实验教学系列课件 ---- 汽车整车性能测试实验重庆交通大学交通运输工程实验教学中心 2010 年 12 月编制

实验教学系列课件---- 汽车整车性能测试实验

重庆交通大学交通运输工程实验教学中心

2010 年 12 月编制

汽车整车性能测试主要实验项目实验一动力性测试汽车动力性能测试实验二汽车经济性能测试实验三汽车制动性能测试实验四汽车平顺性能测试实验五汽车操纵稳定性测试实验六汽车的噪声测试

实验一汽车动力性能测试

本节主要内容：1.1.1 理论基础1.1.2 实验目的及要求1.1.3 实验所用的主要仪器和设备1.1.4 实验设备的工作原理1.1.5 实验方法和步骤1.1.6 实验报告的基本内容和要求重点：实验设备的工作原理

一、理论基础1 ．汽车动力性能的评定指标

(1) 汽车的最高车速 Uamax

(2) 汽车的加速时间 t直接档加速一档起步加速至指定车速

(3) 汽车能爬上的最大坡度 imax

直接档最低档

动力性测试

一、理论基础2 ．汽车的驱动力与行驶阻力

1) 驱动力汽车驱动力分析示意图如图 1.1 所示，汽车的驱

动力用式 (1-1) 表示。

t e k o Tt

M M i iFr r

动力性测试


1) 驱动力汽车驱动力分析示意图如图 1.1 所示，汽车的驱

动力用式 (1-1) 表示。

t e k o Tt

M M i iFr r

动力性测试


2) 行驶阻力汽车行驶时，必须克服以下阻力：

滚动阻力 Ff

空气阻力 Fw

坡度阻力 Fi

加速阻力 Fj

其中滚动阻力和空气阻力在任何行驶条件下总是存在的。

动力性测试

一、理论基础3 ．汽车驱动力行驶阻力平衡

为保证汽车的正常行驶，必须有一定的驱动力以克服各种行驶阻力，驱动力与行驶阻力之间存在一定的平衡关系，即汽车的行驶方程式为

jt Wf iF F F F F F

动力性测试

一、理论基础3 ．汽车驱动力行驶阻力平衡

动力性测试

二、实验目的及要求(1) 测定最高车速、加速能力、最大爬坡度等

评价参数。(2) 测量汽车的驱动力和各种阻力。(3) 熟悉实验步骤以及掌握实验台各相关仪器

的使用方法。注：汽车的动力性能可在道路或台架上进行

检测。道路检测主要是测定最高车速、加速能力和最大爬坡度等评价参数。台架实验可测量汽车的驱动力和各种阻力。

动力性测试

三、实验所用的主要仪器和设备转鼓（滚筒、转筒）实验台

a ）单轮单滚简式 b ）双轮双滚筒式 c ）单轮双滚筒式

动力性测试

三、实验所用的主要仪器和设备转鼓（滚筒、转筒）实验台

功率吸收装置：水力测功机或电力测功机或电涡流测功机

转鼓组件：转鼓、飞轮举升装置测量装置：测力装置、测功装置、测速装置控制与指示装置纵向约束装置：从动轮固定、钢丝绳固定冷却装置：发动机冷却装置、轮胎冷却装置

动力性测试

四、实验设备的工作原理测功机能产生一定

的阻力矩并调节转鼓的转速 ( 即汽车的速度 ) 。

为了固定汽车，应有钢丝绳拉住实验汽车。从装在钢丝绳中的拉力表可读出汽车的挂钩拉力

FLT

xd 2F F

动力性测试

四、实验设备的工作原理根据汽车驱动轮和转鼓的力矩平衡，可以得出驱

动轮上的驱动力矩为

t d ( )T F r R FL

t dt

( )F r R FLTFr r

测出各个排挡、各种车速下节流阀全开时的 Fd 与F ，即能得出表征汽车动力性能的驱动力图。

动力性测试

五、实验方法和步骤 1 ．实验前准备工作

1) 实验台准备除按厂家规定的项目及期限对实验台进行检查、调整、润滑外，在使用过程中，还要注意仪表指针的回位，举升器工作和导线的接触情况，发现故障，及时排除。

动力性测试

五、实验方法和步骤（一）1 ．实验前准备工作

2) 被检汽车的准备(1) 仔细调整发动机供油系统及点火系统至最佳

工作状态；(2) 检查、调整、紧固和润滑底盘有关部位；(3) 轮胎沾有水、油等物质或轮胎花纹沟槽内嵌

有小石子时，一定要清除干净，轮胎气压应符合标准。

(4) 运行走热全车。

动力性测试

五、实验方法和步骤（二）1 ．实验前准备工作

3) 检测点的选择检测点除制造厂给出的发动机最大功率相应的转速 ( 或车速 ) 和最大扭矩相应的转速两个点以外，还应选择 1～ 2 个常用转速 (例如经济车速 ) 作为检测点，或根据具体情况要求选择检测点。

动力性测试

五、实验方法和步骤（三） 2 ．实验步骤

(1) 接通实验台电源，并根据被检车辆驱动轮输出功率的大小，将功率指示表的转换开关置于低挡或高挡位置；

(2) 操纵手柄 ( 或按钮 ) ，升起举升器的托板；(3) 被检汽车的驱动轮尽可能与滚筒成垂直状态

，停放在实验台滚筒间的举升器板上；(4) 操纵手柄，降下举升器托板，直到轮胎与举

升器托板完全脱离为止；

动力性测试

五、实验方法和步骤（四） 2 ．实验步骤

(5) 用三角铁板架抵住位于实验台滚筒之外的一对车轮的前方，以防止汽车在检测时从实验台上滑出去，将风扇置于被检汽车正前方，并接通电源；

(6) 启动发动机，由低挡逐级换入选定的挡位，逐渐踩下加速踏板，同时调节实验台功率吸收装置的负荷旋钮，测出发动机最大功率时相应的运转转速；

(7) 待发动机转速稳定后，读取并记录仪表指示的功率 ( 或牵引力 )值和转速值；

动力性测试

五、实验方法和步骤（五） 2 ．实验步骤

(8) 保持发动机节流阀全开，调节实验台的功率吸收装置的负荷旋钮，增加测功器负荷，使发动机以最大扭矩相应的转速运转；

(9) 待发动机转速稳定后，读取功率和转速值；(10) 部分抬起加速踏板，按上述方法检测发动机节

流阀在部分开度工况下的驱动轮输出功率值。

动力性测试

六、实验报告的基本内容和要求(1) 实验过程的详细记录；(2) 实验数据的记录和处理；(3) 根据所测数据计算驱动力；(4) 讨论模拟加速过程各阻力的方法，设计测

量汽车加速性能的实验；(5) 分析用该设备还可进行哪些方面的实验。

动力性测试

实验二汽车经济性能测试

本节主要内容：1 理论基础2 实验目的及要求3 实验所用的主要仪器和设备4 实验设备的工作原理5 实验方法和步骤6 实验报告的基本内容和要求重点：实验方法和步骤

一、理论基础（ 3-1）汽车的燃油消耗量与汽车发动机和底盘的技术状况密切相关，因此汽车的燃油经济性可作为综合指标评价汽车的技术状况。

汽车燃油经济性试验有道路试验和台架试验两种基本方法。

试验方法： GB/T 12545.1—2001《乘用车燃烧消耗能量试验方法》、 GB/T 12545.2—2001《商用车燃烧消耗能量试验方法》和 GB/T 19233—2003《轻型汽车燃烧消耗能量试验方法》

经济性测试

一、理论基础（ 3-2）1 、路试：（ 1 ）规范：依照 GB/T 12534—1990《汽车

道路试验方法通则》（ 2 ）试验项目：① 直接挡全节气门加速燃油消耗量试验；② 等速燃油消耗量试验；③ 多工况燃油消耗量试验；④ 限定条件下的平均使用燃油消耗量试验。

经济性测试

一、理论基础（ 3-3）2 、台试：（ 1 ）规范： JT/T 198—2004《营运车辆技术等级划分和评定要求》

（ 2 ）试验项目：汽车等速百公里油耗。用底盘测功机检测等速百公里油耗。在具有

可模拟汽车行驶动能的飞轮机构，并采用自动控制的底盘测功机上，也可按规定的试验循环测定汽车的多工况燃油消耗量。

经济性测试

二、实验目的及要求 (1) 测定汽车的燃油消耗量。(2) 熟悉实验步骤，掌握实验台各相关仪器的

使用方法。

经济性测试

三、实验所用的主要仪器和设备质量式油耗仪容积式油耗仪底盘测功机电喷式汽油机流量传感器

经济性测试

四、实验设备的工作原理（ 5-1）油耗仪由油耗传感器和显示装置构成，按

测试方法可分为容积式油耗仪、质量式油耗仪、流量式油耗仪和流速式油耗仪。

本节介绍容积式和质量式油耗仪。

经济性测试

四、实验设备的工作原理（ 5-2） 1 ．容积式油耗仪

容积式油耗仪通过测量发动机运转时累计消耗的燃料总容量，将汽车行驶时间和行驶里程换算为汽车的燃油消耗量。

1 、 2 、 4 、 5—活塞 3—连杆 6—曲轴 P1 、 P2 、P3 、 P4—油道 E1 、 E2 、 E3 、E4—油道口

经济性测试


1- 进油道 2-油缸 3-活塞 4-曲轴 5-曲轴轴承 6- 主动磁铁 7- 从动磁铁 8- 转轴 9-光栅板 10- 电缆线插座 11-光敏管 12- 发光二极管 13- 下壳体 14- 上壳体 15- 出油道

经济性测试


曲轴每旋转一圈，各缸分别泵油 1次，从而具有连续定容量泵油的作用。曲轴旋转 1周的泵油量为：

224 2 2

4dV h h d

经济性测试

四、实验设备的工作原理（ 5-5） 2 ．质量式油耗仪

由称量装置、计数装置和控制装置构成。

1—油杯 2— 出油管 3— 电磁阀 4— 加油管 5 、 10—光电二极管 6、 7— 限位开关

8— 限位器 9—光源 11— 鼓轮机构 12— 鼓轮 13—计数器

经济性测试

四、实验设备的工作原理（ 5-6） 2 ．质量式油耗仪

质量式油耗仪通过测量消耗一定质量的燃油所用的时间来计算油耗，燃油消耗量可按下式计算。

t

WG

10003600

经济性测试

五、实验方法和步骤（ 1/25） 1 ．油耗传感器在燃油管路中的安装

1) 油耗传感器在油路中的连接对于一般无回油管路的汽油车（化油器汽车）：

图 1.8 无回油管路时油耗传感器的安装 1—油箱 2—滤清器 3—汽油泵 4—油耗传感器 5—化油器

汽油箱

汽油滤清器

汽油泵

气体分离器

油耗计传感器

化油器

经济性测试


1) 油耗传感器在油路中的连接对于一般有回油管路的汽油车（电喷汽车）：

燃油箱

电动燃油泵

燃油滤清器

燃油分配管

油耗计传感器

燃油压力调节器

喷油器

气体分离器

经济性测试


1) 油耗传感器在油路中的连接对于柴油车

为保持喷油泵油室中有一定压力，一般在喷油泵出口装有溢流阀，大量多余燃油经溢流阀和回油管路流回输油泵入口或直接流回油箱；此外，从喷油器工作间隙处泄漏的少量燃油也经回油管流回油箱。

第二节经济性测试经济性测试


1) 油耗传感器在油路中的连接对于柴油车油耗传感器接在油箱到高压油泵之间的油路上，回油管路则用三通接在油耗传感器的出油管路上，以免燃油被油耗传感器重复计量。

气体分离器

柴油箱

输油泵

柴油滤清器

油耗计传感器

喷油泵

喷油器

低压回油管

高压回油管

经济性测试


1) 油耗传感器在油路中的连接对于柴油车

经济性测试

1—油箱 2—粗滤器 3—输油泵4—细滤器 5—油耗传感器 6—喷油泵 7—喷油器


2)油路中空气泡的排除为什么要排除气泡？如何排除气泡？

经济性测试

五、实验方法和步骤（ 7/25） 2 ．等速百公里油耗测试

测试条件为：汽车为正常热状态；变速器挂直接挡或最高挡；加载至限定条件并使汽车稳定在试验车速。

试验车速为：轿车 (60±2)km/h 铰接式客车 (35±2)km/h 其他车辆 (50±20)km/h

经济性测试


模拟加载量的确定。汽车克服滚动阻力和空气阻力所消耗的驱动轮功率按照下式计算：

经济性测试

3600/)15.21

(2

aaD

K uuAC

fGP


测试步骤：把汽车驱动轮驶入底盘测功机滚筒装置，把油耗仪油耗传感器接入汽车的燃油管路；

设定好试验车速，启动发动机，变速器挂直接挡；逐渐踩下加速踏板，使底盘测功机指示的功率值等于计算值并使之稳定，此时按下油耗测量按钮；

当驱动轮在滚筒上驶过不少于 500 m 的距离时，即可从显示装置上读得汽车的等速百公里油耗值。

为消除偶然因素的影响，应重复试验 3次，取其平均值作为被检汽车在给定测试条件下的百公里油耗值。

经济性测试


油耗特性曲线可在不同试验车速下进

行汽车的等速百公里油耗试验，并作出汽车的等速百公里油耗特性曲线。在不同试验车速和所对应加载功率的条件下，每个试验车速测试3次，取其测试值的平均值作为被测汽车在给定试验车速时的百公里油耗量，便可在以车速为横坐标、百公里油耗为纵坐标的坐标系中给出该车的百公里油耗特性曲线图。

经济性测试

图 1.10 某些车型的 Qo-ua曲线

五、实验方法和步骤（ 11/25） 3 ．汽车多工况燃油消耗量测试

汽车多工况燃油消耗量测试，须在具有可模拟汽车行驶动能的飞轮机构并采用自动控制的底盘测功机上，按规定的试验循环进行。其测试结果取决于飞轮机构对道路试验时，汽车在相应车速的动能的模拟精度和完成试验循环的准确性。

经济性测试


1) 模拟加载量——飞轮机构转动惯量的确定进行多工况燃料消耗量试验时，底盘测功机飞轮机构

转动惯量所应满足的要求与加速能力试验相同。

第二节经济性测试经济性测试


2) 试验循环(1) 试验载荷：① 轿车为规定乘员数的 1/2(取整数 )；② 微型汽车为空载加两名乘员 (含驾驶员 )；③ 城市客车为总质量的 65%；④ 其他车辆为满载。

经济性测试


2) 试验循环(2) 试验循环：① 轿车：试验循环按图 1.11 进行。

经济性测试


2) 试验循环(2) 试验循环：② 微型汽车：试验循环按图 1.12 进行。

经济性测试


2) 试验循环(2) 试验循环：③载货汽车：总质量小于 3500 kg 时，试验循环

如图 1.11 所示。总质量为 3500～ 14000 kg 时，试验循环如图1.13 所示。

经济性测试


2) 试验循环(2) 试验循环：③载货汽车：总质量小于 3500 kg 时，试验循环如

图 1.11 所示。总质量大于 14 000 kg 时，试验循环如图 1.14 所示。

经济性测试

五、实验方法和步骤（ 18/25 ） 3 ．汽车多工况燃油消耗量测试

2) 试验循环(2) 试验循环：④客车：城市客车 (包括铰接式客车 ) 的试验循环

如图 1.15 所示，其他客车的试验循环如图 1.13 所示。

经济性测试

五、实验方法和步骤（ 19/25 ） 3 ．汽车多工况燃油消耗量测试

2) 试验循环说明：汽车在进行多工况试验时，加速、匀速和用车辆的制动器减速时，在每个试验工况，除单独规定外，车速允许偏差为 ±2 km/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 1 s ，即时间偏差为 ±1 s 。

每辆车的多工况燃油消耗量试验应进行 4次，取 4次试验结果的算术平均值为多工况燃料消耗量试验的测定值。

经济性测试

五、实验方法和步骤（ 20/25 ） 4 ．油耗测试数据的重复性及其修正

1) 数据的重复性汽车的燃油消耗量测试数据必须满足下式要求。

经济性测试

max min

A

Q QR

Q ≤

表 1-1 比例系数 R 的取值

试验次数 2 3 4 5 10

R 0.053 0.063 0.069 0.073 0.085

五、实验方法和步骤（ 21/25 ） 4 ．油耗测试数据的重复性及其修正

2) 数据的修正汽车的燃油消耗量测试数据应修正为标准状态下的

数值。标准状态指：气温 20 ℃、气压 100 kPa 、汽油密度 0.742 g/mL 、柴油密度 0.830 g/mL 。修正公式如下：

经济性测试

AC

1 2 3

QQ

C C C

1 1 0.002 5(20 )C T

2 1 0.0021( 100)C P 3 ( )1 0.8(0.742 )C 汽油车

3 ( )1 0.8(0.830 )C 柴油车

五、实验方法和步骤（ 22/25 ） 6 ．电喷式汽油机流量传感器

1) 电喷式汽油机流量传感器 ( 图 1.4)

经济性测试


2) 电喷式汽油机流量传感器工作原理示意图 ( 图 1.5)

经济性测试


3) 电喷式汽油机流量传感器部件图 ( 图 1.16) 1— 进油口 2—去发动机口 3—去油箱口 4— 发动机回油口 5— 回油压力表 6— 发动机燃油压力表 7—传感器燃油压力表 8—熔丝 9— 电源

10 、 11 、 12— 工作指示灯 13—信号输出接口 14—燃油泵电源开关

经济性测试


4) 电喷式汽油机流量传感器连接示意图 ( 图 1.17)

经济性测试

六、实验报告的基本内容和要求(1) 实验过程的详细记录；(2) 实验数据的记录和数据处理；(3) 根据所测数据计算汽车燃油消耗量，并对

汽车的燃油经济性和技术状况进行评价。

经济性测试

实验三汽车制动性能测试

本节主要内容：简介汽车制动性能方面理论知识，性能试验目

的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验步骤。

重点：实验设备的工作原理

一、理论基础（ 1/11）汽车的制动性是指汽车行驶时，能在短距离内停

车且维持行驶方向稳定和下长坡时能维持较低车速的能力。

1 ．制动性的评价指标 (1) 制动效能：用制动距离、制动减速度、制动

力来评价。(2) 制动效能的恒定性：抗热或水衰退性。(3) 制动时的方向稳定性：制动时按照驾驶意图

行驶的能力。

制动性测试

一、理论基础（ 2/11）2 ．制动时车轮的受力

(1) 地面制动力 FXb

地面制动力越大，制动减速度就越大，制动距离就越短，所以地面制动力对汽车的制动性能有着至关重要的影响。

制动性测试

zxb FF


(2) 制动器制动力在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力，以符号 Fμ 表示。

制动性测试

TF

r


(3) 地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系

车轮纯滚动时： FXb= Fμ ，随着踏板力增大而增大。车轮滑动时： FXb达到极限值不再增大， Fμ 还可以随着踏板力增大而增大， FXb< Fμ 。

制动性测试

一、理论基础（ 5/11）3 ．汽车的制动效能及其恒定性

(1) 制动距离（二个阶段）起作用阶段，制动距离 S1 为：

u0 为制动初速度 (km/h) ， t1 为驾驶员反应时间 (s) ， t2 为制动器机构协调时间 (s) 。

制动性测试

)(6.3 210

1 ttu

S


(1) 制动距离（二个阶段）制动持续阶段，制动距离 S2 为：

m 为汽车总质量 (kg) ， ε 为旋转零件的当量质量与汽车质量的比值 Δm/m ， F 为为各轮制动力总和 (N) 。

F

muS

)1(

9.25

20

2

制动性测试


(1) 制动距离（二个阶段）总的制动距离为：

制动性测试

F

mutt

uS

)1(

9.25)(

6.3

20

210

决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用的时间最大地面制动力制动初速度整车质量


(2) 制动减速度制动减速度是制动时车速相对于时间的导数。制动力持续时间内，当地面制动力尚未达到地面最大附着力，则制动减速度和制动距离分别为：

m

F

m

Fj xb

制动性测试

ju

S 92.25

20


(2) 制动减速度但是实际上地面附着系数是持续下降的，因此……。

制动性测试

b

O100

S×100

A B

C s

p

b—S曲线


(2) 制动减速度但是实际上地面附着系数是持续下降的，因此只能用平均减速度评价制动效能。

2 2eb

e b

MFDD25.92( )

u uS S

制动性测试


(3) 制动效能的恒定性制动器在较长时间连续地进行较大强度的制动，或高速制动时，制动器的温度会上升很快，摩擦副间摩擦系数常会有显著下降，造成制动器制动力下降，这种现象称为制动器的热衰退。

如何解决？ 4 ．制动时汽车的方向的稳定性

制动跑偏，后轴侧滑或前轮失去转向能力。

制动性测试

二、实验目的及要求 (1) 了解汽车制动性的含义、评价指标及相关参

数；(2) 分别掌握汽车道路试验和室内试验的步骤；(3) 理解制动时车轮的受力情况；(4) 掌握相关实验仪器的使用方法；(5) 计算出评价汽车的相关参数，根据标准对汽

车制动性能进行评价。

制动性测试

三、实验所用的主要仪器和设备五轮仪（用于路试）：整车可以测出

制动初速度、距离和时间。减速度仪（用于路试）：以检测制动

稳定减速度和制动时间为主，用于整车道路试验。

平板式制动试验台（用于台试）

制动性测试

四、实验设备的工作原理 (1/11) 1 ．五轮仪的结构及工作原理

制动性测试

五轮仪控制箱


制动性测试

五轮仪传感器

1—20 in自行车轮 2—电磁传感器3—叉架 4—活塞杆5—储气筒 6—汽缸7—气管 8—壳体 9—螺母 10—丝杆 11—手柄 12—调节轴 13—固定板

四、实验设备的工作原理 (3/11) 1 ．五轮仪的结构及工作原

理 (1) 传感部分：一般由轮子、传感器、支架、减振器和连接装置等组成。

(2) 记录部分：其作用是把传感部分送来的电信号和内部产生的时间信号进行控制和计数，并计算出车速，然后指示出来。

制动性测试


电磁式传感器工作原理：安装在轮子的中心，由永磁环、线圈、内齿环、

外齿盘和车轴等组成并形成闭合磁回路。内齿环与充气车轮固装，外齿盘与车轴固装工作

中不转动。

制动性测试

轮子旋转内齿环围绕外齿盘转动二者之间间隙变化

闭合磁路磁阻变化线圈磁通量变化输出电信号


光电式传感器工作原理：

制动性测试

轮子转动光孔板随之转动转过一小孔，光源光线照射光敏管一次

产生一电脉冲信号送入记录仪


制动性测试

传感器部分送来的电信号

整形成矩形脉冲后通过控制器

送入测距电路进行测距计数

经数据选择器及译码器

萤光数码管直接显示汽车行驶距离

送入车速计数电路

通过时标电路以 0.36 s 瞬时车速值通过寄存器、译码器

由另一组数码管直接显示汽车行驶速度

四、实验设备的工作原理 (7/11) 2 ．减速度仪的结构及工作原理

结构：

制动性测试

QTZ型微机减速度仪外形图1-电源开关 2- 踏板开关插座 3-蓄电池表头 4-水平泡 5-LED显示器 6-操作键7- 踏板开关 8-可调支脚 9-充电 10-熔丝

四、实验设备的工作原理 (8/11) 2 ．减速度仪的结构及工作原理

工作过程

制动性测试

汽车制动

惯性力

制动减速度变化

滑块式传感器产生电压信号

A/D转换器

数字信号

LED显示

四、实验设备的工作原理 (9/11) 2 ．减速度仪的结构及工作原

理工作原理（滑块式）

制动性测试

汽车制动

滑块克服弹簧拉力发生位移

与滑块固定一体的齿条通过啮合的齿轮使动光栅转动

光敏管接收到光信号

变成电脉冲信号经整形后送到微机 1-阻尼杆 2- 光电转换机构 3-齿条 4-弹簧 5-滑块机构

四、实验设备的工作原理 (10/11) 3 ．平板式制动试验台

的工作原理结构：平板式制动试

验台主要由几块表面轧花的测试平板、传感器以及数据采集系统等组成。

制动性测试

1-制动、悬架、轴重测试平板

2-侧滑测试平板 3-数据处理系统

四、实验设备的工作原理 (11/11) 3 ．平板式制动试验台的工

作原理工作原理：

制动性测试

被测汽车以 5~10 km/h的速度开上测试平板

驾驶员踩下制动踏板

车辆制动并停住

数据处理系统采集全部数据

分析处理打印输出

五、实验步骤（ 1/4） 1 ．道路试验步骤

(1) 试验场地准备试验路面应为干燥、平整的混凝土，道路纵向任意 50 m长度上的坡度应小于 1% ，路拱坡度小于 2% ，风速小于 5 m/s，气温不超过 35 ℃。

(2) 试验车辆准备满载：试验车辆处于厂定最大质量状态，其载荷分布均匀。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 200 kg质量 (驾驶员、一名试验员和仪器的质量 ) 。

(3) 实验设备安装五轮仪安装在汽车的后面，用 4 个螺栓通过五轮仪固定板牢固的固定在汽车上，将踏板套套在制动踏板上。

制动性测试

五、实验步骤（ 2/4） 1 ．道路试验步骤

(4) 仪器设备校准和使用时的调整（略）(5) 实际测试打开试验设备，驾驶员将试验车辆加速到 30 km/h 以上，观察显示器，并将车辆慢慢稳定到 30 km/h 。开始踩制动，当制动停止时，立即按下五轮仪上的“停止”键，使存储器不再存储数据，此时显示器显示制动的初速，按一下“距离”键，则显示出累加的距离值，然后按“打印”键，即可打印出试验全部数据和制动过程曲线。如需进行下次试验，则按一下“复位”键。用减速度仪记录制动减速度和制动时间。

(6) 汽车满载和空载分别试验 5次

制动性测试

五、实验步骤（ 3/4） 2 ．室内试验步骤

(1) 打开计算机和传感器电源。通电后，计算机将自动进行系统测试和传感器的测试。如一切正常，屏幕上将显示首页页面。

(2) 按 F2键，输入被测试车辆的车牌号等信息，然后按确认键，屏幕将进入测试画面。

(3) 将被测试车辆停在距离试验台一个车位以外的位置，方向正对试验台。

(4) 检查并确认测试平板上无任何杂物。

制动性测试

五、实验步骤（ 4/4） 2 ．室内试验步骤

(5) 将车辆以 5～ 10 km/h 的速度驶上制动平板。前轮驶上平板后踩下离合器，在 4 个车轮分别驶上各自平板后，这时制动指示灯就会亮。此时急踩制动踏板，画面将显示前后制动力数据。

(6) 在指示灯熄灭后，起步并拉紧驻车制动，画面将显示驻车制动力以及侧滑和悬架等项目的数据。

(7) 将车辆驶出试验台。(8) 在键盘上按 Page up 、 Page down 键，可翻页查看前后制动力、驻车制动力以及悬架测试的数据曲线。

(9) 按 Esc键返回画面首页。

制动性测试

五、实验报告的基本内容和要求(1) 实验过程的详细记录；(2) 实验数据的记录和数据处理；(3) 讨论在此实验台上还可以完成哪些相关实

验，如何实现；(4) 根据试验数据，评价汽车的制动性能。

思考：路试的局限性体现在哪里？自学：非接触式综合测量仪测试汽车制动性

能。

制动性测试

实验四汽车平顺性能测试本节主要内容：

简介汽车平顺性能方面理论知识，性能试验目的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验步骤。

重点：实验设备的工作原理

一、理论基础定义：汽车的平顺性是汽车在行驶过程中，保持乘员所处振动环境具有一定舒适度的性能，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。由于汽车的平顺性主要是根据乘客的舒适程度来评价，所以又称为乘坐舒适性。

平顺性测试

一、理论基础1 ．汽车平顺性的测试内容

(1) 随机输入行驶性能检测该试验是通过测定汽车在随机不平的路面上行驶

时的振动特性对乘员和货物的影响来评价汽车的平顺性，适用于轿车、客车和载货汽车。

(2) 脉冲输入行驶性能检测该试验是通过测定汽车驶过单凸块时对乘员及货物形成的冲击响应来评价汽车的平顺性的，适用于轿车、客车、载货汽车及越野汽车。

平顺性测试

一、理论基础1 ．汽车平顺性的测试内容

(3) 汽车悬挂系统固有频率和阻尼比的测定该试验主要测定汽车车身部分 (簧载质量或悬挂质量 ) 的固有频率和阻尼比，以及车轮部分 (非簧载质量或非悬挂质量 ) 的固有频率。该试验适用于各种类型双轴汽车悬挂系统固有频率和阻尼比的测定。

平顺性测试

一、理论基础2 ．汽车平顺性的评定指标

1) “疲劳 -降低工效界限” TFD 和“降低舒适界限” TCD

两项指标是对坐着 ( 或站着 ) 的人体承受 1～ 80 Hz频率范围内垂直方向 (臀部至头部 ) 、水平方向 ( 前后方向和左右方向 )振动能力的评价。详见：

表 1-4 垂直振动加速度的“疲劳 -降低工效界限”值表 1-5 水平振动加速度的“疲劳 -降低工效界限”值

平顺性测试



平顺性测试



平顺性测试


2) 加速度的加权均方根值 σW

平顺性测试

X Y ZO

2 2 2W W W W(1.4 ) (1.4 )

一、理论基础3 ．汽车平顺性评价指标 (TFD 、 TCD 、 σW 、 σ) 与车速

的关系曲线汽车平顺性评价指标 (TFD 、 TCD 、 σW 、 σ) 与车速的关

系可用车速特性来评价。轿车、客车，用“舒适降低界限”车速特性 TCD-v来评价

。货车，用“疲劳—降低工效界限”车速特性 TFD- v ，车厢底板中心和距车厢边板、车厢后板各 300 mm处的振动加速度均方根值车速特性 σ-v ，常用车速的加速度功率谱密度函数 ( 或功率谱函数 ) 以及加速度加权均方根值车速特性 σw-v来评价。

平顺性测试

一、理论基础4 ．用常用车速的评价指标评价平顺性

根据需要也可只用常用车速的评价指标来评价平顺性。各类客车的试验车速均为 50 km/h ，测点均为左侧最接近后桥正上方处的座椅。评价指标为 σW 和 Leq 。

σW 为加速度加权均方根值， m/s2； Leq 为给定测量时间内的加速度加权均方根对数值，又称等效均值， dB； TCD 为降低舒适界限。

平顺性测试

二、实验目的及要求 (1) 掌握汽车平顺性测试的几种方法。(2) 熟悉实验步骤、掌握各相关仪器的使用方

法。

平顺性测试

三、实验所用的主要仪器和设备测试仪器系统数据处理设备 2512型“人体响应振级计” 两种形状的单凸块作为脉冲输入：三角形

和长坡形。

平顺性测试

四、实验设备的工作原理 1 ．随机输入行驶性能检测的设备

1) 测试仪器系统该系统由加速度传感器、前置放大器和磁带记录

仪等组成。

平顺性测试


2) 数据处理设备

平顺性测试


3) 2512型“人体响应振级计”

平顺性测试

四、实验设备的工作原理 2 ．脉冲输入行驶性能检测的设备

(1) 测试仪器可选用随机输入行驶性试验所用设备。

(2) 试验用装置采用两种形状的单凸块作为脉冲输入：三角形和长坡形。

平顺性测试

四、实验设备的工作原理 3 ．悬挂系统固有频率和阻尼比的测定

测试仪器可选用随机输入行驶性试验所用设备。振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。

平顺性测试

五、实验条件和方法 1 ．实验条件

1) 车辆：装备、胎压、载荷分布与载荷量2) 坐椅系统的载荷：测试部位——人，非测试部

位——沙袋3) 道路：平直、干燥、长度 >32km

4) 气候：无雨，风速≤ 5 m/s

平顺性测试

五、实验条件和方法 2 ．实验方法 1) 随机输入行驶性能检测

(1) 检测方法：① 确定试验车速。试验车速至少有包括常用车速在内

的 3 个车速。 ② 人的乘坐姿势。自然、放松但不靠背。③ 加速度传感器安装位置：

轿车——左侧前排和后排座椅上。客车——驾驶员座椅、后轴上方座椅和最后排座椅上。货车——驾驶员座椅上，车厢底板中心及距车厢边板、车厢后板各 300 mm处。

平顺性测试


(1) 检测方法：④ 试验时，汽车在稳速段内要稳住车速，然后以规定

的车速匀速驶过试验路段。在试验路段用磁带记录仪记录各测量点的加速度时间历程，测量通过试验路段的时间，以计算平均车速。样本记录长度不短于 3 min。

平顺性测试


(2) 试验数据处理：① 对人 -椅系统推荐采用参数。截断频率 fc=100 Hz；采样时间间隔 Δt=0.005 s；分辨带宽 Δf 和独立样本个数 q ， Δf=0.195 3 Hz ， q≥25；使用窗函数。② 对车厢，建议截断频率 fc=500 Hz ，其他参数也可

作相应改变。③ 在试验结果中应注明 TFD 或 TCD值之均方根值及其

相应的中心频率，并注明所使用的窗函数名称。

平顺性测试

五、实验条件和方法 2 ．实验方法 2) 脉冲输入行驶性能检测

(1) 确定试验车速。 10 、 20 、 30 、 40 、 50km/h 。 (2)人的乘坐姿势。自然、放松但不靠背。(3) 加速度传感器安装位置：轿车——左侧前排、后排座椅上及这些座椅底部的地板上；客车——与驾驶员同侧的前轴、后轴正上方座椅及这些座椅底部的地板上，根据需要可增装至驾驶员座椅和最后排座椅上及这些座椅底部的地板上；

货车、越野车——驾驶员座椅上及其底部地板上，车厢底板中心处以及距车厢边板、车厢后板各 300 mm处的货厢底板上

平顺性测试

五、实验条件和方法 2 ．实验方法 2) 脉冲输入行驶性能检测

(4) 将凸块放置在试验道路中间，并按汽车轮距调整好两个凸块间的距离。为保证汽车左右车轮同时驶过凸块，应将两凸块放在与汽车行驶方向垂直的一条线上。

(5) 试验时，汽车以规定的车速匀速驶过凸块，在汽车通过凸块前 50 m 应稳住车速，并用测速装置测量车速。当汽车前轮接近凸块时开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。试验时，用三角形凸块作为脉冲输入，根据需要可作长坡形凸块试验。每种车速的试验次数不得少于 8次。

平顺性测试

五、实验条件和方法 2 ．实验方法

3) 悬挂系统固有频率和阻尼比的测定(1) 滚下法： (2) 抛下法： (3) 拉下法：

平顺性测试

六、实验报告的基本内容和要求

(1) 实验过程的详细记录；(2) 实验数据的记录和数据处理；(3) 根据自己乘车的感受，草拟一份实验

方案，并进行测试。

平顺性测试

实验五汽车操纵稳定性测试本节主要内容：

简介汽车操纵稳定性能方面理论知识，操纵稳定性能试验目的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验步骤。

重点：基础理论、试验数据处理

一、理论基础1、操纵稳定性定义：汽车的操纵稳定性是

指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的情况下，汽车能够遵循驾驶者通过转向系统及转向车轮给定的行驶方向，且当遇到外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。评价方法：操纵性可用汽车实际运动参量和驾驶员要求的运动参量之间的接近程度和渐进过程时间的长短来评价。

操稳性测试

一、理论基础1、操纵稳定性定义：操稳性好的表现：

(1) 根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地按驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶。

(2) 汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰，并保持稳定性的适当能力。

差的表现：速度达到一定值时发“飘”，转向迟钝，过多转向，丧失路感等方面。

操稳性测试

一、理论基础2 ．汽车操纵稳定性的基本内容：

(1) 方向盘角阶跃输入下进入的稳态响应表征汽车操纵稳定性的转向盘角位移输入的时域响应。 (2) 横摆角速度频率响应特性在转向盘正弦输入下，频率由 0～∞时，汽车横摆角速

度与转向盘角的振幅比及相位差的变化曲线图形。(3) 回正性一种转向盘输入下的时域响应。(4) 转向半径评价汽车机动灵活性的物理参量。

操稳性测试

一、理论基础2 ．汽车操纵稳定性的基本内容：

(5) 转向轻便性它是评价转向盘轻便程度的特性。

(6) 直线行驶性它反映了汽车在直线行驶时在外界侧向干扰输入下的时域响应。

(7) 典型行驶工况性能它是指汽车通过某种模拟典型驾驶操作的通道的性能。

(8) 极限行驶能力它是指汽车处在正常行驶与异常危险运动之间的运动状态下的特性，表明了汽车安全的极限性能。

操稳性测试

一、理论基础3 ．稳态响应与瞬态响应

1) 系统输入给转向盘一个角位移输入，称为角位移输入；给

转向盘一个力矩输入，称为力矩输入。 2) 输入种类有阶跃输入、正弦输入、脉冲输入 3 种。

操稳性测试

t

阶跃

t

正弦

xua

选

t

脉冲


3) 时域响应(1) 稳态响应：系统输入为周期性或恒定性的，

输出也是周期性或恒定性的，输入和输出之间相对稳定。

(2) 瞬态响应：从转向至稳态响应的中间过程，即系统输入为周期性或恒定性而输出不是周期性或恒定性，两者不保持相对稳定。

操稳性测试


4) 稳态转向特性不足转向、中性转向、过多转向。操纵稳定性良好的汽车应具有适度的不足转向特性，一般的汽车不应该具有过多转向的特性。

操稳性测试

一、理论基础4 ．操纵稳定性的评价与试验方法

主观评价方法：让试验评价人员根据试验时自己的感觉来进行评价，即感觉评价。客观评价方法：通过仪器测出表征性能的物理量

如横摆角速度、侧向加速度、侧倾角及转向力来评价汽车操纵稳定性，可用室内台架试验，测定并评价有关操纵稳定的性质，也可通过道路试验，计测汽车转弯和越线行驶的运动状态。

操稳性测试

二、实验目的及要求 (1) 了解汽车操纵稳定性的含义及包含内容。(2) 测定横摆角加速度、侧向加速度、侧倾角和

转向力或力矩等评价参数。(3) 了解通过蛇行试验来检验汽车随动性、收敛

性、方向操纵轻便性、事故可避性等。(4) 熟悉实验步骤及各相关仪器的使用方法。

三、实验所用的主要仪器和设备汽车操纵稳定性测试仪

操稳性测试

四、实验设备的工作原理汽车操纵稳定性测试仪组成：带水准仪传感器垂直陀螺仪显控器电源电缆连接电缆遮光罩

操稳性测试

五、实验方法和步骤 1 ．场地布置

在试验场地上按下图（图 1.37 ）的形式布置桩标 10 根，桩标间距符合表 1-7 的规定。

操稳性测试

五、实验方法和步骤 2 ．试验基准车速

操稳性测试

车型标桩间距 /m

基准车速/(km/h)

轿车、小型客车及最大总质量≤ 2.5 t的载货汽车

3065

最大总质量＞ 2.5 t而≤ 6 t的载货汽车及中型客车 50

最大总质量＞ 6 t而≤ 15 t的货车及大型客车 50

60

最大总质量＞ 15 t的载货汽车及客车 50

五、实验方法和步骤 3 ．测试仪器安装（略）4 ．实验步骤

(1) 实验汽车以近似基准车速 1/2 稳定车速直线行驶，在进入试验区段之前，记录各测量变量的零线。

(2) 蛇行进入试验路段，同时记录各测量变量的时间历程曲线（图 1.38 、图 1.39 、图 1.40 ）及汽车通过有效标桩区的时间。

操稳性测试

五、实验方法和步骤 4 ．实验步骤

(3) 试验按自行规定的车速间隔，从高到低，每1 个车速各进行 1次，共 10次 (撞倒标桩的次数不计在内 ) 。

(4) 准确记录试验的各项有效数据。(5) 处理试验数据，并拟合画出平均横摆角速度

与车速的关系图，平均转向盘角与车速的关系图，平均车身侧倾角与车速的关系图和平均侧向加速度与车速的关系图。

操稳性测试

4 ．实验步骤(5) 处理试验数据① 蛇行车速为

式中， ua 为第 i次试验的蛇行速度 (km/h)； L 为标桩间距离 (m)； N 为有效标桩区起始至终了标桩数， N=6；为第 i次试验通过有效标桩区的时间 (s) 。

五、实验方法和步骤操稳性测试

ia tNLu /)1(6.3

4 ．实验步骤(5) 处理试验数据② 平均转向盘角为


4

1

4

ijj

i

转向盘转角变化过程

4 ．实验步骤(5) 处理试验数据③ 平均横摆角速度为


横摆角速度变化过程

4

1

14i ij

j

r r

4 ．实验步骤(5) 处理试验数据④ 平均车身侧倾角为


车身侧倾角变化过程

4

1

14i ij

j

4 ．实验步骤(5) 处理试验数据⑤ 平均侧向加速度为


sincos

yy

a g

七、实验报告的基本内容和要求(1) 实验过程的详细记录。(2) 实验数据的记录和数据处理。(3) 在坐标纸上准确画出各拟合曲线，并分析汽

车的操纵稳定性。

六、质量评定（略）操稳性测试

实验六汽车噪声测试本节主要内容：

简介汽车噪声方面理论知识，噪声测试试验目的和要求，主要仪器设备及其工作原理，实验步骤。

重点：无

一、理论基础1. 车辆噪声的源头：

发动机机械噪声排气噪声冷却风扇噪声传动系机械噪声制动噪声轮胎噪声车身及货物振动噪声喇叭声倒车报警声

噪声测试

一、理论基础2.特点：

危害极大生理心理

越来越大，每十年增大一倍3 、我国法规 :

GB1495-1979《机动车辆允许噪声》 GB1496-1979《机动车辆噪声测量方法》国家标准 GB 258—2004《机动车运行安全技术条件》

噪声测试

一、理论基础4 、国家标准 GB 258—2004《机动车运行安

全技术条件》规定： 1 ）车外最大允许噪声级

汽车加速行驶时，车外最大允许噪声级应符合表 1-9 的规定。

2 ）车内最大允许噪声级客车车内最大噪声级不大于 82 dB(A) 。

噪声测试

一、理论基础4 、国家标准 GB 258—2004《机动车运行安

全技术条件》规定： 3 ）喇叭允许噪声级城市用机动车喇叭噪声级在距车前 2 m 、离地面

高 1.2 m处应为 90～ 115 dB(A) 。4 ）汽车驾驶员耳旁噪声声级汽车驾驶员耳旁噪声声级，在车辆处于静止状态且变速器置于空挡，发动机处于额定转速状态时应不大于 90 dB(A) 。

噪声测试

二、实验目的及要求1 、掌握测定汽车噪声级的各相关仪器的使用方

法。2 、测定车外和车内的噪声级。

三、实验所用的主要仪器和设备声级计：是一种能把工业噪声、生活噪声和交

通噪声等，按人耳听觉特性近似地测定其噪声级的仪器。

噪声测试

四、实验设备的工作原理 1 、结构包括传声器、放大器、计权网络、衰减器、检波器

和指示电表等几个部分。

噪声测试

图 1.42 声级计组成框图

l—传声器 2—前置放大器 3—输入衰减器 4—输入放大器 5—计权网络 6—输出衰减器 7—输出放大器 8—检波器 9—指示电表

四、实验设备的工作原理 2 、原理(1) 传声器：是把声压信号转变为电信号的装置，也称话筒，是声级计的传感器。常见的传声器有晶体式、驻极体式、动圈式和电容式多种。

噪声测试

电容式传声器结构示意图

l-金属膜片 2-电极 3- 壳体 4绝缘体 5-平衡孔

四、实验设备的工作原理 2 、原理

(2) 放大器和衰减器：一般在放大电路中采用两级放大器，即输入放大器和输出放大器，其作用是将微弱的电信号放大。输入衰减器和输出衰减器是用来改变输入信号的衰减量和输出信号衰减量的，以便使表头指针指在适当的位置。

噪声测试


(3) 计权网络：为了模拟人耳听觉在不同频率有不同的灵敏性，在声级计内设有一种能模拟人耳的听觉特性，把电信号修正为与听感近似值的网络，这种网络叫计权网络。通过计权网络测得的声压级称为噪声级或计权声级。

噪声测试


(4) 检波器和指示电表：检波器是为了把经放大的信号通过表头显示出来而设置的，它能把迅速变化的电压信号转变成变化较慢的直流电压信号。这个直流电压的大小要正比于输入信号的大小。

噪声测试

五、实验方法和步骤 1 ．车外噪声的测量

汽车车外噪声应采用精密声级计或普通声级计来测量。

1) 测量条件2) 加速行驶车外噪声测量方法3) 匀速行驶车外噪声测量方法

噪声测试

五、实验方法和步骤 2 ．车内噪声的测量

1) 测量条件2) 车内噪声测点位置3) 测量方法

噪声测试

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实验教学系列课件 ---- 汽车整车性能测试实验 重庆交通大学交通运输工程实验教学中心 2010 年 12 月 编制

实验教学系列课件 ---- 汽车整车性能测试实验重庆交通大学交通运输工程实验教学中心 2010 年 12 月编制