第5章汽车试验学.pptx
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1、第五章第五章 汽车基本性能试验汽车基本性能试验第一节第一节第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验汽车动力性试验汽车动力性试验第二节第二节第二节第二节 汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验汽车燃油经济性试验第三节第三节第三节第三节 汽车制动性试验汽车制动性试验汽车制动性试验汽车制动性试验第四节第四节第四节第四节 汽车操纵稳定性试验汽车操纵稳定性试验汽车操纵稳定性试验汽车操纵稳定性试验第五节第五节第五节第五节 汽车平顺性试验汽车平顺性试验汽车平顺性试验汽车平顺性试验第六节第六节第六节第六节 汽车通过性试验汽车通过性试验汽车通过性试验汽车通过性试验滑行试验滑行试验第一节第一节
2、汽车动力性试验汽车动力性试验 汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时,所能达到的最高车速、加速度和爬坡度等能力。通常用加速性能、最高车速、爬坡性能和牵引性能进行评价,测定动力性能的各项评价指标,可以考察其是否符合设计要求和使用要求,为改进设计提供依据。另外,还可对不同车型进行动力性比较、检查生产质量和科学研究等。滑行试验用于评价汽车在无驱动条件下的滑行性能,以检查汽车底盘技术状况和调整状况,也用于在道路上测定汽车的行驶阻力,汽车滑行性能的好坏,直接影响汽车的动力性和经济性,滑行性能可以用初速50km/h时的滑行距离和滑行时间评价,也可通过测定滑行阻力系数来确定汽车行驶阻力的大小。滑行试验滑行
3、试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 1.测量滑行距离在同一车速下汽车滑行距离的长短取决于滚动阻力系数、空气阻力系数、汽车总质量以及汽车底盘的技术状况和调整状况,滑行距离越长,汽车性能越好。滑行试验选择长8001000m的平直路段作为滑行区段。试验时,先以(500.3)km/h的车速匀速行驶,当行驶到滑行试验区段起点时,迅速踩下离合器踏板,变速器挂空挡滑行至停车,同时测定滑行时间和滑行距离,滑行过程中,应保持汽车直线行驶,尽可能不转动转向盘,不允许使用制动器,试验至少往返各进行一次,且往返区段应尽量重合。由于滑行初速度很难控制为50km/h,为了使试验结果具有可比性,应将实测的滑行距
4、离换算成滑行初速度为50km/h的滑行距离,其换算公式为:滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验(5-1)(5-2)式中:a计算系数,1/s2;Vn实测滑行初速度,m/s;b常数,m/s2(当汽车总质量不大于4t且滑行距离不大于600m时,b=0.3,其他情况下,b=0.2);s实测滑行距离,m;C常数,m2/s2(c=771.6);S初速度为50km/h时的滑行距离,m;取换算后两个方向滑行距离的平均值作为试验结果,利用测量数据,绘制车速-距离、车速-时
5、间曲线,如图5-1。滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 图图 5-1 汽车滑行特性曲线汽车滑行特性曲线 滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 2.测定滑行阻力系数滑行阻力包括滚动阻力、空气阻力和传动系摩擦阻力等.采用低速滑行试验,测量出滑动阻力系数,可近似为滚动阻力系数,采用高速滑行试验,测量出滑动阻力系数,可近似看成由滚动阻力和空气阻力组成,进而求出空气阻力系数,滑行阻力系数的测定方法有定距离测定法、定初速度测定法和负荷拖车测定法。1)定距离滑行法试验前,试验场地选择长为100m的测量路段,将其分为两段,每段各50m,反复预试,找出该车在(202
6、)s时间内滑行通过100m路段的滑行初速度(通常为20km/h左右)。滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 试验时,驾驶汽车匀速接近测量段起点,驶到挡起使点之的滑瞬行间通过迅速100m,离控制器,在变速器空置(202)s,测定通过开始50m路段和100m路段的滑行时间t1、t2,往返至少测3次,若测量重复性差,应进行补充试验,直至满足要求。力仅为由滚于动滑阻行力速度可较视低为,常空数气,阻则力汽和车传滑动行系过摩程擦为阻匀力减忽速略运不动计。设由滑行道路减速度平均值为,汽车滑行阻的dV/dt(m/s2),滑行初速度为V0(m/s),由50m、100m的滑行时间,可列方程组
7、:滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 联立求解得:(5-3)则滑行阻力为:(5-4)式中:Fh滑行阻力,N;m汽车总质量,kg;m旋转部件当量惯性质量,kg(m=m);旋转质量换算系数kg(mI2m)2;10.040.05(载货汽车)或0.0511/g;0-07(小客车);20.030.05;Ig变速器传动比;滑行阻力系数(f)计算公式:(5-5)当车速较低时,可认为滑行阻力系数为滚动阻力系数。滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 2)定初速滑行法测量从高速V1(km/h)滑行至V1-5(km/h)的滑行时间t1和从低速V2(km/h)滑行至V2-
8、5(km/h)的滑行时间t2,根据测量数据估算滚动阻力系数和空气阻力系数。【例5-1】某汽车质量为1450kg,横截面A为2.2m2,计算过程见表5-1空气阻力系数Cw为:(5-6)滚动阻力系数f为:(5-7)滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 试验数据与处理试验数据与处理 表表5-1 滑行试验滑行试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 3)负荷拖车测定法负荷拖车能够牵引或被牵引,能施加、测量牵引力或阻滞力,通常由全轮驱动的大功率汽车改装而成。测定汽车滚动阻力及阻力系数时,由负荷拖车牵引试验车,为了去掉发动机及传动系统阻力,需要取出汽车半轴。测定时,负荷拖车以较
9、低车速等速牵引试验车行驶,由于车速低,可忽略空气阻力,因此牵引力与试验车滚动阻力很接近,测出的拖钩牵引力可视为滚动阻力,该路段上的滚动阻力系数为:(5-8)式中:ft拖钩牵引力,N;mg汽车总质量,N。车速试验车速试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 车速试验包括最高车速试验和最低稳定车速试验。1.最高车速试验最高车速试验的测量路段长度为200m,两端用标杆准确标记,测量路段后端留有足够供制动的路段,长在200m以上,且有足够的加速行驶区段。为此,最高车速试验最好在汽车试验场的高速环道上进行,若无此条件,应在无干扰的直线道路上进行,此时要求供加速用的直线路段长不小于3km,若试验路段
10、选在道路的两端,则应根据不同车型留有供制动的足够长的路段,试验仪器:第五轮仪或光电管遮蔽测速装置或秒表。试验之前,应重点检查汽车的转向系统、传动轴等各连接部件的紧固状况,检查制动系统的制动效能,以确保高速试验安全,关闭试验车的全部门、窗等,以防止汽车高速行驶时产生较大的空气阻力。车速试验车速试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 试验时,试验汽车在加速路段行驶时,节气门全开,以最佳状态行驶,在驶至速度测量路段之前,变速器及分动器置最高挡,然后使汽车以最高的稳定车速通过速度测量路段,同时进行测量并记录,试验往、返各进行一次。若使用第五轮仪进行测量,先求出两个方向试验时纸带上打印出的瞬时速
11、度的算术平均值,再计算出两个方向平均速度的平均值,作为该车的最高车速。当使用光电管遮蔽测速装置进行测量时,能直接读出两个方向试验时通过200m路段的平均速度,将两者平均即最高车速。使用秒表测量时,由于汽车高速行驶,很难准确地观察到起始点和结束点的标杆,并且也难于及时按动秒表,因此测量误差较大,尽量不使用秒表,若使用秒表测量,用秒表测量通过200m车速测量路段的时间,并对试验结果做如下处理:车速试验车速试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验(5-9)式中:Vmax汽车最高车速,km/h;t往、返试验所测时间的算术平均值,s。2.最低稳定车速试验稳定行驶是指以一定车速匀速行驶一段距离后,再
12、急加速时发动机不熄火、传动系统不抖动,从而简化驾驶操作,确保汽车维持较高的平均车速,最低稳定车速是在直接挡下汽车能够稳定行驶的最后车速,试验仪器:第五轮仪或秒表,试验之前,选取50m长的平坦、坚实的直线路段,在该路段的两端各插上一根标杆。车速试验车速试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 试验时,变速器置于预定挡位,使汽车保持较低的稳定车速驶入试验路段,变速器挡位要求:货车、客车、专用汽车及重型矿用汽车挂直接挡,越野汽车,除挂直接挡试验外,还要增加挂传动系统最低挡位的最低稳定车速试验。另外,根据试验要求,挂超速挡或其他挡位进行试验,对于没有直接挡的汽车,挂最接近直接挡的挡位。当汽车驶出
13、试验路段时,快速踩下加速踏板,此时发动机应不熄火,传动系统不得抖动,汽车能平稳地加速行驶,若踩下加速踏板后,发动机未熄火且传动系统未发生抖动,应适当降低车速继续进行试验,反之,若发动机熄火或传动系统发生抖动,应适当提高车速再进行试验,直至找到符合要求的该挡最低稳定车速,试验至少往、返各进行两次。车速试验车速试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 另外,在试验过程中,不允许为保持汽车稳定行驶而切断离合器或使用制动器制动汽车,若使用第五轮仪作为试验仪器,该仪器能直接给出最低稳定车速,可以取实测车速的算术平均值作为试验结果。若使用秒表测试,应测出汽车每次通过50m路段的时间,按下式计算最低稳
14、定车速:(5-10)式中:Vmin最低稳定车速,km/h;n试验次数;ti第i次试验测得的通过50m的时间,s。加速性能试验加速性能试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 加速性能是指汽车从较低车速加速到较高车速时所用最短时间的能力,主要用加速时间进行评价,加速性能试验有起步连续换挡加速试验和固定挡加速试验两种。1.起步连续换挡加速试验起步连续换挡加速性表征汽车从起步开始快速达到较高行驶车速的能力,试验应在坚实平坦的路面上进行,汽车应处于良好的技术状态。试验时,将汽车停在加速试验路段的起点,变速器置于起步挡然后迅速起步,并将加速踏板踩到底,使汽车尽快加速行驶,当发动机达到最大功率转速时
15、,力求迅速无声地换到高挡换挡后立即将加速踏板踩到底,直到车速升至最高挡最高车速的80以上(轿车应加速到100km/h以上)。加速性能试验加速性能试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 因此,在加速性试验之前应反复预试,找出加速最快的操作方式(先缓后快加油),并以该操作方式进行试验。试验结束后,根据试验数据,绘制汽车起步连续换挡加速曲线,如图5-2。同时整理出加速到各车速时的加速距离和加速时间,绘制曲线时,换挡点附近应多取几点原始数据,以提高计算机处理原始数据时的曲线拟合效果。同时,记录加速全过程的速度、时间和行驶距离,试验往返各进行一次,并且往、返加速试验路段应尽量重合,两次试验换挡时
16、的车速应尽量接近,以便数据处理时作拟合曲线,对于使用自动变速器的汽车,试验在D位进行。注意:由于设计原因,而加速过渡性不良的汽车快速起步时会使传动系统严重抖动,车辆“点头”,使加速性能下降。加速性能试验加速性能试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 图图5-2 起步连续换挡加速曲线起步连续换挡加速曲线 加速性能试验加速性能试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 2.固定挡加速试验固定挡加速性能表征汽车的超车加速性能,通常进行最高挡和次高挡加速性能试验。试验之前,根据具体试验汽车选取适当长度的路段作为加速试验路段,并在该路段的两端各立一根标杆,作为加速试验时两个方向的加速起点,检
17、查试验车是否处于良好的技术状态,必要时进行调整。试验时,变速器置于预定挡位,以稍高于该挡位下最低稳定车速作为初速度(通常选5的整倍数,如20km/h、25km/h等)匀速行驶。当驶入试验路段时,立即将加速踏板踏到底,并保持此状态直到加速结束,使汽车加速行驶至该挡位下最高车速的80以上(轿车车速应高于100km/h)。同时,记录加速全过程的速度、时间和行驶距离,试验往、返各进行一次,并且往、返加速性试验路段应尽量重合,试验结果取平均值。加速性能试验加速性能试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 对于使用自动变速器的汽车,试验在D位进行,初始车速选择以车辆在加速中不至于有自动换挡操作为原则
18、。根据两个方向的试验数据,绘制汽车固定挡加速性能曲线,如图5-3所示。图图5-3 汽汽车车直直接接挡加速性能曲线挡加速性能曲线 爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 汽车的爬坡能力用最大爬坡度进行评价,汽车的最大爬坡度是指汽车处于最大总质量状态时,变速器置于最低挡,在坚硬路面上所能爬上的最大坡度。爬坡试验分为爬长坡试验和爬陡坡试验,汽车爬长坡试验用于检查汽车长时间在较大功率输出工况下的动力性、发动机和动力传动系统的热状态和机械状态、变速器挡位的使用状况,以及燃油消耗量等。1.爬长坡试验汽车爬长坡试验需用下述试验仪器:用于测定大气温度、发动机冷却液温度、发动机润滑油温度、变
19、速器齿轮油温度、分动器齿轮油温度及主减速器齿轮油温度的远程多点温度计,记录试验全过程中变速器挡位使用次数的挡位记录仪,测定燃油消耗量的燃油流量计,测量行驶时间的秒表。爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 试验坡道为表面平整、坚实的连续上坡道,长度为810km,其中上坡路段占坡道长度的90以上,最大纵向坡度不小于8。单车试验按该车使用说明书规定,使汽车处于最大总质量状态,拖带挂车的汽车试验应预先准备处于规定总质量的挂车。试验前重点检查发动机供油系统和冷却系统、传动系统及制动系统的工作状况,应处于良好的技术状态,里程表应经过校正。试验时,将试验车停放在坡道起点,记录里程表指示
20、里程,启动燃油流量计,然后起步爬坡,爬坡中尽可能使用较高的挡位,且处于全负荷状态,在保证安全的前提下以较高车速行驶至试验终点,试验中每行驶0.5km,记录一次各部位的温度,同时记录试验全过程中的挡位使用次数和使用时间(或行驶里程)。观察仪表、发动机及传动系统的工作情况,通过里程表指示值、燃油消耗量测量结果,以及爬坡时间等参数计算出平均车速和平均百公里燃油消耗量。爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 若车辆在爬坡过程中出现发动机冷却液开锅,或发动机润滑油温度超过105或供油系统发生气阻,或发动机强烈爆震,或传动系统脱挡等使汽车不正常行驶现象,应立即停车检查,并记录停车时的行
21、驶里程、行驶时间、燃油消耗量及各部位温度,详细记录故障现象,以供试验结果分析。1.爬陡坡试验1)坡路实测法汽车爬陡坡的试验坡路是专门修建、具有防滑措施的混凝土铺装、沥青铺装或其他材料铺装的表面工整、坚实的直线坡道,当坡度大于或等于最大爬坡度的30时,路面必须用混凝土铺装,当坡度小于最大爬坡度的30时,用沥青铺装,每个坡道的长度不小于25m,中部设置10m长的速度测试路段,在坡道的前端设有810m的平直路段。另外,每个坡道的坡度应均匀一致,坡度大于最大爬坡度的40的坡道,必须设置安全防护装置。爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 试验前,试验车预热行驶,使油温、冷却液温度达
22、到正常工作状态,然后停在接近坡道的平直路段上,将试验车变速器置于最低挡,起步后迅速将加速踏板踩到底,要保持节气门全开,用最低挡爬至坡顶,测定汽车通过10m测定路段的时间和发动机转速,监视并测定发动机冷却液温度、润滑油温度和压力,以及一些总成的润滑油温度。当爬至坡顶时,检查汽车各部位有无异常现象,记录坡道的坡度、长度、类型及道路表面状况等。若试验汽车顺利通过了该坡道,再进行高一级坡度试验,直到汽车不能爬上更大坡度的坡道为止,若第一次爬不上去,可进行第二次,但不允许超过两次,最后以能爬至坡顶的最陡坡道的坡度作为该车的最大爬坡度。另外,若汽车中途爬不上坡,应测量停车点(后轮接地中心)到坡底的距离,并
23、记录原因,以供分析。爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 若找不到厂家规定坡度的坡道,可在其他坡度的坡道上进行试验,通过增减载荷或改变变速器挡位爬坡,并按下式折算成厂家规定最大总质量状态下,变速器置于最低挡时的爬坡度:(5-11)式中:m折算后的最大爬坡度,();试验用坡道的实际坡度,();m0厂家规定的试验车最大总质量,kg;m试验时试验车的总质量,kg;il变速器最低挡时传动系统的传动比;i试验时汽车传动系统的传动比;爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 爬坡时的平均车速按下式计算:(5-12)式中:V平均车速,km/h;t试验车通过10m速度测
24、量路段的时间,s;爬坡试验爬坡试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 2)负荷拖车测量法用负荷拖车测量汽车最大爬坡度时,汽车在平整、坚实的水平直线铺装路面上试验,使用负荷拖车作为负荷,通过换算试验结果而求得最大爬坡度。试验时,变速器置于最低挡,节气门全开,拖动负荷拖车,牵引杆应处于水平位置,与试验汽车和负荷拖车的纵向中心平面平行,牵引杆内安装拉力传感器,用以测量拖钩牵引力,通过负荷拖车的电动机制动,测量试验车最大拖钩牵引力Ftmax,计算最大爬坡度:(5-13)牵引性能试验牵引性能试验第一节第一节 汽车动力性试验汽车动力性试验 若没有负荷拖车,可用最大总质量状态下的汽车代替负荷拖车进行
25、试验。试验时,被拖车辆的变速器置于最低挡,用制动器逐步增强制动强度,直到试验汽车拖不动为止,将牵引过程中测量的最大牵引力作为最大拖钩牵引力。汽车牵引性能试验用于确定汽车牵引挂车的动力性能,包括牵引性能试验和最大拖钩牵引力性能试验。1.汽车牵引性能试验该应采用试验汽车牵引负荷拖车进行,没有负荷拖车时,可用处于最大总质量状态的其他汽车代替负荷拖车,使用负荷拖车进行试验时,试验汽车安装测量仪器,以测量车速,试验汽车与负荷拖车之间用牵引杆连接,在牵引杆内部安装一只拉力传感器,两车之间用传声器或对讲机联系,使前后车运行协调,试验时要求牵引杆保持水平,其纵向与试验汽车及负荷拖车的纵向中心平面平行。牵引性能
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