汽车试验学课件 第6章 汽车整车性能试验1-2-1-

第6章

汽车整车性能试验课件制作：许兆棠汽车试验学（许兆棠主编）机械工业出版社6.1汽车动力性的试验6.2汽车经济性的试验6.3汽车制动性的试验6.4汽车操纵稳定性的试验6.5汽车平顺性的试验6.6汽车通过性的试验讲授内容汽车整车性能试验概述

汽车整车性能的试验主要指汽车理论中介绍汽车六大性能的试验，包括：汽车的动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性和通过性的试验。汽车整车性能的试验是在室内的试验设备和设施上，或在室外的道路、汽车试验场上进行。本章仅选取六大性能中有代表性的试验项目进行介绍。

本章及后续章的汽车试验中，以汽车试验的国家标准为基础，介绍汽车的试验。在各个试验的介绍中，给出了汽车试验的国家标准。6.1.1汽车驱动力及驱动功率的试验6.1.2汽车滑行的试验6.1.3燃油汽车最低稳定车速的试验6.1.4燃油汽车最高车速的试验6.1.5燃油汽车加速性能的试验6.1.6燃油汽车爬坡性能的试验6.1.7电动汽车动力性的试验6.1.8混合动力汽车动力性的试验6.1汽车动力性的试验6.1.1汽车驱动力及驱动功率的试验汽车驱动力及驱动功率试验的目的是要得到汽车的驱动力及驱动功率，用于评价汽车的动力装置及传动系统的动力性。汽车驱动力及驱动功率的方法：用恒速功率测量法在转鼓试验台上进行试验。

将驱动轮停在转鼓试验台的滚筒上，用钢索将汽车的后部固定在支柱上，钢索呈水平状态，钢索的拉力平衡汽车的纵向力。进入转鼓试验台的恒速功率测量界面，在恒速功率测量界面上设定速度。再点击“开始检测”按扭，当汽车的车速稍大于设定速度时，保持加速踏板位置，测功器产生不同的阻力矩，自动调节转鼓的转速，通过转鼓试验台中的速度传感器检测汽车的速度，通过测功器测定汽车的驱动力，并恒速功率测量界面上的牵引力栏中显示汽车的驱动力，驱动力显示为牵引力。用牵引力乘以设定速度，得汽车的驱动功率，在功率栏中显示。改变设定速度，可测得不同车速下汽车的驱动力及驱动功率。图6-1用转鼓试验台测试汽车的驱动力及驱动功率图6-2转鼓试验台的恒速功率测量界面

汽车的驱动力及驱动功率试验的原理是功率平衡的原理。转鼓试验台进入恒速功率测量后，加速度为零，转鼓试验台的输入功率和输出功率平衡，可得：和相对较小，

略去

和

，由式（6-1），得汽车的驱动功率：（6-1）（6-2）

又根据设定速度

，得汽车的驱动力：（6-3）和分别由转鼓试验台中的测功器和速度传感器获得，再由计算机计算出汽车的驱动力，并在显示器上的牵引力栏中显示。6.1.1汽车驱动力及驱动功率的试验

汽车的驱动力及驱动功率试验的误差主要来自省去驱动轮的滚动阻力的功率和转鼓试验台传动系统的摩擦阻力的功率的测试原理误差，来自测功器的测试误差、转鼓试验台的恒速调节误差。6.1.1汽车驱动力及驱动功率的试验6.1.2汽车滑行的试验1.道路上汽车滑行的试验

道路上汽车滑行试验的目的是获得汽车的滑行速度和滑行距离，另可获得汽车的行驶阻力。

道路上汽车滑行试验的标准是国家标准GB/T12536-2017《汽车滑行试验方法》。在执行汽车试验标准的汽车滑行试验中，可根据此标准，开展道路上汽车滑行的试验。

汽车滑行试验的方法是汽车在水平良好道路上直线滑行，通过汽车速度测量仪（见第5章介绍的光电式车速测量仪、、GPS和BDS定位车速测量仪、VBOX汽车试验数据采集系统中的GPS定位车速测量仪等），测试汽车从(50±0.3)km/h到停止的滑行速度和滑行距离，从测试仪显示器的屏幕上，可获取汽车的滑行速度和滑行距离。试验车辆进入滑行区域前的车速稍大于50km/h，将挡位置于空挡。为了减少道路坡度和风向、风速的影响，滑行试验沿相同路段至少往返各进行3次，取其平均值作为试验结果。

根据汽车理论中的汽车行驶平衡方程式，可得汽车的行驶阻力：根据测试结果，由汽车的滑行速度，可得汽车的滑行减速度。略去，由式(6-4)，可得汽车的行驶阻力。（6-4）

道路上汽车滑行试验的误差来自汽车直线滑行的误差和仪器测试误差。风和道路的纵向和横向的坡度影响汽车的直线滑行，车轮半径不等也会影响汽车的直线滑行。汽车滑行时，车身的俯仰，有可能引起仪器的测试误差。1.道路上汽车滑行的试验2.

转鼓试验台上汽车滑行的试验

转鼓试验台上汽车的滑行试验的目的是不同车辆的滚动阻力以及汽车传动系统内阻的横向对比和同一辆车维修前后的质量检查。同一型号或不同型号的汽车，滑行距离越长，汽车的滚动阻力以及汽车传动系统的内阻越小；同一辆汽车，经调整或维修后，滑行距离越长，汽车的滚动阻力以及汽车传动系统的内阻越小。图6-4转鼓试验台的滑行距离测量界面2.

转鼓试验台上汽车滑行的试验

滑行试验也可以在转鼓试验台上进行。试验前选取合适的飞轮组惯量，驱动轮停在滚筒上。进入转鼓试验台的滑行距离测量界面，在滑行距离测量界面上设定起始速度，再点击“开始检测”按扭，转鼓试验台开如工作，然后起动汽车、加速，驱动轮带动滚筒转动。当汽车的车速稍大于起始速度时，摘档滑行，储存在转鼓试验台的滚筒装置和汽车传动系统中的动能释放出来，克服轮胎在滚筒上滚动的滚动阻力以及汽车传动系统的内阻，拖动滚筒继续转动，直到车轮停止转动。通过转鼓试验台中的速度传感器检测汽车的速度，再对汽车的速度积分，计算出汽车的滑行距离，并在计算机的屏幕上显示汽车的滑行距离和滑行时间。改变起始速度，可测得不同车速下汽车的滑行距离和滑行时间。图6-3转鼓试验台的滑行距离测量界面2.

转鼓试验台上汽车滑行的试验

转鼓试验台上汽车滑行的试验的误差：转鼓试验台上汽车的滑行距离与道路上汽车的滑行距离不等，其误差来自滚动阻力、加速阻力和空气阻力。转鼓试验台上汽车的滑行距离不能替代道路上汽车的滑行距离。

转鼓试验台上汽车的滑行距离与道路上汽车的滑行距离不等，其误差来自滚动阻力、加速阻力和空气阻力。6.1.3燃油汽车最低稳定车速的试验

1.燃油汽车最低稳定车速试验的目的和标准燃油汽车最低稳定车速试验的目的是获得汽车的最低稳定车速。汽车的最低稳定车速是指最低的能稳定行驶的车速，该车速能保证汽车在急速踩下加速踏板时，发动机不熄火，传动系不抖动，汽车能够平稳不停地加速，且对应的发动机转速不得下降。燃油汽车最低稳定车速试验的标准是国家标准GB/T12547-2009《汽车最低稳定车速试验方法》。在执行汽车试验标准的燃油汽车最低稳定车速试验中，根据GB/T12547-2009《汽车最低稳定车速试验方法》，开展道路上燃油汽车最低稳定车速的试验。6.1.3燃油汽车最低稳定车速的试验

2.燃油汽车最低稳定车速试验的方法

燃油汽车的最低稳定车速试验是针对手动挡变速器的燃油汽车开展的试验。对于装备自动变速器的汽车，该指标的价值不大。

燃油汽车的最低稳定车速试验的方法：燃油汽车的最低稳定车速试验在道路上进行。试验时，将试验车辆的变速器和分动器（如果有）置于所要求的挡位，从发动机怠速转速开始，使汽车保持一个较低的能稳定行驶的车速行驶并通过试验路段。通过汽车速度测量仪观察车速，并测定汽车通过100m试验路段时的实际平均车速。在汽车驶出试验路段时，立即急速踩下加速踏板，发动机不应熄火，传动系不应抖动，汽车能够平稳不停顿地加速，且对应的发动机转速不得下降。试验可由低速向高速进行。如果这些条件不能满足，则应适当提高试验的车速，然后重复进行，直到找到满足前述条件的汽车最低稳定车速。为了减少道路坡度和风向、风速的影响，试验应往返进行，至少各1次。试验过程中，不允许为保持汽车稳定行驶而切断离合器或使离合器打滑，并且不得换挡。取实测车速的算术平均值为该汽车该挡位的最低稳定车速。6.1.4燃油汽车最高车速的试验

1.燃油汽车最高车速试验的目的和标准燃油汽车的最高车速试验的目的是获得汽车的最高车速，用于评价汽车的动力性。汽车的最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青的路面)上汽车直线行驶所能达到的最高行驶车速。

燃油汽车最高车速试验的标准是国家标准GB/T12544-2012《汽车最高车速试验方法》，在执行汽车试验标准的燃油汽车的最高车速试验中，根据此标准，开展燃油汽车最高车速的试验。

汽车的最高车速试验分为燃油汽车的最高车速试验和电动汽车的最高车速试验。燃油汽车在200m的测试路程上测量最高车速，简称为200m最高车速试验。电动汽车的最高车速试验包括30分钟和1km最高车速试验，其中1km最高车速试验是在1km的测试路程上测量最高车速，1km最高车速试验与200m最高车速试验的方法其本相同，主要是测试路程的长度不同。电动汽车的最高车速试验在电动汽车的动力性试验中介绍。6.1.4燃油汽车最高车速的试验

2.燃油汽车最高车速试验的方法

燃油汽车的最高车速试验的方法是汽车在水平良好道路上，试验车辆加速行驶到最高车速，并连续直线行驶一段距离（测试路程的长度为200m），在此稳定直线行驶路段，通过汽车速度测量仪，获得试验车辆的最高车速，其方法是从测试仪显示器屏幕上的位移—时间曲线或计算机中的位移—时间的数据中，获得试验车辆通过200m的时间t(单位s)，再计算出试验车辆的最高车速，其最高车速等于200×3.6/t(单位km/h)，这种方法用于最高车速有波动等少量变化的情况；也可由车速—时间曲线直接读取最高车速，相应的车速—时间曲线为一条水平线，这种方法用于车速稳定性好的情况。

燃油汽车的挡位和加速踏板位置：测试时，对于手动挡汽车，加速踏板踩到底，变速器挂直接挡或超速挡，并选取最高车速的挡位；对于自动挡汽车，将挡位置于前进挡D，加速踏板踩到底；对于智能燃油汽车，其控制系统使汽车在最高车速的行驶状态。6.1.4燃油汽车最高车速的试验

燃油汽车的最高车速试验分为单方向、双向和环形跑道上最高车速试验，并重复试验，取最高车速试验的平均值作为试验结果。

单方向最高车速试验是单一方向的最高车速试验。单方向最高车速试验时，需连续5次重复进行试验，风速在车辆行驶方向的水平分量不超过2m/s。

双向最高车速试验是在同一道路上往返的最高车速试验。双向最高车速试验时，车辆行驶速度变化不应超过2%。每个方向上的试验不少于1次，所用时间的变化不超过3%。

环形跑道上最高车速试验是在环形跑道上进行最高车速试验。试验至少进行3次，每次测量时间的差异不超过3%，且不对转向盘施加任何动作以修正行驶方向。6.1.4燃油汽车最高车速的试验燃油汽车最高车速试验的误差来自汽车直线稳定行驶的误差和仪器测试误差。风和道路的纵向和横向的坡度影响汽车的直线稳定行驶，车轮半径不等会影响汽车的直线行驶。6.1.5燃油汽车加速性能的试验

1.燃油汽车加速性能试验的目的和标准

燃油汽车加速性能试验的目的是获得汽车的加速时间，评价汽车的动力性。

燃油汽车的加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。与此对应，加速性能试验也包括两项，即起步加速性能试验和超车加速性能试验。

燃油汽车加速性能试验的标准是国家标准GB/T12543-2009《汽车加速性能试验方法》。在执行汽车试验标准的燃油汽车加速试验中，根据此标准，开展燃油汽车加速性能的试验。2.起步加速性能试验

起步加速性能试验的方法是以最大的加速度，将汽车从静止状态加速到100km/h（如果最高车速的90%达不到100km/h，应取最高车速的90%向下圆整到5的整数倍的车速作为试验终了车速），另以最大的加速度，使汽车由静止状态通过400m的距离，分别记录这两个试验的行驶时间，为原地起步加速时间。燃油汽车的挡位和加速踏板位置：对于手动挡汽车，由Ⅰ挡起步，选择最恰当的换挡时机，逐步换至最高挡，挂挡后加速踏板踩到底；对于自动挡汽车，将挡位置于前进挡D，加速踏板踩到底；对于智能燃油汽车，其控制系统使汽车在最大加速度的行驶状态。6.1.5燃油汽车加速性能的试验

2.超车加速性能试验

超车加速性能试验的方法是以最大的加速度，将汽车从60km/h加速到100km/h，同样，如果最高车速的90%达不到100km/h，应取最高车速的90%向下圆整到5的整数倍的车速作为试验终了车速，记录行驶时间，为超车加速时间。

燃油汽车的挡位和加速踏板位置：对于手动挡汽车，变速器挂直接挡或超速挡，并选取加速时间最短的挡位，加速踏板踩到底；对于自动挡汽车，将挡位置于前进挡D，加速踏板踩到底；对于智能燃油汽车，其控制系统使汽车在最大加速度的行驶状态。燃油汽车的加速性能试验应往返进行，每个方向至少进行3次。若一次试验发生问题，则该往返试验均应重做。起步加速性能试验的变化系数不得大于3%；超车加速性能试验的变化系数不得大于6%。6.1.5燃油汽车加速性能的试验

燃油汽车的加速性能试验的误差来自汽车直线行驶的误差、换挡时间和仪器测试误差。汽车加速时，车身的俯仰，有可能引起仪器的测试误差。a)燃油汽车起步加速性能曲线

b）燃油汽车超车加速性能曲线图6-4燃油汽车加速性能的曲线1车速一加速距离曲线2车速一加速时间曲线6.1.5燃油汽车加速性能的试验6.1.6燃油汽车爬坡性能的试验1.燃油汽车爬陡坡的试验

（1）爬陡坡试验的目的和标准

燃油汽车爬坡试验的目的是获得最大爬坡度，用于评价汽车的动力性。爬陡坡的坡度是汽车理论中的最大爬坡度。燃油汽车爬坡性能试验的标准是国家标准GB/T12539-2018《汽车爬陡坡试验方法》。在执行汽车试验标准的燃油汽车爬陡坡试验中，根据此标准，开展燃油汽车爬坡性能的试验。6.1.6燃油汽车爬坡性能的试验

(2)满载法爬陡坡的试验

燃油汽车满载法爬陡坡试验的方法是汽车从坡道前面的水平路面起步，满载爬至坡顶。在通过中间的10m测速路段时，测定通过时间、动力装置的转速，监测各仪表的示值。爬到坡顶后，检查汽车各部位有无异常，并做记录。同一坡道可以爬两次，有一次通过就认为可以达到此爬坡度。

燃油汽车爬陡坡试验时，挡位置于最低档或前进挡D，加速踏板踩到底。对于智能燃油汽车，其控制系统使汽车在最大爬坡度的行驶状态。

如果被试车辆克服了该坡道，可以到大一级坡度的坡道上再次进行爬坡试验，以此类推，直至爬到所能克服的最大坡度，作为该车的最大爬坡度试验结果。图6-5汽车爬陡坡的试验6.1.6燃油汽车爬坡性能的试验汽车爬陡坡的试验

燃油汽车减重法爬陡坡试验是减轻汽车的载重量，获得汽车的最大爬坡度。如果被试车辆克服了该坡道，没有小一级坡度的坡道上再次进行爬坡试验，可采用减重法爬坡试验。

根据汽车理论，汽车的动力因数：（6-5）

将

代入式(6-5)，可解得：(3)减重法爬陡坡的试验（6-6）设减重后汽车的质量为，相应的最大爬坡角为。根据式(6-6)得减重后汽车的动力因数：（6-7）

又根据动力因数的定义，得：将式(6-7)代入式(6-8)，得汽车的动力因数：（6-8）

将式(6-9)代入式(6-6)，得汽车的最大爬坡角：(3)减重法爬陡坡的试验（6-10）

由式(6-10)得汽车的最大爬坡度：（6-11）（6-9）

当已知汽车的质量m和测试道路的坡度角

时，根据式(6-5)、式(6-7)和式(6-8)，得减轻质量后的汽车的质量：

由式(6-12)得减轻质量：（6-12）减轻质量后汽车的质量变小，式(6-13)的计算结果为负值。通过减轻汽车的载重量，测得相应的最大爬坡角，再由式(6-10)计算得汽车的最大爬坡角，由式(6-11)计算得汽车的最大爬坡度。(3)减重法爬陡坡的试验（6-13）燃油汽车负荷拖车法爬陡坡试验是满载的汽车拖动负荷拖车，匀速爬坡，获得汽车的最大爬坡度。如果被试车辆克服了该坡道，没有大一级坡度的坡道上再次进行爬坡试验，可采用负荷拖车法爬坡试验。设汽车的质量为m，汽车拖动负荷拖车匀速爬坡时，牵引负荷拖车的拖钩牵引力为，相应的最大爬坡角为。根据汽车理论，汽车的动力因数：（6-14）将式(6-14)代入式(6-6)，得汽车的最大爬坡角：(4)负荷拖车法爬陡坡的试验（6-15）