汽车检测基础知识和 汽车的操纵稳定性

第一章汽车检测基础知识教学目的及要求：汽车检测是确定汽车技术状况判别性能是否合格。汽车诊断是在不解体条件下确定汽车技术状况，查明故障部位及原因。保证定期检测，强制维护，视情修理制度的贯彻。完善汽车医生知识面，学全诊断设备的原理，使用方法，检测结果的综合分析。掌握诊断参数，诊断标准，诊断周期和工艺组织。掌握汽车常见的故障现象，动力性下降，经济性变差，可靠性降低，排放增加，安全性下降（制动、侧滑、转向灯光）重点：检测的概念；检测特点；故障成因难点：检测方法课时：2第一节概述一、基本概念及术语1.汽车技术状况：定量测得的表征某一时刻汽车外观和性能的参数值总和。如外观尺寸、功率、油耗、车速、转速。2.汽车故障：汽车部分或完全丧失工作能力的现象。如不能起动、不能行驶。3.诊断参数：供诊断用的，表征汽车、总成、机构技术状况的参数。4.诊断标准：国标、国际标准、企业公司标准。5.诊断规范：诊断作业技术要求的规定6.诊断周期：一保，二保，小修，大修7.汽车检测：确定汽车技术状况的检查。二、检测目的、分类、作用1、安全检测：目的是安全运行和环保。检测内容：a)外观，弯，扭，断，裂，松漏b)侧滑c)制动d)车速表，前照灯e)排放，噪声2、综合性能检测：目的是汽车性能内容：功率、油耗、车轮定位、车轮平衡3、维修检测：维修鉴定，确定维修质量三、汽车检测方法及特点特点：检查、测量、分析、判断人工：眼看、耳听、手摸、鼻闻（中医）设备检测：仪器检测，结果分析，现象分析，人工判断（中西医结合）四、诊断设备：发动机实验台、发动机综合分析仪、电子示波器、点火正时仪、废气分析仪、异响分析仪、油耗计、汽缸漏气量分析仪、制动实验台、侧滑实验台、车轮定位仪、灯光检测仪、底盘测功机、车轮平衡机、电脑检测仪。第二节汽车故障诊断分析方法课时：2重点：故障类型及成因难点：故障树一、汽车故障的主要类型故障：功能丧失；性能下降１、按存在时间分类：永久性、间歇性永久性：修后消失，拉瓦、抱轴间歇性：气阻，气门、针阀、柱塞卡２、快慢分：突发性：无明显征兆，不能预测。连杆断、钢板断。渐发性：磨损、疲劳、变形、腐蚀。气门、缸套、轴瓦３、显现分：功能性，潜在性潜在——突发——永久——功能丧失二、汽车故障形成及技术状况变化的原因1、磨损：摩擦而使零件表面物质不断损失的现象1）粘着磨损：表面物质撕脱、转移载荷大速度高润滑差热材料强度低、塑性变形大、润滑油黏度小油膜破坏热、局部热点（粗糙度）点焊撕开拉缸、烧瓦、齿轮麻点改善润滑，防止过热（磨损动画演示）（1）气缸的磨损（2）轴瓦的磨损（3）气门的磨损2）磨料磨损摩擦副间夹入微粒，刮伤表面，破坏油膜，解决三滤问题。3）疲劳磨损摩擦面在交变载荷作用下发生塑性变形和裂纹并逐渐积累、扩展。变形、裂纹、油渗、扩展——剥落4）腐蚀磨损腐蚀——磨掉——腐蚀——磨掉酸SO2CO2润滑油添加剂2、变形和裂纹：尺寸和形状的改变超过屈服点——变形超过强度极限——断裂1）变形：工作应力、内应力、热应力内应力：加工过程，铸，锻，热处理，车磨（箱体叉类零件）热应力：温度变化热胀冷缩，缸盖、活塞工作应力：外载荷，曲轴、连杆、活塞２）断裂a疲劳断裂：裂纹、变形、断裂b加载断裂：碰撞3）蚀损：腐蚀、气蚀、浸蚀气蚀——穴蚀：液体低于饱和蒸汽压时形成气泡，气泡崩裂产生压力波，冲击金属表面氧化膜。腐蚀——再冲击，形成穴坑3、其它：老化：油封、轮胎、膜片烧蚀：电极、断电器积垢：水垢、积炭三、故障树分析方法1、项事件或最终事件：分析目标，即故障事件2、直接原因为中间事件3、第三,第四级4、最后为基本原因，不能再分析的事件5、每级是上级的直接原因又是下级的结果6、暂不分析为发生概率极小的事件第三节汽车故障参数和标准一、诊断参数分为三类：1、工作过程参数：工作过程中可供测量的。2、伴随过程参数：工作过程的伴随量。间接反映，不易测量。（振动、异响、发热）3、几何尺寸参数，具体结构参数：间隙，自由行程，配气正时二、常用诊断参数（性能指标）三、检测方法和诊断条件统一的检测条件（如水温正常）统一的检测方法统一的检测标准四、诊断参数标准，评价依据国家标准：强制执行安全环保企业标准：动力性经济性可靠性初始值：新车的原始参数许用值：无需修理，维护但与原始参数变化极限值：性能变坏，功能丧失第五章5．1一轿车(每个)前轮胎的侧偏刚度为-50176N／rad、外倾刚度为-7665N／rad。若轿车向左转弯，将使两前轮均产生正的外倾角，其大小为4。设侧偏刚度与外倾刚度均不受左、右轮载荷转移的影响．试求由外倾角引起的前轮侧偏角。答：由题意：F=kk=故由外倾角引起的前轮侧偏角：=kk=5．26450轻型客车在试验中发现过多转向和中性转向现象，工程师们在前悬架上加装前横向稳定杆以提高前悬架的侧倾角刚度，结果汽车的转向特性变为不足转向。试分析其理论根据(要求有必要的公式和曲线)。答：稳定性系数：、变化，原来K0,现在K>0,即变为不足转向。5．3汽车的稳态响应有哪几种类型?表征稳态响应的具体参数有哪些?它们彼此之间的关系如何(要求有必要的公式和曲线)？答：汽车稳态响应有三种类型：中性转向、不足转向、过多转向。几个表征稳态转向的参数：1．前后轮侧偏角绝对值之差(转向半径的比R/R;3．静态储备系数S.M.彼此之间的关系见参考书公式（5-13）（5-16）（5-17）。5．4举出三种表示汽车稳态转向特性的方法，并说明汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移如何影响稳态转向特性？答：方法：1.时为不足转向，时为中性转向，<0时为过多转向；2.R/R0>1时为不足转向，R/R0=1时为中性转向，R/R0<1时为过多转向；3.S.M.>0时为不足转向，S.M.=0时为中性转向，S.M.<0时为过多转向。汽车重心前后位置和内、外轮负荷转移使得汽车质心至前后轴距离a、b发生变化，K也发生变化。5．5汽车转弯时车轮行驶阻力是否与直线行驶时一样？答：否，因转弯时车轮受到的侧偏力，轮胎产生侧偏现象，行驶阻力不一样。5．6主销内倾角和后倾角的功能有何不同?答：主销外倾角可以产生回正力矩，保证汽车直线行驶；主销内倾角除产生回正力矩外，还有使得转向轻便的功能。5．7横向稳定杆起什么作用?为什么有的车装在前恳架，有的装在后悬架，有的前后都装？答：横向稳定杆用以提高悬架的侧倾角刚度。装在前悬架是使汽车稳定性因数K变大，装在后悬架使K变小，前后悬架都装则使前后悬架侧倾角刚度同时增大。5．8某种汽车的质心位置、轴距和前后轮胎的型号已定。按照二自由度操纵稳定性模型，其稳态转向特性为过多转向，试找出五种改善其转向特性的方法。答：即要K变大，可在前悬架上装横向稳定杆，后悬架不变；前悬架不变，减小后悬架侧倾角刚度；同时在前后悬架装横向稳定杆，但保证a/k2-b/k1变大；同时减小前后悬架侧倾角刚度，但保证a/k2-b/k1变大；增大汽车质量。5．9汽车空载和满载是否具有相同的操纵稳定性?答：否，m不同，空载时的汽车m小于满载时的m，即满载时的K更大，操纵稳定性更好。5．10试用有关计算公式说明汽车质心位置对主要描述和评价汽车操纵稳定性、稳态响应指标的影响。答：稳定性系数公式：汽车质心位置变化，则a、b变化，即K也随之改变。5．11二自由度轿车模型的有关参数如下：总质量m＝1818．2kg绕轴转动惯量轴距L=3.048m质心至前轴距离a=1.463m质心至后轴距离b=1.585m前轮总侧偏刚度后轮总侧偏刚度转向系总传动比i=20试求：1)稳定性因数K、特征车速。2)稳态横摆角速度增益曲线)---车速u=22.35m/s时的转向灵敏度。3)静态储备系数S.M.，侧向加速度为0．4g时的前、后轮侧偏角绝对值之差与转弯半径的比值R/R(R=15m)。4)车速u=30.56m/s,瞬态响应的横摆角速度波动的固有(圆)频率、阻尼比、反应时间与峰值反应时间。提示：1)稳定性系数：特征车速2)转向灵敏度3)，,4)固有圆频率阻尼比反应时间峰值反应时间5．12稳态响应中横摆角速度增益达到最大值时的车速称为特征车速。证明：特征车速=，且在特征车速时的稳态横摆角速度增益，为具有相等轴距L中性转向汽车横摆角速度增益的一半。答：转向灵敏度特征车速,中性转向时得证。5．13测定汽车稳态转向特性常用两种方法，一为固定转向盘转角法，并以—曲线来表示汽车的转向特性(见第五章第三节二)；另一为固定圆周法。试验时在场地上画一圆，驾驶员以低速沿圆周行驶，记录转向盘转角，，然后驾驶员控制转向盘使汽车始终在圆周上以低速持续加速行驶。随着车速的提高，转向盘转角（一般）将随之加大。记录下角，并以曲线来评价汽车的转向特性，试证，说明如何根据曲线来判断汽车的转向特性。证明：转向半径=5．14习题图4是滑柱连杆式独立悬架(常称为McPhersonstrutsuspnsion)示意图。试证：1)R.C.为侧倾中心。2)悬架的侧倾角刚度为，式中为一个弹簧的(线)刚度。提示：1)画出地面对于车厢的瞬时转动中心，即为侧倾中心R.C.2)证明参考书P135-1365．15试求计算稳态响应质心侧偏角增益的公式，并求题5．11中轿车在u=31．3m/s(70mile／h)、时的质心侧偏角。计算u=31．3m／s时的瞬态响应峰值反应时间和轿车的汽车因数T.B.值。提示：将方程组（5-9）两式联立，=0,=0,消去5．16为什么有些小轿车后轮也设计有安装前束角和外倾角?答：因为轿车后轮安装前束角和外倾角是为提高操纵稳定性。5．17习题图5为三种前独立悬架对车轮相对车身垂直上下位移时前束变化的影响。试问图中哪一条