汽车试验学课件 第5章 汽车试验的的仪器、设备与设施2-

5.2.1转鼓试验台5.2.2四通道道路模拟试验台5.2.3二十四通道道路模拟试

验台5.2.4振动试验台5.2.5静侧翻试验台5.2.6高低温模拟试验室5.2典型的汽车试验设备及设施5.2.7环境和安全试验箱5.2.8消声试验室5.2.9电磁兼容性试验室5.2.10淋雨试验室5.2.11汽车检测线5.2.12汽车风洞5.2.1转鼓试验台

转鼓试验台又称为底盘测功机，是检测汽车底盘输出功率及其相关参数的一种检测设备，还可以在室内进行汽车的动力性、经济性、排放性、可靠性试验以及传动系统的专项试验等。5.2.1转鼓试验台1.转鼓试验台的类型

单转鼓试验台：一个滚筒支承一个车轮。滚筒的表面模似地面，其转鼓直径越大，车轮在转鼓上转动就越像在平路上滚动。但增大转鼓直径，试验台的转动惯量、制造和安装费用将显著增加，所以一般转鼓直径均在1500mm以上，2000-2500mm以下。

双转鼓试验台：两个滚筒支承一个车轮，其转鼓直径比单转鼓试验台的要小，一般在185~400mm的范围内。双转鼓试验台的两个滚筒对车轮有自动定位功能，对试验汽车的安放定位要求较低。图5-36单转鼓试验台图5-37双转鼓试验台5.2.1转鼓试验台2.转鼓试验台的结构及工作原理

(1)转鼓试验台的结构

转鼓试验台主要由滚筒装置、测功装置、测量装置、飞轮机构和计算机等部分组成。滚筒装置为两对滚筒，测功装置为电涡流测功器、速度传感器和压力传感器，飞轮机构为飞轮和电磁离合器。图5-38双转鼓试验台的机械部分结构图图5-39双转鼓试验台的机械部分结构图5.2.1转鼓试验台

(2)转鼓试验台的工作原理

汽车试验时，汽车的驱动轮在主动滚筒和从动滚筒上，带动主动滚筒和从动滚筒转动，主动滚筒的一端带动飞轮转动，主动滚筒的另一端通过减速器带动电涡流测功器。速度传感器的齿轮随主动滚筒转动，测得驱动轮的速度。通过电磁离合器接合，控制飞轮的工作。当电涡流测功器不通电时，电涡流测功器不工作；当电涡流测功器通电后，电涡流测功器吸收驱动轮输出的功率，通过力传感器，测得作用在电涡流测功器上力，再与驱动轮的速度结合，得驱动轮的输出功率。计算机控制电磁离合器和电涡流测功器，接收速度传感器和力传感器的测量信息，并计算得到驱动轮的输出功率，显示测试结果。

飞轮机构、滚筒及其传动系统的转动惯量模拟整车的移动惯量，飞轮机构的惯量用于调整模拟整车的移动惯量。图5-38双转鼓试验台的机械部分结构图图5-39双转鼓试验台的机械部分结构图5.2.1转鼓试验台

(2)转鼓试验台的测量误差

转鼓试验台的传动系统中的摩擦力、传动系统的转动惯量、飞轮机构的惯量、电涡流测功器的摩擦功率损失、速度传感器和压力传感器的测量精度、滚筒的曲面、车轮轴线与滚筒轴线的平行度等产生转鼓试验台的测量误差。图5-39双转鼓试验台的机械部分结构图图5-40双转鼓试验台的机械部分结构图5.2.1转鼓试验台5.2.1转鼓试验台5.2.1转鼓试验台5.2.1转鼓试验台5.2.2道路模拟试验台

道路模拟试验台又称道路模拟试机或四轮液压激振台等，主要用于整车的道路模拟试验，模拟凸凹不平路面、比利时路面、搓板路面、鱼鳞坑路面、卵石路面、扭曲路面等引起的汽车振动和乘坐舒适性试验，还可用于汽车振动的疲劳试验等。图5-40道路模拟试验台5.2.2四通道道路模拟试验台

1.四通道道路模拟试验台的结构

汽车1的每个车轮的下方有一根立式的液压柱，共4个液压柱；汽车1在托盘3上，托盘固定在活塞杆5的一端，活塞杆的另一端与活塞7固定在一起，活塞7在液压缸8内，液压缸固定在地面上；上进油口6、下进油口9分别在活塞的上、下方；在液压缸内、活塞的上方和下方充满液压油10。位移传感器4固定在液压缸上，加速度传感器2固定在汽车的车架上。图5-40四通道道路模拟试验台图5-41四通道道路模拟试验台的结构示意图5.2.2四通道道路模拟试验台

2.四通道道路模拟试验台的工作原理四通道道路模拟试验台的工作原理是利用四根液压柱，使汽车振动，模拟汽车在路面上行驶时的振动，并根据所测得的汽车振动，评价汽车的平顺性。

四根液压柱同时上升或下降，或前两根液压柱和后两根液压柱分别同时上升或下降时，可模拟凸凹不平路面上汽车的振动。前两根液压柱或后两根液压柱分别同时上升或下降时，可模拟鱼鳞坑路面上汽车的振动。四根液压柱分别上升或下降，可模拟卵石路面、扭曲路面、搓板路面上汽车的振动。通过汽车振动的测试，评价汽车的平顺性和悬架、车轮系统的振动特性。图5-40道路模拟试验台图5-41道路模拟试验台的结构示意图5.2.2四通道道路模拟试验台5.2.2四通道道路模拟试验台5.2.3二十四通道道路模拟试验台

二十四通道道路模拟试验台用于悬架的振动性能试验和疲劳试验等，与四通道道路模拟试验台上汽车振动的主要不同点是汽车没有轮胎的振动。

二十四通道道路模拟试验台的结构：汽车1的轮毂2在垂直杆5的上方，每个轮毂通过半圆夹6与两根垂直杆连接，垂直杆与地面通过铰链连接，半圆夹夹紧在轮毂的外圆上。横向杆4和纵向杆6分别与垂直杆连接，垂直杆、横向杆和纵向杆分别与不同的液压缸连接，每个轮毂的下方有6个液压缸，试验台共有24个液压缸。图5-42二十四通道道路模拟试验台5.2.3二十四通道道路模拟试验台

二十四通道道路模拟试验台的工作原理:

计算机控制液压缸伸长或缩短，可使制动盘有六个自由度的运动，制动盘带动悬架振动，可模拟凸凹不平路面、鱼鳞坑路面、卵石路面、扭曲路面、搓板路面上汽车悬架的振动。通过汽车悬架振动的测试，评价汽车悬架的振动性能；通过汽车悬架一定时间内的振动，评价汽车悬架的可靠性能。图5-42二十四通道道路模拟试验台5.2.3二十四通道道路模拟试验台二十四通道道路模拟试验台的机构运动简图悬架性能试验台5.2.4振动试验台

振动试验台用于电池、电池包、汽车控制器、汽车仪表台及仪表台上显示屏、汽车座椅等振动试验，获得单由度或多自度的振动试验的结果，包括：固有频率，共振频率、幅频响应特性、疲劳寿命等。

单由度振动试验台：电池包固定在工作台上，电磁激振器推动工作台上下往复运动，使电池包随工作台振动，通过固定在工作台上的加速度传感器测得电池包的位移、速度和加速度，再通过振动分析，获得电池包的固有频率、共振频率和幅频响应特性等。图5-43单自由度振动试验台5.2.4振动试验台单自由度振动试验台5.2.4振动试验台单自由度振动试验台5.2.4振动试验台

六自由度振动试验台：工件固定在工作台上，六根液压缸激振器推动工作台作六自由度的振动，使工件随工作台作六自由度的振动，通过固定在工作台上的加速度传感器和陀螺仪测得工件的位移、速度、加速度和角位移、角速度、角加速度，再通过振动分析，获得工件六个坐标方向上的固有频率、共振频率和幅频响应特性等。图5-44六自由度振动试验台5.2.4振动试验台两自由度振动试验台5.2.4振动试验台六自由度振动试验台5.2.5静侧翻试验台

汽车静侧翻试验台主要用于汽车侧翻、汽车侧翻后车身与地面碰撞试验，另可用于汽车横向驻车试验和整车质心高度的测量。

汽车静侧翻试验的标准是国家标准GB/T14172-2021《汽车挂车及汽车列车静侧倾稳定性台架试验方法》，此标准只涉及汽车静侧翻试验，不涉及汽车横向驻车试验、质心高度测量和汽车侧翻后车身与地面碰撞。5.2.5静侧翻试验台汽车静侧翻试验台：试验台通过铰链与地面连接，汽车停在试验台上，通过液压缸举升试验台侧倾；试验台侧倾的角度不大于汽车的横向驻车坡度角时，汽车横向驻车在试验台上，可用理论力学求质心的方法，求整车质心的高度；在汽车最大横向驻车坡度角的位置，通过安装在试验台上的转角传感器测得试验台的倾角，为汽车的横向驻车坡度角；试验台侧倾的角度大于汽车的横向驻车坡度角时，汽车横向侧滑到轮胎靠与防侧滑挡块接触，并受到防侧滑挡块的阻挡；当汽车的质心在过轮胎与防侧滑挡块接触线的垂线上时，汽车即将静侧翻，此时试验台侧倾角为汽车的静侧翻倾角，通过安装在试验台上的转角传感器测得试验台的倾角；试验台继续侧倾时，汽车“绊倒”侧翻；汽车侧翻后，车身与地面碰撞，并有可能翻滚，可检验车身的强度及车上人员等安全性。5.2.5静侧翻试验台图5-45汽车静侧翻试验台图5-46汽车静侧翻5.2.5静侧翻试验台汽车静侧翻试验台5.2.6高低温模拟试验室

1.高温试验室

高温试验室用于在高温、湿的条件下，模拟高温环境状态，对汽车及其部件的进行试验，并对试验室实行热管理和湿管理。为了让汽车适应高温、高湿环境，了解其性能及部件老化情况，各汽车厂家根据各自汽车产品的需要建高温试验室。

（1）高温试验的项目1)冷却性能试验。2)动力性能试验。3)耐热性能试验。4)空调性能试验。5)汽车高温的制动性能试验。主要是制动的热稳定性，液压制动管路的气阻。5.2.6高低温模拟试验室

（2）高温试验的结构

高温试验室主要包括日照装置、供风系统、加热装置和路面辐射装置，另室内可放置转鼓试验台、电动机的功率试验台、电池性能的试验台等，试验室的四周墙体、室顶和地面采用保温结构。图5-47高温试验室5.2.6高低温模拟试验室高温试验室5.2.6高低温模拟试验室

2.低温试验室

低温试验室用于在低温的条件下，模拟低温环境状态，对汽车及其部件的进行试验，并对试验室实行低温管理。

（1）低温试验的项目

1)汽车发动机的低温起动性能试验。2)发动机低温行驶性能匹配。3)电动汽车电动机的低温起动性能试验。4)电动汽车电池的低温试验。5)汽车行驶安全性检验。

6)汽车寒区适应性试验。7)刮水器等总成的低温性能试验。8)非金属零件的低温适应性试验。9)汽车燃油、润滑油、液压油等的低温性能验证试验。10)汽车低温的制动性能试验。11)其他必要的低温性能、低温适应性试验。5.2.6高低温模拟试验室

（2）低温试验室的结构

低温试验室采用空调制冷，并可调节温度和换气，试验室的四周墙体、室顶和地面采用保温结构。在结构上，低温试验室一般由以下系统构成。

1)低温试验间要求密封、保温、防腐、有足够的面积和高度，以及足够的地面承载能力

。

2)制冷机房和制冷系统提供冷源。

3)换气系统能排除室内有害废气。

4)冷却液系统是制冷系统必需的辅助设施，用以冷却制冷机组。5)试验测量仪器和试验数据的采集与处理系统。6)测控及观察间。图5-48低温试验室5.2.6高低温模拟试验室

3.高低温试验室

高温试验室与低温试验室结合在一起，共用房间、转鼓试验台、电动机的功率试验台、电池性能的试验台等，形成高低温试验室。5.2.7环境和安全试验箱

环境试验箱是一个模拟环境的试验箱，包括低温、高温、盐雾、老化环境试验箱等，用于驱动电机、驱动电机控制器、动力电池、塑料件、灯等在环境试验箱内试验。高低温环境试验箱如图5-49所示，通过空调形成高低温环境。盐雾环境试验箱如图5-50所示，通过喷雾系统将盐水喷雾，形成盐雾环境，并通过温度和湿度传感器控制温度和湿度。图5-49高低温环境试验箱图5-50盐雾环境试验箱5.2.7环境和安全试验箱环境试验箱下电机功率测试环境试验箱电力测功机5.2.7环境和安全试验箱

安全试验箱是一个铁板围成的箱体，内有试验设备，分为防爆、坠落、挤压和冲击试验箱等。防爆试验箱用于电池等爆炸的安全试验。坠落试验箱用于电池、灯等的坠落试验，坠落试验箱内有电磁夹，电磁夹松开物体后坠落。挤压和冲击试验箱分别用于电池、电池盒等挤压和冲击试验，箱内有挤压和冲击设备。电池防爆高温试验箱电池冲击试验箱电池挤压试验箱5.2.8消声试验室

消声试验室用于测量汽车及部件的噪声，包括，发动机的排气、电动机、传动系统、轮胎、空调、风扇等的噪声。用声级计测量噪声的大小。

消声试验室分为半消声试验室和全消声试验室。半消声试验室又称半消声室，是在反射面上方可获得自由声场的测试室。全消声试验室又称消声室，是可获得自由声场的测试室。

半消声试验室如图5-51所示，室内的五面装有吸声体，地面为水磨石地面，作为声发射面，可模拟汽车行驶时的声音反射特点。吸声体是包裹玻璃棉等的吸声材料。

全消声室为六面挂装吸声体的净空间，声体只来自被测的汽车或部件。图5-51消声试验室5.2.8消声试验室消声试验室5.2.9电磁兼容性试验室电磁兼容性试验室主要用于电动汽车、混合动力汽车、驱动电机、动力电池的电磁兼容性（ElectromagneticCompatibilityEMC）测试，测试内容主要包括辐射和传导干扰测试、抗扰度测试、受扰度测试等。

测试标准主要是国家标准GB/T36282-2018《电动汽车用驱动电机系统电磁兼容性要求和试验方法》、GB34660-2017《道路车辆电磁兼容性要求和试验方法》、GB/T22630-2008《车载音视频设备电磁兼容性要求和测量方法》、GB/T18387-2017《电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法》等。电磁兼容性试验在开阔场和电磁兼容性试验室内进行。开阔场是平坦、空旷、地面铺设金属钢板、无任何反射物的椭圆形或圆形户外试验场地。5.2.9电磁兼容性试验室

电磁兼容性试验室：试验室为房中房结构或直接建在房内，为六面盒状建筑体，五面有吸波材料，避免波的反射，地面铺设或不铺设金属导电地板和吸波材料，地面铺设金属导电地板和吸波材料试验室为全电波暗室，地面不铺设金属导电地板和吸波材料为半电波暗室。实验室通常配备有一系列电磁场测试设备、辐射和传导干扰测试设备、抗扰度和受扰度测试设备等，如发射天线、电流注入钳、静电发生器、频谱分析仪、信号发生器、射频功率放大器、定向耦合器、功率计、场强发生器（辐射天线）、场强传感器、场强表等。图5-52电磁兼容性试验室5.2.9电磁兼容性试验室5.2.9电磁兼容性试验室5.2.10淋雨试验室

淋雨试验室主要用来模拟自然降雨环境，用于测试汽车的防雨密封性能，是新车下线必不可少的检测设备。

淋雨试验室主要由淋雨房、喷淋系统、吹干系统和控制系统组成。其中，房体的主要作用是形成封闭的试验区域与非试验区隔离。汽车在输送带上向前移动。计算机控制系统对车辆试验时间、淋雨强度、喷射压力进行调整控制。图5-53淋雨试验室5.2.11汽车检测线

1.汽车安全及环保综合性能检测线汽车安全及环保综合性能检测线的主要功用是用于公安交警部门年审检测汽车的安全及环保的综合性能，也用于交通运输部门或汽车维修企业检测汽车的安全及环保的综合性能，保证汽车安全及环保使用。汽车安全及环保综合性能检测线一般由外观检查、车底检测、称重、制动、侧滑、灯光、尾气、喇叭噪声等检测内容及相应的工位组成。在汽车安全及环保综合性能检测中，对车辆依次进行各工位的检测，计算机辅助称重、制动、侧滑、灯光、尾气检测。图5-54汽车安全及环保综合性能检测线5.2.11汽车检测线汽车安全及环保综合性能检测线5.2.11汽车检测线

2.汽车装配检测线汽车装配检测线的主要功用是用于汽车的装配线，检测装配后的新车的动力性、制动性、操纵性、安全、环保等综合性能，评介其是否达到装配质量的要求，是否可上路行驶和销售。燃油汽车装配检测线一般由四轮定位、灯光、制动、侧滑、行驶性能、排放、淋雨、路试等检测内容及相应的工位组成，并对车辆依次进行各工位的检测。电动汽车装配检测线一般由四轮定位、灯光、制动、侧滑、行驶性能、慢充电及快充电、漏电安全性（绝缘电阻测试）、电池包残余电量、电池及控制模块的通讯、淋雨、淋雨后相关电路状态、路试等检测内容及相应的工位组成，并对车辆依次进行各工位的检测。5.2.11汽车检测线

混合动力汽车装配检测线是燃油汽车和电动汽车装配检测线的综合，一般由四轮定位、灯光、制动、侧滑、行驶性能、排放、慢充电及快充电、漏电安全性、电池包残余电量、电池及控制模块的通讯、淋雨、淋雨后相关电路状态、路试等检测内容及相应的工位组成，并对车辆依次进行各工位的检测。

不同的汽车装配线，其检测工位和检测工位排列分别不同，主要取决于汽车设计和装配的要求。燃油车进行排放检测，不进行充电及漏电安全性检测；电动汽车不进行排放检测进行充电及漏电安全性检测；混合动力汽车进行排放和充电及漏电安全性检测。5.2.11汽车检测线图5-55汽车在玄武岩瓦块铺装成的低附着系数试验道路上路试图5-56汽车在正弦波的试验道路上路试简易搓板试验道路5.2.12汽车风洞

风洞是用来产生人造气流（人造风）的管道。

汽车风洞是管道中能产生一段气流均匀流动的区域，这区域为试验段，汽车风洞试验就是在这段风洞中进行的。

汽车风洞是由航空风洞发展而来，两者的原理是相同的。5.2.12汽车风洞

1.汽车风洞的分类

（1）根据汽车风洞的结构分类

根据汽车风洞的结构，汽车风洞分为直流式和回流式风洞。

直流式风洞是一根截面面积变化的直管道，风扇是吸风扇。汽车在试验段内做试验。直流式风洞里的气流受自然风的影响大些，噪声普遍较高，流入大气的气流噪声对环境影响较大。图5-57直流式风洞5.2.12汽车风洞

回流式风洞