汽车理论实验指导书(1)

湖北文理学院

《汽车理论》实验指导书

课程名称：汽车理论

课程编号： 08ZX093107

课程属性：专业课

总学时数： 8

学分数： 3

适用专业：车辆工程

汽车理论实验指导书目录

实验一汽车动力性测试

实验二汽车燃油经济性测试

实验三汽车底盘性能测试

实验四汽车制动性能实验

实验一汽车动力性测试

第一部分：最高车速、最低稳定车速、加速

一、实验内容

测定汽车最高车速和最低稳定车速；进行汽车直接档和起步连续换档加速实验。

二、实验目的要求

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。

三、仪器设备

五轮仪、发动机转速表、秒表、综合气象观测仪、钢卷尺、标杆、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）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；

2）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；

3）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；

4）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；

5）检查照明灯、信号灯等能否正常工作；

6）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；

7）对测试仪器进行校验。

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，计算出汽车直接档的最低稳定车速。

3．汽车直接档和起步连续换档加速实验

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）汽车直接档加速实验

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，使汽车加速至该档最高车速的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）汽车起步连续换档加速实验

实验前，应进行最佳换档时刻的选择。实验路段同上。

令换档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。每种换档车速往返预试一次，取加速时间的算术平均值，加速时间最短者，其换档车速最佳。

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，以选择的最佳换档车速（用发动机转速表控制）力求迅速无声地换档（一般换档时间1～1.5s ），换档后立即将油门踩到底，直到最高档，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。

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．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1-1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；

（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1-2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，计算出汽车直接档的最低稳定车速：

6.3max ?=t

L

V

（km/h ）

式中：100——实验路段长度，m ；

——各次通过实验路段的时间，s 。

3．汽车直接档和起步连续换档加速实验

（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1-3，按表1-4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1-1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

图1-1 车速—加速时间曲线图

○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1-2所示。

图1-2 车速—加速行程曲线图

○

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，绘制直接档加速度——车速曲线、动力因数——车速曲线。

（2

）汽车起步连续换档加速实验：按前述的方法选择最佳换档车速，并将实验结果填入实验报

)(4

1

6

.31004321min t t t t V +++?=4321t t t t 、、、

告中。整理五轮仪记录，将起点连续换档加速性能实验结果填入表1-6，绘制连续换档加速性能曲线。○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。如图1-3所示。

图1-3 车速—加速时间曲线图

○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。如图1-4所示。

图1-4 车速—加速行程曲线图

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。

八、汽车动力性实验报告

实验日期：实验地点：

实验车型号：制造厂名：

底盘号：发动机号：

变速器型号：出厂日期：

装载质量：kg 乘车人数：

总质量：kg

轮胎型号：kg 轮胎气压：前轮kPa

路面状况：后轮kPa

使用燃料：里程表读数：km

天气：气温：℃气压：kPa 相对湿度：% 风向：风速：m/s 测试仪器和设备：

实验指导：驾驶员：

附：

1．汽车最高车速和最低稳定车速实验

1）汽车最高车速和最低稳定车速测试结果

2）计算最高车速和最低稳定车速

（1）最高车速计算

（2）最低稳定车速计算

2．汽车加速性能实验

1）直接档加速实验测试结果

2）计算直接档加速度和动力因数，绘制V -t 、V -S 、a-V 、D-V 曲线图。 加速度 a=(V i-V0)/ti (m/s 2

) 式中：V0——初速度，m/s ；

ti ——加速时间，s ；

V i ——加速时间ti 对应的车速，m/s 。

动力因数

式中： f ——滚动阻力系数， f=0.0076+0.000056V i ； δ——旋转质量换算系数， δ=1+δ1+δ2·ig 2 , δ1≈δ2=0.03～0.05； ig ——变速器传动比；

g ——重力加速度，取g=9.8m/s2。

a

g

f D ?+=δ

图1-5 直接档加速V-t曲线图图1-6 直接档加速V-S曲线图

图1-7 直接档加速a-V曲线图图1-8 直接档加速D-V曲线图

3）起步连续换档加速实验测试结果

4）绘制起步连续换档加速实验V -t 、V -S 曲线图

图1-9 起步连续换档加速V -t 曲线

图1-10 起步连续换档加速V -S 曲线图

实验一 汽车动力性测试

第二部分：滑行

一、实验内容

测量初速度为50km/h 的滑行距离和滑行时间、滑行阻力及滑行阻力系数。 二、实验目的要求

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

综合气象观测仪、五轮仪或相应的车速、行程记录装置（精度不低于 0.5%）、实验车等。 四、准备工作

1．五轮仪安装在实验车适当的位置；

2．按五轮仪说明书规定接通电源，检查仪器的功能是否正常； 3．检查实验车轮胎气压是否符合规定要求； 五、实验步骤

1．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 的车速驶入测量试路段前，驾驶员将变速器排档放入空档，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。

2．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。

六、注意事项

1．实验车的总质量，按实验车的整备质量加参加试验的在车人员质量（每人按 65kg ）计。 2．实验过程中，轮胎充气压力应符合该车技术条件规定，误差不得超过±10kPa 。 3．实验时天气应无雨无雾，气温0～40℃，风速不大于3m/s 。

4．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前，车速应稍大于50km/h 。 七、结果整理与分析

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V 0=50km/h 的滑行距离： 式中：S ——初速度为50km/h 时的滑行距离，m ； a ——计算系数

——实测的滑行初速度，m/s ； c ——常数，m2/s2 (c=771.6)； S ′——实测的滑行距离，m ；

a

ac b b S 22

++

-=

)

/1(2

2

2s S S b V a '

'

-'

=

0V '

b ——常数，m/s2（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： (km/h)

滑行减速度： （m/s 2）

滑行阻力系数： 滑行阻力：

式中：t1——实验车通过50m 实验路段的时间，s ；

t2——实验车通过100m 实验路段的时间，s ；

Ga ——实验时汽车的总质量，kg ；

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

G0——汽车的整备质量，kg 。

八、汽车滑行实验报告

实验日期： 实验地点： 实验车型号： 制造厂名： 底 盘 号： 发动机号： 变速器型号： 出厂日期： 使用燃料： 里程表读数： km 装载质量： kg 乘车人数：

总 质 量： kg

轮胎型号： kg 轮胎气压：前轮 kPa

后轮 kPa 路面状况：

天 气： 气 温： ℃ 气 压： kPa 相对湿度： %

风 向： 风 速： m/s 测试仪器和设备： 实验指导： 驾 驶 员：

附：

1．滑行实验测试结果

2

360

t V =)1

1(1001

212t t t t a --=8

.9a f =

)

()(8.9N f

G G R f a ?+?=

初速度V0=50km/h 往返两个方向滑行距离的平均值： （m ）

2．根据实验数据，求出：

（1）滑行平均速度V （2）滑行减速度a （3）滑行阻力系数f （4）滑行阻力R 3．实验结果分析

2

2

1S S S +=

实验二 汽车燃油经济性测试

一、实验内容

直接档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2-1和图2-2。

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2-1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2-2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：

（mm3）

图2-1 四活塞式流量传感器工作原

图2-2 四活塞式流量传感器工作状态图

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。 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．直接档加速燃料消耗量实验 1）测试路段：500m 。

2）实验方法：

汽车挂直接档（没有直接档可挂最高档），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

结果的算术平均值作为测定值。测量和计算结果记入实验报告中。

注：1）实验车在第六工况的终速度的偏差为±3km/h 。

2）对于最高档的最小稳定车速大于25km/h 的车，使用档位允许从最高档降低一档进行，当车辆进行等速行驶路段和减速段时再换入最高档进行实验。

（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 。

2．等速行驶燃料消耗量实验 1）测试路段：500m 。

2）实验方法：

汽车用常用档位，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。

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2-3和表2-1规定的实验循环进行。 图2-3 六工况示意图 最高档

-0.36

19.3

1075

200

50～25

6

最高档 - 18.0 875 250 50 5 最高档 0.20 14.0 625 175 40～50 4 最高档 - 22.5 450 250 40 3 最高档 0.25 16.7 200 150 25～40 2 最高档

-

7.2

50

50 25 1

变速器档

位

加速度

时间 (s)

累计行程

行程 （m

运转状态

工况 表2-1 六工况参数表

3）实验方法说明

（1）六工况实验应严格按实验循环和表2-1中的规定进行。换档应迅速、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2-5。

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，切勿接反。

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。

八、汽车燃料经济性实验报告

实验日期：实验地点：

实验车型号：制造厂名：

底盘号：发动机号：

变速器型号：出厂日期：

装载质量：kg 乘车人数：_______

总质量：kg

轮胎气压：前轮（左/右）kg

后轮（左/右）kg

使用燃料：里程表读数：km

路面状况：

天气：气温：℃气压：kPa

相对湿度：% 风向：风速：m/s

测试仪器和设备：

实验指导：驾驶员：________

附：

1．燃料消耗量实验

2．绘制等速行驶百公里油耗曲线

3．实验结果分析

实验三汽车底盘性能测试

一、实验内容

测定驱动轮输出功率；测定实验车的滑行性能；

二、实验目的要求

了解底盘测功机的工作原理，结构及其特点，掌握整车性能测试方法，综合处理测试结果，对车辆技术状况作出较正确的判断。

三、仪器设备

1．底盘测功机1台

2．实验车1辆

四、准备工作

1．实验车准备

1）实验车应清洁，无漏气、漏油、漏水、漏电现象。

2）轮胎气压，花纹磨损、破裂和割伤程度应符合GB7258-87的有关规定，轮胎不得有嵌石、鼓包、补钉等情况。

3）发动机技术状况正常，无异响现象。传动系各部件及轮胎不得有明显的松旷、摆动，动力传递可靠。

4）纵向约束装置完好有效。

2．仪器设备

以德国申克公司346L——D700底盘测功机为例。

1）开启底盘测功机主电源及控制面板上的各电源开关。

2）选择试验模式，试验模式一般有“F”、“V”、“V=Const”、“F～V2”、“EXTERNAL”五种。按试验要求，选定其中一种。按实验车辆发动机功率大小选定功率量程档，确定最大试验速度，开启相应按钮。

3）如采用水力测功机，应开启进水阀。如滚筒采用气动控制锁止，应接通压缩空气。

4）按实验要求，使用相应的冷却装置。

5）预热测功机至规定时间，即可开始实验。

五、实验步骤

1．驱动轮输出功率测试

1）测功机预热完成后，操纵控制器，锁止滚筒，实验车驶入试验台。按照实验车驱动形式布置纵向约束装置。然后操纵控制器，释放滚筒，使其处于自由滚动状态。

2）逆时针旋转加载电位器旋转，使测功机处于无加载状态（有特殊要求的除外）。

3）指挥驾驶员操纵实验车，二档起步，连续换档至直接档，油门踩到底，待实验车速度达到实验要求的车速后，即适当加载，使发动机处于最大功率稳定状态，同时读出仪表显示的驱动力“F”（N）、速度“V”（km/h）、功率“P”（KW），并记录。

4）逆时针旋加载电位器旋钮到底，卸载减速停车。

2. 滑行实验

实验车速为50km/h时，开始滑行，直至停止，记下滑行距离。

3．实验结束

实验结束后，锁止滚筒，指挥实验车驶出试验台，然后关机。

六、注意事项

1．严格遵守操作规程，确保实验安全。不符合测试技术条件要求的实验车不得进行实验。在实验过程中，应注意观察实验车的发动机，传动系及轮胎状态，如有异常，应迅速停止实验。

2．在实验车前进方向禁止站人，并布置好车辆纵向约束装置。

3．注意发动机、轮胎的热负荷状态，可用吹风机吹风散热，连续试验不要超过3min。

4．测功机的试验模式选择键，只有在滚筒静止时才可以有效操作。