汽车动力性与经济性实验报告

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实验目的通过实验这个实践环节，了解汽车试验的全过程，掌握最基本的汽车整车道路试验测试技术，包括试验车的检查准备、测量原理和试验方案的设计、测试设备的选择、试验操作、误差的来源和控制、数据的取得和记录、试验结果的分析计算整理。巩固课堂上所学的汽车理论和汽车试验知识，提高实践能力。实验条件动力性实验车条件试验前应对车辆进行检查和必要的调整，装载量按试验车技术条件规定装载（半载或180kg）。实验条件应当做详细记录，试验条件不符合技术条件要求的更应重点标识；轮胎气压符合车上标识规定；风速不大于3m/s；试验车经充分预热。试验场地应为干燥平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度不大于2%试验车型号JX6490TB-M3发动机号底盘号（VIN）LJXCMDDB7AT出厂日期2010.12整备质量（kg）2175装载质量（kg）75kg*9人档位数目6使用燃料0#柴油里程表数17013km生产厂家中国江铃换挡转速（r/min）4000/4200试验地点沙河机场拖机道路面状况水泥切缝路实验载荷（kg）390（65*6）轮胎气压（MPa）前：380/390kPa后：450/460kPa轮胎型号205/75R16CUE-168N天气晴气温20.9℃风速（m/s）1.1风向西北大气压力（kPa）101.43试验日期2018.4.15实验仪器仪器名称型号生产厂家五轮仪VBOXIIIRACELOGIC使用一台英国racelogic公司生产的GPS车速仪，仪器型号为“VBOX-III”（已下简称VBOX）。测速范围从0.1－1600km/h。该仪器体积小、重量轻、安装方便、测试精度高，测试距离最低分辨率可达10mm，采样频率最高100Hz。具有多种输出方式，有TTL脉冲输出、模拟量输出、串口输出、CAN接口和A/D输入等。多种工作方式均可程序设置，可很方便的配合多种采集仪器使用。同时仪器本身可以将从GPS得到的信息如：时间、位置信息、车速、速度方向等和A/D输入信号存入CF卡中，所以该仪器可以不需要采集系统独立工作，是目前国际上一种比较先进的车辆测试设备。经济性实验车条件试验车辆载荷：M1/N1类加180kg，当50%载质量大于180kg时取在质量的50%；M2、M3类市客车为总质量的65%；其它车辆为满载。试验的一般规定：试验车辆必须清洁，关闭车窗和驾驶室通风口，只允许开动为驱动车辆所必须的设备；由恒温器控制的空气流必须处于正常调整状态；试验车辆必须按规定进行磨合。试验车型号LZW6472ABY发动机号底盘号（VIN）LZWADAGAXFB出厂日期03/03/01整备质量（kg）2335装载质量（kg）75kg*7人档位数目五档使用燃料92#汽油里程表数2420km试验地点沙河机场拖机道换挡转速（r/min）生产厂家上汽通用路面状况水泥切缝路试验载荷（kg）325（65*5）轮胎气压（kPa）前：260后：260轮胎型号195/55R1691HXLGiticomfort228天气晴气温20.9℃风速（m/s）1.1风向西北大气压力（kPa）101.43试验日期2018.4.15燃料流量计（精度为0.5%）燃料流量计又称油耗仪，瑞士制造，由流量传感器、循环泵、二次仪表及快速装卡附件四部分组成。流量传感器由四个呈辐射状的活塞组成。当流体流入时，推动活塞往返运动，再带动曲轴－旋转编码器旋转，计算编码器输出信号即可测量流量。该油耗仪可以测量电喷系统油耗，可在现场快速安装，由二次仪表直接打印试验结果。试验时油路的连接见右图2)光学车速仪（精度为0.5%）配合油耗仪使用的为光学车速仪。测速范围为0.5～200km/h，配合二次仪表使用。3)其它仪器：温度计；大气压力表；风速仪等动力性实验利用vbox所测得的速度时间曲线如下，同时，假设实验始终在一条直线上进行，从而可以根据经纬度根据勾股定理计算位移。其中一条线是速度曲线对时间积分而成（图中蓝色线），另一条线是利用经纬度计算得到的位移，借此可以标定计算得到位移曲线参数。从而得到全过程的v-t、s-t曲线如图试验一低速滑行法测滚动阻力系数试验目的：了解滑行试验条件、方法。学会试验仪器使用。掌握车速记录、分析方法。计算滚动阻力系数。试验内容：1)在符合试验条件的道路上，选取合适长度的直线路段，作为加速性能试验路段，在两端设置标杆作为记号。2)实验前VBOX信号接收天线被置于车辆顶部，仪器被设置为只要有运动即开始记录数据；显示器设置为自动计算从20km/h到车辆静止所走过的时间和距离。实验时车辆加速到大于20km/h，将变速器至于空档车辆开始滑行。车辆停止后，VBOX显示器立即显示滑行时间和距离数据。人工记录该数据可以作为滑行实验重复性是否良好的判断依据。试验在同一路段上至少往返各进行二至三次。数据处理将低速滑行法的四段曲线分别取出作图，进行线性拟合：实验序号向南1向南2向北1向北2平均线性拟合斜率-0.4714-0.4659-0.4211-0.4138-0.4336可见，南北方向存在一定坡度，但可以通过平均消除，故对vobx记录的滑行数据进行处理，计算车辆滚动阻力系数。滚动阻力系数为0.43363.6*9.8试验二次高档加速性能试验试验目的：掌握车辆加速试验方法、条件。学会车辆加速性能指标的计算。绘制该档的动力因数曲线。试验内容：1)在试验一的路段上进行本试验。2)汽车在变速器预定档位，以预定的车速（稍高于该档最低稳定车速，选10的整倍数）作等速行驶，用VBOX监督初速度（偏差±1Km/h）同时记录实验过程，当车速稳定后，驶入试验路段，迅速将油门踏板踩到底，使汽车加速行驶至该档最大车速的80%以上，对于轿车应达到100Km/h以上。试验往返各进行一次，往返加速试验的路段应重合。a)由记录数据，分别绘制试验车往返两次的加速性能曲线（V-T和V-S）取两次曲线的平均值绘制汽车的加速性能曲线。计算动力因数D，绘制D-V曲线。其中动力因数，由于南北两次取平均值，故爬坡度，由之前计算，滚动阻力系数f=0.0123，取，加速度，单位是。实测数据的值有震荡，需要滤波，进行多项式拟合。对上述v-t图像采用5次多项式拟合a1a2a3a4a5a6-2.529E-065.376E-04-3.047E-025.918E-012.055E-012.742E+01利用matlab计算参数如下a1a2a3a4a5-1.264E-052.150E-03-9.142E-021.184E+002.055E-01得到动力因数曲线如下：从加速性能曲线对应点取值填入下表加速至下列车速（km/h）30405060708090100加速时间t(s)1.775.107.219.2511.3513.4616.0119.03加速距离s(m)13.8445.6071.68102.81140.54184.58244.74324.47事实上，由于加速起点难以标定，表中第一栏数据没有意义，只是作为一个参考。试验三起步连续换挡加速性能试验试验目的：了解车辆加速试验方法，掌握数据处理方法，计算0-100km/h加速时间。试验内容：1)试验路段同试验一。2)汽车停于试验路段之一端，踩离合；变速器置入该车的起步挡（一档），发动机转速控制在最大扭矩点以上，抬离合；加油，迅速起步同时注意控制轮胎适当打滑，使汽车尽快加速行驶，当发动机达到最大功率转速时，力求迅速无声地换挡，换挡后立即将油门全开，直至最高车速的80%以上，对于轿车应加速到100Km/h以上。VBOX自动记录汽车加速行驶的全过程（速度、距离、时间）往返各进行一次，往返试验的路段应重合。数据处理从中截取相应曲线，绘制起步换挡加速性能曲线图。以速度为纵坐标，间隔10km/h。时间T和距离S为横坐标作图。从加速性能曲线对应点取值填入下表加速到下列车速,Km/h102030405060708090100加速时间t(s)0.801.302.634.546.018.9410.6613.2418.3221.30加速距离s(m)0.792.8912.4730.0648.5792.65123.81177.72297.52375.99经济性实验试验四等速行驶燃料消耗量试验汽车燃料消耗量试验（参照GB/T12545.2-2001）试验目的：了解车辆燃油消耗道路试验方法、仪器安装过程。掌握燃油消耗数据处理方法。试验内容：汽车用常用挡位（次高档或最高档），等速行驶，试验车速从30km/h开始，以车速的10km/h的整倍数均匀选取车速，直至最高车速的90%。驾驶员将车速控制好后，仪器操作人员同时按下油耗仪和车速仪开始按钮，车辆行驶500米后同时按动试验数据燃料消耗实验数据记录序号方向名义速度(km/h)通过时间(s)通过距离（m）实际车速(km/h)燃料消耗量(mL)百公里油耗(L)1N3056.16501.032.1226.95.37S3056.61499.031.7324.94.992N4043.67501.341.3326.25.23S4042.82499.642.0026.25.243N5034.71493.951.2329.25.91S5034.83494.251.0824.95.044N6028.98501.462.2929.95.96S6029.49501.661.2328.25.625N7025.57500.870.5131.96.37S7026.38498.968.0828.25.656N8022.57501.279.9434.26.82S8022.81504.879.6735.57.03数据处理1)绘制等速燃料消耗量特性曲线以车速（km/h）为横轴，燃料消耗量为纵轴，绘制等速燃料消耗量散点图（双向），根据散点图绘制等速燃料消耗量特性曲线，从曲线上取车速为10试验结果的重复性检验和置信区间。试验的重复性按第95百分位分布来判断。第95百分位分布的标准差R与重复试验次数N有关，见下表：N234510R，L/1000．053Q0．063Q0．069Q0.073Q0.085QQ为每项试验时，N次试验所测得燃料消耗量的算术平均值。ΔQ为每项试验时，N次试验结果中燃料消耗量的最大值与最小值之差，单位为L/100km序号名义速度(km/h)ΔQQR1300.385.180.272400.025.240.283500.875.480.294600.345.790.315700.726.010.326800.216.930.37LINKExcel.Sheet.12D:\\liangwy\\Desktop\\油耗数据(1).xlsxSheet2!R19C8:R31C12\a\f5\h对于实验2,6ΔQ<R时，认为试验结果的重复性好，不必增加试验次数。对于实验1,3,4,5当ΔQ>R时，认为试验结果的重复性差，应增加试验次数。试验数据的校正燃料消耗量的测定值均应校正到标准状态下的数值。Q0=Q/(C1·C2·C3)式中：Q0---校正后的燃料消耗量，L/100Q---实测的燃料消耗量的均值，L/100kT---试验时的环境温度20.9℃C1---环境温度校正系数C1=1+0.0025(20-T)=1.00225P---试验时的大气压力101.43 kPaC2---大气压力校正系数C2=1+0.0021(P-100)=1.003试验用的汽油平均密度未知C3---燃料密度校正系数C3=1校正后油耗序号方向名义速度(km/h)通过时间(s)通过距离（m）实际车速(km/h)燃料消耗量(mL)百公里油耗(L)1N3056.16501.032.1226.95.34S3056.61499.031.7324.94.962N4043.67501.341.3326.25.20S4042.82499.642.0026.25.223N5034.71493.951.2329.25.88S5034.83494.251.0824.95.014N6028.98501.462.2929.95.93S6029.49501.661.2328.25.595N7025.57500.870.5131.96.34S7026.38498.968.0828.25.626N8022.57501.279.9434.26.79S8022.81504.879.6735.57.00思考题1、上述实验为什么要往返行驶，往返行驶实验能消除哪些误差，哪些误差不能消除，为什么？答：往返行驶为了消除单程中不可改变的实验因素所造成的影响，例如：风阻与试验场地坡度。但实际上，风阻、坡度等对油耗的影响不一定是线性的，但我们依然可以