(整理)修改后汽车试验学实验指导书

前言

一、实验目的：

1、了解测试原理与方法、培养学生正确的选用测试装置；

2、掌握汽车实验方法、数据处理和分析方法；

3、接触工程实际的各种实验规范和要求；

4、能够根据要求选择确定的汽车实验方案，并能够进行数据分析，为进一步学习、研究和处理汽车工程技术问题打下基础。

二、实验内容与要求：

通过实验加深学生所学内容，熟悉汽车基本性能的检测方法。

1、汽车悬挂系统固有频率和阻尼比的测定：通过实验了解汽车悬架性能检测时常见的检测仪器设备和汽车悬架性能检测的基本原理。

2、发动机参数测试实验：通过实验熟悉发动机实验台架，掌握发动机调速特性实验的方法，正确操作、准确记录测量数据并分析、评价。

3、汽车动力学测试实验：通过实验了解汽车动力学测试的设备工作原理，基本结构，测试流程并准确记录测量数据。

三、实验注意事项：

1、服从实验指导教师的管理，遵守实验室安全管理制度和设备操作规程。

2、实验室应保持肃静、文明、整洁的工作环境和良好的工作秩序，禁止在室内高声喧哗、打闹。

3、实验前认真预习，熟悉实验相关内容。

4、实验期间注意安全，不得乱动与本实验无关的实验设备与器材，如擅自动用与本实验无关的仪器设备造成损失，承担全部责任。

5、严格按照实验步骤进行实验，认真观察和思考。爱护实验设备。

6、实验完毕后，清理现场，清点工具，摆放整齐，在老师允许下方可离开。

7、课下认真且及时完成实验报告，要求书写工整，图表清晰，并作好总结，如有疑问请在下次实验中提出。

实验一汽车悬挂系统固有频率和阻尼比的测定

一、实验目的

测定汽车车身部分固有频率、阻尼比和车轮部分的固有频率。根据要求组成测量系统，掌握测量点的布置及测试系统的调试。掌握仪器的正确使用方法，对测量数据进行正确的处理和分析，并编制实验报告。

二、实验条件

实验应在汽车满载时进行。根据需要可补充空载时的实验。实验前需称量汽车总质量及前、后轴的质量。悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。实验车辆轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件规定的数值。

三、实验原理及仪器

实验所用仪器的连接如下图。

1、传感器采用压电式加速度传感器，分别安装在前轴车身及车架的相应位置。

2、放大器采用电荷放大器，对加速度信号进行放大。电荷放大器具有传感器灵敏度调整功能，可根据传感器的灵敏度进行调整，对传感器输出的电荷信号进行放大，并将其转换成归一化的电压信号输出。

3、采集仪器采用WAVEBOOK数据数据采集器，并采用Dasylab软件记录振动加速度的时间历程并处理计算、显示、打印。整个测量系统的频率范围必须满足0.3—100Hz的要求。

四、实验方法与步骤

用下述方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。滚下法：让汽车被测试的车轮沿斜坡驶上凸块，（凸块断面如下图所示），其高度根据汽车类型与悬挂结构选取60、90、120mm，横向宽度要使车轮全部置于凸块上。在停车、挂空档，发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下。滚下时应尽量保持左右车轮同时落地。

60—

五、实验数据或现象记录

记录车身及车轴上振动加速度的时间历程图。

六、实验结果与分析结论

采用时间历程法记录车身及车轴加速度自由衰减振动曲线，将曲线相邻的同相峰值间的时间求出，计算固有频率，并求出车身部分的阻尼比。

固有频率的计算方法。

阻尼比的计算方法。

实验二发动机参数测试实验

一、实验目的

通过实验熟悉发动机实验台架的基本组成，掌握发动机调速特性实验的方法，正确操作、准确记录测量数据并分析、评价。

二、实验设备

设备主要由发动机，MT9000 发动机智能测控系统等组成。

MT9000 发动机智能测控系统用于控制和测量发动机的转速、转矩、功率、

燃油/燃气消耗率、温度、压力、流量等各种不同类型的参数。

MT9000 发动机智能测控系统由以下几部分组成：MT9010 发动机智能测控仪、MT9012 油门、测功机驱动仪、MT9011 数据采集系统、MT9001 智能油耗仪、MT9002电喷发动机回油处理器、MT9003恒温冷却系统、MT9004角行程油门执行器、DW系列电涡流测功机以及MT9000 发动机智能测控系统配套软件。

三、测控仪前面板布局

a. 转矩设定电位器---- P/P模式下为负荷给定，n/M、P/M、M/n 控制模式下为转矩给定。当转动电位器时，液晶屏显示的负荷或转矩的给定值，当停止转动电位器2 秒后，液晶屏显示的是负荷或转矩的实际值。

b. 转速设定电位器---- 设置各控制模式下的发动机转速。当转动此电位器时，液晶屏显示的的转速的给定值，当

停止转动电位器2 秒后，液晶屏显示的是转速的实际值。

c. 油门开度设定电位器---- 设置发动机的油门开度。

d. 控制按钮---- 远程控制和本地控制切换按钮，当处于本地控制时，计算机的控制指令将被忽略。当处于远程控制时，除控制按钮本身的操作，其他按钮和液晶屏的触摸操作以及设定电位器的给定均锁定无效。测控仪由计算机通过以太网或RS485总线接收控制指令。

e. n/M键---- 油门恒转速，测功机恒转矩方式。

f. P/M键---- 油门恒位置，测功机恒转矩方式。

g. P/n键---- 油门恒位置，测功机恒转速方式。

h. M/n键---- 油门恒转矩，测功机恒转速方式。

i. P/P键---- 油门恒位置，测功机(恒位置)恒电流方式。

j. 未描述的按键---- 为保留功能，目前无实际效果。

k. 触摸屏 ---- 所有参数的设置和某些功能的启动均在触摸屏上完成。

四、设备操作及参数设置

测控仪采用物理按键加触摸屏的操作实现人机互动，而控制值的给定则通过面板上的数字电位器给定，物理按键主要用来作控制模式的切换，触摸屏主要用来作各种参数的设置和传感器的标定。测控仪的主界面显示发动机转矩、转速、功率、油耗、油门位置、负荷共6项基本数据，并可同屏显示发动机水温，机油温度，燃油温度，机油压力等参数（来自数据采集系统），燃油温度的数据则来自回油处理器。

在本地控制模式下，可按触摸屏的设置按钮，进入参数设置界面。

1、参数设置

参数设置分五个菜单条，一为PID设置，此菜单下用来作数字PID 参数的整定。二为报警设置，此菜单可设置转矩，转速，温度的越限报警值。三为仪表标定，此菜单下可对转矩值，数据电位器初值进行标定，设置测速齿轮的齿数等，标定时，可自动标定，也可以手动输入标定值。四为其他设置，该菜单下可设置油耗仪测油耗时间。在参数设置界面中按主界面，可回到主测试界面。

2、 PID设置

MT9010 测控仪对转矩转速的调节是通过数字PID 调节的，如果在发动机测试过程中，发现工况不稳定，可对测控仪的PID 参数进行重新整定。测控仪的PID 参数分油门PID 和测功机PID。对应两个控制对象，两套PID 参数分别需要单独整定。PID 参数整定时，发动机需要启动。整定方式如下：

进入PID 设置界面，触摸选择需要修改的PID 参数，输入期望的参数，然后按确定。所有参数修改完毕后，按确定修改，等待3秒后，系统返回参数设置界面。触摸按下主界面按钮，系统回到主测试界面，给定一个转矩或转速值，观察发动机运行效果。如果还是不稳定，则重新进入PID整定界面，反复修改参数，直到达到所需的效果为止。

3、报警参数设置

可设置转矩、转速、温度的报警值，当实际值达到预设的报警值时，仪器会发出声光报警，同时，超标的参数会闪烁显示，仪器内部的报警执行继电器吸合，用户可自行外接保护装置，比如进气门电磁阀或油泵断油电磁阀等。报警执行继电器为继电器输出通道(RL1)。RL2-RL4为备用继电器输出。

4、远程本地控制切换

在本地控制状态下，按“控制”键，远程控制指示灯亮，测控仪进入远程控制模式，此时，测控仪只受计算机控制，测控仪面板上只有“控制”按钮有效。在远程控制状态下，按“控制”键，本地控制指示灯亮，测控仪进入本地控制模式，面板和触摸屏的所有操作恢复，计算机的远程控制指令将被忽略。

5、控制模式

a. 油门恒位置，测功机恒位置(恒电流)模式(P/P模式)控制。

按下测控仪面板P/P 键，油门恒位置，测功机恒位置指示灯亮，同时，液晶屏显示当前控制模式，控制回路切换到油门恒位置，测功机恒位置模式。

将 MT9012 油门、励磁驱动仪的油门控制方式和励磁控制方式切换开关切换到自动档。转动油门设定电位器，主测试界面的油门开度设定值按顺时针转向递增，逆时针方向为递减，电位器旋转速度越快，设定值变化越快。

转动扭矩设定电位器，主测试界面的负载设定值按顺时针转向递增，逆时针方向为递减，电位器旋转速度越快，设定值变化越快。设定值才会生效。此处的负载设定值，只是表示励磁电流的百分比。

为了防止误操作，设定电位器停止旋转后2 秒钟，控制才开始生效。

b. 油门恒转矩，测功机恒转速模式(M/n模式)控制。

按下测控仪面板M/n键，油门恒转矩，测功机恒转速指示灯亮，同时，液晶屏显示当前控制模式，控制回路切换到油门恒转矩，测功机恒转速模式。

转动扭矩设定电位器，主测试界面的扭矩值变换为设定值，并且背景颜色与测试值不同，设定值按设定电位器的旋转方向递增或递减，旋转速度越快，变化越快。电位器停止旋转后，设定值将保持显示2 秒钟，然后重新显示实测值，背景颜色恢复正常，控制回路开始控制油门，将扭矩值调整到新的设定值。

转动转速设定电位器，主测试界面的转速值变换为设定值，并且背景颜色与测试值不同，设定值按设定电位器的旋转方向递增或递减，旋转速度越快，变化越快。电位器停止旋转后，设定值将保持显示2 秒钟，然后重新显示实测值，背景颜色恢复正常，控制回路开始控制励磁电流，将实际转速值调整到新的设定值。

c. 油门恒位置，测功机恒转速模式(P/n 模式)控制。

按下测控仪面板P/n 键，油门恒位置，测功机恒转速指示灯亮，同时，液晶屏显示当前控制模式，控制回路切换到油门恒位置，测功机恒转速模式。

转动油门设定电位器，主测试界面的油门开度设定值按顺时针转向递增，逆时针方向为递减，电位器旋转速度越快，设定值变化越快。停止旋转电位器2 秒后，控制回路开始控制油门开度到新的设定值。

转动转速设定电位器，主测试界面的转速值变换为设定值，并且背景颜色与测试值不同，设定值按设定电位器的旋转方向递增或递减，旋转速度越快，变化越快。电位器停止旋转后，设定值将保持显示2 秒钟，然后重新显示实测值，背景颜色恢复正常，控制回路开始控制励磁电流，将实际转速值调整到新的设定值。

d. 油门恒位置，测功机恒转矩模式(P/M 模式)控制。

按下测控仪面板P/M键，油门恒位置，测功机恒转矩指示灯亮，同时，液晶屏显示当前控制模式，控制回路切换到油门恒位置，测功机恒转矩模式。

转动油门设定电位器，主测试界面的油门开度设定值按顺时针转向递增，逆时针方向为递减，电位器旋转速度越快，设定值变化越快。停止旋转电位器2 秒后，控制回路开始控制油门开度到新的设定值。

转动扭矩设定电位器，主测试界面的扭矩值变换为设定值，并且背景颜色与测试值不同，设定值按设定电位器的旋转方向递增或递减，旋转速度越快，变化越快。电位器停止旋转后，设定值将保持显示2 秒钟，然后重新显示实测值，背景颜色恢复正常，控制回路开始控制励磁电流，将扭矩值调整到新的设定值。

e. 油门恒转速，测功机恒转矩模式(n/M模式)控制。

按下测控仪面板n/M键，油门恒转速，测功机恒转矩指示灯亮，同时，液晶屏显示当前控制模式，控制回路切换到油门恒转速，测功机恒转矩模式。

转动转速设定电位器，主测试界面的转速值变换为设定值，并且背景颜色与测试值不同，设定值按设定电位器的旋转方向递增或递减，旋转速度越快，变化越快。电位器停止旋转后，设定值将保持显示2 秒钟，然后重新显示实测值，背景颜色恢复正常，控制回路开始控制油门开度，将实际转速值调整到新的设定值。

转动扭矩设定电位器，主测试界面的扭矩值变换为设定值，并且背景颜色与测试值不同，设定值按设定电位器的旋转方向递增或递减，旋转速度越快，变化越快。电位器停止旋转后，设定值将保持显示2 秒钟，然后重新显示实测值，背景颜色恢复正常，控制回路开始控制励磁电流，将扭矩值调整到新的设定值。

五、异常情况的处理

1、转速越限报警

越限报警：当检测到的转速测量值大于设定的转速的报警上限值、保护上限值或紧急处理上限值时，输出开关量的相关信号，并向CAN总线网络上送出相关状态信号。

越限报警指示状态的消除：在越限报警事件消除后，输出的相关开关量信号复位，测控仪正常测量显示状态。

2、机油压力越限报警

越限报警：在转速大于发动机怠速时，当检测到的机油压力测量值小于设定的机油压力的报警上限值、保护上限值或紧急处理上限值时，输出开关量的相关信号，并向CAN 总线网络上送出相关状态信号。越限报警指示状态的消除：在越限报警事件消除后，输出的相关开关量信号复位，测控仪正常测量显示状态。

3、怠速程序

当有要求保护的信号输出时，执行怠速保护程序，自动将测功机和油门控制回路置于恒位置控制模式，油门位置设定为0，测功机位置设定为3 0%，并向CAN 总线网络上送出怠速保护状态信号。

4、急停车程序

当有要求紧急停车的信号输出时，执行紧急停车保护程序，自动将测功机和油门控制回路置于恒位置控制模式，油门位置设定为0，测功机位置设定为3 0%．相继输出两路继电器开关信号，并向CAN总线网络上送出紧急停车状态信号

实验三汽车动力性实验

一、实验目的

通过实验了解底盘测功实验台的工作原理，基本结构，测试流程并准确记录测量数据，了解汽车滚动阻力，汽车最高车速及汽车加速能力，分析汽车动力性技术状况。提高学生综合分析汽车动力性能的能力。

二、实验设备

1、ATCDM-300系列汽车动力性能及排放测功机

2、实验用车一台

3、耗材：汽油、打印纸等

三、实验设备基本结构

ATCDM-300系列汽车动力性能及排放测功机由机架、联轴器、主滚筒、传感器、轴承、副滚筒、测力臂、测力传感器、飞轮旋转组件、电涡流机等组成。

基本结构图如下

四、使用方法及操作

1、检查被测试车辆，其轮胎气压不得

低于标准气压（可以为标准气压的

100%-120%）。

2、清除轮胎中夹杂的石块、金属屑，以免损坏滚筒或抛出伤人。检查气动举升装置，不漏气，行程正常。

3、开机，预热仪表30分。

4、举升器升起，将被检车辆垂直驶入测功机并在两组滚筒中停稳，举升器下降。

5、对于前轮驱动汽车，测试时极易左右摆动，为保证测试安全，建议用户将非测试轮用三角木挡住。

6、按仪表使用手册所指示的操作方法进入测试

7、汽车开始测试时应先缓慢加速，使车摆正，挡好挡轮并用三角木挡住非测试轮后再进行测试。

8、被测试车辆应为空载状态，并按规定测试速度范围测功，严禁长时间以高速（＞80km/h）在测功机上运行（不应超过5分钟）。并随时注意电涡流机温度（特别对未装1600C保护热电耦的涡流机）及轮胎，轴承的温度。

9、每月检查一次滚筒轴承（Z90512）的状况，不允许有异响，松旷或发卡现象，每6个月加注一次润滑脂（钠锂基脂—轴承润滑脂）。测试过程中，汽车前后方均严禁站人或通过。

10、在高速测试中，严禁升起举升板，以免汽车冲出造成安全事故。

五、软件操作

1、打开车间总电控箱电源，将车间内空压机电源接通并开启空压机，打开气阀。

2、打开底盘工位机工位机电源，打开工位计算机及显示器打印机电源开关。

3、本软件是在WINDOWS 上开发，正常起动电脑后，在WINDOWS98/2000/XP/2003系统桌面上用鼠标双击”登录”的图标后，系统自动进入软件，如下图:

4、自动检测

选择‘自动检测’或按‘F1’进入登录界面。如下图：

把车辆信息填写到相应的白色文本框内，根据设备配置情况，在此次工程中可检的“检测项目”如：功率、滑行、车速、在登录需检测的项目设定好后，先点击“上线排队”再点击“检测发送”即可,

5、这里要打开调度软件.如下图

在这里选好检测的车,然后发送上线就可以了.这里还以修改检测项目.

6、打开检测软件如下图

把之前的工作做好了.现在点开始检测.软件进到检测状态下。

7、底盘功率检测

当提示前进，引车员应根据被检车辆是前驱还是后驱，直接将驱动轮停靠在检测台两滚筒之间并停稳，将提示“停止”；此时应将随机配备的挡轮插入测功机两端靠近车轮外侧部位，并在非驱动轮处垫上三角木，也可利用地锚拖挂，以确保检测过程中汽车不被甩出造成安全事故（检测过程中不得有闲人靠近）。检测台升降平台在车辆停稳3～5秒钟后会自动下降。然后引车员应根据提示加速汽车，并用直接档踩油门到底。在车速稳在55km/h左右的时候电脑在取功率完毕后。然后摘档滑行。此时测功项目检测完毕。当要检测底盘检测的其它检测项目时，不用把车开出去。等检完所选项目才开出。（注：做测功时一定要将涡流机控制电源接通）

测功项目检测界面如下图：

8、车速检测

当提示进检，引车员应将被检车辆驱动轮停靠在检测台两滚筒之间并停稳，此时将提示“停止”；此时应将随机配备的挡轮插入测功机两端靠近车轮部位，并在非驱动轮处垫上三角木，也可利用地锚拖挂，以确保检测过程中汽车不被

甩出造成安全事故（检测过程中不得有闲人靠近）。检测台升降平台在车辆停稳3～5秒钟后自动下降，提示“40km/h 稳住鸣笛”，待升降平台下降到底后，此时引车员应将被检车加速到40km/h，并在车速表稳定在40km/h时按摇控器‘B’键。这时将显示‘检测完毕请滑行’，松油门挂空档，车速降至安全车速时，系统才会控制车速台升降平台上升，显示被检车辆的车速仪表在40km/h时的实测车速，并会显示判断结果。至此车速表项目检测完毕。被检车可开出离开，

9、滑行特性测试

当被检车在测功机滚筒处停稳后（方法和要领同前），提示“请加速”后，升降平台下降至底，被检车辆加速，（标准35km/h以上的速度范围停止加速），系统通过将提示“摘档滑行”。此时引车员应使汽车立刻空档滑行（不可踩刹车拉手刹等）并停止加速直至停止。车轮停止后检测完毕即可出车。该项检测界面如下：

六、使用安全及注意事项

1、每次车辆进入底盘测功机台架开始检测前，必须在非驱动轮左右车轮前面垫好三角木及挂好车辆后面链条挂钩和地面连接装置，以防车辆冲击。

2、前轮驱动车辆在测试时必须插好测功机左、右挡轮，以防车辆在检测时左右摆动。

3、测功机测速时工作人员必须离主机30M外，主机正面严禁站人，以防危险。