汽车理论A实验教学大纲.docx
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汽车理论A实验教学大纲
《汽车理论A》(022074)实验教学大纲
学科部(系):
车辆工程执笔人:
李旭审核人:
张为春
一、课程基本情况:
1开课基本情况
《汽车理论A》课程教学计划总学时为48学时、教学计划实验学时为4学时、实际可开出实验学时为8学时;不是独立设课。
2所属类型及服务专业
《汽车理论》是车辆工程本科专业的一门专业课。
3本大纲修订时间:
2005年5月11日
二、实验教学目的和要求:
1目的
随着《汽车理论A》课程的进程,结合教学内容环节,安排相应的实验内容,帮助学生更好的理解《汽车理论A》教学内容和掌握《汽车理论A》的测试原理和方法,了解《汽车理论A》的测试内容及汽车的使用内容。
2要求
通过实验教学,要求学生能够了解汽车测试仪器的工作原理,掌握仪器的操作规程,培养学生的动手能力;还要根据实验获得的数据,能够进行性能分析。
三、学时分配及实验项目表
本课程实验共安排8学时,教学计划要求学生完成实验学时数为4学时。
编码
实验项目
名称
学时数/学分
每组人数
实验类型
必选/可选
首开时间
02207401
汽车动力性经济性测试分析
3
10
综合
必选
1985
02207402
汽车转向轻便性试验
1
10
演示
可选
1985
02207403
汽车制动性实验
1
10
演示
可选
1985
02207404
汽车平顺性脉冲输入行驶试验
2
10
演示
可选
1985
02207405
汽车最小转弯直径测定试验
1
10
演示
可选
1985
四、实验课的考核:
按实验内容的完成情况,分为动手能力和实验报告考核,以优秀、良好、中等、合格、不合格记。
五、实验指导(参考)书和实验报告
汽车转向轻便性试验指导书和实验报告
一、实验内容
测试汽车在低速转向时的轻便性。
二、实验目的要求
1)掌握汽车转向轻便性的主要测试内容和试验方法。
2)根据实验记录处理和分析实验结果,评价汽车的转向轻便性。
三、测量变量和仪器设备
3.1测量变量
a.转向盘作用力矩;
b.转向盘转角;
c.汽车前进速度;
d.转向盘直径。
3.2试验仪器设备
3.2.1试验仪器设备按GB/T12534中3.2条规定,其试验仪器设备测量范围及误差应满足表1要求。
表1
3.2.2各种传感器按各自使用说明书进行安装。
3.2.3标明试验路径的标桩16个。
四、试验条件
4.1试验汽车
4.1.1试验汽车是按厂方规定装备齐全的汽车。
试验前测定车轮定位参数,对转向系、悬架系进行检查,按规定进行调整紧固和润滑。
只有认定试验汽车已符合厂方规定的技术条件,方可进行试验。
测定及检查的有关参数的数值,记入文后数据表中。
4.1.2试验汽车若用新轮胎,试验前至少应经过200km正常行驶的磨合;若用旧轮胎,试验终了残留花纹高度不小于1.5mm。
轮胎气压应符合GB/T12534中3.2条的规定。
4.1.3试验汽车的转向盘中间位置的自由行程,应符合各类型汽车的通用技术条件的规定,如该类型汽车的通用技术条件无明确限值规定,则其自由行程应不大于±10°。
4.1.4试验汽车为厂定最大总质量状态,乘员和装载(推荐用砂袋)的分布应符合GB/T12534中3.1.3表1规定。
4.1.5其余条件按GB/T12534汽车道路试验方法通则
4.2试验场地与环境
4.2.1试验场地应是干燥、平坦清洁的水泥混凝土或沥青铺装路面,任意方向上的坡度不大于2%。
在试验场地上,画出颜色鲜明的双纽线路径(见图1),双纽线轨迹的极坐标方程为:
(1)
轨迹上任一点的曲率半径R按下式计算:
(2)
时,双曲线顶点曲率半径的最小值为:
(3)
双纽线的最小曲率半径(单位:
m)应按试验汽车前外轮的最小转弯半径(单位:
m)乘以1.1倍,并据此画出双纽线。
在双纽线最宽处,顶点和中点(即结点)的路径两侧各放置两个标桩,共计放置16个标桩(见图1)。
标桩与试验路径中心线的距离,为车宽一半加50cm,或按转弯通道圆宽二分之一加50cm。
4.2.2试验时风速应不大于5m/s。
4.2.3试验时大气温度在0-40℃范围内。
五、实验方法
5.1按4.2.1条的规定,画好双纽线路径并放置好标桩。
5.2接通仪器电源,使之预热到正常工作温度。
5.3试验前驾驶员可操纵汽车沿双纽线路径行驶若干周,熟悉路径和相应操作。
随后,使汽车沿双纽线中点“0”处的切线方向作直线滑行,并停车于“0”点处,停车后注意观察车轮是否处于直行位置,否则应转动转向盘进行调整。
然后双手松开转向盘,记录转向盘中间位置和作用力矩的零线。
5.4试验时,驾驶员操纵转向盘,使汽车以10±2km/h的车速沿双纽线路径行驶,待车速稳定后,开始记录转向盘转角和作用力矩,并记录行驶车速作为监督参数。
汽车沿双纽线绕行一周至记录起始位置,即完成一次试验,全部试验应进行三次。
在测量记录过程中,驾驶员应保持车速稳定和平稳地转动转向盘,不应同时松开双手,并且在行驶中不准撞到标桩。
对每一测量速度,取左右轮的平均值,记录测量结果在实验报告中。
六、试验数据处理与结果表达
6.1试验结果处理
根据记录的转向盘转角和作用力矩,按双纽线路径每周整理成图2所示的一条M-θ曲线,或者直接采用计算机采样所得的上述参数,确定出汽车转向轻便性的各项参数。
图2
6.1.1转向盘最大作用力矩均值,用下式确定:
6.1.2转向盘最大作用力均值,用下式确定:
(5)
式中:
—转向盘级大作用力均值,N;
D-试验汽车原有转向盆直径,m.
6.1.3.转向盘的作用功
6.1.3.1绕双纽线路径每一周的作用功,用下式确定:
(6)
式中:
-绕双纽线第i周(i=1-3)的转向盘作用功,J
-绕双纽线第i周(i=1-3)的转向盘往返作用力矩之差随转向盘转角变化曲线作用功,J;
-绕双纽线第i周(i=1-3)的转向盘向左、向右最大转角,°。
6.1.3.2转向盘的作用功均值用下式确定:
(7)
式中:
-的转向盘作用功均值,J
6.1.4.转向盘平均摩擦力矩和平均摩擦力
6.1.4.1绕双纽线路径每一周转向盘平均摩擦力矩,用下式确定.
(8)
式中:
-绕双纽线第i周(i=1-3)转向盘平均摩擦力矩,N.m。
6.1.4.2转向盘平均摩擦力,用下式确定.
(9)
式中:
-绕双纽线第i周(i=1-3)转向盘平均摩擦作用力,N。
6.1.5.转向盘平均摩擦力矩均值和平均摩擦力的作用功均值
6.1.5.1转向盘平均摩擦力矩均值,用下式确定.
(10)
6.1.5.2转向盘平均摩擦力均值,用下式确定.
(11)
6.2试验结果表达
将测定和计算结果记入表2、表3中。
表2
表3
数据表
七试验报告
1、试验报告的内容:
a.试验方法;
b.试验数据处理以及结果;
填写表2和表3
选绕双纽线一周,绘出图2
c.数据表全部内容;
d.报告日期。
2、实验结果分析:
汽车制动性实验指导书和实验报告
一、实验内容
1)冷制动器的制动实验。
2)车轮滚动半径的测定。
二、实验目的要求
1)掌握汽车冷制动器脚制动性能的道路实验方法,根据实验记录处理和分析实验结果,评价实验车制动性能的优劣。
2)掌握印迹法测定车轮滚动半径的方法。
三、仪器设备
汽车综合测试仪、五轮仪、皮尺、油漆、实验车等。
四、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)检查各系统工作状况,使其保持良好技术状态;
5)对测试仪器进行校验。
6)实验路段设置:
实验路段应为纵坡不大于1%的混凝土或沥青路面的直线跑道,路面干燥、平坦、清洁,选定实验区段50米,两端各50米为测初速区段。
五、实验步骤
1、冷制动器的制动实验:
1)测试路段:
50m。
2)实验方法:
汽车以30km/h的初速度等速通过预备段,在测试路段的起点开始,按实验员的口令,以最大的制动减速度制动直至停车。
踏板力不大于700N。
制动时,离合器分离或变速器置于空挡。
特别要注意的是,每次制动实验前,制动衬片的初始温度不高于95℃
3)测定值的确定:
实验往返各进行一次,记录制动的初速度,制动减速度和制动距离,并将测量和计算结果记入实验报告中
2、车轮滚动半径的测定:
1)实验方法:
印迹法:
汽车分别以20、40、60的车速匀速行驶,在路面垂直于道路的方向,涂一条白色油漆线,宽度约10mm,汽车驶过时,轮胎压出印迹,测定各驱动轮3个周长的总长度Sr(按印迹中心测量)。
2)测定值的确定:
车轮滚动半径按下式计算:
对每一测量速度,取左右轮的平均值,记录测量结果在实验报告中。
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.实验完毕后,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
分析实验车的制动初速度,制动减速度和制动距离的关系,综合评价该车的制动性能。
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
轮胎型号:
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:
1、数据处理及结果分析
表6-1冷制动实验数据记录:
制动初速度
制动减速度
制动距离
正向实验
反向重复实验
表6-2滚动半径实验数据记录:
制动初速度(km/h)
左侧车轮滚动半径(m)
右侧车轮滚动半径(m)
平均值
20
40
60
2、实验结果分析:
汽车平顺性脉冲输入行驶实验教学大纲
一、实验内容
测试汽车通过单凸块时的振动加速度,评价其平顺性
二、实验目的要求
从汽车驶过单凸块时的冲击对乘员及货物影响的角度,评价汽车的平顺性。
三、试验条件
3.1试验的道路应为平直的水泥路面鼓沥青路面,纵坡不大于1%,路面平整干燥。
3.2试验风速不大于5m/s。
3.3试验车技术状况,要求各总成、部件、附件及附属装置(包括随车工具与备胎)必修安装规定装备齐全,并装在规定的位置上。
调整状况应符合该车技术条件的规定。
轮胎气压应符合汽车技术条件的规定,误差不超过±10kPa。
3.4汽车载荷应均匀分布,在满载下试验
3.5人-座椅系统的载荷,测试部位的载荷应为1.70±0.05m、体重65±5kg的自然人。
非测试部位的载荷应符合GB/T12534中表1的有关规定。
3.6人的乘坐姿势:
测试部位的乘员应全身放松,两手自然地放在大腿上,其中驾驶员地两手自然地置于方向盘上,在试验过程中应保持坐姿不变。
一般情况下,乘员自然地靠在靠背上,否则应注明。
3.7试验车速为:
10,20,30,40,50,60km/h,偏差为试验车速的±4%。
四、试验仪器设备及装置
测试系统是由加速度传感器、放大器、记录仪器构成的。
它应适宜于冲击测量,其性能应稳定、可靠、频响范围为0.3---1000Hz,也可选用GB/T4970-1996随机输入试验中使用的仪器。
加速度传感器的量程不得小于10g。
试验前准备好两块单凸块,三角形和长坡形,推荐采用木质材料,外包铁皮。
三角形凸块形状见下图1,高度尺寸h的选择与车型有关。
轿车、旅行客车及总质量小于或等于4t的货车h=60mm;客车(除旅行车)、越野车及总质量大于4t但小于或等于20t的货车h=80mm;总质量大于20t的货车h=120mm。
宽度按需要而定,但必须大于车轮宽度。
长度尺寸为400mm。
图1三角形试验凸块图2长坡形凸块
长坡形凸块见图二,宽度尺寸的选择与三角形凸块相同。
高度尺寸q可按下式计算或按下表1选取。
表1X与q数值表
X
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
q
9.55
34.55
65.45
90.45
100
90.45
65.45
34.55
9.55
长坡形凸块适用于各种汽车。
五、试验方法
角速度传感器安装在下列位置:
在与驾驶员同侧的前、后轴正上方座椅及这些座椅底部的地板上,司机座椅和最后排座椅上及这些座椅底部的地板上;
安装在座椅上的传感器应与人体紧密接触,并在人体与座椅间放一安装传感器用的垫盘,其结构型式见图3。
图3人-座椅安装传感器用垫盘结构图
将凸块放置于试验道路中间,并按汽车轮距调整好两凸块间距离。
为保证汽车左右轮同时驶过凸块,应将两凸块放在与汽车行驶方向垂直的一条直线上。
以上的准备工作结束后就可进行试验。
试验时,汽车以规定的车速匀速驶过凸块。
在汽车距离凸块50m时,应稳住车速并开始记录,要用测速装置测量车速。
试验时常用三角形凸块作为脉冲输入,根据需要可作长坡形试验。
每一种车速的试验次数不得少于8次。
六、试验数据处理及指标限值
6.1在进行数据处理时,推荐采样时间问隔
=0.005s。
6.2汽车驶过单凸块的平顺性,用最大的(绝对值)加速度响应Zmax与车速V的关系曲线,即车速特性Zmax一V评价,可按下式计算:
式中:
一最大的(绝对值)加速度响应,m/s2
一第j次试验结果的最大的(绝对值)加速度响应,m/s2
将试验结果列入试验结果记录表
试验结果记录表
指
标
量
测
位
部
车速,km/h
10
20
30
40
50
60
,m/s2
司机座椅
司机座椅底部地板
前轴正上方座椅
前轴正上方地板
后轴正上方座椅
后轴正上方地板
最后排座椅
最后排座椅底部地板
6.3做出Zmax一V曲线图。
(m/s2)
102030405060
6.4实验结果分析:
汽车最小转弯直径测定试验
一、实验内容
汽车最小转弯直径的测定
二、实验目的要求
掌握汽车最小转弯直径的测定方法,根据实验记录处理和分析实验结果。
三、试验条件
3.1试验场地为平坦、硬实、干燥、清洁的混凝土或沥青地面,其大小应能允许汽车作全圆周行驶。
3.2 汽车的前轮最大转角应符合该车的技术条件规定。
3.3 汽车应装载均匀且为满载情况,同时要保证全轮着地。
四、仪器设备
行驶轨迹显示装置、钢卷尺。
五、试验方法
5.1 在前外轮和后内轮胎面中心的上方,在车体离转向中心最远点和最近点垂直地面方向,分别装行驶轨迹显示装置。
5.2 汽车以低速行驶,方向盘转到极限位置,保持不动,待车速稳定后起动显示装置,使用各测点分别在地面上显示出封闭的运动轨迹之后,将车开出轨迹外。
5.3 用钢卷尺测量各测点在地面上形成的轨迹圆直径,应在互相垂直的两个方向测量,取算术平均值作为试验结果。
汽车向左转和向右转各测定1次
六、试验结果
试验结果列于下表。
汽车最小转弯直径测定记录表
汽车型号 制造厂 装载质量 kg
车辆长 mm车辆宽 mm轮胎气压 kPa
前轮距 mm后轮距 mm轴 距 mm
前轮最大转角:
(度)
左转:
左轮 右轮
右转:
左轮 右轮
试验地点 路面状况
试验日期 试验者
回转方向
左转
右转
测
定
项
目
前外轮最小转弯直径d1
mm
mm
后内轮最小转弯直径d2
mm
mm
最远点最小转弯直径d3
mm
mm
最远点最小转弯直径d4
mm
mm
mm
mm
表中,各个参数的定义入下,见图1:
前外轮最小转弯直径d1:
汽车前轮处于最大转角状态行驶时,汽车前轴离转向中心最远车轮胎面中心在地面上形成的轨迹圆直径。
后内轮最小转弯直径d2:
汽车前轮处于最大转角状态行驶时,汽车后轴离转向中心最近车轮胎面中心在地面上形成的轨迹圆直径。
最远点最小转弯直径d3:
汽车前轮处于最大转角状态行驶时,车体离转向中心最远点形成的轨迹圆直径。
最近点最小转弯直径d4:
汽车前轮处于最大转角状态行驶时,车体离转向中心最近点形成的轨迹圆直径。
最大通道宽度B:
汽车最远点最小转弯直径与最近点最小转弯直径之差的1/2;
图1汽车最小转弯直径示意图
实验结果分析:
对于前轴转向的两轴汽车,前外轮最小转弯直径d1与外转向轮的最大转角
以及轴距L有如下近似关系:
对比此式计算结果和试验结果,分析其产生差别的原因。
实验项目信息卡
实验项目名称:
汽车动力性经济性实验实验项目代码:
02207401
课程名称
汽车理论
课程代码
022074
实验类别
专业
实验依据
教学大纲要求
实验学时
3
实验类型
综合
实验专业
车辆工程
每组人数
10
实验者
本科
实验内容概述:
1直接挡最低稳定车速和最高车速实验
2直接挡加速实验测试结果
3起步连续换挡加速实验测试结果
4滑行实验
5直接挡加速燃料消耗量实验
6等速行驶燃料消耗量实验
7六工况燃料消耗量实验
本实验所需主
要设备
设备名称
规格
数量/组
备注
专用
综合测试仪
1
水平仪
1
五轮仪
1
油耗传感器
1
风速气象仪
1
共用
汽车
依维柯
1
卷尺
30
1
气筒
1
所需主要材料
材料名称
规格
数量/组
定额(元)/组
一次性耗材
车用燃油
0号柴油
30L
150.00
棉纱
若干
10.00
非一次性耗材
填表人:
李旭、苗立东审核人:
张为春
注:
本表是实验教学大纲的内容之一,实验室应有单独的项目卡片
实验项目信息卡
实验项目名称:
汽车转向轻便性试验实验项目代码:
02207402
课程名称
汽车理论
课程代码
022074
实验类别
专业
实验依据
教学大纲要求
实验学时
1
实验类型
演示
实验专业
车辆工程
每组人数
10
实验者
本科
实验内容概述:
测试汽车在低速转向时的轻便性,通过对试验数据的处理得到评价指标
本实验所需主
要设备
设备名称
规格
数量/组
备注
专用
测力方向盘
1
可以同时测量力矩和角位移
五轮仪
1
共用
汽车
依维柯
1
卷尺
1
所需主要材料
材料名称
规格
数量/组
定额(元)/组
一次性耗材
车用燃油
0号柴油
3L
15.00
棉纱
若干
10.00
非一次性耗材
填表人:
苗立东审核人:
张为春
注:
本表是实验教学大纲的内容之一,实验室应有单独的项目卡片
实验项目信息卡
实验项目名称:
汽车制动性实验实验项目代码:
02207403
课程名称
汽车理论
课程代码
022074
实验类别
专业
实验依据
教学大纲要求
实验学时
1
实验类型
综合
实验专业
车辆工程
每组人数
10
实验者
本科
实验内容概述:
1、冷制动器的制动实验:
2、车轮滚动半径的测定:
本实验所需主
要设备
设备名称
规格
数量/组
备注
专用
综合测试仪
CTM-Ⅲ
1
五轮仪
1
卷尺
1
气筒
1
气象仪
1
水准仪
1
共用
汽车
依维柯
1
所需主要材料
材料名称
规格
数量/组
定额(元)
一次性耗材
柴油
0号柴油
10L
50.00
非一次性耗材
填表人:
李旭审核人:
张为春
注:
本表是实验教学大纲的内容之一,实验室应有单独的项目卡片
实验项目信息卡
实验项目名称:
汽车最小转弯直径测定试验实验项目代码:
02207405
课程名称
汽车理论
课程代码
022074
实验类别
专业
实验依据
教学大纲要求
实验学时
1
实验类型
综合
实验专业
车辆工程
每组人数
10
实验者
本科
实验内容概述:
测试汽车最小转弯直径
本实验所需主
要设备
设备名称
规格
数量/组
备注
专用
行驶轨迹显示装置
4
钢卷尺
1
共用
汽车
依维柯
1
所需主要材料
材料名称
规格
数量/组
定额(元)
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