汽车动力性实验指导书

汽车动力性实验指导书

一、实验内容

1）测定汽车最高车速和最低稳定车速；进行汽车直接挡和起步连续换挡加速实验。2）测量初速度为50km/h的滑行距离、滑行时间、滑行阻力及滑行阻力系数。

二、实验目的要求

1）掌握汽车动力性能的道路实验方法，根据实验记录处理和分析实验结果，评价实验车动力性能的优劣。

2）了解五轮仪结构，工作原理及使用方法；掌握滑行实验方法，实验数据处理方法，并分析实验车装配调整技术状况。

三、仪器设备

非接触式光电速度传感器、综合气象观测仪、五轮仪、钢卷尺、汽车综合测试仪、实验车等。

四、准备工作

1．实验条件

1）实验车各总成、部件及附属装置必须装备齐全，调整状况应符合该车技术条件。

2）实验车使用的燃料及润滑油应符合该车技术条件，实验时应使用同一批燃料及润滑油。

3）轮胎气压应符合技术条件的规定，误差不超过规定值±10kPa。

4）实验车载荷和乘员数应符合规定，载荷物应在车厢内均匀分布。乘员质量按65kg/人计算，也可用相同质量的砂袋代替。

5）实验前，应按使用说明书要求对实验车进行技术保养。新车在实验前应进行磨合行驶（一般磨合里程不少于2500km）。

6）实验时，实验车各总成的热状态应符合技术条件的规定，并保持稳定，如技术条件无规定时，应符合下列条件；

发动机出水温度80～90℃

发动机机油温度50～95℃

7）实验时的气候条件应是睛天或阴天，风速不超过3m/s；气温应在0～35℃；气压应在99.32～102kPa（745～765mmHg）范围内。

8）实验道路最好选择专用试验跑道。如没有专用场地，可选择平直、干燥的硬路面（沥青或水泥路面）进行。跑道长度2～3km，宽度不小于8m，纵向坡度在0.1%以内。

2．准备工作

1）测定汽车最高车速和最低稳定车速；进行汽车直接挡和起步连续换挡加速实验：a）登记实验车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号和出厂日期等；

b）检查车辆外部紧固件的紧固程度，各总成润滑油及润滑状态和密封状况；

c）检查油、电路，并按技术条件进行调整，使其达到最佳工作状态；

d）检查发动机风扇皮带张力，发动机气缸压力、机油压力及发动机怠速转速；

e）检查照明灯、信号灯等能否正常工作；

f）检查转向系、离合器、制动系统工作状况，使其保持良好技术状态；

g）对测试仪器进行校验。

2) 滑行实验：

a) 五轮仪安装在实验车适当的位置；

b) 按五轮仪说明书规定接通电源，检查仪器的功能是否正常；

c) 检查实验车轮胎气压是否符合规定要求；

d) 实验车装额定载荷，实验路段按下图1-1，1-2设置标杆。

图1-1 滑行阻力测量实验路段标杆设置图1-2 高速滑行试验路段标杆设置

五、实验步骤：

1．最高车速测定

在实验道路上选定中间一段500m作为测速路段，其两端各设100m为准备路段，并用标杆做好标志。

根据实验车加速性能的优劣，选定充足的加速区间，使实验车驶入测速路段前已达到最高的稳定车速。测定其以最高稳定车速通过测速路段的时间，往返各进行一次。记录每次实验前、后发动机出水温度。注意观察汽车各总成和部件的工作状况及异常现象。

2．最低稳定车速测测定

在实验路段上选定两段长100m的测量路段，两段之间相隔200～300m。

汽车挂直接挡，在测量路段前保持可以稳定行驶的最低稳定车速驶入测量路段，通过五轮仪或车速行驶记录装置观察车速，测定通过第一个测量路段的时间；驶离第一个测量路段后，急速踩下油门踏板，发动机不应熄火，传动系不应颤动，加速至20～25km/h，并在第二个测量路段前再稳定至最低稳定车速驶入测量路段，测量通过第二个测量路段的时间。根据实验情况，适当提高或降低驶入测量路段前的稳定车速，重复实验。

实验中，在测量路段不允许切断离合器，使离合器打滑或使用制动。

实验往返各进行一次，按4次通过测量路段的时间取算术平均值，计算出汽车直接挡的最低稳定车速。

3．汽车直接挡和起步连续换挡加速实验

在实验路段上选定中间一段1500m作为加速实验路段，两端各设100m为初速度路段。

1）汽车直接挡加速实验

实验车经充分预热行驶后，以稍高于直接挡的最低稳定车速为初速度（选5的整倍数，如10、15、20、25km/h），匀速通过100m路段，在进入实验路段前10m左右打开五轮仪开始记录，至加速实验路段起点处，急速将油门踩到底，使汽车加速至该挡最高车速的80%以上。用五轮仪记录加速过程。实验往返各进行一次，往返实验的路段应重合。

2）汽车起步连续换挡加速实验

实验前，应进行最佳换挡时刻的选择。实验路段同上。

令换挡时发动机转速分别为发动机额定转速的90%、95%、100%，实验车从起点开始，油门全开，按上述一种发动机转速换挡，测定汽车通过同一500m路段的加速时间。每种换挡车速往返预试一次，取加速时间的算术平均值，加速时间最短者，其换挡车速最佳。

正式实验时，汽车停在加速实验路段起点（保险杠与标杆线重合），从起点开始，油门全开，以选择的最佳换挡车速（用发动机转速表控制）力求迅速无声地换挡（一般换挡时间1～1.5s），换挡后立即将油门踩到底，直到最高挡，加速至1000m终点。用五轮仪记录加速过程。实验往返各进行一次，往返实验的路程应重合。

4．车速为50km/h的滑行距离

实验车应经过充分预热行驶，使发动机出水温度、油温及各总成油温达到正常稳定，并记录温度值。汽车以稍高于50km/h的车速驶入按图2-1设置的测量试路段前，驾驶员将变速器排挡放入空挡，松开离合器踏板，汽车开始滑行，当速度为50km/h时（汽车应进入测

试段）用五轮仪进行记录，直至汽车完全停止。在滑行过程中，驾驶员不得转动方向盘。滑行实验至少往返各进行一次，往返区段应尽量重合。将滑行初速度、滑行距离和滑行时间记入实验报告中的表2-1。

5．测定滑行阻力

控制滑行初速度，使通过100m测试路段的滑行时间在20±2（s）内，测量实验车通过前50m和100m的滑行时间t1和t2。往返测量各两次，若数据重复性差，应补充进行实验。实验区段标杆设置见前图1-2。

六、注意事项

1．学生应严格遵守实验规则，服从指导教师的指导，实验前应认真预习实验教材及有关教材的内容，熟悉本实验的目的、原理、方法及操作规程。

2．学生应按实验要求分组，明确分工，注意互相配合，并坚守岗位。在实验中，要集中精力，注意观察实验现象，根据规定认真记录实验数据。

3．实验中应注意安全，遵守安全操作规程。要爱护实验仪器及设备，不得随意驾驶实验车和乱动其它与本实验无关的仪器和设备。实验中出现异常情况，应冷静对待并及时报告指导教师。

4．滑行实验应在清洁、干燥、平坦的，用沥青或混凝土铺装的直线道路上进行，道路长2～3km，宽度不小于8m，纵向坡度在1‰以内。

5．进行初速度为50km/h的滑行实验时，汽车在进入测试区段（见图1-1）前，车速应稍大于50km/h。

6．实验完毕后，认真、准确的填写实验报告。要求文字清晰、文理通顺、图表清洁整齐，格式统一。

七、实验结果整理与分析

1．汽车最高车速测定

最高车速实验记录按实验报告中的表3-1填写。

根据汽车最高车速实验结果，由测速距离与各次通过时间的算术平均值计算出最高车速；

6.3max ?=

t L

V （km/h ）

式中：L ——测量路段长度，m ；

t ——汽车各次通过测速路段的时间的算术平均值，s 。 2．汽车最低稳定车速测定

最低稳定车速实验记录按实验报告中的表3-2填写。

汽车最低稳定车速实验结果按往返各进行一次，共4次通过测量路段的时间，取算术平均值，计算出汽车直接挡的最低稳定车速：

)(41

6

.31004321min t t t t V +++?=

(Km/h)

式中：100——实验路段长度，m ；

4

321,,,t t t t ——各次通过实验路段的时间，s 。

3．汽车直接挡和起步连续换挡加速实验

1）汽车直接挡加速实验：整理五轮仪记录，将实验结果填入实验报告中的表3-3，按表3-4进行数据处理。

（1）绘制车速——加速时间曲线：实验结果按时间间隔平均，绘制车速——加速时间曲线，如图3-1所示。 曲线图样比例（下同）： 车速比例 1mm=0.5km/h 时间比例 1mm=0.25s 行程比例 1mm=2.5m

（2）绘制车速——加速行程曲线：实验结果按行程间隔平均，绘制车速——加速行程曲线。如图3-2所示。

（3）绘制加速度——车速曲线，动力因数——车速曲线：按数据处理结果，绘制直接挡加速度——车速曲线、动力因数——车速曲线。

图3-1 车速—加速时间曲线图图3-2 车速—加速行程曲线图

图3-3 车速—加速时间曲线图图3-4 车速—加速行程曲线图

2）汽车起步连续换挡加速实验：按前述的方法选择最佳换挡车速，并将实验结果填入实验报告中的表3-5。

整理五轮仪记录，将起点连续换挡加速性能实验结果填入表3-6，绘制连续换挡加速性能曲线。

（1）绘制车速——加速时间曲线：实验结果按达到某车速的时间平均，绘制车速——加速时间曲线。如上图3-3所示。

（2）绘制车速——加速行程曲线：实验结果按达到某车速的行程平均，绘制车速——加速行程曲线。如上图3-4所示。

4、滑行实验：

1）将实测的初速度、滑行距离、滑行时间按下列公式算出标准初速度V0=50km/h的滑行距离：

6.3max ?=

t L

V （km/h ）

式中：S ——初速度为50km/h 时的滑行距离，m ； a ——计算系数

2

2

0t

t

t S bS V a -=

(1/2

s )

t

V 0 ——实测的滑行初速度，m/s ；

c ——常数，m 2/s 2 (c=771.6)； S ′——实测的滑行距离，m ；

b ——常数，m/s 2（b=0.2；当整车质量＜4000kg 且滑行距离＜600m 时，b=0.3 ) 2） 滑行阻力计算 滑行平均速度：

2360

t V =

(Km/h)

滑行减速度：

)

1

1(1001212t t t t a --=

(m/s 2)

滑行阻力系数：

8.9a

f =

滑行阻力：

f

G G R f a ?+?=)(8.9 (N)

式中：t 1——实验车通过50m 实验路段的时间，s ； t 2——实验车通过100m 实验路段的时间，s ；

G a——实验时汽车的总质量，kg；

G f——实验车旋转部分当量质量，kg；如G f未知，一般中、大型车可取G f=0.07G0，小型车可取G f=0.05G0；

G0——汽车的整备质量，kg。

4．实验结果分析

(1)根据实验结果对实验车的动力性能作出评价；

(2)分析影响实验车动力性能的原因，并提出改进措施。

汽车经济性实验指导书

一、实验内容

直接挡加速燃料消耗量实验

等速行驶燃料消耗量实验

六工况燃料消耗量实验

二、实验目的要求

了解流量计的结构、工作原理、使用方法；掌握汽车路上循环的燃料消耗量测量方法以及汽车燃料经济性的评价指标和评价方法；根据实验数据，分析评价实验车的燃料经济性。

三、仪器设备

1．主要仪器设备

流量计或汽车拖拉机综合测试仪、综合气象观测仪及实验车等。

2．流量计的结构特点和工作原理

流量计主要由两部分组成，即传感器和表头。流量计的关键在于传感器，它直接影响到测试精度和可靠性。目前车用流量计传感器多采用四活塞式传感器，其工作原理见图1-1和图1-2。

由上图可见，在壳体内安装有四个互成90°的活塞A 、B 、C 和D ，同时也是四个滑阀。

由滑阀开闭时刻的巧妙配合，实现了油缸吸排油的连续进行。如图5-1所示，进油室内充有一定压力的燃油，在图示位置由于B 、D 两油缸内的压差作用，使曲柄按逆时针方向转动，将B 缸内的存油经排油道流向出油孔，曲柄继续转动活塞B 到达上止点排油完毕。此时活塞C 正好封闭B 的吸、排油道。曲柄继续转动，此时油缸B 与进油室相通，从而B 缸进油，D 缸开始排油，C 缸继续排油。当活塞C 到达上止点后曲柄继续转动，活塞D 前移，使C 缸与进油室相通而进入吸油过程。曲柄继续转动，D 缸继续排油，A 缸开始排油，如此进油排油不断进行，曲柄就连续运转（如图5-2所示）。曲柄每转一周，各缸排油一次，此时的排油量等于4个缸的容积。通过一套传动和转动机构将曲柄的转动变成电脉冲信号。 该结构在曲柄上安装了一个叉子，当叉子转动时，壳外磁铁在磁力作用下也随叉子一起转动，并带动上方的光栅一起转动，使光路时通时断，光电管输入脉冲信号。若传感器每周排量为σmm 3，电路每周输入脉冲为m 个，则每脉冲的当量油耗为：

)

(3mm m

q a σ

=

流量计表头的主要功能是把传感器的信号经放大整形、分频、计数和译码后显示。

图1-1 四活塞式流量传感器工作原理

图1-2 四活塞式流量传感器工作状态图

四、准备工作

1．仪器安装

汽油机：流量计安装在汽油泵和化油器之间。

柴油机：流量计安装在滤清器和输油泵之间。

2．12V电瓶一个，以及与实验车相匹配的管路接头和软管。

3．实验前，测试实验车各总成的热状态，并将结果填入实验报告中的表5-2。

4．实验路段设置

实验路段应为纵坡不大于0.3%的混凝土或沥青路面道路，路面干燥、平坦、清洁，长度为3000m。

五、实验步骤

1．直接挡加速燃料消耗量实验

1）测试路段：500m。

2）实验方法：

汽车挂直接挡（没有直接挡可挂最高挡），以30±1km/h的初速度稳定通过50m的预备段，在测试路段的起点开始，油门全开，加速通过测试路段。测量并记录通过测试路段的加速时间、燃料消耗量和实验车在测试段终点时的速度。

3）测定值的确定：

实验往返两次，测得同方向加速时间的相对误差不大于5%，取四次测试结果的算术平均作为测定值。测量和计算结果记入实验报告中的表5-3。

2．等速行驶燃料消耗量实验

1）测试路段：500m。

2）实验方法：

汽车用常用挡位，等速行驶，通过500m的测试路段，测量通过该路段的时间和燃油消耗量。实验车速从20km/h（最小稳定车速高于20km/h时，为30km/h）开始，以10km/h 的整数倍均匀选取车速，直到最高车速的90%，至少测定5个实验车速。同一车往返两次，测量结果经重复性检验认可后，记入实验报告中的表5-4重复性检验方法见附录二。

3）绘制等速燃料消耗量特性曲线

以实验车速为横坐标，燃料消耗量为纵坐标，绘制等速燃料消耗量散点图。根据散点

图，绘制等速行驶燃料消耗量特性曲线。 3．六工况燃料消耗量实验 1）测试路段：1075m 。 2）实验方法：

（1） 试验循环：总质量在3500-14000kg 的载货汽车，应按图5-3和表5-1规定的实验循环进行继续排油。当活塞C 到达上止点后曲柄继续转动，活塞D 前移，使C 缸与进油室相通而进入吸油过程。曲柄继续转动，D 缸继续排油，A 缸开始排油，如此进油排油不断进行，曲柄就连续运转（如图5-2所示）。曲柄每转一周，各缸排油一次，此时的排油量等于4个缸的容积。通过一套传动和转动机构将曲柄的转动变成电脉冲信号。

该结构在曲柄上安装了一个叉子，当叉子转动时，壳外磁铁在磁力作用下也随叉子一起转动，并带动上方的光栅一起转动，使光路时通时断，光电管输入脉冲信号。若传感器每周排量为σmm3，电路每周输入脉冲为m 个，则每脉冲的当量油耗为：

)

(3mm m

q a σ

=

流量计表头的主要功能是把传感器的信号经放大整形、分频、计数和译码后显示。

四、准备工作 1．仪器安装

汽油机：流量计安装在汽油泵和化油器之间。 柴油机：流量计安装在滤清器和输油泵之间。

2．12V 电瓶一个，以及与实验车相匹配的管路接头和软管。

3．实验前，测试实验车各总成的热状态，并将结果填入实验报告中的表5-2。 4．实验路段设置

实验路段应为纵坡不大于0.3%的混凝土或沥青路面道路，路面干燥、平坦、清洁，长度为3000m 。 五、实验步骤

1．直接挡加速燃料消耗量实验

1）测试路段：500m。

2）实验方法：

汽车挂直接挡（没有直接挡可挂最高挡），以30±1km/h的初速度稳定通过50m的预备段，在测试路段的起点开始，油门全开，加速通过测试路段。测量并记录通过测试路段的加速时间、燃料消耗量和实验车在测试段终点时的速度。

3）测定值的确定：

实验往返两次，测得同方向加速时间的相对误差不大于5%，取四次测试结果的算术平均作为测定值。测量和计算结果记入实验报告中的表5-3。

2．等速行驶燃料消耗量实验

1）测试路段：500m。

2）实验方法：

汽车用常用挡位，等速行驶，通过500m的测试路段，测量通过该路段的时间和燃油消耗量。实验车速从20km/h（最小稳定车速高于20km/h时，为30km/h）开始，以10km/h的整数倍均匀选取车速，直到最高车速的90%，至少测定5个实验车速。同一车往返两次，测量结果经重复性检验认可后，记入实验报告中的表5-4重复性检验方法见附录二。

3）绘制等速燃料消耗量特性曲线

以实验车速为横坐标，燃料消耗量为纵坐标，绘制等速燃料消耗量散点图。根据散点图，绘制等速行驶燃料消耗量特性曲线。

3．六工况燃料消耗量实验

1）测试路段：1075m。

2）实验方法：

（1）试验循环：总质量在3500-14000kg的载货汽车，应按图5-3和表5-1规定的实验循环进行。

图1-3 六工况示意图

表5-1 六工况参数表

注：

a）实验车在第六工况的终速度的偏差为±2km/h。

b）对于最高挡的最小稳定车速大于25km/h的车，使用挡位允许从最高挡降低一挡进行，当车辆进行等速行驶路段和减速段时再换入最高挡进行实验.

（2）实验值偏差

汽车在进行六工况实验时，加速、匀速和用车辆的制动器减速时，每个实验工况除单独规定外，允许车速偏差±2km/h。在工况改变过程中允许车速的偏差大于规定值，但在任何条件下超过车速偏差的时间不大于1s，即时间偏差为±1s。

3）实验方法说明：

（1）六工况实验应严格按实验循环和表5-1中的规定进行。换挡应迅速、平稳。

（2）减速工况应完全放松加速踏板，离合器仍保持接合，当车速降至10km/h时，分离离合器。必要时，允许使用车辆的制动器。

4）六工况燃料消耗量的确定：

每循环实验后，应记录通过循环实验的燃料消耗量和通过的时间。当按实验循环完成一次实验后，车辆应迅速调头，重复实验。实验往返各进行两次，取四次实验结果的算术平均值为六工况燃料消耗量实验的测定值。经重复性检验后，将实验数据和处理结果记入实验报告中的表5-5。

六、注意事项

1．流量传感器在安装前必须标定正确；

2．流量传感器应垂直放置；

3．各连接处不得有漏油和渗油现象；

4．注意电源的正负极，切刎接反。

七、实验结果整理与分析

分析实验车的燃料消耗量与车速的关系，并依据燃料消耗量对等速油耗曲线的要求，分析实验车的油耗合理性。

汽车转向轻便性试验指导书

一、实验内容

测试汽车在低速转向时的轻便性。

二、实验目的要求

1）掌握汽车转向轻便性的主要测试内容和试验方法。

2）根据实验记录处理和分析实验结果，评价汽车的转向轻便性。

三、测量变量和仪器设备

3．1 测量变量

a．转向盘作用力矩；

b．转向盘转角；

c．汽车前进速度；

d．转向盘直径。

3．2 试验仪器设备

3．2．1 试验仪器设备按GB/T 12534中3.2条规定，其试验仪器设备测量范围及误差应满足表1要求。

表1

3．2．2 各种传感器按各自使用说明书进行安装。

3．2．3 标明试验路径的标桩16个。

四、试验条件

4．1 试验汽车

4．1．1 试验汽车是按厂方规定装备齐全的汽车。试验前测定车轮定位参数，对转向系、悬架系进行检查，按规定进行调整紧固和润滑。只有认定试验汽车已符合厂方规定

的技术条件，方可进行试验。测定及检查的有关参数的数值，记入文后数据表中。4．1．2 试验汽车若用新轮胎，试验前至少应经过200km正常行驶的磨合；若用旧轮胎，试验终了残留花纹高度不小于1.5mm。轮胎气压应符合GB/T 12534中3.2条的

规定。

4．1．3 试验汽车的转向盘中间位置的自由行程，应符合各类型汽车的通用技术条件的规定，如该类型汽车的通用技术条件无明确限值规定，则其自由行程应不大于

±10°。

4．1．4 试验汽车为厂定最大总质量状态，乘员和装载（推荐用砂袋）的分布应符合GB/T 12534中3.1.3表1规定。

4．1．5 其余条件按GB/T 12534 汽车道路试验方法通则

4．2 试验场地与环境

4．2．1 试验场地应是干燥、平坦清洁的水泥混凝土或沥青铺装路面，任意方向上的坡

度不大于2%。在试验场地上，画出颜色鲜明的双纽线路径（见图1），双纽线轨迹的极坐标方程为：

l =（1）

轨迹上任一点的曲率半径R 按下式计算：

R =

（2）

0ψ=时，双曲线顶点曲率半径的最小值为：

min 3d

R =

（3）

双纽线的最小曲率半径（单位：m ）应按试验汽车前外轮的最小转弯半径（单位：m ）乘以1.1倍，并据此画出双纽线。在双纽线最宽处，顶点和中点（即结点）的路径两侧

各放置两个标桩，共计放置16个标桩（见图1）。标桩与试验路径中心线的距离，为车宽一半加50cm，或按转弯通道圆宽二分之一加50cm。

4．2．2 试验时风速应不大于5m/s。

4．2．3 试验时大气温度在0－40℃范围内。

五、实验方法

5．1 按4.2.1条的规定，画好双纽线路径并放置好标桩。

5．2 接通仪器电源，使之预热到正常工作温度。

5．3 试验前驾驶员可操纵汽车沿双纽线路径行驶若干周，熟悉路径和相应操作。随后，使汽车沿双纽线中点“0”处的切线方向作直线滑行，并停车于“0”点处，停车后注意观察车轮是否处于直行位置，否则应转动转向盘进行调整。然后双手松开转向盘，记录转向盘中间位置和作用力矩的零线。

5．4 试验时，驾驶员操纵转向盘，使汽车以10±2km/h的车速沿双纽线路径行驶，待车速稳定后，开始记录转向盘转角和作用力矩，并记录行驶车速作为监督参数。汽车沿双纽线绕行一周至记录起始位置，即完成一次试验，全部试验应进行三次。在测量记录过程中，驾驶员应保持车速稳定和平稳地转动转向盘，不应同时松开双手，并且在行驶中不准撞到标桩。对每一测量速度，取左右轮的平均值，记录测量结果在实验报告中。

六、试验数据处理与结果表达

6．1 试验结果处理

根据记录的转向盘转角和作用力矩，按双纽线路径每周整理成图2所示的一条M-θ曲线，或者直接采用计算机采样所得的上述参数，确定出汽车转向轻便性的各项参数。

图2

6．1．1 转向盘最大作用力矩均值，用下式确定：

6．1．2 转向盘最大作用力均值，用下式确定：

max

max 2M F D =

（5）

式中:

max

F —转向盘级大作用力均值，N ；

D －试验汽车原有转向盘直径，m. 6.1.3．转向盘的作用功

6.1.3．1 绕双纽线路径每一周的作用功，用下式确定:

max max 1()57.3i

i i i W M d θθθθ+-=

??

（6）