汽车理论实验指导书 龚国庆王准编 北京信息科技大学 车辆工程实验室 2007年10月
汽车理论实验指导书 龚国庆 王 准 编 北京信息科技大学 车辆工程实验室 2007 年 10 月
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 《汽车理论》实验教学大纲 课程编号：2004B017 实验总学时：4 一、本课程的地位、任务及作用 汽车理论课程是车辆工程专业基础课，以汽车运动学为基础，以理论分析和试验研究 密切结合的方法，研究汽车主要使用性能与其结构参数之间的内在联系，探讨各种影响汽 车主要使用性能的因素，从而指出正确设计汽车，合理选用汽车，合理改装汽车，以及科 学有效地讲行汽车试验的途径。通过本课程的学习，使得学生能够为后续专业课程如，汽 车运用工程、汽车运输工程学、汽车设计基础等课程打下理论基础。也为今后在实际工作 中，合理选用汽车、改装 种汽车 (特种汽车、专用汽车和汽车装卸机械化)、新型汽车设 计、正确地进行汽车试验等创造条件。 二、实践教学的目的及学生应达到的实验能力标准 1.通过实验加深学生对基础理论知识的理解，促进所学知识向能力的转化：培养学生 的动手能力、观察能力、分析和解决问题能力以及科学求实精神与创新精神。 2。通过本课程的实验教学，使学生加深对课堂教学内容的理解，培养学生使用汽车性 能测试仪的能力和运用实验方法对汽车各种性能作出评价的能力。 三、学时分配 学时分配：本课程总学时为64，其中实验环节为4 教学文件：余志生《汽车理论》第三版，机械工业出版社，2004 四、主要设备与器材配置 主要设备有： 1.试验汽车一部： 2.DEE2010数据采集分析系统： 3.CDS-DL-1A撚油流量计； 4.KB103SV-100座垫传感器： ,S/S转向盘转角和力矩传感器。 5.Microstar雷达测速与距离传感器： 6.Rate Gyroscope(CRS02)硅位陀螺仪： 7.其他耗材、汽油等。 五、实验内容及基本要求 必开/ 序号 实验项目名称 实验内容与要求 实验类型 选开 1汽车尺寸参数的测定： 汽车一般参数的 2.汽车重量参数的测定 2 测定 3.汽车重心位置的测定 验证 选开 要求学生掌握实验方法、实验 步骤，并填写实验报告
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 《汽车理论》实验教学大纲 课程编号：2004B017 实验总学时：4 一、本课程的地位、任务及作用 汽车理论课程是车辆工程专业基础课，以汽车运动学为基础，以理论分析和试验研究 密切结合的方法，研究汽车主要使用性能与其结构参数之间的内在联系，探讨各种影响汽 车主要使用性能的因素，从而指出正确设计汽车，合理选用汽车，合理改装汽车，以及科 学有效地进行汽车试验的途径。通过本课程的学习，使得学生能够为后续专业课程如，汽 车运用工程、汽车运输工程学、汽车设计基础等课程打下理论基础。也为今后在实际工作 中，合理选用汽车、改装各种汽车（特种汽车、专用汽车和汽车装卸机械化）、新型汽车设 计、正确地进行汽车试验等创造条件。 二、实践教学的目的及学生应达到的实验能力标准 1. 通过实验加深学生对基础理论知识的理解，促进所学知识向能力的转化；培养学生 的动手能力、观察能力、分析和解决问题能力以及科学求实精神与创新精神。 2. 通过本课程的实验教学，使学生加深对课堂教学内容的理解，培养学生使用汽车性 能测试仪的能力和运用实验方法对汽车各种性能作出评价的能力。 三、学时分配 学时分配：本课程总学时为 64，其中实验环节为 4 教学文件：余志生《汽车理论》第三版，机械工业出版社，2004 四、主要设备与器材配置 主要设备有： 1．试验汽车一部； 2．DEWE2010 数据采集分析系统； 3．CDS-DFL-1A 燃油流量计； 4．KB103SV-100 座垫传感器； 3．MSW/S 转向盘转角和力矩传感器； 5．Microstar 雷达测速与距离传感器； 6．Rate Gyroscope(CRS02)硅位陀螺仪； 7．其他耗材、汽油等。 五、实验内容及基本要求 序号 实验项目名称 学 时 实验内容与要求 实验类型 必开/ 选开 1 汽车一般参数的 测定 2 1.汽车尺寸参数的测定； 2.汽车重量参数的测定； 3.汽车重心位置的测定； 要求学生掌握实验方法、实验 步骤，并填写实验报告 验证 选开 1
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 了解DEE2010数据采集分析 系统、CDS-DL-1A刑燃油流量 2 汽车燃料经济性 实验 2 计工作原理及使用方法：堂 综合 必开 汽车油耗试验的条件和方法， 实验数据处理方法。 了解DEE2010数据采集分析 系统的使用方法、车速与距离 汽车制动性实黔 2 传感器结构和工作原理 ,掌握 验证 必开 汽车制动性试验的方法，实验 数据处理方法。 掌握振动加速度的测量及数据 处理方法。通过加权加速府均 汽车平顺性实验 2 方根值对汽车行驶平顺性进有 评价， 学会使用汽车行驶平 验证 选开 性的实验仪器和设备，掌握实 验方法。 六、实验考核办法 1.实验报告内容包括 a)实验目的 b)实验所用仪器和设备 c)实验方法和步骤 ①)实验结果的处理 e)思考题 2.考核方式 )实验课按照实际操作考核、实验报告累计折算等方式进行考核。 b)实验课考核成绩按百分制或优、良、中、及格、不及格五个等级制评定 c)实验报告成绩占10%比例。 执笔：龚国庆 审阅：王国权
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 2 汽车燃料经济性 实验 2 了解 DEWE2010 数据采集分析 系统、CDS-DFL-1A 型燃油流量 计工作原理及使用方法；掌握 汽车油耗试验的条件和方法， 实验数据处理方法。 综合 必开 3 汽车制动性实验 2 了解 DEWE2010 数据采集分析 系统的使用方法、车速与距离 传感器结构和工作原理，掌握 汽车制动性试验的方法，实验 数据处理方法。 验证 必开 4 汽车平顺性实验 2 掌握振动加速度的测量及数据 处理方法，通过加权加速度均 方根值对汽车行驶平顺性进行 评价，学会使用汽车行驶平顺 性的实验仪器和设备，掌握实 验方法。 验证 选开 六、实验考核办法 1．实验报告内容包括 a) 实验目的 b) 实验所用仪器和设备 c) 实验方法和步骤 d) 实验结果的处理 e) 思考题 2．考核方式 a) 实验课按照实际操作考核、实验报告累计折算等方式进行考核。 b) 实验课考核成绩按百分制或优、良、中、及格、不及格五个等级制评定。 c) 实验报告成绩占 10%比例。 执笔：龚国庆 审阅：王国权 2
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 目录 实验教学大纲…(1) 实验学时安排…(4) 学生实验守则…(5) 实验一汽车一般参数的测定…(6)》 实验二汽车燃料经济性实验…(9) 实验三汽车制动性实验…(13) 实验四汽车平顺性实验… (16) 附件一： 实验报告1（格式）…(19) 实验报告2（格式）…(21) 实验报告3（格式） …(22 实验报告4（格式）…(23) 附件二：常用仪器和设备 1、DEWE-2010汽车性能综合测试系统…(24) 2、Microstar速度传感器…(25) 3、CDS-DL-1A撚油流量计… …(26) 4、ZD儿-1型便携式人体振动计…(27)
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 目 录 实验教学大纲……………………………………………………………………（1） 实验学时安排……………………………………………………………………（4） 学生实验守则……………………………………………………………………（5） 实验一 汽车一般参数的测定……………………………………………………（6） 实验二 汽车燃料经济性实验……………………………………………………（9） 实验三 汽车制动性实验………………………………………………………（13） 实验四 汽车平顺性实验………………………………………………………（16） 附件一： 实验报告 1（格式）………………………………………………………………（19） 实验报告 2（格式）………………………………………………………………（21） 实验报告 3（格式）………………………………………………………………（22） 实验报告 4（格式）………………………………………………………………（23） 附件二：常用仪器和设备 1、DEWE-2010 汽车性能综合测试系统………………………………………（24） 2、Microstar 速度传感器……………………………………………………（25） 3、CDS-DFL-1A 燃油流量计……………………………………………………（26） 4、ZDJ-1 型便携式人体振动计…………………………………………………（27） 3
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 实验学时安排 1.汽车总体参数的测定（选开） 2学时 2汽车燃科经济性实验（必开） 2学时 3.汽车制动性实验（必开） 2学时 4汽车平顺性实验（选开）》 2学时
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 实验学时安排 1.汽车总体参数的测定（选开） 2 学时 2.汽车燃料经济性实验（必开） 2 学时 3.汽车制动性实验（必开） 2 学时 4.汽车平顺性实验（选开） 2 学时 4
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 学生实验守则 1.学生必须按教学计划规定的时间来实验室上实验课，不得迟到早退。 2.不准动用与本次试验无关的仪器、设备和室内其他设施。 3.学生实验前要做好预习，认真阅读实验指导书，复习有关基础理论并接受教 师提问检查。 4.一切准备工作就绪后，必须经指导教师同意，方可动用仪器设备进行试验。 5.实验中要注意安全，使用仪器设备要遵守操作规程，尽量节约水、电和其他 消耗材料。 6.实验后必须将使用的仪器、设备交还指导教师检查并清扫实验场地，经老师 同意后，方可离开实验室。 7.违反操作规程或擅自动用其他仪器、设备造成损坏者，由事故人作出书面检 查，视情节轻重赔偿部分或全部损失
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 学生实验守则 1.学生必须按教学计划规定的时间来实验室上实验课，不得迟到早退。 2.不准动用与本次试验无关的仪器、设备和室内其他设施。 3.学生实验前要做好预习，认真阅读实验指导书，复习有关基础理论并接受教 师提问检查。 4.一切准备工作就绪后，必须经指导教师同意，方可动用仪器设备进行试验。 5.实验中要注意安全，使用仪器设备要遵守操作规程，尽量节约水、电和其他 消耗材料。 6.实验后必须将使用的仪器、设备交还指导教师检查并清扫实验场地，经老师 同意后，方可离开实验室。 7. 违反操作规程或擅自动用其他仪器、设备造成损坏者，由事故人作出书面检 查，视情节轻重赔偿部分或全部损失。 5
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 实验一汽车一般参数的测定 一、实验目的 了解汽车的简要技术特性，为初步评价汽车的主要使用性能及性能试验提 供依据。 二、实验用的仪器和设备 1.皮卷尺、钢卷尺： 2.角度尺： 3.地磅： 4.上海桑塔纳3000轿车： 三、实验方法和步聚 1.汽车尺寸参数的测定 将汽车停在水平路面上，用皮卷尺测量汽车的外形尺寸： ①汽车外部长度（总长）一可以直接测量通过汽车前后最边缘点的铅垂 平面之间的距离来确定这个参数。总长可以在汽车任何载载荷状况下测量。 ②汽车外廓宽度（总宽）一同总长的确定方法相似，应该测量通过汽车左 右最边缘的点的铅垂平面之间的距离。在这种情况下，非标准的附加装备（反光 镜、转向标等)不应该作为测量的基准。 ③汽车外廓高度（总高）—这个参数应在汽车空载和满载状况下进行。 ④轴距一一应用皮尺直接测量汽车左右两侧车轮中心之间的这个距离。在 测量轴距的同时还应测定汽车的前后悬。 6
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 实验一 汽车一般参数的测定 一、实验目的 了解汽车的简要技术特性，为初步评价汽车的主要使用性能及性能试验提 供依据。 二、实验用的仪器和设备 1.皮卷尺、钢卷尺； 2.角度尺； 3.地磅； 4.上海桑塔纳 3000 轿车； 三、实验方法和步聚 l. 汽车尺寸参数的测定 将汽车停在水平路面上，用皮卷尺测量汽车的外形尺寸； ① 汽车外部长度(总长)——可以直接测量通过汽车前后最边缘点的铅垂 平面之间的距离来确定这个参数。总长可以在汽车任何载载荷状况下测量。 ② 汽车外廓宽度(总宽)——同总长的确定方法相似，应该测量通过汽车左 右最边缘的点的铅垂平面之间的距离。在这种情况下，非标准的附加装备(反光 镜、转向标等)不应该作为测量的基准。 ③ 汽车外廓高度(总高)——这个参数应在汽车空载和满载状况下进行。 ④ 轴距——应用皮尺直接测量汽车左右两侧车轮中心之间的这个距离。在 测量轴距的同时还应测定汽车的前后悬。 6
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 ⑤轮距（前轮轮距、后轮轮距）一用皮卷尺或钢卷尺测量沿前轴及后轴左 右轮胎对称平面之间的距离。 轮胎的对称平面是在轮胎的胎面上确定的，当车轮有外顿时，可以在左右 车轮的胎面上离地面同一高度处涂以白粉或颜料，然后将汽车推动，在支承面 上作出清晰的印迹，再进行测量。 ⑧车轮静力半径一用钢卷尺（或高度卡尺）测量支承面到车轮中心的距 离。 ⑨车轮滚动半径一在后轮前方的支承面上涂一道有色的颜料，然后使汽 车以3一5公里/小时的速度直线向前行驶。轮胎面粘上颜料后便在支承面上以 一定间隔连续留下印迹。测量印迹之间的距离，按下式确定车轮的滚动半径： 式中：s一前后两印迹之间的距离，m。 式中：一在ΣS的距离内，印迹间隔的数目。 2.汽车重量参数的测定 ①汽车自重一包括附件（工具和备胎等），并灌满燃料和水，车厢内无驾 驶员和乘客。 ②汽车总重一包括附件、灌满燃料和水，装有额定载荷，车厢内乘有定 员数目的乘客（包括驾驶员，每人按75kg计）。 ③汽车前后轴荷重。 实验测定时，依次将汽车的前轮及后轮放在地磅的平台上称重。然后将汽 车调头，重复以上测量。最后称重值取正反测量时的算术平均值。 在称重时，汽车的制动器应全部放松，变速器挂空挡，发动机应停止工作。 3.汽车重心位置的测定 ①汽车重心至前、后轴中心的距离一将汽车在空载和满载状况下，前、 后轴载荷的秤重结果加以计算后确定，这时 G:L,m: a2G。 式中：a和b一分别为汽车重心至前、后轴中心的距离，m: 7
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 ⑤ 轮距(前轮轮距、后轮轮距)——用皮卷尺或钢卷尺测量沿前轴及后轴左 右轮胎对称平面之间的距离。 轮胎的对称平面是在轮胎的胎面上确定的，当车轮有外顿时，可以在左右 车轮的胎面上离地面同一高度处涂以白粉或颜料，然后将汽车推动，在支承面 上作出清晰的印迹，再进行测量。 ⑧ 车轮静力半径——用钢卷尺(或高度卡尺)测量支承面到车轮中心的距 离。 ⑨ 车轮滚动半径——在后轮前方的支承面上涂一道有色的颜料，然后使汽 车以 3～5 公里/小时的速度直线向前行驶。轮胎面粘上颜料后便在支承面上以 一定间隔连续留下印迹。测量印迹之间的距离，按下式确定车轮的滚动半径： 2π s rs = , m 式中：s—前后两印迹之间的距离，m。 n s rs 2π ∑= , m 式中：n—在∑S 的距离内，印迹间隔的数目。 2. 汽车重量参数的测定 ① 汽车自重——包括附件(工具和备胎等)，并灌满燃料和水，车厢内无驾 驶员和乘客。 ② 汽车总重——包括附件、灌满燃料和水，装有额定载荷，车厢内乘有定 员数目的乘客(包括驾驶员，每人按 75kg 计)。 ③ 汽车前后轴荷重。 实验测定时，依次将汽车的前轮及后轮放在地磅的平台上称重。然后将汽 车调头，重复以上测量。最后称重值取正反测量时的算术平均值。 在称重时，汽车的制动器应全部放松，变速器挂空挡，发动机应停止工作。 3. 汽车重心位置的测定 ① 汽车重心至前、后轴中心的距离——将汽车在空载和满载状况下，前、 后轴载荷的秤重结果加以计算后确定，这时 L G G a a 2 = , m； L G G b a 1 = , m； 式中：a 和 b—分别为汽车重心至前、后轴中心的距离，m； 7
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 G,和G2一分别为汽车前、后轴的荷重，kg: G,一为汽车总重(G=G,+G),kg: L一为汽车轴距(L=a+b),m。 ②汽车重心高度—将汽车的前轮（或后轮）拾起一定高度，后轮（或前轮） 置于地磅的平台上，然后测定地磅的指示读数及汽车的倾角。将所得读数代入 下式，即得重心高度。 4-兽aga+r 式中：a一汽车倾角，。： △G,一后轮荷重的增量，即汽车水平放置时后轮载荷同汽车倾斜时荷重的 差值，kg ,一车轮半径m。 在2~3种不同的倾角(8°、10°、12°)情况下，分别支起前（后）轮测 定重心高度，最后取其平均值。 在实验秤重时，汽车车轮不应作用有切向力，因此必须放松手制动器，变 速器挂空挡。 四、实验结果的处理 将上述各项测量结果分别填入已经准备好的记录表格内。 汽车尺寸参数 序号总长总宽总高前轮距后轮距轴距车轮静力半径 (mm)(mm）(mm)(mm) (mm) (mm) (mm) 2 平均 汽车重量参数 序号 载荷 左前轮荷重右前轮荷重左后轮荷重右后轮荷重 (kg) (kg) (kg) (kg) 1 空车 2(调头 空车 平均 空车
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 G1和 G2—分别为汽车前、后轴的荷重，kg； Ga—为汽车总重（Ga＝G1+G2），kg； L—为汽车轴距（L＝a+b），m。 ②汽车重心高度——将汽车的前轮(或后轮)拾起一定高度，后轮(或前轮) 置于地磅的平台上，然后测定地磅的指示读数及汽车的倾角。将所得读数代入 下式，即得重心高度。 r a g rctg G G h +⋅ Δ = α 2 式中:α —汽车倾角，°； ΔG2 —后轮荷重的增量，即汽车水平放置时后轮载荷同汽车倾斜时荷重的 差值，kg； rr —车轮半径 m。 在 2～3 种不同的倾角(8°、10°、12°)情况下，分别支起前（后）轮测 定重心高度，最后取其平均值。 在实验秤重时，汽车车轮不应作用有切向力，因此必须放松手制动器，变 速器挂空挡。 四、实验结果的处理 将上述各项测量结果分别填入已经准备好的记录表格内。 汽车尺寸参数 序号 总长 (mm) 总宽 (mm) 总高 (mm) 前轮距 (mm) 后轮距 (mm) 轴距 (mm) 车轮静力半径 (mm) 1 2 平均 汽车重量参数 序号 载荷 左前轮荷重 (kg) 右前轮荷重 (kg) 左后轮荷重 (kg) 右后轮荷重 (kg) 1 空车 2（调头） 空车 平均 空车 8
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 1 满载 2(调头)满载 平均 满载 汽车重心高度 (车辆半径r,= 序号 汽车倾角 代车总质量后轴荷重G,拾起后后轴荷重G,汽车重心高度h。 G(kg) (kg) (kg) () 2 实验二汽车燃油经济性实验 一、实验目的 1.使学生掌握汽车燃料消耗油量的道路试验方法： 2.掌握汽车性能综合测试系统、油耗仪、车速测量仪等仪器和设备的性能 及使用方法： 3.使学生加深对汽车燃油经济性评价指标（等速百公里油耗、循环行驶工 况油耗)的认识和理解。 二、实验仪器和设备 1.汽车性能综合测试系统： 2.燃油流量计： 3.车速测量仪： 4.标杆。 三、实验要求 1、要求学生首先查资料(《汽车理论》教材、《乘用车燃料消耗量试验方法 (GB/T12545.1-2001)》),熟悉汽车燃油消耗量试验过程，了解测试设备和仪 器的使用方法。 2、按10人为一实验小组，各实验小组自己制定试验方法、安装及调试设备： 各实验小组提前将自己制定的试验方法，所需仪器和设备等报实验指导老师，由 实验室老师准备。指导教师只对关键过程进行指导。 3、要求学生记录实验数据、分析实验结果、撰写实验报告、答辩
北京信息科技大学 机电与车辆工程系 1 满载 2（调头） 满载 平均 满载 汽车重心高度 （车辆半径 ＝ ，m） r r 序号 汽车倾角α (°) 汽车总质量 (kg) Ga 后轴荷重G2 (kg) 抬起后后轴荷重G2 (kg) 汽车重心高度 hg (m) 1 2 3 实验二 汽车燃油经济性实验 一、实验目的 1. 使学生掌握汽车燃料消耗油量的道路试验方法； 2. 掌握汽车性能综合测试系统、油耗仪、车速测量仪等仪器和设备的性能 及使用方法； 3. 使学生加深对汽车燃油经济性评价指标（等速百公里油耗、循环行驶工 况油耗）的认识和理解。 二、实验仪器和设备 1. 汽车性能综合测试系统； 2. 燃油流量计； 3. 车速测量仪； 4. 标杆。 三、实验要求 1、要求学生首先查资料(《汽车理论》教材、《乘用车燃料消耗量试验方法 (GB／T12545．1-2001)》)，熟悉汽车燃油消耗量试验过程，了解测试设备和仪 器的使用方法。 2、按 10 人为一实验小组，各实验小组自己制定试验方法、安装及调试设备； 各实验小组提前将自己制定的试验方法，所需仪器和设备等报实验指导老师，由 实验室老师准备。指导教师只对关键过程进行指导。 3、要求学生记录实验数据、分析实验结果、撰写实验报告、答辩。 9