《汽车理论》
试验指导书
黑龙江工程学院
汽车与交通工程学院
20##年4月·哈尔滨
汽车底盘测功实验室学生实验守则
一、学生必须按时到实验室上实验课，不得迟到、早退及旷课。
二、实验室内严禁吸烟，不准大声喧哗、打闹及自行摆弄仪器装置。保持室内卫生，不准随地吐痰、乱扔纸屑等脏物。
三、实验前必须认真预习实验内容，上课时认真听教师讲解实验目的、要求、步骤及注意事项。
四、实验时必须严格按照实验步骤操作，要细心观察实验现象，如实做好记录，积极思考、分析实验结果，按规定写好实验报告。
五、实验中必须注意安全，严格遵守实验室的规章制度和仪器设备操作规程，服从教师和实验技术人员的指导，对不遵守操作规程又不听从劝告者，实验教师有权停止其实验，对违规操作造成事故者，要追究责任，并根据不同情况进行处理。
六、实验中如发生事故，要保持镇静，并立即按下紧急停车开关，保护现场，报指导教师或实验教师进行处理，不得自行处理。
七、实验结束后，按实验教师的要求，把设备仪器等及其物品放回指定地点，关闭电源、气源，然后清扫实验室并关好门窗方可离开实验室。
目 录
试验一 汽车滑行试验……………………………………………………………1
试验二 汽车动力性试验…………………………………………………………9
项目一 汽车最高车速测试………………………………………………… 9
项目二 汽车起步换挡加速性能测试……………………………………… 10
项目三 汽车爬坡度测试…………………………………………………… 12
试验三 汽车经济性试验 …………………………………………………………15
实验四 汽车制动性试验 …………………………………………………………20
试验一 汽车滑行试验
一、试验目的
1.通过本试验加深对汽车滑行试验的理解。
2.掌握汽车滑行测试的方法。
二、试验设备
试验设备由底盘测功机测试系统和试验车——丰田COROLLA组成。
1.底盘测功机测试系统简介
底盘测功试验室的底盘测功机测试系统是由AVL—策尔纳生产的，用于轿车和轻型商业车尾气排放测试的试验设备，主要用于道路模拟的两轮驱动车排放测试和性能测试。
该底盘测功机能够精确地模拟轻型汽车道路载荷实际工况，而且这种道路载荷可以通过计算机控制界面时进行修改并确定，具有自动标定功能，满足技术要求规定相应的法规进行排放试习的检测，与汽车直采排放分析系统协同作相关试验，由中心控制计算机应能按照法规要求自动完成全过程的测量，实现整车性能、动力性测试、经济性测试、排放测试试验，并具有将测量结果存盘和打印图型曲线的功能。
2.底盘测功机测试系统组成
底盘测功机测试系统包括：48英寸直线紧凑型交流底盘测功机、自动对中装置、车辆位置监视装置、汽车性能软件、车辆固定装置、车辆冷却风机、油耗仪、数据采集系统及司机助手等。系统结构组成如图1-1所示，系统控制部件组成如图1-2所示，系统机械部件组成如图1-3所示，系统主控机界面如图1-4所示，底盘测功机测试系统实车连接图如图1-5所示。
3.底盘测功机基本参数及测试精度
(1)底盘测功机基本参数
转鼓尺寸(B*H*T) 3490*1383*1240 mm
盖板尺寸 4300*2500 mm
转鼓直径 1220 mm
转鼓外边缘尺寸 2300 mm
转鼓内边缘尺寸 600 mm
转鼓最大轴荷 2722 kg
速度传感器 10000 impulses(脉冲)
最大电机功率 208 kW开始到107 km/h
最大加载功率 208 kW开始到107 km/h
最大连续电机功率 147 kW开始到107 km/h
最大连续加载功率 147 kW开始到107 km/h
最大牵引力 7000 N，到107 km/h
最大加载力 7000 N，到107 km/h
最大连续牵引力 5000 N，到107 km/h
最大连续加载力 5000 N，到107 km/h
(2)底盘测功机测试精度
牵引力的测量精度 ≤0.1%
牵引力测量重复性检查 0.06%
速度测量精度 ＜0.05%
惯量模拟精度 ≤1%
惯量模拟重复性 ≤1%
图1-1 底盘测功机测试系统组成
MMI主机房
1.MMI主机 2.电缆遥控单元 3.数据显示 4.IR接受器 5.IR遥控器
底盘测功机电气柜
图1-2 底盘测功机测试系统控制部件组成
图1-3 底盘测功机测试系统机械部件组成
图1-4 底盘测功机测试系统主控机界面
图1-5 底盘测功机测试系统实车连接图
4.试验车——丰田COROLLA
本试验所用的试验车——丰田COROLLA配置5挡手动变速器，最大设计总质量1600kg，发动机型号：1zz，发动机排量：1794ml，发动机最大净功率：93KW。
三、试验准备
1.系统启动
（1）启动AVL转鼓控制柜；
（2）启动ABB变频器；
（3）开转鼓主控计算机；
（4）启动空气压缩机；
（5）启动MMI软件；
（6）启动风机控制柜电源开关；
（7）系统供电：按AVL转鼓控制柜的Control on按钮及Reset按钮。
2.试验车固定
（1）试验车固定前的准备
① 试验车轮胎清洗及检查轮胎胎压；
② 按接口箱上的Centering Open按钮，将自动对中装置打开，并将试验车的驱动轮驶上转鼓，将挡位挂至空挡；
③ 按接口箱上的Centering Close按钮，自动对中装置举升，当举升至对中装置两侧及转鼓与驱动轮接触时松开按钮；
④ 按住遥控器上的自动对中按钮，此时驱动轮会在转鼓上左右摆动直至稳定，此时松开对中按钮，对中完毕。
(2) 试验车固定
① 先固定非驱动轮，安装前挡板并拧紧固定螺栓；
② 安装非驱动轮的后挡板，并将前后挡板的连接带通过锁带压紧，拧紧非驱动轮后挡板的固定螺栓；
③ 将试验车前端的连接带连至拖车钩上并通过锁带压紧；
④ 安装尾气排烟管，并启动尾气排烟风机。
3.系统试验前准备
(1)转鼓热机
一般选用时间控制热机，参数设置一般为：t=10 min，v=100 km/h。
(2)转鼓损失补偿
一般选用稳态损失测量。
(3)转鼓负荷参数的获取
一般有查表法和匹配滑行法。本次测试采取查表法，依据GB18352.3-2005查取相关参数。
四、测试过程
先进行底盘测功机的预热及校定和试验车的固定，然后通过汽车性能测试软件进行相应参数的设定和测试过程的控制。
1.汽车滑行测试参数输入界面
2. 注释
（1）在测试中，实际初速度＜开始速度＞要比＜测试开始速度-50km/h＞高一些。
（2）＜开始速度＞是指在开始滑行的实际初速度。
（3）“sat v1 ”是指从开始显示到v1 (50km/h)的滑行距离。
（4）“sat v2”是指实际滑行距离。
（5）“s (v1→v2)” = “ sat v2 ” - “sat v1”
（6） “时间(v1→v2)”是指从v1到v2所用的滑行时间。
3. 测试步骤
（1）提示信息：
请输入测试参数，如果完成，按＜ 继续 ＞。
（2）当操作员完成它（输入或加载测试参数），然后按＜ 继续＞，随后将显示提示信息：
在你按＜继续 ＞后，底盘测功机将会作测试准备。
（3）在操作员按＜继续＞后，显示信息：
底盘测功机准备运行（暂态程序）。
（4）随后显示信息：
按＜继续＞ ，开始滑行测试。
（5）测试完成后，测试软件相应参数表中显示相应测试数据，记录试验数据，进行相应的分析。
五、思考
1. 汽车滑行的影响因素有哪些？
2. 在底盘测功机上与在道路上做滑行测试有什么区别？
试验二 汽车动力性试验
一、试验目的
1.掌握汽车动力性的评价指标及测试方法。
2.了解底盘测功机的操作方法。
二、试验设备
试验设备同试验一。
三、试验准备
试验准备同试验一。
四、试验内容及步骤
汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。汽车动力性评价主要有3个指标：汽车最高车速、汽车加速时间及汽车能爬上的最大坡度。
试验内容包括3个试验项目：汽车最高车速测试，汽车起步换挡加速性能测试，汽车爬坡度测试。
各试验项目试验步骤如下：
项目一 汽车最高车速测试
先进行底盘测功机的预热及校定和试验车的固定，然后通过汽车性能测试软件进行相应参数的设定和测试过程的控制。
1. 汽车最高车速测试参数输入界面
汽车最高车速测试参数输入界面如图3-1所示。
图3-1 汽车最高车速测试参数输入界面
2. 测试步骤
（1）提示信息：
请输入测试参数，如果完成，按＜ 继续 ＞。
（2）当操作员完成它（输入或加载测试参数），然后按＜ 继续＞，随后将显示提示信息：
在你按＜继续 ＞后，底盘测功机将会作测试准备。
（3）在操作员按＜继续＞后，显示信息：
底盘测功机准备运行（暂态程序）。
（4）随后显示信息：
按＜继续＞ ，开始最大速度测试。
（5）测试完成后，测试软件相应参数表中显示相应测试数据，记录试验数据，进行相应的分析。
项目二 汽车起步换挡加速性能测试
1. 汽车起步换挡加速性能测试参数输入界面
汽车起步换挡加速性能测试参数输入界面如图3-2所示。
图3-2 汽车起步换挡加速性能测试参数输入界面
2. 测试步骤
（1）提示信息：
请输入测试参数，如果完成，按＜继续＞。
（2）当操作员完成它（输入或加载测试参数），然后按＜继续＞，随后将显示提示信息：
在你按＜继续＞后，底盘测功机将会作测试准备。
（3）在操作员按＜继续＞后，显示信息：
底盘测功机准备运行（暂态程序）。
（4）随后显示信息：
按＜继续＞，开始加速度测试。
（5）按＜继续＞，测试开始。提示信息：
请将车从零速开始加速。
（6）人—机界面记录数值间隔为10km/h，在最低稳定车速的基础上从20km/h或10km/h开始。
（7）当汽车速度达到＜目标速度＞后，测试结束。提示信息：
按＜继续＞开始下一个加速度测试。
按＜终止＞完成测试。
（8）测试完成后，测试软件相应参数表中显示相应测试数据，记录试验数据，进行相应的分析。
3. 测试方法
测试时，将测功机置于道路模拟状态。汽车挂起步挡，迅速起步并将加速踏板快速踩到底，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，换挡后立即将节气门全开，直至最高挡车速的80%以上（对于轿车，应加到100km/h以上）。
在汽车开始起步的同时，启动数据采集触发信号，记录下整个加速全过程的时间和速度，直至加速到最高挡车速的80%以上停止采样。采集到的测试数据由计算机处理后，合成为速度—时间曲线（V-T）,速度—距离曲线（V-S）。
项目三 汽车爬坡度测试
先进行底盘测功机的预热及校定和试验车的固定，然后通过汽车性能测试软件进行相应参数的设定和测试过程的控制。
1.汽车爬坡度测试参数输入界面
汽车爬坡度测试参数输入界面，如图3-3所示。
图3-3 汽车爬坡度测试参数输入界面
注释：
①“加载质量”应是合理的范围。
②“平面距离”（10m，可定义），“测试距离”（10m，可定义）和“斜坡距离”（25m，可定义）项目在输入栏。
③“通过的斜坡长度”是指从汽车开始爬时到爬上斜坡为止所通过的距离。
④“测试距离”是指斜坡中心部分的实际测试长度。
⑤“测试时间”是指“测试距离”所用的时间。
⑥ 一次“通过的斜坡长度”是指比较长的固定斜坡距离（例如以25m为例）。
⑦ 计算斜坡中间部分坡度（汽车能够爬上的所设定的坡度）的平均速度。
⑧ 如果“通过斜坡长度”总是比设定的斜坡长度（例如25m）小，并且“速度命令”已经是零，那么车辆就不会爬上这个坡，操作员通过按＜终止＞停止测试。
2.测试步骤
（1）提示信息：
请输入测试参数，如果完成，按＜继续＞。
（2）当操作员完成它（输入或加载测试参数），然后按＜继续＞，随后将显示提示信息：
在你按＜继续＞后，底盘测功机将会作测试准备。
（3）在操作员按＜继续＞后，显示信息：
底盘测功机准备运行（暂态程序）。
（4）随后显示信息：
按＜继续＞，开始爬坡度测试。
（5）测试完成后，测试软件相应参数表中显示相应测试数据，记录试验数据，进行相应的分析。
3.测试方法
选择与该车预计爬坡度相近的坡道，坡道长应大于25m，坡前应有8~10m的平直路段。变速器置于最大牵引力输出挡（通常是第一挡）。汽车起步后，将加速踏板全开进行爬坡。如果汽车能顺利爬上该坡，再选择更大一级坡道进行测试，直到汽车不能爬上的坡道为止。能爬上的最大坡度，就是汽车的最大爬坡度。
五、试验注意事项
在起步换挡加速性能测试中对起步和加速换挡时间的掌握，换挡过早或过晚，都会影响测试结果。因此，对于试验车辆在试验前要进行反复预试，找到加速最快的最佳操作方法进行测试。
六、思考
1.汽车最高车速的影响因素有哪些？
2.汽车加速行驶时，行驶阻力有哪些？手动挡和自动挡汽车在加速性能上有何不同？
3.汽车爬坡度测试的影响因素有哪些？
试验三 汽车经济性试验
一、试验目的
1.掌握汽车经济性的评价指标及测试方法。
2.掌握底盘测功机在本试验中的操作方法。
二、试验设备
试验设备包括底盘测功机测试系统1套、油耗仪1台和试验车——丰田COROLLA1辆。
1.底盘测功机测试系统
底盘测功机测试系统同试验一。
2.油耗仪
油耗仪为AVL李斯特公司生产的，型号为PLU401-108的燃油消耗量测试仪器。
（1）油耗仪接口示意图如图4-1所示：
图4-1 油耗仪接口示意图
1.连接“燃油输入” 2.连接“返回到燃油箱” 3.连接“出口到发动机” 4.连接“从发动机返回” 5.连接“排气口” 6.遥控开关接口 7.温度输出接口 8.模拟输出 9.数字输出 10.系统保险丝（2A） 11.输入泵保险丝（8A）12.输出保险丝（8A） 13.电源接口 14.鉴定板
（2）设备原理图如图4-2所示：（带回油的）
图4-2 设备原理图
① 燃油输入 ② 返回到油箱 ③ 从油箱输出到发动机 ④ 从发动机返回到油箱
⑤ 放气阀 ⑥ 汽车油泵 ⑦ 化油器 ⑧ 汽车油箱返回
3.试验车——丰田COROLLA
本试验所用的试验车——丰田COROLLA配置5挡手动变速器，最大设计总质量1600kg，发动机型号：1zz，发动机排量：1794ml，发动机最大净功率：93KW。
三、试验准备
底盘测功机和试验车的试验准备同试验一。油耗仪应做好试验前的管路连接以及油耗仪所需电源的连接，具体参照图4-1连接。启动油耗仪输入泵，观察回油路是否畅通。
四、试验内容、测试步骤及方法
先进行底盘测功机的预热及校定和试验车的固定，然后通过汽车性能测试软件进行相应参数的设定和测试过程的控制。汽车油耗测试包括乘用车和商用车测试，并且针对不同类型车可进行循环工况测试和等速油耗测试。
1.试验内容
本次试验进行乘用车的循环工况测试。
2.测试步骤
汽车循环工况测试参数输入界面如图4-3所示。
图4-3 汽车循环工况测试参数输入界面
测试步骤：
（1）提示信息：
请输入测试参数，如果完成，按＜继续＞。
（2）在按＜继续＞后，信息显示：
请准备司机助，如果完成，按＜继续＞。
（3）按＜继续＞后，人—机界面应该会执行帮助状态请求。加载驾驶循环。然后手动为司机助加载该驾驶循环。
（4）显示下列信息：
在你按＜继续＞后，底盘测功机做好测试准备。
（5）操作员按＜继续＞后，显示信息：
底盘测功机准备运行（暂态程序）。
（6）随后显示测量信息：
按＜继续＞开始燃油消耗量测试。
（7）按＜继续＞后，人—机界面开始“距离，时间，燃油消耗测量”同时开始驾驶循环执行。当然，如果有传感器，在测试中可以测得温度，湿度和大气压力。
（8）在测试中，如果空气密度不满足要求，“空气密度”栏登录处会显示红色警告。人—机界面会通知在线帮助关于转鼓的数据
（9）在每个循环测试完成后，人—机界面停止司机助工作，经由AK命令根据直到完成时间（每个循环项目是不变的）,然后人—机界面暂停“距离，时间，燃油消耗测量测试”。
提示信息：请开始下一个60s的循环，并按＜继续＞。
如果在两个连续循环之间的间隔超过60s，在人—机界面上显示提示信息：
两个连续循环之间的间隔超过60s！如果继续测试，请按＜继续＞，如果中止，请按＜中止＞。
（10）重复（7）、（8）、（9）步。在两个连续循环之后会完成。人—机界面将会计算燃油消耗量（一次试运行包括两个连续的循环）。
（11）在三次试运行（平均6循环）后完成，人—机界面会评判如果精度限制（5%），如果满足，三次测试运行的平均值即是最后测试结果，并进行修正计算。完成测试，显示信息：测试完成。
否则，测试时间将会增加，显示信息：
最大偏差是大的精度限制（5%），测试时间将会增加。
如果继续测试，请按＜继续＞，如果中止，请按＜中止＞。
如果按＜继续＞，重复（7）、（8）、（9）、（10）、（11）。
如果测试次数超过10次，然后显示信息：
测试次数已经超过10次，测试结果已经不能准确。请更换另一个相同类型的汽车测试，直到完成。
（12）在测试中，如果在人—机界面和司机助之间的TCP/IP协议中断的原因是相同的，人—机界面将会终止测试，显示信息：
请检查人—机界面和司机助之间的网络连接。
（13）测试结束后，记录试验数据，进行相应的分析。
3.测试方法
测试时，将底盘测功机置于道路模拟状态，进入乘用车循环工况油耗测试模式。打开司机助，选择乘用车循环工况曲线。连接油耗仪与油箱、试验车输入油之间的管路，油耗仪与主控机数据采集系统之间的数据线，油耗仪的电源线及油耗仪的外显系统。打开油耗仪的输入泵、输出泵。驾驶员按照司机助的提示按照循环工况驾驶，直至测试结束。
五、试验注意事项
1.各连接处要检查密封情况，不得有漏油和渗油现象；
2.注意电源的正负极，切勿接反。
六、思考
1.汽车燃油消耗量的影响因素有哪些？
试验四 汽车制动性试验
一、试验类型
汽车制动性试验为验证性试验。
此试验进行汽车的制动效能、制动的热衰退性和紧急制动距离的测定。
二、试验场地
1．试验路面应为干燥平整的混凝土或具有相同附着系数的其它路面，路面上不许有松散的杂物。
2．在道路纵向任意50m长度上的坡度应小于1%。驻车坡度按有关规定。
3．路拱坡度应小于2%。
三、气候条件
1．风速应小于5m/s。
2．气温0—35℃。
四、试验车辆准备
1．试验车辆载荷
（1）满载：试验车辆处于厂定最大总质量状态，其载荷应均匀分布；
（2）空载：汽车油箱加至厂定容积的90%，加满冷却液和润滑剂，携带随车工具和备胎，另包括200kg质量（驾驶员、一名试验员和仪器）；
2．车辆准备
（1）制动系统的部件应按制造厂的规定进行装配和调整，制动器必须按照制造厂规定进行磨合，试验之前允许调整制动装置。
（2）胎压充至厂定压力值，误差不超过10kPa；胎面花纹高度不低于新花纹的50%。
五、试验仪器
测量仪器需经计量部门标定，在有效期内使用。仪器安装不得影响制动系统的性能。测量仪器和精度要求如下：
1．控制力测定仪（制动踏板力测定仪），精度不低于2%；
2．减速度仪，精度不低于0.1%；
3．压力表，精度不低于20kPa；
4．温度测定仪，精度不低于5%；
5．非接触测速仪。
六、试验项目
1．磨合试验
2．冷态效能试验
3．热衰退恢复试验
4．紧急制动试验
七、试验方法
1．磨合试验
（1）磨合前的检查试验
首先检查仪表及汽车的技术状况。制动初速度为30km/h，保持制动减速度为3m/s2或保持相应的踏板力、管路压力值，直至车辆完全停止。制动间隔为1.6km，制动次数不超过10次，记录管路压力和踏板力、减速度、制动初温。
（2）磨合前的效能试验
试验在汽车空载和满载良种工况下进行。制动初速度为30km/h和50km/h，对于最高车速大于100km/h的汽车增加初速度80km/h的制动效能试验。每次制动前制动器的初始温度不超过90℃，离合器断开，制动到汽车完全停止。对每种初速度，制动减速度从1.5m/s2，以1 m/s2为间隔，
逐步提高踏板力，每种初速度至少测5点，往返各进行一次，总计不超过40次（或60次）制动。
制动效能的评价：由于整车制动效能的发挥与地面制动力利用的程度有关，制动要在产生最大减速度，并且不失去汽车方向控制的条件下，求得汽车的最大制动效能。对汽车制动效能进行评判时，只要能在空载和满载的任意一种制动强度下，满足制动距离和减速度规定值的要求，就认为符合标准的要求。由于在制动过程中，虽然制动踏板力保持恒定，但减速度值仍有波动，有的差别还比较大，应以减速度曲线中的初始值、中期值和终期值三点的算术平均值来判定制动性能是否合格。
（3）磨合试验
汽车满载且不脱开发动机的情况下，按表1提供的规范进行试验：
磨合过程中，在制动器升温阶段，制动器初温小于120℃时，可缩短制动间隔距离，连续制动；若制动器初温超过120℃时，则保持制动间隔为1．6km，磨合过程中应保持制动器初温为120℃。每间隔25次，汽车表1中规定的减速度制动至车辆停止，并记录减速度、踏板力、管路压力及制动器初温。
2．行车制动冷态制动效能试验
同磨合前的效能试验。
3．行车制动热衰退恢复试验
热衰退恢复试验在汽车满载、连接发动机的条件下进行。分三步：基准试验、衰退试验和恢复试验。其性能指标以衰退率或恢复率表示。
衰退率或恢复率 = 
试验方法见表2：
4．紧急制动试验
汽车到达起点路段标杆时，实施紧急制动，同时按下显示屏上的“起动”开关，主机将记录制动初速度、制动距离和制动时间，直至停车，正反方向各进行两次。