汽车理论A实验实验指导书

1、交通与汽车工程学院汽车理论A实验实验指导书适用专业:车辆工程课程代码:6010039学时:16学分:1编写单位:汽车工程系编写人:徐延海、李跃平审核人:唐岚孙仁云目录实验一汽车动力性实验21、最高车速实验22、最低稳定车速实验23、加速能力实验34、滑行实验5实验二汽车燃油经济性实验6实验三汽车制动性实验8实验四汽车操纵稳定性实验91、稳态回转实验92、转向盘转角阶跃输入实验103、转向轻便性实验114、蛇形实验13实验五汽车平顺性实验16附：汽车性能综合测试系统介绍18实验报告格式及要求19主要参考文献19实验一汽车动力性试验一、实验目的和任务1、学习汽车最高车速、最低稳定车速、加速性能、滑

2、行阻力等动力性能的测定方法。2、了解试验用仪器的主要结构、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：在规定的道路上，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、根据汽车加速性能的优劣选定充足的加速路段，使汽车驶入测定路段前已经具有最高精选文档稳定车速，测定汽车以最高车速通过测速路段的时间，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的平均值，算出最高车速，最高车速试验记录按下表填写。

3、测速距离(m)测速时间(s)平均行驶距离s(m)平均时间t(s)Uamax=3.6s/t(Km/h)1往返2往返2、最低稳定车速实验(1)试验目的测定汽车的最小稳定车速，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米的测量路段，两段之间相隔200300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，保持可以稳定行使的最小车速驶入测量路段，测量通过第一个测量路段的时间，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2025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的时间，根据试

4、验情况适当提高或者降低驶入测量路段前的稳定车速，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，算出汽车某一挡的最小稳定车速。3.6S(km/h)Vamint1t2t3t44式中，S为测试路段的长度（取平均值），ti为每次试验通过路段的时间（s）。3、加速能力实验（1）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、汽车直接挡的加速性能测定1）在规定的道路上，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）汽车经过充分的预热行驶后，以稍微高于直接挡的最稳定的车速为初速度（选5的整数倍，如

5、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的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）位方向达到的速度（公里/小时）102030405060708090往返B、汽车起步换档的加速度性能的测定1）路段的设置（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：令换档时的发动机转速分别为发动机预定转速的90%,95%,100%（选三点），汽车从起步开始，油门全开，按上述一种发动机

6、转速换档，测定汽车通过一段500米路段的加速时间，每种换档车速往返预试一次，取加速时间的平均值，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。nrV0.377-XXigi。3）测定汽车起步换档的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，力求迅速无声的换档（一般换档时间为11.5秒），直至加速到最高车速的80%左右。试验往返连续各进行一次。将实验结果制成连续换档的加速性能曲线。起步换档加速试验记录之二试验序号行驶方向加速时间/距离(秒/米)达到的速度(公里/小时)1020304050607080904、滑

7、行实验(1)目的了解测试汽车滑行距离或滑行阻力的方法。(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的初速度附近，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、在各项实验中具体的传感器的作用以及基本原理如何?实验二汽车燃油经济性试验一、实验目的和任务了解试验仪器的使用方法及确定汽车等速行驶的燃油经济性试验曲线的方法。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、路段的设置选定1000米长的道理作为试验路段，两端应有足够的助跑路段，并可方便汽车

8、调头。2、试验(1)使用汽车直接档行驶，从车速20km/h开始，以间隔为10km/h整数倍的不同车速，分别等速行驶通过500m的测量路段，直到该档最高车速的80%为止。测试软件自动记录测试过程的时间、行驶距离和燃油消耗量，每种车速往返试验各一次。两次试验间隔的时间应尽可能短，以保持汽车稳定的热状况。取两次试验所得燃油消耗量的平均值作为该车速下的燃油消耗量。(2)将试验结果整理成百公里等速行驶燃油消耗量(L/100km)与车速(km/h)的关系曲线。注：根据需要，可在燃油消耗量最低的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：100QFKL/100

9、kmL式中，Q在测试路段内的燃油消耗量(ml);L-测试过程汽车行驶的距离(m)K流量计校正系数，取K=1燃油消耗量测量记录表(至少做5个车速下的燃油消耗量试验)序号行驶速度(Km/h)行驶力向燃油消耗量(mL)行驶距离(m)实际速度V(Km/h)百公里燃油消耗量(L/100Km)平均百公里燃油消耗量(L/100Km)120往返230往返340往返450往返560往返四、实验注意事项五、思考题1、如何测量燃油消耗量?实验三汽车制动性试验一、实验目的和任务了解汽车制动性能的试验方法和仪器的使用。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、路段的设置选

10、定1000米长的道理作为试验路段，两端应有足够的助跑路段，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。制动距离按下式修正:2L实测制动距离SSUt制动性能试验记录表规定初速度(Km/h)行驶方向初速度测定值(Km/h)制动减速度(m/s2)制动距离(m)平均制动距离(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、实验目的和任务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的测定方法。2、了解试验用仪器的主要结构、工作原理和使用方法，学会用它们去衡量汽车操纵稳定性的好坏。二、实

11、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，GPS,试验汽车等三、实验原理及步骤1、稳态回转实验(1)试验目的主要用于评价汽车稳态转向特性。(2)试验条件A、试验场地应为干燥、平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于2%;B、试验时风速应不大于5m/s;C、大气温度在040c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/T6323.694稳态回转试验规定，选择初始半径Ro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的圆周。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

12、侧向加速度为3m/s2的相应车速沿画定的圆周行驶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的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，记下各变量的零线。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/s2）,直至汽车的侧向加速度达到6.5m/s2（或受发动机功率限制而所能达到的最大侧向加速度、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的横摆角速度及汽车前进车速测量值,利用计算机按下述

13、公式计算各点的转弯半径及侧向加速度并绘制（R/R0） -ay, （ 1ay曲线ViR -ai Vi *(12)i 36011L( )R0 R其中，i=1,2,3由采样时间确定。左转右转A次第二次第三次均值A次第二次第三次均值一，2anm/say2m/sU(°)/m/s2K(°)/m/s2稳态回转试验记录表载荷状态:初始半径:其中：中性转向点的侧向加速度值an,定义为前、后桥侧偏角差与侧向加速度关系曲线上，斜率为零处的侧向加速度值；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处的平均斜率(纵坐标值除以横坐标值)计算；车厢侧倾度K,按前、后桥

14、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处的平均斜率(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)试验目的主要用于评价汽车在阶跃输入下从瞬态进入稳态过程的响应。(2)试验条件A、本试验应在专门的实验场地上进行，若无此场地，也可以在宽度不小于70m的飞机场跑道上进行；B、试验时风速应不大于5m/s；C、大气温度在040c之间。(3)试验方法根据国标GB/T6323.694转向盘转角阶跃输入方法的规定，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、试验时，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

15、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，驾驶员应以最快的速度转动转向盘(>=500/s)至预先确定的转角，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的横摆角速度及转向角测量值，绘制出t,t曲线转角阶跃输入试验记录表左转右转A次第二次第三次均值凑L次第二次第三次均值转向盘转角稳定值(°)横摆角速度稳定值(°)响应时间(s)峰值响应时间(s)横摆角速度最大值max(°)超调量(°)3、转

16、向轻便性实验(1)试验目的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、平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于2%;B、试验时风速应不大于5m/s；大气温度在040c之间。(3)试验方法A、首先，用鲜明的颜色按双纽线极坐标方程在场地上画出轨迹，方程如下：L=dJ赤2"。转向轻便性实验双纽线轨迹上任意点的曲率半径R为：R=d/3moz;双纽线的最小曲率半径应是被试汽车前外轮的最小转弯半径乘以1.1。标桩至实验路径中心线的距离为车宽一半加上50cm,或按转弯通道圆宽度的1/2加上50cmi据此画出双纽线后，在双纽线最宽处，顶点和中点的路径两侧共放

17、置16个标桩。B、被试汽车一低速进入场地上绘制的双纽线后，驾驶员应先绕双纽线轨迹行驶若干周，熟悉路径和相应的操作。C、仪器的零线应在被试汽车直线滑行停放在双纽线中点O的切线方向上，并确保前轮位于中间位置。D、沿双纽线路径行驶的车速为102km/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：根据记录的转向盘转角及转向盘力，按双纽线路经每周整理出swt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)第二周第三周转向盘最大力矩Mmaxi转向盘摩擦功Wi转向盘平均摩擦力矩M

18、swiswmaxi其中，Wi=Mi(swmaxi一_W*57.3Mswi一2*(Jswmaxisw)dsw/57.3；swmaxi)转向轻便性试验记录表二3转向盘最大力矩均值Mmax=Mmaxi|3上，一心_2,一转向盘最大力Fmax=6*Mmax3转向盘平均摩擦功W=J-LWi33转向盘平均力矩Msw=J-LMswi3.-2.一转向盘平均摩擦力Fsw*MswD4、蛇行实验(1)试验目的蛇行实验属于驾驶员-汽车-外界环境组合而成的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的转向能力，同时也可反映出在此种急剧转向情况下乘员的舒适性和安全性。(2)试验条件A、试验场地应为干燥、平

19、坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于2%;B、试验时风速应不大于5m/s；大气温度在040c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的汽车为50m。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，小型汽车的基准车速Vb65km/h;最大质量大于6t的汽车，Vb60km/h;若大于15t,Vb50km/h,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的过程几次(撞倒标桩的次数不计在内)，最高车速不超过80km/ho(4)数据记录A、第

20、i次蛇行试验的车速按下式计算Vi3.6L(N1)/ti其中，vi第i次试验的车速；km/h;L标桩距离，m；有效标桩起始至终了的标桩数，N=6;ti第i次试验通过标桩区的时间;蛇行试验数据记录表试验次数通过时间s蛇行车速km/h参数试验数据1234平均ntv(0)n1n2n3n4n(°)/sn1n2n3n4n(0)n1n2n3n4nay(m/s2)ayn1ayn2ayn3ayn4ayn其中:B、第n次试验平均最大转向盘转角)/sniC、第n次试验平均最大横摆角速度niD、第n次试验平均最大侧身侧倾角四、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的振动现象，故要

21、求试验车速比较高，一般为该车最高车速的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/s2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swmax转动转向盘，达到预先确定的位置。2、进行转向轻便性试验时：A）汽车转向盘中间位置的自由行程应不超过各类汽车通用技术条件的规定。如该类型汽车无明确的限制规定，自由行程应不大于10。B）汽车轮胎的残留花纹高度应不小于0.15m,轮胎气压的允许测量误差为额定值的2%。C）试验时，汽车为最大总质量状态，最大轴质量应符合设计任务书的

22、规定。，3、在进行蛇行试验时：A）本项试验具有一定的危险性，且需要较高的技巧，试验驾驶员应具有较丰富的驾驶经验。B）不要进行通过有效标杆区最高车速的测定。C）具有过多转向特性的车辆，不要进行本项试验。五、思考题1、在各项实验中各种仪器的具体作用以及基本原理如何？实验五汽车平顺性实验一、实验目的和任务了解汽车平顺性实验方法，和相关仪器的使用。衡量汽车平顺性的好坏。二、实验仪器、设备及材料加速度传感器、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、路段的设置试验道路应平直，纵坡不大于l，路面干燥，不平度应均匀无突变，长度不小于3km，两端应有3050m的稳速段，风速不大于5m/s。试

23、验道路包括两种：A）沥青路，其路面等级应符合GB7031规定的B级路面；B）砂石路，其路面等级应符合GB7031规定的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、试验车速的确定A、沥青路轿车：40,50,60,70,80,90,100km/h,常用车速为70km/h;其它类型汽车：40,50,60,70,80km/h,常用车速为60km/h。B、砂石路轿车：40,50,60,70km/h,常用车速为60km/h;其它类型汽车：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；

24、B、客车：驾驶员座椅、左侧后轴上方座椅和最后排座椅上；300 mm 处。C、其它类型汽车：驾驶员座椅上，车厢底板中心及距车厢边板、车厢后板各安装在座椅上的加速度传感器应能测三个方向的振动，以测量垂直振动（即Z轴向的直线振动）、横向振动（即左右方向Y轴向和前后方向X轴向的直线振动）的加速度时间历程。2）试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定的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的加速度时间历程，同时测量通过试验路段的时间以计算平均车速。3）样本记录长度不短于3min。四、数据处理1）单轴向加权加速度均方根值a90aW2（f）Ga（f）df120.9其中：Ga（f）加速度功率谱密度；W（f）一频率加权函数：Z轴向W(f)1.0(4f 8)05,f(0.9f4)8/f(f8)X、Y 轴向 W(f)1.0(0.9 f 2)2/ f(f 2)2）总加权加速度均方根值:aw0(1.4axw)2(1.4axw)2azw212式中：axw一前后