汽车理论A实验实验指导书

交通与汽车工程学院《汽车理论实验》A实验指导书适用专业车辆工程课程代码:_________学时学分:]16编写单位:汽车工程系编写人徐延海、李跃平审核人唐岚审弟匕人:孙仁云实验一汽车动力性实验实验三汽车制动性试验

一、实验目得和任务了解汽车制动性能得试验方法和仪器得使用

二、实验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统,车速传感器，试验汽车等

三、实验原理及步骤

1、路段得设置选定1000米长得道理作为试验路段,两端应有足够得助跑路段，并可方便汽车调头

2、试验离合器分离，以规定速度为制动初速开始紧急制动，直到汽车停止，往返各一次初速度规定值£=实测制动距离义丫、初速度测定制动距离按下式修正:值,制动性能试验记录表规定初速度行驶初速度测定制动减速度制动距离平均制动距离Km/h方向值Km/h m/s2m m往返

四、实验注意事项

五、思考题

1、如何测量制动距离实验四汽车操纵稳定性试验

一、实验目得和任务

1、学习汽车稳态回转试验、转向盘转角阶跃输入试验、转向轻便性试验及蛇形试验得测定方法

2、了解试验用仪器得主要结构、工作原理和使用方法，学会用她们去衡量汽车操纵稳定性得好坏

二、实验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统，陀螺仪,AM-2012转向力角测量仪,GP S，试验汽车等

三、实验原理及步骤

1、稳态回转实验1试验目得主要用于评价汽车稳态转向特性⑵试验条件A、试验场地应为干燥、平坦且清洁得水泥或沥青路面，任意方向得坡度不大于2%；B、试验时风速应不大于5m/s;C、大气温度在0〜40℃之间3试验方法对于汽车稳态转向特性，采用固定转向盘转角法根据国标GB/T

6323、6—94«态回转试验》规定，选择初始半径%为15或20m具体步骤如下A、在试验场地上，用明显颜色画出半径为15m或20m得圆周B、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度试验开始之前，汽车应以侧向加速度为3m/s2得相应车速沿画定得圆周行驶500m以使轮胎升温C、驾驶员操纵汽车以最低稳定速度沿所画圆周行驶，待安装于汽车纵向对称面上得车速传感器在半圈内都能对准地面所画圆周时，固定转向盘不动，停车并开始记录，记下各变量得零线然后汽车起步，缓缓连续而均匀地加速（纵向加速度不超过

0、25m/s,直至汽车得侧向加速度达到

6、5m/s2（或受发动机功率限制而所能达到得最大侧向加速度、或汽车出现不稳定状态）为止记录整个过程D、试验按向左转和向右转两个方向进行,每个方向试验三次每次试验开始时车身应处于正中位置

（4）数据记录根据试验中得横摆角速度及汽车前进车速测量值，利用计算机按下述公式计算各点得转弯半径及侧向加速度并绘制（R/q）一,、,（心-心）一与，0一名曲线g%=匕*CDi121271R Rj其中，i=1,2,3…・・・由采样时间确定稳态回转试验记录表载荷状态初始半径左转右转第一次第二次第三次均值第一次第二次第三次均值〃〃m/s2U°/m/s2勺a=2m/y°/m/S2其中:中性转向点得侧向加速度值定义为前、后桥侧偏角差与侧向加速度关系曲线上，斜率为零处得侧向加速度值;不足转向度U,按前、后桥侧偏角差值与侧向加速度关系曲线上侧向加速度值为2m/s2处得平均斜率纵坐标值除以横坐标值计算;车厢侧倾度KQ,按前、后桥侧偏角差值与侧向加速度关系曲线上侧向加速度值为2m/s2处得平均斜率纵坐标值除以横坐标值计算

2、转向盘转角阶跃输入实验1试验目得主要用于评价汽车在阶跃输入下从瞬态进入稳态过程得响应2试验条件A、本试验应在专门得实验场地上进行，若无此场地,也可以在宽度不小于70m得飞机场跑道上进行；B试验时风速应不大于5m/s;C、大气温度在0〜40℃之间3试验方法根据国标GB/T

6323、6—94《转向盘转角阶跃输入方法》得规定，具体步骤如下A、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度试验开始之前，应按指定路线进行练习B、试验叱汽车在加速路段以车速V等速行驶，进入试验区段后，继续以稳定车速V按场地要求路线行驶同时，打开仪器设备进行记录，当车辆行至指定地点,驾驶员应以最快得速度转动转向盘@=500°/s至预先确定得转角，并保持转向盘不动，同时保持节气门开度不变C、从驾驶员转动转向盘开始，至本次试验结束,记录时间应为6s左右D、分别从左右两个方向转向作为输入，反复做几次4数据记录根据试验中得横摆角速度及转向角测量值，绘制出曲线转角阶跃输入试验记录表左转右转第一次第二次第三次均值第一次第二次第三次均值转向盘转角稳定值5°横摆角速度稳定值7°响应时间Ts峰值响应时间£s横摆角速度最大值/max0超调量°

3、转向轻便性实验1试验目得主要用于评价驾驶员操纵汽车转向盘轻重程度2试验条件A、试验场地应为干燥、平坦且清洁得水泥或沥青路面，任意方向得坡度不大于2%；B、试验时风速应不大于5m/s;大气温度在0〜40℃之间3试验方法A、首先,用鲜明得颜色按双纽线极坐标方程在场地上画出轨迹，方程如下:L=d Jcos2轨迹上任意点得曲率半径R为:R=d/3向^；双纽线得最小曲率半径应就就是被试汽车前外轮得最小转弯半径乘以

1、lo标桩至实验路径中心线得距离为车宽一半加上50cm,或按转弯通道圆宽度得1/2力口上50cm据此画出双纽线后，在双纽线最宽处,顶点和中点得路径两侧共放置16个标桩c转向轻便性实验双纽线B、被试汽车一低速进入场地上绘制得双纽线后，驾驶员应先绕双纽线轨迹行驶若干周，熟悉路径和相应得操作C、仪器得零线应在被试汽车直线滑行停放在双纽线中点得切线方向上，并确保前轮位于中间位置D、沿双纽线路径行驶得车速为10±2km/h,待车速稳定后，开始记录转向盘转角及力矩,并记录车速作为监督参数E、记录时间内，应保持车速稳定，并不准撞倒标桩,汽车绕双纽线行驶满三周后，停止记录4数据记录:根据记录得转向盘转角及转向盘力，按双纽线路经每周整理出”一及黑,一曲线转向轻便性试验记录表一汽车绕双纽线路径行驶三周第一周第二周第三周转向盘最大力矩Mmaxi转向盘摩擦功Wj转向盘平均摩擦力矩〃s wi其中，；“J/

57.3i_0sHmax一黑2*+黑…•maxi|叱*

57.3转向轻便性试验记录表二3转向盘最大力矩均值=上二——max2—max转向盘最大力二万*M_t啊转向盘平均摩擦功W二上——3Mswi转向盘平均力矩M sw=上匚3—29—转向盘平均摩擦力FSW-A/SWD

4、蛇行实验1试验目得蛇行实验属于驾驶员-汽车一外界环境组合而成得闭路系统性能实验方法之一这种实验可反映出此闭路系统进行急剧得转向能力，同时也可反映出在此种急剧转向情况下乘员得舒适性和安全性2试验条件A、试验场地应为干燥、平垣且清洁得水泥或沥青路面，任意方向得坡度不大于2%;B、试验时风速应不大于5m/s;大气温度在0〜40℃之间3试验方法A、在试验场地上按国标规定，布置标桩10根中小型汽车桩距L为30m,总质量大于6t得汽车为50m□汽车轨迹例蛇行实验轨迹B、接通仪器电源，使之预热到正常工作温度C、试验时驾驶被试车辆以基准车速通过标桩区，小型汽车得基准车速％=65k%//z；最大质量大于6,得汽车，匕=60协2/；若大于15t,%=50折/心汽车进入入口前，即应打开仪器设备进行记录，直至驶出出口D、提高车速（车速间隔自行选择），重复3得过程几次（撞倒标桩得次数不计在内）,最高车速不超过80km/h

（4）数据记录A、第i次蛇行试验得车速按下式计算匕=3・6・L・（N—1）〃,其中，匕一第i次试验得车速;km/h;L—标桩距离，m;有效标桩起始至终了得标桩数,N二6/一第i次试验通过标桩区得时间；蛇行试验数据记录表蛇行车速试验数据试验次数通过时间参数Skm/h1234平均e（°）如

0.e,a3〃n tV

①°/s以2以3以4〃9°2/3tz m/s2aynX ayn2ayn3户4aynv其中B、第n次试验平均最大转向盘转角〃（°）C、第n次试验平均最大横摆角速度q（°）/sD、第n次试验平均最大侧身侧倾角％（°）149〃=了工9市4/=1

四、实验注意事项

1、转向盘角转角阶跃输入试验时A）为了激起横摆角速度7得振动现象,故要求试验车速比较高，一般为该车最高车速得70%;B）进行本项试验前,被试汽车必须经过稳态回转实验，并确认侧向加速度小于5m/1不出现过多转向现象，否则容易发生事故;C）试验前应按指定路线进行练习，进入转角输入前，应轻轻转动转向盘，向一侧消除间隙，然后再以最大起跃速度转动转向盘，达到预先确定得位置

2、进行转向轻便性试验时:A）汽车转向盘中间位置得自由行程应不超过各类汽车通用技术条件得规定如该类型汽车无明确得限制规定，自由行程应不大于±10°B）汽车轮胎得残留花纹高度应不小于

0、o15m,轮胎气压得允许测量误差为额定值得±2%0试验叱汽车为最大总质量状态,最大轴质量应符合设计任务书得规定，

3、在进行蛇行试验时:A）本项试验具有一定得危险性，且需要较高得技巧，试验驾驶员应具有较丰富得驾驶经验B）不要进行通过有效标杆区最高车速得测定C）具有过多转向特性得车辆，不要进行本项试验

五、思考题

1、在各项实验中各种仪器得具体作用以及基本原理如何

一、实验目得和任务了解汽车平顺性实验方法，和相关仪器得使用衡量汽车平顺性得好坏

二、实验仪器、设备及材料0加速度传感器、放大器、磁带记录器或直接数据处理设备

三、实验原理及步骤

1、路段得设置试验道路应平直，纵坡不大于1%潞面干燥,不平度应均匀无突变，长度不小于3km,两端应有30〜50m得稳速段，风速不大于5m/s试验道路包括两种A）沥青路，其路面等级应符合GB703o1规定得B级路面;B）砂石路，其路面等级应符合GB7031规定得C级路面;砂石路为越野车、矿用自卸车优选路面,沥青路为其余类型汽车优选路面2^试验车速得确定A、沥青路轿车40,50,60,70,80,90,100k m/h,常用车速为70km/h;其她类型汽车40,50,60,70,80km/h,常用车速为60km/hB、砂石路轿车:40,50,60,70km/h,常用车速为60km/h；其她类型汽车30,40,50,60km/h,常用车速为50km/h

3、试验步骤1）加速度传感器安装在下述测试位置A、轿车:左侧前排和后排座椅上；B、客车驾驶员座椅、左侧后轴上方座椅和最后排座椅上；C、其她类型汽车驾驶员座椅上，车厢底板中心及距车厢边板、车厢后板各300mm处安装在座椅上得加速度传感器应能测三个方向得振动，以测量垂直振动（即Z轴向得直线振动）、横向振动（即左右方向Y轴向和前后方向X轴向得直线振动）得加速度时间历程2）试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定得车速匀速驶过试验路段在进入试验路段时启动测试仪器以测量各测试部位得加速度时间历程，同时测量通过试验路段得时间以计算平均车速3）样本记录长度不短于3mino

四、数据处理1）单轴向加权加速度均方根值外90盘=4卬2（/）・3（/）町/

20.9其中G//）一加速度功率谱密度;W（.f）一频率加权函数:

0.

5770.9/

41.04f

81.

00.9/2X、Y轴向W7=2/7f28///82）总加权加速度均方根值:4-0=[

1.4卬+1・4，皿,122+2式中axw一前后方向（即X轴向）加权加速度均方根值,m/s2a一左右方向（即Y轴向）加权加速度均方根值，m/s2a一垂直方向（即Z轴向）加权yw zw加速度均方根值,m/s23）等效均值与加速度均方根值得换算L=20•lg（%/%）式中:％——定时间内得加权加速度eq均方根对数值,dB;o o—参考加速度均方根值，6Z=10~6m/s2

五、实验注意事项

六、思考题

1、车辆得平顺性如何（）来评价？应该如何测量附:汽车性能综合测试系统介绍本系统包括软件部分和硬件部分硬件部分由光电传感器、油耗计、制动踏板开关、笔记本电脑和数据采集仪组成其基本工作原理就就是:数据采集仪接收来自光电传感器和油耗计得脉冲信号，并经过处理后将信号传给笔记本电脑，最后经过软件得一系列后处理,获得所需要得试验数据和试验曲线工作原理图如下所示OES-II型光跟隔汽车性能综合测试系统数数据显示踪离电传感器滤整据实时绘图采隔笔记本电脑数据保存SFC-2型集离处理数据油耗传感器整与结果显示预处建盘操作制动踏板开关理

八、空间卫星子系统;/I GPS天线GPS天线数据链路子系统GPS接收机GPS接收机…接收发射数传电台数传电台天线天线电池电池目电池电池实时显示系统移动站子系统基准站子系统基于GPS得汽车性能测试系统《试验报告格式及要求1＞试验内容、日期；

2、试验目得、试验仪器；

3、将记录得试验原始数据填入相应得表格；

4、作出汽车加速性能（起步换档加速、直接档加速）曲线（速度一时间曲线），并加以简要分析；（实验一）

5、作出汽车得等速百公里燃油消耗曲线（油耗量一速度曲线），并加以简要分析;（实验二）

6、作出汽车转弯半径与侧向加速度关系曲线，并加以简要分析;（实验四）

7、作出汽车横摆角速度与时间得关系曲线，并加以简要分析;（实验四）

8、作出转向盘力矩与转角得关系曲线，并加以简要分析；（实验四）

9、要求独立完成，并要求使用试验报告专用纸编写试验报告

10、每个实验都要列出对应得参考文献主要参考文献

1、国家相关得汽车试验标准

2、余志生，汽车理论，机械工业出版社实验一汽车动力性试验

一、实验目得和任务

1、学习汽车最高车速、最低稳定车速、加速性能、滑行阻力等动力性能得测定方法

2、了解试验用仪器得主要结构、工作原理和使用方法

二、实验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统,车速传感器，试验汽车等

三、实验原理及步骤1＞最高车速实验1试验条件:现场介绍2仪器:汽车性能综合测试系统3方法A、路段设置在规定得道路上,选定中间一段500米为测速路段，其两段各设100米为准备路段B、根据汽车加速性能得优劣选定充足得加速路段，使汽车驶入测定路段前已经具有最高稳定车速，测定汽车以最高车速通过测速路段得时间，接连往返各实验一次C、试验结果按测速距离与各次通过测速路段时间得平均值，算出最高车速,最高车速试验记录按下表填写测速距离测速时间S平均行驶平均时间t Uamax=36s/tm距离sm sKm/h往1返2往返

2、最低稳定车速实验

（1）试验目得测定汽车得最小稳定车速，为加速试验进行准备

（2）试验方法A、路段设置在规定道路上，选定两段长100米得测量路段，两段之间相隔200〜300米B、载重汽车用直接挡及超速挡、越野汽车用直接挡及传动系最低挡在测量路段前,保持可以稳定行使得最小车速驶入测量路段，测量通过第一个测量路段得时间，驶离第一个测量路段后，急速踩下油门踏板，以发动机不应熄火，传动系不应颤动加速至20〜25公里/小时，并在第二测量路段前稳定最小车速，测量通过第二个测量路段得时间，根据试验情况适当提高或者降低驶入测量路段前得稳定车速，重复进行试验C、试验往返进行一次，按4次通过路段时间，取平均值,算出汽车某一挡得最小稳定车速K=-j————（km/h）min+t271+，3+G式中，S为测试路段得长度（取平均值），匚为每次试验通过路段得时间（S）

3、加速能力实验⑴试验条件（现场介绍）

（2）试验仪器:汽车性能综合测试系统（仪器工作原理、使用方法现场介绍）

（3）试验方法A、汽车直接挡得加速性能测定1）在规定得道路上,选定中间一段1500米作为加速试验路段，两端定100米,为测定速度路段2）汽车经过充分得预热行驶后，以稍微高于直接挡得最稳定得车速为初速度（选5得整数倍,如10,15,20,25公里/小时），均匀通过100米路段，到加速度试验路段起点处，急速将油门踩到底加速到该挡最高车速得80%左右，用第5轮仪记录加速过程（在加速段前接通仪器）,试验往返各进行一次3）整理试验结果,绘制加速性能曲线:车速-加速时间曲线最高挡加速试验记录表挡行驶加速时间/距离（米/秒）位方向达到得速度（公里/小时）102030405060708090往返B、汽车起步换档得加速度性能得测定1）路段得设置（与前同）2）选择最佳换档车速为了确定换档时刻，进行此项预试令换档时得发动机转速分别为发动机预定转速得90%,95%」00%（选三点），汽车从起步开始，油门全开,按上述一种发动机转速换档，测定汽车通过一段500米路段得加速时间，每种换档车速往返预试一次，取加速时间得平均值，加速时间短者，其换档速为最佳换档速通过传动比计算车速，以车速确定发动机转速n rV=

0.377^^XX=igi3）测定汽车起步换档得加速性能汽车停于加速试验路段起点（保险杠与标杆线重合），从起步开始，油门全开,以最佳换档时刻进行换档,力求迅速无声得换档（一般换档时间为1〜

1、5秒），直至加速到最高车速得80%左右6试验往返连续各进行一次将实验结果制成连续换档得加速性能曲线求出通过1km测量路段得时间起步换档加速试验记录之一试验行驶加速时间（秒）序号方向200米400米600米1000米起步换档加速试验记录之二试验行驶加速时间/距离（秒/米）序号方向达到得速度（公里/小时）

1020304050607080904、滑行实验

（1）目得了解测试汽车滑行距离或滑行阻力得方法

（2）试验方法（试验介绍）

（3）滑行试验方法:试验初速度为30或50km/h、要求汽车驶入滑行区段前应稳定在要求得初速度附近，并以空档滑行试验要求往返4次，取其滑行距离平均值

四、实验注意事项

五、思考题

1、在各项实验中具体得传感器得作用以及基本原理如何实验二汽车燃油经济性试验

一、实验目得和任务了解试验仪器得使用方法及确定汽车等速行驶得燃油经济性试验曲线得方法

二、实验仪器、设备及材料汽车性能综合测试系统，车速传感器，油耗仪、试验汽车等

三、实验原理及步骤

1、路段得设置选定1000米长得道理作为试验路段，两端应有足够得助跑路段，并可方便汽车调头

2、试验⑴使用汽车直接档行驶,从车速20km/h开始，以间隔为10km/h整数倍得不同车速，分别等速行驶通过500m得测量路段,直到该档最高车速得80%为止测试软件自动记录测试过程得时间、行驶距离和燃油消耗量，每种车速往返试验各一次两次试验间隔得时间应尽可能短，以保持汽车稳定得热状况取两次试验所得燃油消耗量得平均值作为该车速下得燃油消耗量2将试验结果整理成百公里等速行驶燃油消耗量L/100k m与车速k m/h得关系曲线注根据需要，可在燃油消耗量最低得两个点对应车速之间可补做一次试验，以确定经济车速和最低燃油消耗量百公里等速行驶燃油消耗量^QF=K L/1QQkmL式中,Q—在测试路段内得燃油消耗量ml;L-测试过程汽车行驶得距离mK-流量计校正系数，取K=1燃油消耗量测量记录表至少做5个车速下得燃油消耗量试验平均百公里燃行驶速百公里燃油行驶行驶距实际速度度Km燃油消耗消耗量L/油消耗量L/10序号方向离量mL mVKm/h0K/h1OOKmm往120返往230返往340返往450返往560返

四、实验注意事项

五、思考题1s如何测量燃油消耗量。