汽车使用性能

1、现代汽车概论,主讲人：吴跃成,第四章,汽车的使用性能,主要内容：,?,4.1,汽车动力性,4.2,燃油经济性,4.3,汽车制动性,4.4,操纵稳定性,4.5,平顺性与舒适性,4.6,通过性,4.7,汽车可靠性与寿命,目标和要求：,?,?,?,?,?,?,?,4.1,掌握汽车动力性的评价指标,4.2,掌握燃油经济性的评价指标,4.3,掌握汽车制动性的评价指标,4.4,了解操纵稳定性的评价指标,4.5,了解平顺性与舒适性的评价指标,4.6,了解通过性的评价指标,4.7,了解汽车可靠性与寿命评价指标,什么是汽车使用性能？都包括那些方面？,?,汽车的使用性能,是汽车在工作过程中所表现出来的,特性。,?

2、,动力性,:,有表征速度与力量,;,?,燃油经济性,:,表征能量消耗,;,?,制动性与操纵稳定性,:,有表征安全,;,?,行驶平顺性与舒适性,:,有表征乘坐性能,;,?,通过性,:,表征在坏路上行驶能力,;,?,可靠性,:,有表征“健康”状况,;,?,排放与噪声污染,:,衡量对环境影响。,4.1,汽车动力性,?,定义：,汽车动力性是汽车按规定装载后在水平良好,路面上所能达到的性能。,?,理解：,动力性是汽车最基本、最重要的性能。对轿,车而言，用户希望跑得快（速度大）和起速快（加,速性好）；对卡车而言，用户希望装载多，速度能,满足要求等。,?,评价指标：,?,最高车速,U,amax,，单位,km

3、,h,；,?,加速时间,t,，单位,S,；,?,最大爬坡度,i,max,，单位。,评价指标之一,最高车速,?,定义：,最高车速指汽车在水平良好的直线路面上，,按规定满载，以最大油门行驶，在车速稳定时所能,达到的速度。,?,目前国产汽车的最高车速一般为：,?,卡车：,U,amax,90,120km,h,?,大型客车：,U,amax,80,100km,h,?,中型客车：,U,amax,100,140km,h,?,轿车：,U,amax,140,250km,h,评价指标之二,加速时间,?,定义：,汽车加速时间分为,原地起步加速时间,和,超车,加速时间,两种。,?,原地起步加速时间,是汽车从静止开始，用

4、,1,挡或,2,挡,起步，用最大油门加速，逐步换至最高挡（或直接,挡），车速达到某一预定值或行驶某一预定距离所,需要的最短时间。,原地起步加速时间一般,中型卡车,0,60km,h,约为,16,20s,，,轿车,0,一,80km,h,起步加速时间为,6,10s,。,评价指标之二,加速时间,?,超车加速时间,是汽车用最高挡（或次高挡）,以某一较低车速稳定行驶，然后用最大的油,门全力加速至某一较高车速所需要的最短时,间，中途不变换挡位。,?,超车加速时间,中型卡车,20,60km,h,约为,30,40s,，,轿车,40,80km,h,超车加速时间约为,12,18s,。,评价指标之三,最大爬坡度,?,

5、定义：,汽车的最大爬坡度是满载时所能爬上的最大,道路纵坡，单位为（坡度为道路纵向坡角的正切,值）。,?,理解：,汽车爬坡时要使用,1,挡或最低挡（有的汽车,专门设有传动比很大的爬坡挡）。民用汽车大多数,情况下都是在公路上行驶，不太强调爬坡能力。经,常在山区行驶的汽车需要适当的爬坡能力。一般民,用汽车最大爬坡度不超过,30,（约,15,）。而越野,汽车和工程用车由于经常在坏路或无路条件下行驶，,其爬坡能力是一个非常重要的参数，最大爬坡度一,般为,60,左右，约,30,的纵坡。,动力性影响因素,?,汽车的动力性主要由发动机的最大功率、传,动系参数（主传动比及各挡传动比）、汽车,总质量等参数决定。汽

6、车的轮胎、外形、驾,驶技术等都对动力性有较大影响。,4.2,燃油经济性,?,汽车燃油经济性是汽车使用经济性中最重要,的一部分。,?,评价指标：,汽车的燃油经济性常用在一定工,况下行驶,100km,所消耗的最低燃油量来评价，,即,百公里油耗量,，单位为,L,100km,。这个,值越小，汽车的燃油经济性越好。,评价指标之一：等速百公里油耗,?,百公里油耗分为,等速百公里油耗,和,使用百公里油耗,两种。,?,解释：,等速百公里油耗量是汽车生产厂家在试车场,上试验出来的。它是由汽车专家先将试验车及发动,机调整到最佳技术状态，按规定装载后，在水平良,好、且没有任何其他车辆和人员的道路上匀速行驶,时测试出

7、来的。只表明了汽车所能达到的最节油的,状态。试验中只有匀速行驶，没有起动、起步、加,减速、转弯，更没有刹车和停车。所以这一指标只,具有参考价值。,评价指标之二：使用百公里油耗,?,使用百公里油耗量,是包括各种行驶工况和交通状况,的综合评价指标。,?,解释：,我国国家标准就规定了,卡车六工况,循环和,客,车的四工况,循环的试验规范。欧洲经济委员会规定,了,15,工况,循环试验规范等。在试验过程中分别测定,循环工况下的百公里油耗量和某些特定速度的等速,百公里油耗量，然后按一定比例线性组合成一个,“综合燃油经济性”指标，以此来评价汽车的实际,燃油经济性。,各国情况及影响因素,?,我国、欧洲和日本，都

8、是使用百公里油耗量（,L,100km,）来评价汽车燃油经济性。而美国则是使用,每加仑燃油所能行驶的英里数来评价，其单位为,mile,us,gal,。这个数值越大，汽车的燃油经济性,越好。,?,影响因素：,发动机、传动系、轮胎、外形、总重都,有很大影响。需要特别指出的是，驾驶技术与驾驶,习惯、平均行驶速度都对燃油经济性有很大影响。,平均行驶速度过低、过高都会使油耗量增大。适时,合理地利用汽车滑行可降低燃油消耗量。,4.3,汽车制动性,?,汽车的制动性是在制动时所表现出的行驶性能，是,汽车的重要性能之一。也有人把制动性归结到安全,性里面。因为制动性能的好坏直接关系到交通安全。,许多交通事故往往与制

9、动反应慢、制动距离太长、,制动时发生轮胎侧滑等现象有关。,?,评价指标：,?,制动效能；,?,制动效能的恒定性；,?,制动时的方向稳定性。,评价指标之一：制动效能,?,制动效能的,评价指标,：,制动距离,（单位为,m,）或,平均制动减,速度,（单位为,m,s,2,）。如我国的国家标准规定：中型卡车,在制动初速度为,Ua=30km,h,时，制动距离不得超过,8m,。轿,车在初速,Ua=80km,h,制动时，制动距离不得大于,50.7m,等。,?,定义：,?,制动距离,是指汽车在良好路面上以一定的速度行驶时突然紧,急制动，汽车减速直到停车。在从司机反应到汽车停止这段,时间内汽车所驶过的距离叫制动距

10、离。,?,平均制动减速度,则是从制动开始到停车这段时间内的平均减,速度。,?,解释：,世界上每个国家或国家集团都对汽车制动效能及试验,方法作了严格规定。,评价指标之二：制动效能的恒定性,?,定义：,制动效能的恒定性是指汽车制动器温度较高,时，或汽车涉水后仍具有一定制动效能的能力。其,中前者叫,热恒定性,，又叫抗热衰退性能；后者叫,水,恒定性,，又叫抗水衰退性能。,?,解释：,汽车制动标准详细规定了汽车热恒定性和水,恒定性的评价指标和试验方法。如试验热恒定性能，,规定在一定初速度下连续强制动,15,次，最后一次的,制动效能应不低于冷制动时的,60,。由于这种试验,对汽车损坏严重，除新车型鉴定外，

11、一般不做这样,的试验。,评价指标之二：制动方向稳定性,?,定义：,制动方向稳定性是汽车在制动过程中按照给,定路径行驶的能力。若制动过程中发生跑偏（偏离,正常行驶轨道）、侧滑（车轮横向滑动）、调头等,现象，或失去转向能力，都称为,方向失稳,现象。,?,解释：,要保持汽车制动时的方向稳定性，必须防止,车轮在制动时抱死拖滑。汽车制动,ABS,就是为提高,制动方向稳定性而设计的防止制动时出现车轮抱死,的自动控制系统。,ABS,特别在雨雪天气紧急制动时,发挥作用，常能有效地避免交通事故的发生。,制动性小结,?,良好的汽车制动性能应包括足够强的制动效,能，良好的抗热衰退和抗水衰退的恒定性，,以及良好的制动

12、方向稳定性。提高汽车的制,动性能是汽车设计专家们的重要任务之一。,4.4,操纵稳定性,?,操纵稳定性包括,操纵性,和,稳定性,两个方面。,?,操纵性,指司机在正常驾驶情况下（即正确的,操作）汽车按照驾驶员意志正确行驶的能力。,?,稳定性,是指正常行驶中的汽车在受到外界干,扰时，能够抵御干扰而保持正常行驶的能力。,操纵稳定性的影响及评价,?,操纵稳定性对汽车的影响,:,(1),影响到汽车驾驶的方便性,.,(2),影响到行车安全，特别是高速行驶的安全性。,?,操纵稳定性的评价,:,评价参数具有很强的专业性。有些评价参数是,与试验方法或理论分析方法相联系，还有些评价只,能用主观评价法，即让试验人员（

13、或司机）凭感觉,来评价。,操纵稳定性评价指标之一：稳态转向特性,?,是操纵稳定性的最基本、最重要的性能。用,R,R,0,来判定汽,车的稳态转向特性：,?,R,0,初始圆半径，,汽车在转弯时，方向盘和转向轮都具有,一定转角。若保持这一转角不变，以极低速度（,U,U,0,）行,驶，汽车的行驶轨迹是圆形。,?,R,当逐渐加大油门给汽车加速时，汽车的行驶轨迹将发,生变化。设车速为,Ua,时，对应轨迹半径为,R,。,操纵稳定性评价指标之一：稳态转向特性,?,R,R,0,l,为,不足转向,。具有不足转向的汽车在转,弯时，其实际转向角速度略低于理论转向角速度。,因此，常要适当增加方向盘转角。,R,R,0,=

14、1,为,中性转向,。,R,R,0,1,为,过多转向,（或过度转向）。具有过多,转向特性的汽车在转弯时要根据车速适当减小方向,盘转角。,?,其它评价指标,：,除稳态转向特性外，操纵稳定性还包括瞬态转,向性能，自动回正特性，蛇行稳定性，移线行驶稳,定性等多种性能。,4.5,平顺性与舒适性,?,平顺性,又叫行驶平顺性，是汽车在行驶过程,中车身的振动对人体的影响的评价。,?,舒适性,又叫乘坐舒适性，是指乘员（包括司,机）对车内设施、环境、空间、视野等方面,的感觉评价。,平顺性的评价,?,汽车平顺性的评价：,目前还没有公认的和理想的评,价指标，因此，仍以主观的感觉为依据。,在行驶过程中，道路的崎岖不平会

15、激起车身振,动，并带动人体产生上下、左右、前后方向的随机,振动。随机振动是包含多种（或无数种）频率成分,的振动。不同的频率成分对人体的影响是不一样的。,这就使得用简单数字量来评价振动对人体的影响变,得非常复杂和困难。,平顺性的评价,?,评价标准：,国际标准化组织于,20,世纪,70,年代制订国际标准,ISO,2631,人体承受全身振动的评价指南,。,ISO2631,以各种频率振动的加速度均方根值作为振动强度，,给出了人体对振动反应的三个不同界限。这三个界限是：,暴露极限,。当振动强度在此界限内，人体是安全的，超过此,极限，将对人体健康造成伤害。因此，暴露极限是人体承受振,动的上限。,疲劳,工率

16、降低界限,。振动强度在此界限内乘员仍可保持,正常工作，超过此界限，工作效率和质量将受到影响。,舒适降低界限,。振动强度在此界限内，乘员感觉良好，可以,正常阅读和书写。超过此界限，人感觉到舒适度降低。,平顺性的评价,?,上述三种界限不仅与振动强度有关，而且与,振动频率、振动方向和振动时间有关。,?,以疲劳,工效降低界限为例,对于垂直振动，人体最敏感（承受力最,差）的振动频率段为,4,8Hz,。而人体最能,适应的垂直振动的频率为,1,0,1.6Hz,。,对于横向振动（前后和左右），人体最,敏感的频率段是,1.0,2.0Hz,。,平顺性的评价,若振动频率为,4,8Hz,，振动强度（加速度的均,方根值

17、）为,0.3m,s,2,时，人体可以承受,8,小时振动；,当振动强度为,1.1m,s,2,时，人体可以承受,1,小时；,当振动强度为,3m,s,2,时，人体只能承受,1,分钟。,?,因此，在设计汽车时，,1,）要把悬架振动的偏频设计为,1.0,1.6 Hz,，,一定要避开,4.0,8.0Hz,的频率范围。,2,）要将车身的前后仰俯振动和左右侧倾振动的,频率避开,1.0,2.0Hz,。,平顺性的评价,?,对于舒适性的评价，更没有权威性的评价指,标。国外有些汽车生产厂商在新车样品试制,出来后，请非专业人士（特别是挑剔的女士）,试开或乘坐，然后填写一份满意程度的调查,表，通过对调查表的统计，评判该车

18、的舒适,性。调查表的问题主要是座椅的舒适程度；,仪表板是否清晰、美观大方；操纵机构的接,近性、轻便性、四周的空间、内部装饰、视,野等。,4.6,通过性,?,定义：,汽车的通过性又叫越野性，是表征汽,车通过坏路或无路地面的能力。,?,评价：,通过性的参数有几何参数和动力参数,两类。几何参数有最小转弯直径、最小离地,间隙、接近角、离去角、纵向通过半径和横,向通过半径等,.,动力参数有最大拖挂拉力,最大,跃台阶能力等。,4.7,汽车可靠性与寿命,?,定义：,汽车可靠性,是表征汽车能够发挥运输效率的性能，即,汽车能“健康”工作的性能。,?,故障,指汽车降低工效或丧失功能的现象。,汽车故障具有很大,的随

19、机性，评价可靠性的指标都是统计出来的。,汽车出现故,障不仅与汽车技术水平有关，更与使用情况有关。,?,统计汽车可靠性的故障必须具有如下两个条件：,?,(1),故障必须是在正常使用条件下，由汽车本身（总成或零部,件）的技术水平（设计、制造、装配等方面的缺陷）引起的。,如扎轮胎、撞车、缺润滑油、缺冷却水、用油不当等由用户,引起的损坏，均不属于可靠性统计的故障。,?,(2),故障影响了汽车的正常行驶，引起了汽车功能不能正常发,挥。按说明书中的规定对汽车进行保养、更换易损件等均不,能算作故障。,汽车可靠性评价,?,评价指标：,?,平均首次故障里程（单位,km,），,汽车从,出厂到第一次出现故障时，所行驶里程的平,均值。一般国产汽车的首次故障里程都在,1000km,以上。,?,平均千公里故障率（单位：次,1000km,）,。目前，国产汽车的平均千公里,故障率大都在,0.1,次,1000km,左右。,汽车可靠性评价,?,平均千公里维修时间（单位：小时,1000km,）,因汽车故障有大有小，修理有难有易。因此仅用故,障“次数”来评价不