìn)行，試驗的方法如下：1)將試驗車輛加載到試驗質(zhì)量，增加的載荷應(yīng)合理分布，然后進(jìn)行車輛準(zhǔn)備。2)使試驗車輛以該車30分鐘最高車速估計值±5%的車速行駛30min。試驗中車速如有變化，可以通過踩加速踏板來補(bǔ)償，從而使車速符合30分鐘最高車速估計值5%的要求。3)如果試驗中車速達(dá)不到30分鐘最高車速估計值的95%，試驗應(yīng)重做，車速可以是上述30分鐘最高車速估計值或制造廠重新估計的30分鐘最高車速。4)測量車輛的最高平均車速或駛過的里程S1(m)，并計算平均30分鐘最高車速V30(km/h)。6-7介紹電動汽車0~50km/h加速性能試驗的方法。解：電動汽車0~50km/h加速性能試驗的方法：將試驗車輛停放在試驗道路的起始位置，并起動車輛，擋位置前進(jìn)擋D。起步后將加速踏板快速踩到底，使車輛加速到(50±1)km/h。如果裝有離合器和變速器的話，將變速器置入該車的起步檔位，迅速起步，將加速踏板快速踩到底，途中適時地?fù)Q檔，使車輛加速到(50±1)km/h。記錄從踩下加速踏板到車速達(dá)到(50±1)km/h的時間。相同路段往返各進(jìn)行一次，取算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果。6-8介紹電動汽車50~80km/h加速性能試驗的方法。解：電動汽車50~80km/h加速性能試驗的方法：將試驗車輛停放在試驗道路的起始位置，再將試驗車輛加速到(50±1)km/h，并保持這個車速行駛0.5km以上。然后將加速踏板踩到底，或使用離合器和變速桿（如果裝有的話）將車輛加速到(80±1)km/h。記錄從踩下加速踏板到車速達(dá)到(80±1)km/h的時間。如果最高車速小于89km/h，則應(yīng)達(dá)到最高車速的90%，并記錄最后車速。相同路段往返各進(jìn)行一次，取平均值作為試驗結(jié)果。6-9介紹混合動力汽車動力性試驗的項目及程序。解：混合動力模式下混合動力汽車動力性試驗的項目包括：最高車速、30分鐘最高車速、0～100km/hh或0～50km/h的加速時間、爬坡車速、坡道起步能力和最大爬坡度。純電動模式下混合動力汽車動力性試驗的項目包括：最高車速、0～50km/h加速時間、爬坡車速和坡道起步能力?；旌蟿恿ζ噭恿π栽囼灧譃閮蓚€階段，其試驗程序如下，并按箭頭方向順序進(jìn)行試驗：第一階段試驗程序：充電→預(yù)熱→混合動力模式下的最高車速試驗→純電動模式下的最高車速試驗→0～100km/h加速性能試驗→純電動模式下0～50km/h加速性能試驗→純電動模式下的爬坡速度試驗→混合動力模式下的爬坡速度試驗。第二階段試驗程序：充電→預(yù)熱→混合動力模式下的30分鐘最高車速試驗→純電動模式下的坡道起步能力試驗→混合動力模式下的坡道起步能力試驗→混合動力模式下的最大爬坡速度試驗。6-10介紹燃油汽車道路上等速燃料經(jīng)濟(jì)性試驗的方法。解：試驗的基本方法是測量汽車以等速通過一定距離（如2km）的平直路段所消耗的燃料，計算得到該車速下的百公里油耗。改變車速，得到不同車速下的等速燃料消耗量。通過速度儀測量車速。變速器檔位：變速器檔位置于直接擋；如果有超速擋，則增加超速檔下的等速燃料消耗量試驗。對于自動變速器的車型，則選用前進(jìn)擋D位。試驗車速從略高于該擋位最低穩(wěn)定車速的10km/h的整倍數(shù)起（通常取20km/h起；如果該檔位最低穩(wěn)定車速超過20km/h，則從30km/h起），至最高車速的90%，至少選定五個車速。同一車速下往返各進(jìn)行兩次測試，將容積式油耗儀串聯(lián)在供油管路中，測量每次行駛的燃料消耗量，經(jīng)重復(fù)性檢驗后取平均值作為試驗結(jié)果。每次行駛的時間間隔盡量短，以保證車輛熱狀態(tài)一致。在測量路段行駛時盡量保持勻速，加速踏板盡量保持在固定位置，以避免反復(fù)“泵油”效應(yīng)帶來的油耗量的隨機(jī)波動。6-11介紹燃油汽車多工況燃料經(jīng)濟(jì)性試驗的方法。解：多工況燃料經(jīng)濟(jì)性試驗的方法是在底盤測功機(jī)的恒速界面下，根據(jù)WLTC循環(huán)進(jìn)行試驗，通過尾氣測量HC、CO和CO2的排放量，再根據(jù)汽車?yán)碚撝械奶计胶夥?，計算得到燃料油耗量。HC、CO和CO2的排放量可通過四五氣體分析儀檢測。6-12介紹電動汽車經(jīng)濟(jì)性試驗的步驟。解：電動汽車經(jīng)濟(jì)性試驗包括以下3個步驟：（1）對動力蓄電池進(jìn)行初次充電，使蓄電池充滿電；（2）進(jìn)行循環(huán)工況或等速工況續(xù)駛里程試驗，在GB/T18386-2017稱為工況或等速條件下的續(xù)駛里程試驗，對應(yīng)的試驗方法為工況法和等速法；（3）試驗后再次為動力蓄電池充電，測量來自電網(wǎng)的能量。對輕型汽車，在每兩個步驟執(zhí)行期間，如需移動車輛，不允許使用車上的動力將車輛移動到下一個試驗地點，且再生制動系統(tǒng)不起作用。對輕型汽車以外的車輛，如需移動車輛，允許使用車上的動力將車輛移動到下一個試驗地點。6-13介紹適用于輕型電動汽車循環(huán)工況續(xù)駛里程試驗。解：輕型電動汽車的循環(huán)工況續(xù)駛里程試驗是在底盤測功機(jī)的恒速界面下開展。對于M1類車輛，按CLTC-P循環(huán)進(jìn)行試驗；對于N1、最大設(shè)計總質(zhì)量不超過3500kg的M2類車輛，按CLTC-C循環(huán)進(jìn)行試驗。在底盤測功機(jī)的恒速界面上讀取工況下車輛駛過的距離。6-14介紹適用于輕型電動汽車等速工況續(xù)駛里程試驗。解：對于輕型電動汽車，進(jìn)行(60±2)km/h的等速試驗，試驗過程中允許停車兩次，每次停車時間不允許超過2min，當(dāng)車輛的行駛速度達(dá)不到54km/h時停止試驗。試驗結(jié)束后，記錄試驗車輛駛過的距離D，單位采用km，測量值按四舍五人圓整到整數(shù)，該距離即為等速法測得的續(xù)駛里程。同時記錄所用時間(用小時(h)和分鐘(min)表示）。6-15介紹汽車動力裝置脫開的冷態(tài)制動效能試驗的方法。解：試驗時，在附著條件良好的水平路面上，將車輛加速至試驗規(guī)定車速以上5km/h；對于手動擋汽車，踩下離合器踏板，變速器掛空擋；對于自動擋汽車、無變速擋的電動汽車和智能汽車，將擋位置于空擋N；在車速下降至試驗規(guī)定車速時，采下制動踏板，全力進(jìn)行行車制動，直至停車。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，不同的車型，試驗規(guī)定車速不同。制動踏板上套有腳踏開關(guān)，踩踏板的同時該開關(guān)也啟動，測量儀器開始測量速度、距離和制動減速度等信號。制動結(jié)束后，從測量儀器上讀取制動速度、制動距離和制動減速度等。6-16介紹汽車制動熱衰退性能試驗的方法。解：熱衰退性能試驗的制動初速度為65km/h，最大總質(zhì)量≤4500kg的汽車，其制動末速度為0、制動減速度為4.5m/s2；最大總質(zhì)量>4500kg的汽車，其制動末速度為30km/h、制動減速度為3.0m/s2。制動時間間隔為60s，冷卻車速為65km/h，制動次數(shù)為20次。試驗時，測量并記錄制動踏板力、制動管路壓力、制動減速度和制動器初始溫度（制動踏板力和管路壓力可以選擇其中一個測量）。用紅外溫度測量儀測量制動盤或制動鼓的溫度。根據(jù)式，計算衰退率，評價制動器的抗熱衰退性能。6-17介紹汽車制動系統(tǒng)時間特性測定的方法。解：制動協(xié)調(diào)時間和制動釋放時間是在汽車靜止?fàn)顟B(tài)下測量的，而制動管路壓力則是在液壓管路或前后制動氣室的進(jìn)口處測量，裝有制動力調(diào)節(jié)裝置的應(yīng)將其置于滿載位置。試驗時應(yīng)快速踩下或松開制動踏板，通過制動系統(tǒng)時間測試儀中的壓力傳感器測出壓力—時間曲線，再從壓力—時間曲線獲得制動協(xié)調(diào)時間和制動釋放時間。6-18介紹單軸反力滾筒式制動試驗臺的制動試驗的方法。解：單軸反力滾筒式制動試驗臺的測試方法：測試時，將被檢汽車駛上制動試驗臺，車輪置于主、從動滾筒之間，變速桿置于空擋位置或N擋，放下舉升器；通過延時電路起動電動機(jī)，經(jīng)減速器、鏈傳動和主、從動滾筒帶動車輪低速旋轉(zhuǎn)；待車輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后駕駛?cè)瞬认轮苿犹ぐ?，車輪在其制動器摩擦力矩作用下開始減速旋轉(zhuǎn)。此時電動機(jī)驅(qū)動的滾筒對車輪輪胎周緣的切線方向作用制動力，以克服制動器摩擦力矩，維持車輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。與此同時，車輪輪胎對滾筒表面切線方向附加一個與制動力方向反向等值的反作用力，在其形成的反作用力矩作用下，減速器殼體與測力杠桿一起朝滾筒轉(zhuǎn)動相反方向擺動，測力杠桿一端的力或位移經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成與制動力大小成比例的電信號。從測力傳感器送來的電信號經(jīng)放大濾波后，送往A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字量，經(jīng)計算機(jī)采集、存儲和處理后，在顯示屏上顯示制動力等結(jié)果。6-19介紹單一路面的ABS防抱死制動系統(tǒng)性能試驗的方法。解：在附著系數(shù)小于或等于0.3和約為0.8（干路面）的兩種路面上，以40km/h和法規(guī)規(guī)定的初速度急促全力制動，試驗過程中，由ABS系統(tǒng)直接控制的車輪不應(yīng)抱死，通過輪速的變化可分析出車輪是否抱死。這些試驗的目的是驗證車輪未抱死且車輛穩(wěn)定，因此不必完全制動使車輛停下。6-20介紹對開路面的ABS防抱死制動系統(tǒng)性能試驗的方法。解：試驗開始時，車輛的左右車輪分別位于兩種不同附著系數(shù)（kH和kL）的路面上，kH≥0.5且kH/kL≥2，車輛的縱向中心平面通過高低附著系數(shù)路面的交界線。以50km/h的初速度急促全力制動，檢查直接控制車輪未抱死，輪胎（外胎）的任何部分均未越過此交界線。試驗時，可利用轉(zhuǎn)向來修正行駛方向，但轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角在最初的2s內(nèi)不應(yīng)超趔120°，總轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過240°。6-21介紹平板式制動試驗臺制動試驗的方法。解：平板式制動試驗臺的制動試驗的方法：檢測時，汽車以5~10km/h的速度駛上測試平板后，變速桿置于空擋或N擋位置，緊急制動，使汽車在測試平板上制動直至停車；車輪對測試平板作用了大小與車輪制動力相等、方向與汽車行駛方向相同的作用力；并通過測試平板傳給拉力傳感器，拉力傳感器將此力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)大小的信號輸入放大器，與此同時，壓力傳感器將各輪的軸荷的大小轉(zhuǎn)換成電信號輸入放大器，然后通過控制裝置處理，并由顯示和控制臺顯示制動器的制動力和軸荷。6-22介紹汽車連續(xù)加速定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角法穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗的方法。解：連續(xù)加速定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角法穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗的方法是在定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的條件下，緩緩加速，通過汽車轉(zhuǎn)向半徑的變化，判別穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性。在試驗場地上，先用顏色筆畫出半徑R0=15m的圓。試驗時，駕駛?cè)瞬倏v汽車以最低穩(wěn)定速度沿所畫圓行駛，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，保持轉(zhuǎn)向盤不動，緩緩加速，縱向加速度不超過0.25m/s2，直至汽車的側(cè)向加速度達(dá)到6.5m/s2為止，或加速到受動力裝置的功率限制，或汽車出現(xiàn)甩尾致使車速無法升高或者輪胎發(fā)出尖叫聲等不穩(wěn)定狀態(tài)的最大側(cè)向加速度為止，記錄整個過程，測量汽車輪胎的印跡。試驗按向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)兩個方向各進(jìn)行3次，每次試驗開始時車身均應(yīng)處于正中位置。汽車行駛軌跡如圖6-16所示。穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的判別：根據(jù)汽車輪胎印跡反映的轉(zhuǎn)向半徑，不足轉(zhuǎn)向的汽車，隨著車速和側(cè)向加速度的提高，轉(zhuǎn)向半徑將變大；過多轉(zhuǎn)向的汽車則相反；中性轉(zhuǎn)向的汽車沿圓轉(zhuǎn)動。6-23介紹汽車轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入下汽車轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗的方法。解：轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入下的汽車轉(zhuǎn)向瞬態(tài)響應(yīng)試驗的方法：汽車以試驗車速勻速直線行駛，先轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向盤，消除轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的角間隙，并將各測試變量的記錄曲線調(diào)零；再給轉(zhuǎn)向盤一個突然的轉(zhuǎn)角并保轉(zhuǎn)角不變，同時保持車速不變，記錄該過程的各參數(shù)，直至達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)行駛，也就是等速圓周行駛。試驗中，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動的時間不超過0.2s或轉(zhuǎn)動角速度大于200o/s；轉(zhuǎn)向盤預(yù)選角度按穩(wěn)態(tài)側(cè)向加速度值1~3m/s2確定，試驗從1m/s2的側(cè)向加速度做起，每隔0.5m/s2進(jìn)行一次行駛測試；左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)兩個方向的試驗都要做，可以交替進(jìn)行，也可以連續(xù)做完一個方向的、再做另一個方向的。6-24介紹汽車冰雪道路上雙移線試驗的方法。解：試驗在ESC開啟、關(guān)閉狀態(tài)下分別進(jìn)行。從30km/h的起始車速開始，以不大于5km/h的幅度逐漸增加試驗車速。每次試驗時，應(yīng)將車輛加速至無內(nèi)定試驗車速并保持車速穩(wěn)定，使車輛沿試驗通道入口中心線駛?cè)朐囼炌ǖ赖穆范?，在標(biāo)志樁aa′處開始記錄車速，開啟ESC。車輛進(jìn)入試驗通道后，駕駛?cè)藨?yīng)盡可能調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向裝置，使車輛通過試驗通道，但不應(yīng)對車輛進(jìn)行任何加速、減速操作。如車輛在通過試驗通道的過程中，未接觸任何標(biāo)志樁，也未偏離試驗通道，則認(rèn)為試驗有效；否則，認(rèn)為試驗失敗，應(yīng)重新進(jìn)行一次試驗。如車輛在某一車速下，連續(xù)5次失敗，則終止試驗，取上次有效試驗入口速度作為試驗結(jié)果。在ESC開啟、關(guān)閉狀態(tài)下的試驗完成后，對比分析兩種狀態(tài)下的測試結(jié)果，得出下述結(jié)論：①汽車在不撞標(biāo)志樁條件下通過測試通道，ESC系統(tǒng)開啟時通過的最高車速應(yīng)明顯高于ESC系統(tǒng)未開啟時的最高車速；②在試驗過程中，橫擺角速度以及轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的響應(yīng)區(qū)間在開啟ESC系統(tǒng)時比未開啟ESC系統(tǒng)時要?。虎坶_啟ESC系統(tǒng)時的車輛軌跡比未開啟ESC系統(tǒng)時的能更好地跟蹤理想的車道軌跡。得到上述結(jié)論，才能表明，安裝ESC系統(tǒng)對車輛穩(wěn)定行駛是有效的。6-25介紹汽車低速回正性能試驗的方法。解：汽車直線行駛，各測試量的記錄曲線調(diào)零；然后調(diào)整轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，使汽車沿半徑為15m的圓周行駛；再調(diào)整車速，使側(cè)向加速度達(dá)到(4±0.2)m/s2后固定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角，穩(wěn)定車速，并開始記錄汽車的車速、橫擺角速度和側(cè)向加速度；穩(wěn)定車速3s后，駕駛?cè)送蝗凰砷_轉(zhuǎn)向盤，至少記錄松手后4s內(nèi)的汽車運(yùn)動過程，記錄時間內(nèi)保持加速踏板的位置不變。試驗應(yīng)向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)各進(jìn)行3次測試。對于側(cè)向加速度無法達(dá)到(4±0.2)m/s2的汽車，按試驗車所能達(dá)到的最大側(cè)向加速度進(jìn)行試驗。6-26介紹脈沖輸入行駛條件下汽車平順性試驗的方法。解：為了獲得較典型的脈沖輸入，需在試驗路面上放置三角形凸塊，凸塊采用木質(zhì)，外包鐵皮，凸塊的高度h分別為60mm、90mm和120mm，試驗中，根據(jù)車型選取，凸塊的寬度B大于車輪寬度。試驗前，將兩個凸塊放置在試驗道路中間，并按汽車的輪距調(diào)整好兩個凸塊之間的距離。為保證同一車軸的左、右側(cè)車輪同時駛上凸塊，應(yīng)將兩個凸塊放在與汽車行駛方向垂直的一條線上。試驗時，試驗車分別以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h和60km/h的車速駛向凸塊，在距凸塊50m時穩(wěn)定試驗車速，并正對凸塊行駛，開始記錄汽車振動的加速度時間歷程；然后以該穩(wěn)定車速、左右車輪同時駛過凸塊，待汽車駛過凸塊且沖擊響應(yīng)消失后，停止記錄汽車振動的加速度時間歷程。每種車速的試驗次數(shù)不得少于5次。6-27介紹汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑測量的方法。解：試時，汽車以低的車速行駛，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)到極限位置并保持不變，車速穩(wěn)定后，起動容液滴灌器，車輛行駛一周，在地面上產(chǎn)生車輪胎面中心印跡，關(guān)閉容液滴灌器，然后將汽車開出測量區(qū)域。用鋼卷尺測量車輪胎面中心印跡圓直徑。測量時應(yīng)在相互垂直的兩個方向測量，并向左向右移動，讀取最大值；取兩個方向的測量值的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果。汽車向左轉(zhuǎn)和向右轉(zhuǎn)各測量一次，記錄試驗結(jié)果。如果左、右轉(zhuǎn)方向測得的試驗結(jié)果之差在0.1m以內(nèi)，則取左、右轉(zhuǎn)試驗結(jié)果的平均值作為該車的最終結(jié)果，否則以左、右轉(zhuǎn)方向測得的試驗結(jié)果的較大值作為最終結(jié)果。6-28介紹汽車沙地通過性試驗的方法。解：試驗前，選擇沙地；如果有專門的沙地試驗場，可根據(jù)預(yù)估的汽車通過能力，將底層壓實，上面鋪100~300mm的軟沙，表面平坦，長度不小于50m，寬度不小于10m。如果沒有專門的沙地試驗場，可以找一個能滿足試驗要求的天然沙地作為試驗沙地。在試驗車輛上安裝速度傳感器，在試驗車輛的驅(qū)動輪上安裝車輪轉(zhuǎn)數(shù)傳感器，在駕駛室底板及車廂前、中、后的車輛縱向中線處安裝加速度傳感器。試驗時，試驗車輛以直線前進(jìn)方向停放在試驗路段的起點，然后起步行駛，并以最大能力行駛，直至動力裝置停止轉(zhuǎn)動或驅(qū)動輪嚴(yán)重滑轉(zhuǎn)車輪不能前進(jìn)為止。測定從汽車起步到停車為止的行駛時間t、行駛距離s、車輪轉(zhuǎn)數(shù)n及車輛上下振動加速度隨時間變化的曲線。根據(jù)測得的試驗數(shù)據(jù)，計算試驗車輛的平均行駛速度：式中，v為平均行駛速度(km/h)；s為行駛距離(m)；t為行駛時間(s)。試驗車輛的車輪滑轉(zhuǎn)率為：6-29介紹汽車通過垂直障礙物試驗的方法。解：試驗前，選擇3種不同高度的垂直障礙物，垂直障礙物的高度h=(2/3~4/3)rk（rk為車輪滾動半徑），垂直障礙物的寬度不小于4m，垂直障礙物的長度不小于被試車輛的軸距。試驗也可按各試驗場的固定設(shè)施進(jìn)行。試驗時，試驗車輛全輪驅(qū)動，將擋位置于低速或前進(jìn)擋D，當(dāng)前輪靠近障礙物時，將加速踏板踩到底，爬越障礙物時不得猛沖，以免損壞傳動系部件。試驗要從最低障礙物開始爬越，然后根據(jù)通過情況，改變障礙物高度，直至試驗車輛不能爬越為止，并將不能爬越的前一次所測值定為爬越的最大高度。6-30介紹汽車涉水性能試驗的方法。解：試驗時，將手動擋變速器置于最低擋，自動擋變速器置于前進(jìn)擋D，以不大于10km/h的初始車速穩(wěn)定駛?cè)胨?，行駛至?00m。如果水池距離小于500m，應(yīng)重復(fù)試驗，使涉水累計不小于500m，包括在池外總試驗時間不少于20min。行駛中應(yīng)注意觀察、判斷發(fā)動機(jī)工作是否正常，有無異響，動力性是否下降，風(fēng)扇傳動帶是否打滑及排氣系統(tǒng)是否有故障等；觀察和判斷驅(qū)動電機(jī)工作是否正常，動力電池是否正常供電。車輛通過涉水池后，若駕駛室、行李艙內(nèi)、空氣濾芯、碳罐、各油液內(nèi)、動力電池未進(jìn)水，起動機(jī)、離合器、制動系、底部護(hù)板、電器附件、儀表、驅(qū)動電機(jī)等工作正常?？烧{(diào)整涉水池深度，重復(fù)試驗，直到接達(dá)到或接近所能通地水深的最大值為止，記錄涉水深度、通過時間、通過距離等。第7章智能網(wǎng)聯(lián)汽車自動駕駛功能場地試驗7-1介紹限速標(biāo)志識別及響應(yīng)試驗的目的、場景、方法和要求。解：試驗?zāi)康模簻y試智能網(wǎng)聯(lián)汽車識別限速標(biāo)志及響應(yīng)限速的能力。試驗場景：試驗道路為一條或一條以上的長直道，路邊設(shè)置限速和解除限速的標(biāo)志牌，限速和解除限速標(biāo)志值從表7-1中選取一組，表7-1為限速標(biāo)志值選取參照表，同一車速限速和解除限速的標(biāo)志牌之間至少為100m，不同車速的限速和解除限速的標(biāo)志牌在同一平面內(nèi)，限速標(biāo)志試驗場景示意圖如圖7-1所示。試驗方法：試驗車輛以不低于初始道路限速值0.75倍的速度駛向限速標(biāo)志，通過汽車速度測量儀測量車速，通過視覺或視覺傳感器的圖像觀察限速標(biāo)志識別及響應(yīng)試驗的情況。通過要求：1）試驗車輛最前端越過限速標(biāo)志所在平面時，速度不高于限速標(biāo)志值。2）試驗車輛在限速標(biāo)志牌之間行駛時，車速不低于當(dāng)前限速標(biāo)志值0.75倍。3）通過解除限速標(biāo)志牌后200m處，車速不低于當(dāng)前限速標(biāo)志值0.75倍。7-2介紹機(jī)動車信號燈識別及響應(yīng)試驗的目的、場景、方法和要求。解：試驗?zāi)康模簻y試智能網(wǎng)聯(lián)汽車識別及響應(yīng)機(jī)動車信號燈的能力。試驗場景：試驗道路為雙向兩車道的十字路口。在十字路口設(shè)置機(jī)動車信號燈，道路的轉(zhuǎn)彎半徑不小于15m，路段限速40km/h，機(jī)動車信號燈試驗場景如圖7-4所示。試驗方法：試驗車輛在車道內(nèi)駛向機(jī)動車信號燈，機(jī)動車信號燈的初始狀態(tài)為綠燈，然后，隨機(jī)調(diào)整為下列兩種狀態(tài)信號之一：a）信號燈保持綠燈。b）信號燈在試驗車輛最前端距離停止線最小距離為40m～60m時，由綠燈變?yōu)辄S燈并持續(xù)3s；再變?yōu)榧t燈，并持續(xù)30s；再變?yōu)榫G燈。試驗車輛直行、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)各3次，且試驗車輛的同一軌跡試驗中，a、b兩種信號燈狀態(tài)應(yīng)至少各出現(xiàn)1次。通過秒表測量時間，通過視覺或視覺傳感器的圖像觀察試驗識別及響應(yīng)機(jī)動車信號燈的能力，路面上可繪制距離停止線最小距離為40m～60m的位置線，用于判別試驗車輛到停止線的最小距離。通過要求：當(dāng)進(jìn)行綠燈和紅燈狀態(tài)下右轉(zhuǎn)試驗時，試驗車輛應(yīng)通過路口，并進(jìn)入對應(yīng)車道，在此過程上不應(yīng)停止行駛。當(dāng)進(jìn)行直行、左轉(zhuǎn)紅燈試驗時，試驗車輛應(yīng)滿足以下要求：a）試驗車輛應(yīng)在紅燈時，停止于停車線前，且車身任何部位不越過停車線；b）若試驗車輛為乘用車，車輛最前端與停車讓行線最小距離不大于2m；信號燈變?yōu)榫G燈后，車輛起動時間不超過3s。c）若試驗車輛為商用車，車輛最前端與停車線最小距離不大于4m；信號燈變?yōu)榫G燈后，車輛起動時間不超過5s。7-3介紹隧道識別及響應(yīng)試驗的目的、場景、方法和要求。解：試驗?zāi)康模簻y試智能網(wǎng)聯(lián)汽車識別及通過隧道的能力。試驗場景：試驗道路為至少包含長度不小于100m隧道的單向兩車道，隧道試驗場景如圖7-7所示。試驗方法：試驗車輛在車道內(nèi)駛向隧道，通過視覺或視覺傳感器的圖像觀察通過隧道的試驗情況。通過要求：a）若不具備隧道通行功能，試驗車輛應(yīng)在進(jìn)入隧道前發(fā)出超出設(shè)計運(yùn)行范轉(zhuǎn)的提示信息，且不進(jìn)入隧道，試驗車輛不發(fā)生碰撞，駕駛員不對試