汽车使用性能

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。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：①最高车速Uamax，单位km／h；②加速时间t，单位S；③最大爬坡度imax，单位％。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：①制动效能；②制动效能的恒定性；③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／s2）。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，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（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／R0来判定汽车的稳态转向特性：R0——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＝U0）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①R／R0＞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。②R／R0=1为中性转向。③R／R0＜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。评价标准：国际标准化组织于20世纪70年代制订国际标准ISO2631《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：

①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。

②疲劳——工率降低界限。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。

③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）为0.3m／s2时，人体可以承受8小时振动；当振动强度为1.1m／s2时，人体可以承受1小时；当振动强度为3m／s2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1.0－1.6Hz，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。平顺性的评价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。评价指标：

①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。

②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。

汽车可靠性评价汽车可靠性评价③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”来评价不太合理。用每行驶1000km平均占用的维修时间，就考虑了故障的大小和修理的难易程度。这里面不含按规定进行保养的时间。

④平均千公里修理费用（单位：元／1000km）。这是一个比较科学和合理的评价指标，也是汽车用户最关心的指标之一。可靠性浴盆曲线可明显地分成三个阶段。汽车故障的统计规律汽车故障率与总行驶里程的关系一般用浴盆曲线表示。第一阶段是初期故障期，一般对应汽车磨合期。第二阶段是偶然故障期、这一时期汽车处于稳态工作期。第三阶段是磨损故障期。汽车的寿命定义：寿命是以报废为标志的，报废主要是以大总成损毁或综合性能急剧下降为依据的。由于没有任何一个汽车零件和总成不能更换，所以，汽车的寿命也就出现不同的