汽车基本性能试验.ppt

第九章 汽车基本性能试验,9.1 动力性能试验 9.2 燃料经济性能试验 9.3 制动性能试验 9.4 操纵稳定性试验 9.5 平顺性试验 9.6 通过性试验,9.2 排气污染物测量,汽车排放污染物测量试验可分为怠速排放试验、汽车运行工况试验、曲轴箱废气测定及汽油蒸发试验。 8.1. 1、汽油车排气污染物测量 1、废气分析仪的结构和工作原理 常用检测设备： 非扩散型红外线分析仪、氢火焰离子型分析仪、化学分光分析仪 非扩散型红外线分析仪可同时测定CO和HC的浓度。参见图8-1-1 主要由废气取样装置、废气分析装置、浓度指示装置、校准装置组成。,2、汽油车怠速与双怠速污染物的检测方法 3、汽油车加速模拟工况(ASM)排气污染物测量方法 1) 检测程序 、 2) 试验准备、3) 排气污染物测量值计算 参见书式8-1-2、3、4、5、6、7、8、9,8.1. 2、柴油车排气污染物测量 1、烟度计的结构和工作原理 常用测量设备：滤纸式烟度计、透光式烟度计 1)、滤纸式烟度计的结构与工作原理 2)、透光式烟度计的结构和工作原理 2、柴油车自由加速烟度测量方法,9.4 操纵稳定性试验,基本概念： 汽车操纵稳定性包含两个方面，一是操纵性，即汽车执行驾驶员指令的准确程度；二是稳定性，即汽车受到路面凹凸不平或侧向风干扰时其自身的稳定性及恢复原来直线行驶的能力。 评价汽车操纵稳定性的依据 稳态转向特性、瞬态转向特性、回正性、转向轻便性 评价汽车操纵稳定性的方法 主观试验评价方法：由试验评价人员根据自己感觉来进行评价。 客观试验评价方法：通过测试仪器测出表征性能的物理量来评价操纵稳定性的方法。包括稳态转向特性试验、瞬态转向特性试验、转向轻便性试验、转向回正性试验、蛇形试验等。,汽车操纵稳定性主要测量参数及使用仪器 车速及时间五轮仪、时间信号发生器 方向盘的力矩和转角测力方向盘 侧向加速度加速度传感器 横摆角速度二自由度角速度陀螺仪(角速度传感器) 汽车航向角三自由度航向陀螺仪 车身侧倾角三自由度垂直陀螺仪 记录仪器光线示波器或磁带记录仪 汽车操纵稳定性试验条件 要求汽车按厂方规定装备齐全；测量调整国界定位参数；转向系、悬架检查、调整、坚固、润滑；轮胎检查；车载质量检查； 试验场地：干燥、平坦水泥或混凝土路面，任意方向坡度2%，风速5m/s，气温040C,9.4. 1、稳态转向试验,试验目的：测定汽车在方向盘转角输入下达到稳定行驶状态时汽车 的稳态横摆响应。 评价参数：转弯半径比Ri/R0、侧向加速度ay 、汽车前后轴侧偏角d1-d2、车身侧倾角、中性转向点的侧向加速度。 1、定转向盘转角连续加速法 1)、试验方法 在试验测定车速V、纵向加速度dV/dt、侧向加速度ay、横摆角速度r、车身侧倾角 、方向盘力矩M 2)、试验数据处理 (1) Ri/R0 ay曲线：Ri=Vi/ r ay=Vir 参见书式9-4-1、2、3、4 (2)(d1-d2)- ay曲线：参见书式9-4-5、6、7、8、9、10、11 (3) - ay曲线：直接通过采样得到。,2、定转弯半径试验方法 参见图9-4-4，表9-4-1。 9.4. 2、瞬态转向特性试验 瞬态转向特性试验是指汽车在受到外界扰动下，达到稳定状态前所表现出的特性，通常用时域响应特性和频域响应特性来描述。瞬态特性试验有方向盘角阶跃试验和方向盘转角脉冲试验两种。 1、方向盘转角阶跃试验 1)试验：汽车以试验车速直线行驶，向转向方向靠紧方向盘消除自由间隙，然后以尽快的速度转动方向盘至预定位置，固定数秒直到所测变量达到新的稳定状态。 2)评价指标及其确定 (1)稳态侧向加速度：见式9-4-12 (2)横摆角速度响应时间 (3)横摆角速度峰值响应时间 (4)横摆角速度超调量 (5)横摆角速度总方差与侧向加速度总方差 (6)汽车因数,2、方向盘角脉冲试验 本试验主要测定方向盘角脉冲输入时汽车的频率响应特性。 试验时向左(右)转动方向盘，并迅速回到原处，直到汽车保持直线行驶。试验中采集方向盘转角、横摆角速度、侧向加速度、车速，试验中节气门开度不变，至少按向左、向右转动方向盘各3次进行试验。 试验完毕用专用信号处理设备记录曲线，得到试验车的频率特性曲线(幅频特性、相频特性曲线)参见图9-4-6、式9-4-18 9.4. 3、转向轻便性试验 1、试验用双扭线路径 参见式9-4-19、20、21，图9-4-8。 2、试验 试验时驾驶员操纵汽车沿双扭线路径行驶，车速稳定后开始记录转向盘转角、作用力矩和行驶车速。,3、评价指标及其计算 试验采集的转向盘转矩转角曲线参见图9-4-9 1)转向盘最大作用力矩均值：参见式9-4-22 2)转向盘最大作用力均值：参见式9-4-23 3)转向盘的作用功： (1)绕双扭线路径每一周的作用功：参见式9-4-24 (2)转向盘作用功均值：参见式9-4-25 4)转向盘平均磨擦力矩和平均磨擦力 平均磨擦力矩参见式9-4-26、平均磨擦力参见式9-4-278 5)转向盘平均磨擦力矩均值和平均磨擦力均值 平均磨擦力矩均值参见式9-4-28 平均磨擦力均值参见式9-4-29,9.4.4、转向回正性试验,转向回正试验是确定汽车转向回正力的试验。该试验评价汽车由曲线行驶恢复到直线行驶的能力。 转向回正试验包括低速回正试验、调整回正试验。 试验中测量汽车行车速度、转向盘转角、横摆角速度、侧各加速度。 1、低速回正性试验 试验时汽车沿R=15m圆形路径行驶，加速到侧向加速度达到4m/s2,固定方向盘转角，稳定车速，3s后，突然松开方向盘，记录此后4s内汽车各项运动参数。 2、高速回正性试验 试验车速按该车最高车速的70%直线行驶，转动方向盘使侧向加速度达到2m/s2，稳定车速，突然松开方向盘，记录此后4内汽车的项各运动参数。,2、评价指标 参见图9-4-10 1)稳定时间：参见式9-4-30 2)残留横摆角速度：参见式9-4-31 3)横摆角速度超调量：参见图9-4-11，式9-4-32、33 4)横摆角速度自然频率：参见式9-4-34、35 5)相对阻尼数：参见式9-4-36、37、38 6)横摆角速度总方差 9.4.5、蛇形试验 蛇形试验是评价汽车随动性、收敛性、方向操纵轻便性及事故可避免性的典型试验，是包括驾驶员车辆环境在内的闭环试验。其试验结果不但取决于车辆本身，还取决于驾驶员的自身特性和驾驶技术。 试验是在保证安全的前提下，以尽可能高的车速进行，可以作为汽车操纵性对比 时主观评价的一种感觉试验。,1、试验场地 场地宽不小于车宽的5倍，长不小于1000m的坚实平坦路面。 蛇形布置参见图9-4-14，标桩间距、基准车速参见表9-4-2。 2、试验 试验就选择有丰富经验的驾驶员来驾驶试验车，试验时，以基准车速按图9-4-14路径稳速行驶，记录转向盘力矩、侧向加速度、通过试验区段的时间。然后，逐渐增加车速，直到试验出现不稳定行驶现象或驾驶员感觉再升高车速将使通过标桩区有困难为止。试验以不同车速共进行10次。 3、评价指标 1)蛇形车速：参见式9-4-41 2)平均转向盘转角：参见式9-4-42、图9-4-15 3)平均横摆角速度：参见式9-4-43、图9-4-15 4)平均车身侧倾角：参见式9-4-44 5)平均侧向加速度：参见式9-4-45,9.5 平顺性试验,汽车平顺性试验是评价汽车因振动使乘客感到不舒适或疲劳(或者使运载货物造成损坏)程度的试验。 平顺性试验对象是人(货物)车路面构成的系统。 汽车平顺性试验分评价试验和改进性试验两种。参见图9-5-1 评价性试验又分为主观感觉评价试验和客观物理量评价试验。 9.5.1、试验测试系统与数据处理 平顺性试验要采集各种振动与冲击信号，一般测试系统由加速传感器、前置放大器和磁带记录仪组成。参见图9-5-2 1、传感器：其作用是将振动信号转换为电信号，并输出到放大器。常用应变式和压电式加速度传感。 2、放大器：其作用是将传感器输出的微弱电信号放大后，输出给显示器或记录器。 3、磁带记录：存储所记录的振动冲击信号。 4、试验数据处理：参见图9-5-3。,9.5.2、悬架固有频率与相对阻尼系数测定试验 1、试验方法 试验基本原理是对被测试的悬架系统施加一个初始干扰，使其产生自由衰减振动，同时记录车身和国界的自由衰减振动时间历程，而后由记录曲线分析其固有频率和阻尼比。 测定方法在GB4783-84汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测定方法中有明确规定。 1)、滚下法：参见图9-5-4。 2)、抛下法：适用于具有整体车轴的非独立悬挂系统测试。 3)、拉下法：腫测量车身的振动。 2、数据处理 1)、时间历程法：利用车身和车轴部分的自由衰减振动曲线(图9-5-5)计算出车身和国界的振动，然后用式9-5-1分别计算各自的固有频率。参见式9-5-1、2、3、4。 2)、频率分析法：通过对磁带记录器上的数据进行富氏变换或处理自功率谱，得到峰值频率即为固有频率。见图9-5-6，式9-5-5。,9.5. 3、脉冲输入行驶试验,汽车在公路上行驶会遇到突出的障碍物或凹坑等，这些障碍使路面对汽车的振动输入突然增加很多，通常称这种输入为脉冲输入。脉冲输入行驶试验就是研究汽车振动的这一极端状况的。 试验用的障碍物参见图9-5-8。 试验时，从低速10Km/h 开始，每次递增10Km/h直到60Km/h。测量试验过程中测量位置的振动加速度。以响应的最大值作为评价指标。 9.5. 4、随机路面行驶试验 测定方法在GB4970汽车平顺性随机输入行驶试验方法中有明确规定。 试验时汽车 在额定载荷下以一定车速在一定等级公路上稳速驶过试验路段，记录位置上的振动加速度时间历程，测量通过试验路段的平均车速。,9.6 通过性试验,汽车通过性是指汽车通过各种道路，特别是坏路、无路地区及某些地形(垂直障碍物、凸岭、弹坑等)的能力。 汽车通过性主要取决于汽车的几何参数、支承与牵引参数，同时汽车的其他结构因素与使用因素对通过性也有很大的影响。 我国目前对汽车通过性的评价试验主要彩比较试验法。 通过性试验通常包括：汽车通过性几何参数测量、汽车的最大挂钩牵引力和行驶阻力的测量，沙地通过性试验、泥泞地通过性试验、冰雪路通过性试验、凹凸不平路通过性试验、连续调整行驶试验、涉水性能试验、地形通过性试验等。,9.6. 1、汽车最大挂钩牵引力和行驶阻力试验,1、最大挂钩牵引力试验 试验时试验汽车牵引负荷拖车缓慢起步行驶，并逐渐加速，直至加速踏板到底，当到达试验路段时，发动机转速应达到额定转速的80%以上。此时，用负荷拖车平稳、均匀地给试验车加载，直至试验车驱动轮开始滑转或发动机熄火为止。试验时用牵引力记录仪和发动机转速表记录最大挂钩牵引力和发动机转速，绘制最大牵引国务委员一发动机转速关系曲线。 2、行驶阻力试验 行驶阻力试验与最大牵引力试验基本相同，不同的是试验汽车不是自行，而是试验汽车变速器置于空档，用另一绞盘汽车拖带试验汽车，试验量绞盘以稳定速度拖动试验汽车前进，牵引力记录仪上记录的力即为试验汽车行驶阻力。,9.6. 2、沙地通过性试验,试验时，汽车以直线前进方向停放在试验路段的起点，然后从最低档分别挂能起步行驶的各个档位(包括倒档)，并且发动机以怠速转速、最大扭矩转速和最大功率转速起步行驶，直至发动机熄 火或驱动界线严重滑转车轮不能前进为止，与此同时测定从汽车起步到停车为止的行驶时间、行驶距离、车轮转速及车辆上下振动加速度随时间变化的曲线。根据试验数据计算汽车平均行驶速度和车轮打滑率参见式9-6-1、9-6-2。 9.6. 3、泥泞地通过性试验 试验时，试验车以规定车速、档位通过试验路段测量汽车通过试验路段的行驶时间、行驶距离、车轮转数，并计算平均车速和行驶阻力。 9.6. 4、冰雪路通过性试验 主要考核汽车在冰雪路面的行驶能力，包括加、减速稳定性、转向操纵性、直线行驶稳定性、制动效能及制动方向稳定性。,9.6. 5、涉水性能试验 涉水性能试验主要是为了考核汽车的涉水能力，最好在专用的涉水槽中进行，其水深可以调整。试验汽车在水中能否正常起动、动力性是否受到影响，逐渐增加水深度，直至出现不正常情况，以考核能够涉水的最大深度。 9.6. 6、凹凸不平路面通过性试验 试验时，以驾驶员能够忍受和保证安全的条件下，在尽可能高的车速进行，测定一定行驶距离的行驶时间，计算平均车速。该项试验也是做比较试验。 9.6. 7、连续高速行驶试验 连续高速行驶