汽车试验学复习课件

1、1 1第2章 汽车试验用传感器第3章 汽车试验设备与设施第4章 汽车试验数据处理第5章 汽车环境保护特性测量第6章 汽车基本性能试验第7章 汽车可靠性试验第8章 正交试验设计简介2 2第第1章章 绪论绪论1.1 1.1 概述概述1.2 1.2 汽车试验标准汽车试验标准1.3 1.3 汽车试验管理与实施汽车试验管理与实施3 31.1 1.1 概述概述 汽车是一种大批量生产、产品性能、汽车是一种大批量生产、产品性能、质量要求高，结构复杂、使用条件多变质量要求高，结构复杂、使用条件多变的特殊产品，任何设计制造缺陷都可能的特殊产品，任何设计制造缺陷都可能造成严重的后果。造成严重的后果。 通过试验可以发

2、现汽车在制造和使用通过试验可以发现汽车在制造和使用过程中的缺陷及薄弱环节。过程中的缺陷及薄弱环节。4 41.1 1.1 概述概述 汽车是一种大批量生产、产品性能、汽车是一种大批量生产、产品性能、质量要求高，结构复杂、使用条件多变质量要求高，结构复杂、使用条件多变的特殊产品，任何设计制造缺陷都可能的特殊产品，任何设计制造缺陷都可能造成严重的后果。造成严重的后果。 通过试验可以发现汽车在制造和使用通过试验可以发现汽车在制造和使用过程中的缺陷及薄弱环节。过程中的缺陷及薄弱环节。 深入了解汽车在实际使用中各种现象深入了解汽车在实际使用中各种现象的本质及其规律，保证产品性能，提高的本质及其规律，保证产品

3、性能，提高汽车的质量及市场的竞争力。汽车的质量及市场的竞争力。5 51.1 1.1 概述概述 通过试验，可以检验产品设计、制造通过试验，可以检验产品设计、制造及结构的先进性、设计思想的正确性、及结构的先进性、设计思想的正确性、制造工艺的合理性、使用维修的方便性制造工艺的合理性、使用维修的方便性以及各总成部件的工作可靠性。以及各总成部件的工作可靠性。 随着汽车科技的高速发展、汽车用途随着汽车科技的高速发展、汽车用途的日益扩展，需要不断进行理论相关问的日益扩展，需要不断进行理论相关问题研究和试验论证。这类研究工作都离题研究和试验论证。这类研究工作都离不开汽车试验。不开汽车试验。6 61.1 1.1

4、 概述概述 室内台架试验室内台架试验 室内台架试验的重要特征在于试验不受环境室内台架试验的重要特征在于试验不受环境的影响，且可以的影响，且可以2424小时不停地进行试验。小时不停地进行试验。 因此，特别适合于汽车性能的对比试验和可因此，特别适合于汽车性能的对比试验和可靠性、耐久性试验。靠性、耐久性试验。 优点是试验效率高，可适用于总成部件，也优点是试验效率高，可适用于总成部件，也适用于汽车整车试验。适用于汽车整车试验。7 71.1 1.1 概述概述 汽车试验场试验汽车试验场试验 汽车试验场试验越来越受到汽车界的重视，汽车试验场试验越来越受到汽车界的重视，其原因是汽车试车场上可以设置各种不同的路

5、面其原因是汽车试车场上可以设置各种不同的路面，如扭曲路面、搓板路、石子路、各种坡路、坑，如扭曲路面、搓板路、石子路、各种坡路、坑洼路等。洼路等。8 81.1 1.1 概述概述 室外道路试验室外道路试验 由于汽车产品最终都要交到用户手中，到不由于汽车产品最终都要交到用户手中，到不同气候、不同交通状况的地区、不同道路条件的同气候、不同交通状况的地区、不同道路条件的各种路面上去行驶。各种路面上去行驶。 为使汽车的各项性能满足实际使用要求，就为使汽车的各项性能满足实际使用要求，就必须到实际的道路上进行考验。必须到实际的道路上进行考验。 9 91.1 1.1 概述概述 围绕着如何保证汽车产品质量所开展的

6、试验，围绕着如何保证汽车产品质量所开展的试验，称为称为； 以考核新开发的汽车产品是否符合设计要求及以考核新开发的汽车产品是否符合设计要求及考核其是否满足汽车法规规定为目的的试验，称考核其是否满足汽车法规规定为目的的试验，称为为； 为推进汽车的技术进步所开展的各项试验，称为推进汽车的技术进步所开展的各项试验，称为验证试验。如汽车新产品、新技术、新材料、为验证试验。如汽车新产品、新技术、新材料、新工艺新工艺；1010第1章 绪论第3章 汽车试验设备与设施第4章 汽车试验数据处理第5章 汽车环境保护特性测量第6章 汽车基本性能试验第7章 汽车可靠性试验第8章 正交试验设计简介11112-1 2-1

7、概述概述 2-6 2-6 压电式传感器压电式传感器2-2 2-2 电阻式传感器电阻式传感器 2-7 2-7 光电式传感器光电式传感器2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器 2-8 2-8 旋转变压器旋转变压器2-4 2-4 电容式传感器电容式传感器 2-9 2-9 编码器编码器2-5 2-5 磁电式传感器磁电式传感器 2-10 2-10 温度传感器温度传感器12122.1 2.1 概述概述一、什么叫传感器一、什么叫传感器 1313二、传感器的构成二、传感器的构成 并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件。并不是所有的传感器都必须包括敏感元件和转换元件。 如果敏感元件直接输出的是电量，它

8、就同时兼为转换元件，如果敏感元件直接输出的是电量，它就同时兼为转换元件，因此，敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很多的。例因此，敏感元件和转换元件两者合一的传感器是很多的。例如：压电晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等都是这种形如：压电晶体、热电偶、热敏电阻、光电器件等都是这种形式的传感器。式的传感器。 1414二、传感器的构成二、传感器的构成 例如应变式压力传感器。例如应变式压力传感器。15152-1 2-1 概述概述 2-6 2-6 压电式传感器压电式传感器 2-7 2-7 光电式传感器光电式传感器2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器 2-8 2-8 旋转变压器旋转变压器2-4 2-4

9、 电容式传感器电容式传感器 2-9 2-9 编码器编码器2-5 2-5 磁电式传感器磁电式传感器 2-10 2-10 温度传感器温度传感器1616 电阻式传感器电阻式传感器 能把能把转换为转换为变化的一种传感器。变化的一种传感器。2.2 2.2 电阻式传感器电阻式传感器 按工作的原理可分为按工作的原理可分为: : 变阻器式变阻器式（大电阻式）（大电阻式）、电阻应变式、电阻应变式（微电阻式）（微电阻式）AlR1717一、变阻器式传感器一、变阻器式传感器2.2 2.2 电阻式传感器电阻式传感器1 1 类型类型1818一、变阻器式传感器一、变阻器式传感器2 2 结构和工作原理结构和工作原理1919一

10、、变阻器式传感器一、变阻器式传感器3 3 后接电路后接电路xPx1ueuo xxPRLRp+ +xPx()-V VRL2020一、变阻器式传感器一、变阻器式传感器负载效应负载效应0 xuo2121二二 电阻应变式传感器电阻应变式传感器-应变片应变片1 1 工作原理工作原理 导体或半导体材料在受到外界力导体或半导体材料在受到外界力( (拉力或压拉力或压力力) )作用时，产生机械变形，机械变形导致其阻作用时，产生机械变形，机械变形导致其阻值变化，这种因形变而使其阻值发生变化的现值变化，这种因形变而使其阻值发生变化的现象称为象称为“应变效应应变效应”。上述任何一个参数变换均会引起电阻变化上述任何一个

11、参数变换均会引起电阻变化, ,求偏微分求偏微分金属应变片的电阻金属应变片的电阻R R为为AlR/dAldAAldlAdR+2二二 电阻应变式传感器电阻应变式传感器-应变片应变片22221 1 工作原理工作原理(12)dRER+ 对金属材料，主要考虑其对金属材料，主要考虑其引起电引起电阻变化：阻变化：(12)d RR +2 金属电阻应变片金属电阻应变片二二 电阻应变式传感器电阻应变式传感器-应变片应变片2323被称为灵敏度，其值为被称为灵敏度，其值为1.73.6之间。之间。21 +6 6 电阻应变式传感器的应用电阻应变式传感器的应用二二 电阻应变式传感器电阻应变式传感器24246 6 电阻应变式

12、传感器的应用电阻应变式传感器的应用二二 电阻应变式传感器电阻应变式传感器25256 6 电阻应变式传感器的应用电阻应变式传感器的应用二二 电阻应变式传感器电阻应变式传感器26262727 1 1、电桥的基本形式和分类、电桥的基本形式和分类三、电桥三、电桥2828 1 1、电桥的基本形式和分类、电桥的基本形式和分类直流电桥直流电桥交流电桥交流电桥三、电桥三、电桥2929 2 2、直流电桥、直流电桥（1） 电桥的工作原理和平衡条件电桥的工作原理和平衡条件平衡条件：平衡条件：4231RRRR三、电桥三、电桥（2） 电桥的测量方式和灵敏度电桥的测量方式和灵敏度3030014yRUUR012yRUUR0

13、yRUUR 2 2、直流电桥、直流电桥3131 2 2、直流电桥、直流电桥（3） 电桥的和差特性电桥的和差特性3232 2 2、直流电桥、直流电桥（3） 电桥的和差特性电桥的和差特性3124012341()4yRRRRUURRRR+（3） 电桥的和差特性电桥的和差特性33333124012341()4yRRRRUURRRR+ 2 2、直流电桥、直流电桥3434 2 2、直流电桥、直流电桥（4） 电桥和差特性的应用电桥和差特性的应用3124012341()4yRRRRUURRRR+35352-1 2-1 概述概述 2-2 2-2 电阻式传感器电阻式传感器 2-7 2-7 光电式传感器光电式传感器

14、2-3 2-3 电感式传感器电感式传感器 2-8 2-8 旋转变压器旋转变压器2-4 2-4 电容式传感器电容式传感器 2-9 2-9 编码器编码器2-5 2-5 磁电式传感器磁电式传感器 2-10 2-10 温度传感器温度传感器1 1 压电效应压电效应 2.2.6 6 压电式传感器压电式传感器 3636 当某些物质沿其某一方向当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力施加压力或拉力时，会产生变形，时，会产生变形，此时这种材料的两个表面将产生此时这种材料的两个表面将产生符号相反的电荷符号相反的电荷。当去掉外力后，。当去掉外力后，它又重新回到不带电状态，这种现象被称为它又重新回到不带电状态，这种现象被

15、称为。逆压电效应极化面机械能正压电效应压电介质电能37373 3 等效电路等效电路二、后接电路二、后接电路: : 3838fCACCCAQU+1icaofCQUo加速度计加速度计三、产品三、产品3939力传感器力传感器 三、产品三、产品40401 传力上盖传力上盖 2 石英晶片石英晶片3 电极电极 4 底座底座5 电极引出插头电极引出插头 6 绝缘材料绝缘材料单向力传感器单向力传感器 四、压电式加速度计的灵敏度四、压电式加速度计的灵敏度41411 1 电压灵敏度电压灵敏度 auSe0（mV/g）2 2 电荷灵敏度电荷灵敏度 aqSq（pC/g）4242第1章 绪论第2章 汽车试验用传感器第4章

16、 汽车试验数据处理第5章 汽车环境保护特性测量第6章 汽车基本性能试验第7章 汽车可靠性试验第8章 正交试验设计简介43433.2 3.2 典型试验设施典型试验设施3.3 3.3 汽车试验场汽车试验场4444一、车速测量仪一、车速测量仪 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 汽车道路试验时，需要测量试验车的位汽车道路试验时，需要测量试验车的位移、速度和相应行驶时间。移、速度和相应行驶时间。 车辆里程表虽然能够指示行驶里程和速车辆里程表虽然能够指示行驶里程和速度，但由于受到轮胎滚动半径变化、机械度，但由于受到轮胎滚动半径变化、机械传递系统磨损、指示仪表本身精度不高等传递系统磨损、指示仪表本身

17、精度不高等因素的影响，使其显示精度不能满足试验因素的影响，使其显示精度不能满足试验要求。要求。 因此，需要用专门仪器测量。因此，需要用专门仪器测量。4545一、车速测量仪一、车速测量仪 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备因此，需要用专门仪器测量。因此，需要用专门仪器测量。这种用来测量汽车行驶过程的车速、位这种用来测量汽车行驶过程的车速、位移与时间的仪器称为移与时间的仪器称为，简称车，简称车速仪。速仪。由于该仪器的传感器部分是一个专门的由于该仪器的传感器部分是一个专门的小轮子，试验时由汽车拖动在路面上滚动小轮子，试验时由汽车拖动在路面上滚动，故又称之为，故又称之为。4646一、车速测量仪一

18、、车速测量仪 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 汽车按照传感器是否与地面接触，车速仪汽车按照传感器是否与地面接触，车速仪可分为接地式车速仪和非接地式车速仪。可分为接地式车速仪和非接地式车速仪。 车速仪是传统概念上的带有第五轮车速仪是传统概念上的带有第五轮的仪器。的仪器。 非接地式非接地式车速仪则是不带第五轮，且具有车速仪则是不带第五轮，且具有五轮仪全部功能的仪器。五轮仪全部功能的仪器。 4747一、车速测量仪一、车速测量仪 车速仪的组成车速仪的组成 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备（AM2020型）型）车速仪的工作原理车速仪的工作原理 4848一、车速测量仪一、车速测量仪 车速

19、仪的使用车速仪的使用 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备p 传递系数与第五轮的周长和齿盘齿数有关，若第五传递系数与第五轮的周长和齿盘齿数有关，若第五轮实际周长为轮实际周长为L（m），齿盘有，齿盘有n个齿，传感器每感受到个齿，传感器每感受到一次齿顶齿谷的变化发送一次齿顶齿谷的变化发送2个脉冲信号，则传递系数为个脉冲信号，则传递系数为L/（2n）（m/脉冲）脉冲）。p 由于第五轮周长随胎压和接地压力变化，因此每次由于第五轮周长随胎压和接地压力变化，因此每次试验前都应进行传递系数的试验前都应进行传递系数的。五轮仪的形式不一。五轮仪的形式不一样，传递系数的标定方法也不同，应根据所用五轮仪样，传递

20、系数的标定方法也不同，应根据所用五轮仪使用说明进行。使用说明进行。 4949四、负荷拖车四、负荷拖车 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 负荷拖车是一种现代化的车辆测试设备。负荷拖车是一种现代化的车辆测试设备。 在进行车辆性能试验时，利用该设备，可以在平在进行车辆性能试验时，利用该设备，可以在平坦的试验路面上模拟车辆的各种行驶工况。坦的试验路面上模拟车辆的各种行驶工况。 负荷拖车有两类：有动力负荷拖车和无动力负荷拖车有两类：有动力负荷拖车和无动力负荷拖车。负荷拖车。 两者的区别在于前者既可以被拖动，也可以两者的区别在于前者既可以被拖动，也可以自行；而后者只能被拖动行驶。自行；而后者只能被

21、拖动行驶。 5050四、负荷拖车四、负荷拖车 下面将以无动力电涡流负荷拖车为例介绍下面将以无动力电涡流负荷拖车为例介绍负荷拖车的结构、原理及主要应用。负荷拖车的结构、原理及主要应用。 p 负荷拖车组成负荷拖车组成 由电子元件和机械部分组成。负荷拖车测控系由电子元件和机械部分组成。负荷拖车测控系统主要包括功率吸收器、力传感器、速度传感器、统主要包括功率吸收器、力传感器、速度传感器、手控盒、计算机等组成。手控盒、计算机等组成。3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备5151四、负荷拖车四、负荷拖车 u 功率吸收器功率吸收器 负荷拖车所产生的负荷由功率吸收器提供的。负荷拖车所产生的负荷由功率吸收器提

22、供的。 功率吸收器能将旋转的动能转变为热能并予以功率吸收器能将旋转的动能转变为热能并予以吸收。吸收。 吸收能量的多少吸收能量的多少由由DC/DC控制器调节供给功率控制器调节供给功率吸收器上的电流大小决定，而吸收器上的电流大小决定，而DC/DC控制器控制器又是由又是由计算机来控制的。计算机来控制的。 DHZ06型风冷盘式电涡流功率吸收器型风冷盘式电涡流功率吸收器 该功率吸收器用于自动变速器负荷试验。该功率吸收器用于自动变速器负荷试验。 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备5252四、负荷拖车四、负荷拖车 u 功率吸收器功率吸收器 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备5353四、负荷拖车四

23、、负荷拖车 u 功率吸收器功率吸收器 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备5454四、负荷拖车四、负荷拖车 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备5555四、负荷拖车四、负荷拖车 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备5656四、负荷拖车四、负荷拖车 p 负荷拖车的应用负荷拖车的应用 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 用牵引杆连接试验车和负荷拖车，牵引杆应保持平衡。用牵引杆连接试验车和负荷拖车，牵引杆应保持平衡。 试验时，牵引杆纵轴线和行车方向保持一致。试验时，牵引杆纵轴线和行车方向保持一致。 汽车起步，加速换挡至试验需要的挡位，节气门全开，加汽车起步，加速换挡至试验需要的挡位

24、，节气门全开，加速至该挡最高车速的速至该挡最高车速的80左右，负荷拖车施加负荷，在发动左右，负荷拖车施加负荷，在发动机正常使用的转速范围内，测取机正常使用的转速范围内，测取56个间隔均匀的稳定车速个间隔均匀的稳定车速和该车速时的拖钩牵引力，测量时车速须稳定和该车速时的拖钩牵引力，测量时车速须稳定10s以上，往返以上，往返各进行一次。各进行一次。 5757四、负荷拖车四、负荷拖车 p 负荷拖车的应用负荷拖车的应用 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 试验汽车的传动系统处于最大传动比位置，驱动轮均试验汽车的传动系统处于最大传动比位置，驱动轮均处于驱动状态，节气门全开，以该工况最高车速的处于驱

25、动状态，节气门全开，以该工况最高车速的80左右的车速行驶。左右的车速行驶。 负荷拖车施加负荷，试验车车速平稳下降，直至发动负荷拖车施加负荷，试验车车速平稳下降，直至发动机熄火或驱动轮完全停转为止。机熄火或驱动轮完全停转为止。 往返各进行一次相同的试验，以两个方向的最大拖钩往返各进行一次相同的试验，以两个方向的最大拖钩牵引力的平均值作为试验结果。牵引力的平均值作为试验结果。 5858四、负荷拖车四、负荷拖车 p 负荷拖车的应用负荷拖车的应用 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 测量滚动阻力及滚动阻力系数时，由负荷拖车牵引试测量滚动阻力及滚动阻力系数时，由负荷拖车牵引试验车，并且为了除掉发动

26、机及传动系摩擦阻力，还需要验车，并且为了除掉发动机及传动系摩擦阻力，还需要将试验车的半轴取出。将试验车的半轴取出。 测定时，负荷拖车以较低的速度等速牵引试验车行驶。测定时，负荷拖车以较低的速度等速牵引试验车行驶。 由于车速低，并且是等速行驶，汽车的空气阻力和加由于车速低，并且是等速行驶，汽车的空气阻力和加速阻力皆很小，可以忽略不计，这样牵引力与试验车的速阻力皆很小，可以忽略不计，这样牵引力与试验车的滚动阻力很接近，测出的拖钩牵引力可视为滚动阻力。滚动阻力很接近，测出的拖钩牵引力可视为滚动阻力。 5959四、负荷拖车四、负荷拖车 p 负荷拖车的应用负荷拖车的应用 3.1 3.1 典型试验设备典型

27、试验设备 滚动阻力测出后，可以按下式计算该路段的滚动阻力滚动阻力测出后，可以按下式计算该路段的滚动阻力系数，即系数，即 cosfaPfG6060四、负荷拖车四、负荷拖车 p 负荷拖车的应用负荷拖车的应用 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 在没有负荷拖车的条件下，进行车辆隔热通风试验、在没有负荷拖车的条件下，进行车辆隔热通风试验、各总成热负荷试验及爬坡试验等，都需要去南方高气温各总成热负荷试验及爬坡试验等，都需要去南方高气温的山区进行。的山区进行。 如果利用负荷拖车，一般利用当地的自然条件就可以如果利用负荷拖车，一般利用当地的自然条件就可以进行上述试验。进行上述试验。 这是因为在牵引力允

28、许的范围内，使用负荷拖车能够这是因为在牵引力允许的范围内，使用负荷拖车能够无级模拟爬坡，并且模拟的坡路长度能够超过任何自然无级模拟爬坡，并且模拟的坡路长度能够超过任何自然的山路。的山路。 6161四、负荷拖车四、负荷拖车 p 负荷拖车的应用负荷拖车的应用 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 在汽车热负荷试验时，用试验车牵引负荷拖车，并利在汽车热负荷试验时，用试验车牵引负荷拖车，并利用计算机调节功率吸收单元的励磁电流，得到所需要的用计算机调节功率吸收单元的励磁电流，得到所需要的各种拖钩牵引力，再利用测得的汽车最大总质量，便可各种拖钩牵引力，再利用测得的汽车最大总质量，便可以计算出爬坡的坡度

29、。以计算出爬坡的坡度。 由于能够控制拖钩牵引力使其保持恒定，也相当于能由于能够控制拖钩牵引力使其保持恒定，也相当于能使各种汽车在坡度完全相同的坡道上爬坡，这样，利用使各种汽车在坡度完全相同的坡道上爬坡，这样，利用负荷拖车进行对比试验更为合适，既经济，精度又高。负荷拖车进行对比试验更为合适，既经济，精度又高。 6262 汽车底盘测功机是一种不解体检测汽车性能的检测设备。汽车底盘测功机是一种不解体检测汽车性能的检测设备。 它通过在室内台架上汽车模拟道路行驶工况的方法来检测它通过在室内台架上汽车模拟道路行驶工况的方法来检测汽车动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗。汽车动力性，而且还可以测量多工

30、况排放指标及油耗。 同时能方便地进行汽车的加载调试和诊断汽车负载条同时能方便地进行汽车的加载调试和诊断汽车负载条件下出现的故障。件下出现的故障。 底盘测功机分为底盘测功机分为。滚筒式底盘测。滚筒式底盘测功机又分为单滚筒和双滚筒。功机又分为单滚筒和双滚筒。底盘测功机的滚筒直径大（底盘测功机的滚筒直径大（15002500mm），制造和安），制造和安装费用大，但测试精度高；装费用大，但测试精度高；底盘测功机的滚筒直径小（底盘测功机的滚筒直径小（180500mm），成本低，使），成本低，使用方便，但测试精度差。用方便，但测试精度差。 五、汽车底盘测功机五、汽车底盘测功机 3.1 3.1 典型试验设备典

31、型试验设备6363五、汽车底盘测功机五、汽车底盘测功机 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备p 底盘测功机的应用底盘测功机的应用 能否正确地测量汽车道路行驶阻力及在底盘测功机上能否正确地测量汽车道路行驶阻力及在底盘测功机上设定和再现汽车行驶阻力，将直接影响底盘测功机的测设定和再现汽车行驶阻力，将直接影响底盘测功机的测试结果。试结果。 滑行法是目前采用较为广泛的测量汽车道路行驶阻力滑行法是目前采用较为广泛的测量汽车道路行驶阻力的方法，底盘测功机上测量汽车道路行驶阻力经常使用的方法，底盘测功机上测量汽车道路行驶阻力经常使用的就是此种方法。的就是此种方法。 通过底盘测功机自动化系统的调节，使得道

32、路上测出通过底盘测功机自动化系统的调节，使得道路上测出的汽车行驶阻力在底盘测功机上得以再现。的汽车行驶阻力在底盘测功机上得以再现。 6464五、汽车底盘测功机五、汽车底盘测功机 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备p 底盘测功机的应用底盘测功机的应用 汽车的滑行性能是指行驶中的汽车将变速器置于空挡，汽车的滑行性能是指行驶中的汽车将变速器置于空挡，依靠本身惯性克服道路阻力的能力。依靠本身惯性克服道路阻力的能力。 在底盘测功机上进行滑行试验，可以验证测功机上阻在底盘测功机上进行滑行试验，可以验证测功机上阻力参数的设定是否正确，检查被试车辆的底盘的技术状力参数的设定是否正确，检查被试车辆的底盘的

33、技术状况和调整状况，为下面的基本性能试验做准备。况和调整状况，为下面的基本性能试验做准备。 65653.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 在底盘测功机上，可以做最高车速、最低稳定车速、在底盘测功机上，可以做最高车速、最低稳定车速、起步换挡加速、直接挡加速和汽车牵引等动力性能试验。起步换挡加速、直接挡加速和汽车牵引等动力性能试验。 做燃料经济性试验时，直接挡全节气门加速燃料消耗做燃料经济性试验时，直接挡全节气门加速燃料消耗量试验、等速行驶燃料消耗量试验和多工况燃料消耗量量试验、等速行驶燃料消耗量试验和多工况燃料消耗量试验，外接油耗仪，其数据由计算机数据采集系统采集试验，外接油耗仪，其数据由计

34、算机数据采集系统采集处理。处理。 此外，还可以在底盘测功机上进行发动机冷却系统试此外，还可以在底盘测功机上进行发动机冷却系统试验和气阻试验。验和气阻试验。6666六、发动机综合性能检测六、发动机综合性能检测 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备p 基本组成基本组成 发动机综合性能检测装置千差万别，形式各发动机综合性能检测装置千差万别，形式各异。概括起来不外乎由信号提取系统、信息处异。概括起来不外乎由信号提取系统、信息处理系统、采控显示系统三大部分组成。理系统、采控显示系统三大部分组成。 67673.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 信号提取系统的任务在于拾取汽车被测点的结构和参信号提取

35、系统的任务在于拾取汽车被测点的结构和参数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适用不数性质不同，信号提取装置必须具有多种形式以适用不同的测试部位。同的测试部位。 通常，信号提取系统由一些不同形式的接插头或探头通常，信号提取系统由一些不同形式的接插头或探头组成。组成。 根据接触的形式不同分为四类。根据接触的形式不同分为四类。 蓄电池夹蓄电池夹1 1和和4 4分别接蓄电池的正负极；点火线圈初级分别接蓄电池的正负极；点火线圈初级接线夹接线夹2 2和和3 3接点火线圈初级的正负极；探针接点火线圈初级的正负极；探针9 9为万用表为万用表功能或测试各传感器时的接头，它可以再转接各类结构功能或测试各传感器

36、时的接头，它可以再转接各类结构的探针以适应不同的测试点；鳄鱼夹的探针以适应不同的测试点；鳄鱼夹1010的两个夹由一个的两个夹由一个分流器引出，用以测定发电机电流。分流器引出，用以测定发电机电流。686869693.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 第二类则是第二类则是。电感式或电容式夹持器。电感式或电容式夹持器6 6和和7 7分别钳到一缸点火线上和点火线圈高压线上以获得点火分别钳到一缸点火线上和点火线圈高压线上以获得点火信号；信号； 电流互感钳电流互感钳11 11实际上是一个电流互感器，夹持在蓄电实际上是一个电流互感器，夹持在蓄电瓶线上，可感应出起动电流。因为高电压和强电流直接瓶线上，可感

37、应出起动电流。因为高电压和强电流直接接触测量极为困难。接触测量极为困难。 第三类，针对电控燃油喷射（第三类，针对电控燃油喷射（EFIEFI）发动机，因计算）发动机，因计算机计算喷油脉宽和自动控制过程的需要，各非电量由传机计算喷油脉宽和自动控制过程的需要，各非电量由传感器直接转换成电量，它们的提取可用探针感器直接转换成电量，它们的提取可用探针9 9通过不同通过不同的转接头来完成。的转接头来完成。 为了不中断计算机的控制功能，必须通过为了不中断计算机的控制功能，必须通过来来提取信号。提取信号。 70703.1 3.1 典型试验设备典型试验设备71713.1 3.1 典型试验设备典型试验设备7272

38、六、发动机综合性能检测六、发动机综合性能检测 3.1 3.1 典型试验设备典型试验设备p 基本组成基本组成 信号预处理系统也称前端处理器，俗称信号预处理系统也称前端处理器，俗称“黑盒子黑盒子”。它是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当于它是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当于多路测试系统中的多功能二次仪表集合。多路测试系统中的多功能二次仪表集合。 它可对发动机的所有传感信号进行衰减、滤波、放大、它可对发动机的所有传感信号进行衰减、滤波、放大、整形。整形。也可经也可经FV转换成转换成05V或或010V的交流模拟信号送入的交流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡（高速瞬变信号采集卡（A/D

39、）。）。 73733.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 信号预处理系统也称前端处理器，俗称信号预处理系统也称前端处理器，俗称“黑盒子黑盒子”。它是电控。它是电控燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当于多路测试系统中的燃油喷射系统检测的关键部件，其作用相当于多路测试系统中的多功能二次仪表集合。多功能二次仪表集合。 它可对发动机的所有传感信号进行衰减、滤波、放大、整形。它可对发动机的所有传感信号进行衰减、滤波、放大、整形。也可经也可经FV转换成转换成05V或或010V的交流模拟信号送入高速瞬变的交流模拟信号送入高速瞬变信号采集卡（信号采集卡（A/D）。）。 发动机上装配的传感器是发动机控制和判

40、断发动机故发动机上装配的传感器是发动机控制和判断发动机故障的关键部件，但其输出的电信号千差万别，不能被车障的关键部件，但其输出的电信号千差万别，不能被车载计算机或发动机分析仪的中央控制器直接使用，必须载计算机或发动机分析仪的中央控制器直接使用，必须经过预处理转换成标准的数字信号后送入计算机。经过预处理转换成标准的数字信号后送入计算机。 车载传感器的输出信号可分为模拟信号和频率信号两车载传感器的输出信号可分为模拟信号和频率信号两种，应采用不同的处理方法。种，应采用不同的处理方法。74743.1 3.1 典型试验设备典型试验设备75753.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 ，如温度传感器、压力

41、传感器、气门位，如温度传感器、压力传感器、气门位置传感器等信号的幅值为置传感器等信号的幅值为05V，频率变化也比较慢，频率变化也比较慢，主要的处理手段是对其进行低通滤波和信号隔离。主要的处理手段是对其进行低通滤波和信号隔离。 经低通滤波后的低频信号经由隔离装置送入经低通滤波后的低频信号经由隔离装置送入A/D转换转换器，以消除模拟电路和数字电路的共地干扰。器，以消除模拟电路和数字电路的共地干扰。 ，如发动机的转速、判缸信号等。大多，如发动机的转速、判缸信号等。大多选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号为数字脉冲。为数字脉冲。 但由于传输过

42、程中的衰减、交变电磁波辐射等原因，但由于传输过程中的衰减、交变电磁波辐射等原因，也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形。也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形。 整形处理多选用电压比较器或施密特触发器实现，整整形处理多选用电压比较器或施密特触发器实现，整形后输出的标准数字脉冲，再经高速光电隔离器送入后形后输出的标准数字脉冲，再经高速光电隔离器送入后继电路，以消除其干扰，提高系统的工作可靠性。继电路，以消除其干扰，提高系统的工作可靠性。76763.1 3.1 典型试验设备典型试验设备 ，如温度传感器、压力传感器、气门位，如温度传感器、压力传感器、气门位置传感器等信号的幅值为置传感器等信号的幅

43、值为05V，频率变化也比较慢。，频率变化也比较慢。 ，如发动机的转速、判缸信号等。大多，如发动机的转速、判缸信号等。大多选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号选用电磁式、霍尔效应式和光电式传感器，其输出信号为数字脉冲。为数字脉冲。 但由于传输过程中的衰减、交变电磁波辐射等原因，但由于传输过程中的衰减、交变电磁波辐射等原因，也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形。也易形成一定程度的失真，故需对其进行整形。 为了实现传感器的准确测量，不影响发动机的正常运为了实现传感器的准确测量，不影响发动机的正常运转，信号提取时必须保证电路有足够转，信号提取时必须保证电路有足够的输入的输入。 为了保证

44、预处理系统的主板安全，对各路输出信号均为了保证预处理系统的主板安全，对各路输出信号均采取了限幅措施。采取了限幅措施。 77773.1 3.1 典型试验设备典型试验设备3.3 3.3 汽车试验场汽车试验场7878一、内燃机高海拔一、内燃机高海拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.2 3.2 典型试验设施典型试验设施7979一、内燃机高海拔一、内燃机高海拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.2 3.2 典型试验设施典型试验设施 高海拔大气条件对内燃机性能的主要影响因素包括大高海拔大气条件对内燃机性能的主要影响因素包括大气压力、大气温度和空气相对湿度。其中大气压力、大气压力、大气

45、温度和空气相对湿度。其中大气压力、大气温度的影响十分显著。气温度的影响十分显著。 我国高原地域广阔，气温由于季节、昼夜、天气的不我国高原地域广阔，气温由于季节、昼夜、天气的不同变化很大，以年平均统计温度缺少实用意义，加之大同变化很大，以年平均统计温度缺少实用意义，加之大气温度模拟装置昂贵复杂，一时难以实现。气温度模拟装置昂贵复杂，一时难以实现。 因此，试验台重点对高海拔大气压力进行模因此，试验台重点对高海拔大气压力进行模拟，不对温度、湿度进行模拟。拟，不对温度、湿度进行模拟。p 试验台工作原理试验台工作原理 8080一、内燃机高海拔一、内燃机高海拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.

46、2 3.2 典型试验设施典型试验设施 高海拔（低气压）模拟试验台系统，是通过进气节流，高海拔（低气压）模拟试验台系统，是通过进气节流，利用发动机运行过程中进气抽吸作用，实现进气低压模利用发动机运行过程中进气抽吸作用，实现进气低压模拟；拟； 在发动机排气管后用真空泵抽吸，实现排气背压的模在发动机排气管后用真空泵抽吸，实现排气背压的模拟；同时通过在发动机曲轴箱内保持同样的真空度来达拟；同时通过在发动机曲轴箱内保持同样的真空度来达到模拟高海拔大气压力的精确性。到模拟高海拔大气压力的精确性。 试验台可以模拟试验台可以模拟06000m海拔高度的大气压力。具海拔高度的大气压力。具体工作原理如下：体工作原理

47、如下： 进气压力的模拟是通过进气节流降压来实现进气压力的模拟是通过进气节流降压来实现的。的。p 试验台工作原理试验台工作原理 8181一、内燃机高海拔一、内燃机高海拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.2 3.2 典型试验设施典型试验设施 空气经过空气流量计和进气节流阀，进入进气稳空气经过空气流量计和进气节流阀，进入进气稳压箱，再通过进气管经涡轮增压器进入发动机。压箱，再通过进气管经涡轮增压器进入发动机。 当发动机工作时，由进气节流阀的节流作用在进当发动机工作时，由进气节流阀的节流作用在进气稳压箱中产生进气低压。气稳压箱中产生进气低压。 通过调节进气节流阀开度可以控制进气稳压箱中通过

48、调节进气节流阀开度可以控制进气稳压箱中的进气压力，以模拟不同海拔高度的大气压力。的进气压力，以模拟不同海拔高度的大气压力。 为了保证测量数据的精确性，整个进气系统严格为了保证测量数据的精确性，整个进气系统严格密封。密封。的作用是保证进气压力不受发动的作用是保证进气压力不受发动机进气气流波动的影响。机进气气流波动的影响。p 试验台工作原理试验台工作原理 8282一、内燃机高海拔一、内燃机高海拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.2 3.2 典型试验设施典型试验设施 的模拟是通过真空泵从排气稳压箱中抽取真的模拟是通过真空泵从排气稳压箱中抽取真空来实现的。通常可采用两种方式：空来实现的。通

49、常可采用两种方式： 一种是引射式真空泵，由压缩空气或者高压水流通过一种是引射式真空泵，由压缩空气或者高压水流通过引射器将发动机的排气从排气稳压箱中强制抽出；引射器将发动机的排气从排气稳压箱中强制抽出； 另一种是抽气式真空泵，采用直吸式真空泵直接从排另一种是抽气式真空泵，采用直吸式真空泵直接从排气稳压箱中抽取真空。气稳压箱中抽取真空。 采用射流式模拟方法，对压气机或水泵的功采用射流式模拟方法，对压气机或水泵的功率要求较高，供气或供水量很大，整个系统价率要求较高，供气或供水量很大，整个系统价格昂贵，体积较大。格昂贵，体积较大。p 试验台工作原理试验台工作原理 8383一、内燃机高海拔一、内燃机高海

50、拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.2 3.2 典型试验设施典型试验设施 因此，采用真空泵直接抽气式模拟方法，由真空泵从因此，采用真空泵直接抽气式模拟方法，由真空泵从排气稳压箱中抽取真空，通过调节真空泵的进气旁通调排气稳压箱中抽取真空，通过调节真空泵的进气旁通调压阀的开度，将排气稳压箱内的气压控制在所需模拟的压阀的开度，将排气稳压箱内的气压控制在所需模拟的压力。压力。 考虑到排气温度较高，会使真空泵内工质升考虑到排气温度较高，会使真空泵内工质升温，致使其相关零件性能降低或受损，排气系温，致使其相关零件性能降低或受损，排气系统中增加了以水为工质的热交换器，使发动机统中增加了以水为工质

51、的热交换器，使发动机排放的废气温度降至真空泵允许的范围之内，排放的废气温度降至真空泵允许的范围之内，以确保内燃机高海拔（低气压）模拟试验台的以确保内燃机高海拔（低气压）模拟试验台的安全运行。安全运行。p 试验台工作原理试验台工作原理 8484一、内燃机高海拔一、内燃机高海拔（低气压）（低气压）模拟试验台模拟试验台 3.2 3.2 典型试验设施典型试验设施 的模拟是通过与进排气稳压箱的模拟是通过与进排气稳压箱相连接，实现与模拟大气压力一致。相连接，实现与模拟大气压力一致。 将曲轴箱机油口与排气稳压箱连接，同时将将曲轴箱机油口与排气稳压箱连接，同时将呼吸器测压口与进气稳压箱连接，将油尺探测呼吸器测

52、压口与进气稳压箱连接，将油尺探测口及整个曲轴箱严格密封。口及整个曲轴箱严格密封。p 试验台工作原理试验台工作原理 85853.2 3.2 典型试验设施典型试验设施 利用模拟试验台，开展对发动机高原适用性研究，探利用模拟试验台，开展对发动机高原适用性研究，探索其性能指标随海拔变化的规律，为改善燃烧过程、降索其性能指标随海拔变化的规律，为改善燃烧过程、降低油耗和碳烟排放，以及为开发设计适合高原地区使用低油耗和碳烟排放，以及为开发设计适合高原地区使用的新型发动机提供依据和资料。的新型发动机提供依据和资料。另外，模拟试验台不仅可以对发动机不同海拔高度下另外，模拟试验台不仅可以对发动机不同海拔高度下的的

53、、以及以及进行试验研究；进行试验研究； 还可以通过试验，研究发动机附件在不同海拔高度下还可以通过试验，研究发动机附件在不同海拔高度下的适应性问题，如发动机打气泵在不同海拔高度下压力的适应性问题，如发动机打气泵在不同海拔高度下压力的变化情况、风扇转速的变化情况以及发动机水箱的压的变化情况、风扇转速的变化情况以及发动机水箱的压力变化情况等。力变化情况等。 研究发动机的附件可为改善发动机整体性能研究提供研究发动机的附件可为改善发动机整体性能研究提供参考和依据，有助于发动机高海拔环境适应性问题的进参考和依据，有助于发动机高海拔环境适应性问题的进一步研究。一步研究。 p 内燃机高海拔内燃机高海拔（低气压

54、）（低气压）模拟试验台的用途模拟试验台的用途 8686第1章 绪论第2章 汽车试验用传感器第3章 汽车试验设备与设施第5章 汽车环境保护特性测量第6章 汽车基本性能试验第7章 汽车可靠性试验第8章 正交试验设计简介8787第第4章章 汽车试验数据处理汽车试验数据处理4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介4.3 4.3 时域分析时域分析4.4 4.4 频域分析频域分析4.5 4.5 振动信号数字化处理振动信号数字化处理4.1 4.1 概述概述 测试工作的测试工作的是获得能反映被试验汽是获得能反映被试验汽车状态和特征的车状态和特征的。 在汽车试验中的有用信息总是和各种噪在汽车试验中的有用信息总是

55、和各种噪声混杂在一起，难以直接识别和利用。声混杂在一起，难以直接识别和利用。 因此，必须对试验数据进行处理、分析因此，必须对试验数据进行处理、分析和修正等措施，以获取有用信息。和修正等措施，以获取有用信息。 在汽车试验中常用的数据处理方法有：在汽车试验中常用的数据处理方法有：和和。88888989第第4章章 汽车试验数据处理汽车试验数据处理4.1 4.1 概述概述4.3 4.3 时域分析时域分析4.4 4.4 频域分析频域分析4.5 4.5 振动信号数字化处理振动信号数字化处理90904.2 4.2 试验信号简介试验信号简介 信号的分类主要是依据信号波形特征来划分的，信号的分类主要是依据信号波

56、形特征来划分的，在介绍信号分类前，先建立信号波形的概念。在介绍信号分类前，先建立信号波形的概念。信号波形：信号波形：被测信号幅度随时间的变化历程称为被测信号幅度随时间的变化历程称为信号的波形。信号的波形。波形波形91914.2 4.2 试验信号简介试验信号简介0At信号波形图：信号波形图： 用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。记录被测物理量随时间的变化情况。92924.2 4.2 试验信号简介试验信号简介信号的波形分析信号的波形分析 9393 （一）静态信号和动态信号（一）静态信号和动态信号 一、信号的分类

57、一、信号的分类 4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介9494 （二）确定性信号和非确定性信号（二）确定性信号和非确定性信号 一、信号的分类一、信号的分类 4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介9595 （三）模拟信号和数字信号（三）模拟信号和数字信号 一、信号的分类一、信号的分类 4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介 （二）确定性信号和非确定性信号（二）确定性信号和非确定性信号 （一）静态信号和动态信号（一）静态信号和动态信号 9696 1 1、信号的时域描述、信号的时域描述 二、信号的二、信号的 “ “” ” 描述描述4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介9797 2 2、信号的

58、频域描述、信号的频域描述 二、信号的二、信号的 “ “” ” 描述描述9898 3 3、时域分析与频域分析的关系、时域分析与频域分析的关系 二、信号的二、信号的 “ “” ” 描述描述时间时间 幅幅 值值频率频率时域分析时域分析频域分析频域分析9999四、周期信号频谱的概念四、周期信号频谱的概念014( )(sin)nAx tnt(1,3,5,.)n周期信号频谱的特点周期信号频谱的特点：100100四、周期信号频谱的概念四、周期信号频谱的概念周期信号频谱的特点周期信号频谱的特点：1. 频谱是离散的；频谱是离散的；2. 每条谱线只出现在基每条谱线只出现在基频的整数倍上；频的整数倍上；3. 各谱线

59、的高度表示相各谱线的高度表示相应谐波的幅值或相位。应谐波的幅值或相位。101101五、瞬变非周期信号与连续频谱五、瞬变非周期信号与连续频谱4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介非周期信号的周期非周期信号的周期 T ，基频，基频 f dfx tX f edfX fx t edtjftjft( )()()( )22瞬变非周期信号的频谱是连续的瞬变非周期信号的频谱是连续的1021024.2 4.2 试验信号简介试验信号简介齿轮箱故障诊断齿轮箱故障诊断 通过齿轮箱振动信号频谱分析，确定最大频率分量，然后根通过齿轮箱振动信号频谱分析，确定最大频率分量，然后根据齿轮箱中传动链和运动件的转速（运动频率），

60、找出故障齿轮。据齿轮箱中传动链和运动件的转速（运动频率），找出故障齿轮。103103第第4章章 汽车试验数据处理汽车试验数据处理4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 试验信号简介试验信号简介4.4 4.4 频域分析频域分析4.5 4.5 振动信号数字化处理振动信号数字化处理104104利用自相关函数可以估测一个随机过程波动的利用自相关函数可以估测一个随机过程波动的剧烈程度。根据剧烈程度。根据Rx()衰减快慢来判断。衰减快慢来判断。利用自相关函数可以判断一个随机过程中是否利用自相关函数可以判断一个随机过程中是否有周期性成分存在。有周期性成分存在。利用互相关函数可以分离一个随机过程中的周利用互相