汽车试验第十一章 汽车试验场试验
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第一章概论一、习题参考答案:1、汽车试验的定义是什么?进行汽车试验的目的和必要性是什么?汽车试验的定义:在专用试验场、试验室、常规道路和典型地域使用专用设备、设施,依照试验大纲及有关标准,对汽车或总成部件进行各种测试的工作过程。
汽车试验的目的:对产品的性能考核,使其缺陷和薄弱环节得到充分暴露,以便进一步研究并提出改进意见,以提高汽车性能。
汽车试验的必要性:深入了解汽车在实际使用中各种现象的本质及规律,推动技术进步,保证产品性能、提高质量和市场竞争力。
2、汽车标准是如何分类的?汽车试验标准的特点有哪些?汽车试验标准按适用范围分为:国际标准、国际区域性标准、国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。
汽车试验标准按性质分为:强制性试验标准和推荐性试验标准。
汽车试验标准的特点:具有一定的权威性、通用性、先进性和相对稳定性。
二、基本概念及主要内容:1. 汽车试验的分类:按实验条件分为——室内台架试验、汽车试验场试验、室外道路试验;按试验对象分为——整车性能试验、总成及各大系统试验、零部件试验;按试验的目的——分为质量检验试验、新产品定型试验、科研性试验。
2. 汽车试验与汽车技术发展之间的相互关系:⑴技术上的发现和突破,以及新设计等与试验的关系;⑵高效率、低成本的开发、制造汽车产品与试验的关系;⑶精益生产等先进生产管理模式与汽车试验研究的关系;⑷汽车试验在推动汽车技术进步方面的作用。
详见:P1~P2有关论述。
3. 汽车试验技术的发展:⑴汽车试验内容、试验方法方面;⑵汽车试验仪器设备方面;⑶试验环境室内再现方面;⑷试验精度与试验效率方面;⑸虚拟试验技术方面。
详见:P2~P3;P288~P289有关论述。
第二章汽车试验基础一、习题参考答案:1、什么是测试系统?一个完整的测试系统应包括哪些组成部分,其作用分别是什么?通过试验获得所需物理量的系统,称为测试系统。
一个完整的测试系统应包括:传感器、信号调节器、显示和记录器以及数据处理器及外围设备,另外还有定度和校准等系统附加设备。
作者:小黄汽车试验场是重现汽车使用中遇到的各种各样的道路条件和使用条件的试验场。
试验道路是实际存在的各种各样的道路经过集中汽车试验场是重现汽车使用中遇到的各种各样的道路条件和使用条件的试验场。
试验道路是实际存在的各种各样的道路经过集中、浓缩、不失真的强化并典型化的道路。
汽车在试验场试验比在试验室或一般行驶条件下的试验更严格、更科学、更迅速。
英国的MIRA汽车公司、美国的GM和Ford汽车公司、德国的大众汽车公司、以及日本的本田、日产、丰田等世界著名汽车公司早在20世纪中叶就建有自己的试验场。
我国最早的汽车试验场是1958年开工建设的海南汽车试验场。
随着我国汽车工业的发展,又先后建成安徽定远汽车试验场、东风襄樊汽车试验场、交通部公路交通试验场、一汽农安汽车试验场和上海大众汽车试验场、上汽通用广德汽车试验场(安徽)、天津滨海汽车试验场、比亚迪韶关汽车试验场、盐城国际汽车试验场和长安垫江汽车试验场。
1.功用与类型汽车试验场的主要功用:1)汽车产品的质量鉴定试验;2)汽车新产品的开发、鉴定与认证试验;3)为试验室零部件试验或整车模拟试验以及计算机模拟确定工况、提供采样条件;4)汽车标准及法规的研究和验证试验等。
汽车试验场从功能上可分为综合性试验场和专用试验场。
从规模上来看,可分为大型、中型和小型试验场。
大型试验场面积在10Km2以上,试验道路总长超过100Km,道路种类相对比较齐全,多属于综合性试验场。
通用、福特和克莱斯勒公司等都有这样的大型综合性试验场。
在各种汽车试验场中,中小规模的占大多数,其中综合试验场由于受面积限制,布置相对比较紧凑,但试验道路和设施的种类比较齐全,亚洲和欧洲大部分试验场属于此类。
在中小型规模的汽车试验场中,很大一部分是汽车零部件公司为满足产品开发和法规要求而修建的专用功能试验场。
如德国WABCO公司设在汉诺威附近的试验场,其主要试验道路系数从以上的五条制动是试验路,以满足该公司开发和评价制动防抱死系统ABS、ASR和EBS等需要。
《汽车试验学》思考题第一章概述1 汽车试验标准可分为哪几种?并简述其特点。
2汽车试验按其试验目的、试验对象和试验方法各分为几类?3汽车试验过程一般可分为几个阶段?并简述之。
第二章整车技术参数的检测1 整车外观检测的项目主要有哪些?汽车标志主要包括哪些内容?2 汽车结构参数主要包括哪些?3 汽车质量参数主要包括哪些?质心位置参数主要包括哪些?如何测定?4测定某客车的轴距为6150mm;空载时,前轴轴载质量为4640kg,后轴轴载质量为8620kg;满载时,前轴轴载质量为6480kg,后轴轴载质量为11250kg;试分别计算该车空载、满载时,质心离前轴和后轴中心线的距离。
5 车轮滚动半径的测定有几种方法?6 汽车通过性参数主要包括哪些?汽车的转弯直径如何测定?7汽车的静态横向稳定性如何检测?第三章汽车主要总成技术参数的检测1 简述发动机功率检测方法以及无负荷测功的工作原理。
2 简述无负荷测功测功仪的结构和工作过程。
3 简述ZCA型转向参数测量仪结构和工作过程4 汽车转向轮定位值一般包括哪些参数?5 滑板式侧滑试验台主要有哪些部分组成?第四章汽车动力性能的检测1汽车动力性检测项目主要有哪些?2 汽车动力性能道路检测项目主要有哪些?并简述超车加速性能试验过程。
3 什么是滑行?进行滑行试验的目的是什么?4 简述汽车综合测试仪的检测功能和操作规程。
5 简述转鼓试验台的型式、组成和工作原理。
第五章汽车燃油经济性能的检测1 乘用车燃油消耗量试验项目主要有哪些?燃料消耗量常用计算方法主要有几种?2 什么是等速燃料消耗量特性曲线?并简述商用车等速行驶燃料消耗量试验规程。
3 某汽车以同一工况进行四次试验的燃料消耗量的测量结果依次为:12.98L/100km、12.87L/100km、13.07L/100km和13.12L/100km,试判断重复性,并计算测量结果的置信区间。
4 汽车油耗仪主要有哪些种类?5 简述容积式油耗仪组成和工作原理。
汽车试验场汽车试验场是汽车制造行业中不可或缺的重要环节,它承载着对汽车性能和安全性的检验、探索和提升任务。
在汽车试验场,各种汽车在不同的环境和条件下接受各项测试,从而为汽车制造商提供重要的数据和反馈,帮助他们改善产品质量,并不断创新。
历史沿革汽车试验场的历史可以追溯到汽车诞生之初。
最早期的汽车试验场只是简单的场地,用于检测车辆在不同路况下的性能,随着汽车工业的迅速发展,试验场的功能也逐渐拓展,成为现代汽车制造过程中不可或缺的一环。
汽车试验场的作用汽车试验场对于汽车制造商至关重要。
首先,它可以验证汽车的性能、安全性和耐久性。
通过模拟不同环境下的路况、温度、湿度等因素,测试车辆的各项指标,确保车辆在各种条件下都能正常运行。
其次,汽车试验场也是汽车创新的重要平台。
制造商可以在试验场中尝试新的技术、材料,探索更先进的汽车设计和制造方法。
最后,汽车试验场也为汽车研发人员提供了宝贵的数据和反馈,帮助他们改进汽车设计,提高汽车性能、安全性和环保性。
汽车试验场的种类根据不同的功能和测试项目,汽车试验场可以分为多种不同类型。
常见的汽车试验场包括:动态性能试验场、底盘系统试验场、碰撞试验场等。
动态性能试验场主要用于测试车辆的加速、制动、悬挂等性能;底盘系统试验场则主要测试车辆底盘系统的性能和稳定性;碰撞试验场则是模拟车辆在碰撞等意外情况下的表现。
未来展望随着汽车工业的不断发展和技术的持续进步,汽车试验场也将面临新的挑战和机遇。
未来,随着智能技术的普及和应用,汽车试验场将更加智能化和数字化,能够更精确地模拟各种复杂的道路环境和交通情况,为汽车制造商提供更可靠的测试数据。
同时,汽车试验场还将积极响应环保、节能等新的趋势,促进汽车行业的可持续发展。
总的来说,汽车试验场在汽车制造行业中扮演着不可替代的角色,它的发展和进步将直接影响着汽车产品的质量和性能。
因此,汽车制造商和研发人员应该不断创新和提高,使汽车试验场始终保持在行业的前沿,为汽车科技的发展贡献自己的力量。
汽车试验室及试验场地由于汽车的使用条件复杂,汽车工业所涉及的技术领域极为广泛,致使许多理论问题研究得还不够充分,因此汽车工业特别重视试验研究。
汽车的设计、制造过程始终离不开试验,无论是设计思想和理论计算、初步设计、技术设计、汽车定型还是在生产过程,都要进行大量的试验。
最后,在客户购买了汽车并使用的过程中,车辆交通管理部门还要定期对车况进行测试,以确保行车安全。
除了某些研究性试验外,汽车产品试验均应遵循一定的标准和规范、对试验条件、试验方法、测试仪器及其精度、结果评价等进行限定,以确保试验结果的再现性和可对比性。
不同国家甚至不同厂家的试验规范可能不同,因此在查看某种产品的试验数据时,必须弄清他们试验所依据的规程或标准。
汽车试验场:汽车整车性能试验汽车性能试验是为了测定汽车的基本性能而进行的试验。
主要包括以下这些试验:(1)动力性能试验对常用的3个动力性能指标,即对汽车的最高车速、加速和爬坡性能进行实际试验。
最高车速试验的目的是测定汽车所能达到的最高车速,我国规定的测试区间是1.6km试验路段的最后500m。
加速试验一般包括起步到给定车速、高速挡或次高速挡,以及从给定初速加速到给定车速两项试验内容。
爬坡试验包括最大爬坡度与爬长坡两项试验。
最大爬坡度试验最好在坡度均匀、测量区间长20m以上的人造坡道上进行,如果人造坡道的坡度对所测车不合适(例如坡道过大或过小),可采用增、减载荷或变换排挡的办法做试验,再折算出最大爬坡度;爬长坡试验主要用来检查汽车能否通过坡度为7%—10%、长lOkm以上的连续长坡,试验中不仅要记录爬坡过程中的换挡次数、各挡位使用时间和爬坡总时间,还要观察发动机冷却系统有无过热,供油系统有无气阻或渗漏等现象。
(2)燃料经济性试验通常做道路试验或做汽车测功器(亦即转鼓试验台)试验,后者能控制大部分的使用因素,重复性好,能模拟实际行驶的复杂情况,能采用各种测量油耗的方法,还能同时测量废气排放。
1.汽车试验按其试验目的、试验对象和试验方法各分为几类?答:汽车试验按试验目的可分为品质检查试验、新产品定型试验、科研性试验;按实验对象可分为整车试验、机构及总成试验、零部件试验。
按试验方法可分为室内台架试验、室外道路试验、试验场试验。
2.简述汽车检测标准的分类及其特点。
答:○1国际标准:由ISO制定○2国际区域性标准:由若干成员国共同参与制定并遵守的标准○3国家标准:各国根据自己的国情制定的标准○4行业标准:规范本行业所辖各部门汽车产品试验方法而定○5企业标准:为提高企业产品质量,仅限于企业内使用的标准○6强制性试验标准:有强制性,成为法规○7推荐性试验标准:无强制性,可参照执行。
《测试》第二章机械测试信号分析1.信号一般有哪几种分类方法与描述方法?答:○1按所传递信息的物理属性分类:如机械量、电学量、声学量等○2按照时间函数取值的连续性和离散性分类:连续时间信号、离散时间信号。
○3按信号随时间变化的特点分类:确定性信号、非确定性信号。
3.随机信号的数学特征值?答:○1时间域内有:均值、方差、均方值、自相关函数、互相关函数。
○2频率域内有:自功率谱密度函数、互功率谱密度函数。
4.混叠现象及消除方法?答;混叠现象是频谱发生叠加,产生严重信号的现象。
消除方法:运用采样定理,即被采样信号有最高频率f max,采样频率为f s ,则必须满足f s >2f max 。
1.简述动态数据分析与处理的步骤?答:○1数据准备○2数据检验(平稳性检验、周期性检验、正态性检验)○3数据分析(时域分析、频域分析)《测试》第三章测量系统的基本特性1.测量系统有哪些静态特征指标?答:灵敏度、非线性度、回程误差、零漂、量程、精度、分辨率、重复性、稳定性、负载效应。
5.试说明二阶测量系统的阻尼比的值多采用~的原因?答:二阶测量系统阻尼比过大或过小都会使所测量的低频范围的幅频特性的非直线度加大,过早偏离常数值,测量误差均会变大,可用频率范围变窄,故常用~的值。
第十一章汽车试验场试验汽车是一种结构十分复杂、长年处在极其复杂交通环境中的高机动性交通工具,使用者包括全球各行各业、各种文化背景、操控能力相差极其悬殊、年龄从十几岁的青少年到七八十岁老者的各类人群。
由于使用环境的特殊,加上使用范围是面向全球的每一位老百姓,因此对汽车的各项使用性能提出了极其苛刻的要求。
正因为如此,汽车在研发过程中需对其进行十分复杂的全方位试验。
欲使汽车试验结果能反映实际的使用状况,就必须将汽车置于实际的道路上进行试验。
然而,不同国家、不同地区的道路与交通条件存在极大的差异,在公路上试验因受气候和交通环境的限制,使得许多项目不易完成。
此外,为了应对越来越激烈的市场竞争,汽车制造商需要大幅提高汽车试验的效率、缩短试验周期,为此汽车产业界需要找到一种不受交通、气候条件的影响,能代表全球各地区不同路面状况,且能大幅缩短试验周期的场所,于是,汽车制造商便开始建造汽车试验场。
汽车试验场是能重现汽车使用中所遇到的各种道路和使用条件的专门场所,试验场内的试车道是基于对实际存在的各种不同道路状况的集中、浓缩和不失真强化的结果。
第一节汽车试验场简介国外汽车工业部门对建设试车场十分重视,早在1924年美国通用汽车公司就率先兴建了世界上第一个汽车试验场——Milford汽车试验场,图11-1是该试验场建成时的照片。
第二次世界大战后,工业发达的西方国家及日本等国的各大汽车公司为了确立自己汽车龙头地位,纷纷建设各自的汽车试车场,而且规模越建越大。
据不完全统计,世界上已建有100多个不同类型的汽车试验场。
图11-1 Milford汽车试验场全景图汽车试验场按功能的不同可分为综合性试验场和专用试验场两类,其中综合性试验场的规模较大,专用试验场的规模相对较小。
综合性试验场的占地面积在10km2以上,试验道路总长超过lOOkm。
美国通用、福特和克莱斯勒三大汽车公司都建有大型综合性试验场。
如美国通用汽车公司(GM)的Milford汽车试验场,占地16.2km2,试车道路总长200km,年总试车里程2500万-3000万km。
该试验场自1924年建成以来不断补充完善,是目前最具代表性的汽车试验场。
德国大众汽车公司(VW)在Ehra-Lessin的试车场是目前欧洲最大的汽车试验场,其总体布置很有特色,电话听筒形高速环道周长达20.5km。
在各有特色的汽车试验场中,中小型规模的占大多数,其中中小规模的综合性试验场由于受面积所限,布置上相对比较紧凑,但试验道路和设施的种类比较齐全,亚洲和欧洲大部分试验场属于此类。
如欧洲汽车工业协会(MIRA)汽车试验场、日本自动车研究所(JARl)汽车试验场等。
中小型试验场中很大一部分是汽车零部件公司为满足产品开发和法规要求而修建的专用功能试验场,如德国WABCO公司设在汉诺威附近的试验场,其主要试验道路是附着系数从0.16~0.5以上五条制动试验路,以满足该公司开发和评价制动防抱死系统ABS、ASR、EPS等的需要。
专用功能试验场也有大型的,如美国通用汽车公司在梅萨(Mase)的沙漠热带汽车试验场,总面积18km2。
当地气候干燥,夏季最高温度可达45℃。
商用型综合性汽车试验场大多由国家或者汽车工业协会组织建设和管理,如美国的内华达车辆试验中心的NATC试车场、法国摩托车技术协会的UTAC试车场、日本汽车研究所JARI 试车场、前苏联汽车和发动机研究所HAMN试车场等。
我国于1958开始建设国内第一个汽车试验场——海南汽车试验场。
随着我国汽车工业的发展,国内又先后建起了另外五个汽车试验场,分别是:安徽定远汽车试验场、东风襄樊汽车试验场、交通部公路交通试验场、一汽农安汽车试验场、上海大众汽车试验场。
目前已开工建设的还有上汽通用广德汽车试验场、天津滨海汽车试验场、比亚迪韶关汽车试验场、盐城国际汽车试验场、长安垫江汽车试验场等。
汽车试验场主要包括高速环道(含侧风机)、车辆动态广场、低附着路、NVH道路(含加速行驶车外噪声场地)、操控路(干、湿路面)、耐久路、一般公路、越野路、坡道、涉水池、溅水池、淋雨间、灰尘洞、各种功能的实验室和控制塔台等道路及设施,可以满足汽车开发过程中各种整车性能试验、道路耐久试验及技术鉴定试验等方面的需求。
图11-2至图11-14是汽车试验场内的典型道路。
图11-2 高速环道图11-3 试车坡道图11-4 涉水池图11-5 鹅卵石路图11-6 越野路图11-6 扭曲路图11-7鱼鳞坑路图11-7 侧风路图11-8 比利时路图11-9 ABS试验路图11-10 沙滩路图11-11 性能试验路图11-12 坑洼路图11-13 短波路图11-14 灰尘洞第二节汽车试验场试验的主要内容汽车试验场之所以要修建如此繁多的各种不同路面(上述的十多种路面只是试验场路面的一部分),其目的在于能再现全球不同地区的道路环境,通过强化试验达到在较短的时间内完成汽车全生命周期内性能变化规律的研究和对汽车质量与技术水平给出客观评价。
汽车试验场已成为支撑汽车生产企业从事汽车产品研发和技术创新的重要基地,具有承担所有汽车道路试验项目的能力。
汽车试验场的道路具有宏观上永久不变及不受交通因素影响的特性,这为汽车生产企业进行竞争对手分析、汽车改进设计与改型的效果分析、汽车在生命周期内性能变化规律的研究提供了重要保证。
关于汽车试验场的试验内容,下面以国内某汽车试验场为例作一简要介绍:一、1号综合路与石块环道(比利时路)的实验内容1号综合路中线长约1881m,9条行车道(6条试验车道、3条辅助车道)和一个车外噪声测试广场。
南回车道长约572m,转半径R50m,最大超高坡7%;北回车道长约348m,回转半径R35m,最大坡度8%。
典型路面包括:大卵石路、长波路、短波路、坑洼路、错位搓板路、带角度搓板路、扭曲路(甲、乙、丙三种)、水泥凸块路(甲、乙两种)、噪声分析路(ISO粗糙噪声路、ISO平滑噪声路、平滑噪声路),如图11-5。
石块环道(比利时路)全长约2667m,东侧有一个长64m的溅水池,如图11-6所示。
此2种路面的试验内容主要有:①汽车噪声与振动试验;②汽车整车和零部件结构可靠性与耐久性试验;③汽车零部件应力测试;④汽车悬架系统试验性能评价。
图11-15 1号综合路图11-16 石块路二、2号综合路的试验内容2号综合路(如图11-17所示)有24种典型路面,试验路长6.9km,通过连接路构成不同试验循环。
2号综合路由三种基本试验道路组成。
第一种是以操纵性、平顺性试验为主的道路,如破损颠簸路,窨井盖路、5°/10°横向坡路、路拱交叉路、大路拱路、弯道反向坡路,长波路、搓板路、铁路交口路等。
第二种是乘用车耐久性试验为主的道路,蛇行卵石路、限速路障、坑洼路、住宅进口路、路缘冲击路、凸块路(共振路),路面接缝路、过水路面、砂石路等。
第三种是专项试验路,如石块路、砾石路等。
2号综合路的试验内容主要有:①操纵性;②行驶平顺性评价试验;③可靠性、耐久性试验;④特殊工况分析试验;⑤悬挂使用性能评价试验;⑥车身、底盘油漆粘着性试验;⑦车身、底盘零部件材料和油料的防盐及泥水腐蚀试验。
图11-17 2号综合路三、高速环道的试验内容高速环道全长约5.2km,并行有三条行车道,由内向外分别是低、中、高速试车道,如图11-2所示。
高速环道的主要试验内容考核发动机、行驶系及传动系的使用性能。
四、2号环道的实验内容2号环道全长约4264m,其中弯道1849 m,占全长的43.3%,最长直线段1495m,最大纵坡2.4%,最大横坡2.5%,如图11-18所示。
2号环道的主要实验内容有:①汽车整车及零部件的耐久性试验;②汽车使用燃料消耗量试验;③车辆走合行驶与行驶状况检查试验;④制动器磨合与热衰退试验;⑤行驶工况试验。
五、灰尘洞/模拟城市工况路的试验内容灰尘洞试验设施由灰尘洞和回车道两部分组成,灰尘洞长40m,内宽5.5m,通行高度4.5m,行车道宽4.5m,纵横坡均为0,水泥路面,如图11-14所示;模拟城市工况道路设施包括环岛、停车场、限速路障及连接路等,并设置有红、黄、绿交通信号灯。
灰尘洞/模拟城市工况路的试验内容主要有:①车身行李箱密封性试验;②空气滤清器滤清效果试验;③汽车发动机及底盘各运动部位的密封性试验;④乘用车可靠性和耐久性中的模拟城市工况行驶试验。
六、ABS试验路的试验内容ABS试验路由高、低附着系数路面组合而成,形成对开、对接等不同的型式。
路边设有喷排水系统,通过喷水使路面形成不同厚度的水膜。
低附着系数包括附着系数为0.24的玄武岩瓦路面和附着系数为0.15的特殊油漆路面,如图11-19所示。
ABS试验路主要用于对汽车ABS制动系统的各项性能进行全面考核。
图11-18 2号环道图11-19 ABS试验路七、涉/溅水池与淋雨试验路的试验内容涉水池与溅水池相邻,进口和出口通过连接路与2#环道相连。
涉水池底宽20m ,两斜边各长20 m,全长60m ,外宽4.6m ,内宽4.0m ,池深1.65m,如图11-4所示。
溅水池进口和出口通过连接路与石块路的检测路相连。
溅水池底长40 m,两斜边各长12m ,全长64m ,外宽5.1m ,内宽4.48 m,池深0.5m,钢筋混凝土结构,水池两侧设挡水墙,高1.5m,如图11-20所示。
溅水池上设汽车淋雨试验装置,如图11-21所示。
图11-20 溅水池图11-21 淋雨试验路八、坡道试验内容汽车试验场一般都建有10%、16.6%、20%、30%、40%、50%、60%等多种不同的标准坡道,其长度分别为35m、35m、30m、21.5m、25m、20m、20m。
其中10%、16.6%、20%、和30%四条坡道是混凝土路面,40%、50%、60%三条坡道是浆砌片石路面,每条坡道两侧均装有安全护栏,如图11-3所示。
坡道上试验的内容主要有:①汽车爬坡性能试验;②汽车驻坡性能试验;③汽车坡上起步试验;④离合器研究开发试验。
九、汽车性能试验路的试验内容汽车性能试验路长约2.5km,纵向坡小于0.5%,横向坡小于0.3%,性能试验路段的中部设有汽车操纵稳定性试验广场,广场直径ф100m,幅射坡0.3%,混凝土路面,道路附着系数0.68—0.72,如图11-11所示。
汽车性能试验路的试验内容主要有:①汽车动力性试验;②汽车燃料经济性试验;③汽车制动性能试验;④汽车操纵稳定性试验;⑤轮胎附着特性试验。
十、越野路的试验内容越野路全长3818m ,模拟无路条件,路面以沙石和碎渣块为主。
通过性试验设施包括地形通过性试验和地面通过性试验两类设施,设有弹坑、路沟、壕沟、垂直台阶、侧坡、沙地、河滩路、沼泽地(水塘)、驼峰等。
主要用于汽车越野车行驶可靠性试验和越野车通过性试验。