汽车动力性与检测

第二章汽车动力性与检测•第一节汽车动力性能指标•第二节汽车的驱动力•第三节汽车的行驶阻力•第四节汽车驱动力平衡方程•第五节汽车行驶的驱动与附着条件•第六节汽车的驱动力汽车动力性：是指在良好、平直的路面上行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车动力性主要应由汽车的加速性、最高车速和最大爬坡度这三个方面的指标来评定。评价汽车动力性时，由于汽车用途和使用条件的不同，要求也不一样。①公路干线上行驶②市内行驶第一节汽车动力性指标一、汽车的加速能力（加速时间、加速距离）汽车的加速能力是指在行驶中迅速增加行驶速度的能力。通常用汽车加速时间来评价。加速时间是指汽车以厂定最大总质量状态在风速≤3m/s的条件下，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，由某一低速加速到某一高速所需的时间，用t表示，单位为s。汽车加速时间分原地起步加速时间与超车加速时间两种。二、汽车的最高车速汽车的最高车速是指汽车以厂定最大总质量状态在风速≤3m/s的条件下，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，汽车能够达到的最高稳定行驶速度，用表示单位为㎞/h。三、汽车的最大爬坡度汽车的上坡能力是用满载时汽车在良好路面上的最大爬坡度来表示的。第一节汽车动力性指标•一、汽车的驱动力•发动机曲轴输出转矩作用于路面的力。•二、汽车驱动力的影响因素•(1)发动机的速度特性•(2)传动系的机械效率•(3)车轮半径•三、汽车的驱动力图一般用驱动力与车速之间的函数关系曲线来全面表示汽车的驱动力，称为汽车的驱动力图。根据汽车发动机的外特性曲线、传动系的传动比、传动效率、车轮半径等参数，求出各个档位的发动机相应转速的驱动力值。第二节汽车的驱动力•汽车行驶时候存在4种阻力滚动阻力Ff空气阻力Fw上坡阻力Fi加速阻力Fj四项阻力称为汽车的行驶阻力•汽车行驶阻力F=Ff+Fw+Fi+Fj第三节汽车的行驶阻力第三节汽车的行驶阻力一、滚动阻力滚动阻力Ff是当车轮在路面上滚动时，由于两者间的相互作用和相应变形所引起的能量损失的总称。汽车在松软路面行驶时滚动阻力主要由路面变形引起；汽车在硬路面行驶时滚动阻力主要由轮胎变形引起。二、空气阻力1、产生和组成车辆相对于空气运动时，空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。2、空气阻力的组成空气阻力的组成摩擦阻力，占8%-10%形状阻力，占55%-60%干扰阻力，占12%-18%诱导阻力，占5%-8%内循环阻力，占10%-15%压力阻力包括：第三节汽车的行驶阻力第三节汽车的行驶阻力三、上坡阻力汽车上坡行驶时，汽车重力在坡道的分力称为汽车上坡阻力。汽车下坡时上坡阻力变为汽车行驶动力。四、加速阻力汽车加速行驶时，需要克服汽车质量加速运动时的惯性力，就叫加速阻力Fj•汽车的驱动力平衡方程•汽车行驶时，作用于汽车的外力有驱动力和行驶阻力，它们相互平衡。表示汽车驱动力与行驶阻力之间关系的等式，称为汽车的驱动力平衡方程即；•Ft=Ff=Fw+Fi+Fj第四节汽车的驱动力平衡方程1、汽车行驶的驱动条件Ft≥Ff+Fw+Fi2、汽车行驶的附着条件地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力F附。Ft≤F附3、汽车的驱动与附着条件Ff+Fw+Fi≤Ft≤F附≤Fzφ4、影响附着系数的因素主要有路面的种类和状况、轮胎的结构和气压，还有其他使用因素。第五节汽车的行驶的驱动与附着条件1、驱动力——行驶阻力平衡图2、汽车的动力特性图第六节汽车的驱动力--行驶阻力平衡图与动力特性图汽车行驶时，其驱动力和行驶阻力是相互平衡的，汽车发动机输出功率和功率也总是平衡的。在汽车行驶时的每一时刻，发动机发出的功率始终等于全部运动阻力所消耗的功率。第七节汽车功率平衡1、液力变矩器的特性2、装有液力变矩器汽车的动力第八节装有液力变矩器的动力特性•为了提高汽车的动力性，使汽车具有合理的动力性参数，必须对影响汽车动力性的各种因素进行分析。影响汽车动力性的主要因素有:发动机特性、传动系参数、汽车质量和使用因素等。•一、发动机特性•发动机特性受其结构型式的影响，不同种类的发动机有不同的特性。活塞式发动机的汽车在车速低时后备功率小，能提供的驱动力也小，这是因为该发动机在低转速时功率较小，若不配备变速器，只能通过很小的坡度。汽车上配备的发动机的功率越大，则汽车的动力性越好，但功率过大，会使经济性降低。为了评价汽车的动力性能，可用汽车的比功率作为指标第九节影响汽车动力性的主要因素二、传动系参数传动系对汽车动力性的影响取决于主减速器传动比、变速器档数与传动比等。(1)主减速器传动比(2)变速器参数变速器传动比，变速器档数三、汽车总质量汽车总质量对汽车的动力性有很大影响。除了空气阻力以外，所有运动阻力都与汽车总质量有关。在其他条件相同的情况下，汽车总质量增加，则汽车动力性能下降。所以，减轻汽车自重，会改善汽车的动力性。对具有相同载质量的不同汽车，其自重较小者，总质量亦较小，因而动力性较好。对于自重占汽车总质量比例较大的轿车，减轻自重所得的效果亦显著。在货车中，为了提高运货量，采用挂车，则汽车总质量增加，汽车动力性变差，即汽车带上挂车后的平均行驶速度将有所降低，但由于运货量增加，只要运输生产率增加，对汽车运输仍是有利的。第九节影响汽车动力性的主要因素四、使用因素汽车的动力性还在不同程度上受到汽车运行条件的影响，如道路、气候、海拔高度、驾驶技术、技术维护与调整、交通规则与运输组织等。在汽车使用过程中，加强维护，采用正确的驾驶方法，合理的运输组织，充分发挥汽车的动力性能，以提高运输速度与运输生产率。第九节影响汽车动力性的主要因素一、发动机综合性能检测的基本内容及特点1、发动机是汽车的动力源，是汽车的心脏，汽车的一些基木技术性能都直接或间接地与发动机的相关性能相联系。所以发动机综合性能的检测对整车性能的了解至关重要。2、发动机技术状况变化的主要外观症状有:功率下降，燃料与润滑油消耗量增加，起动困难，漏水、漏油、漏气、漏电以及运转中有异常响声等。3、发动机综合性能检测仪具有以下特点（1）动态的测试功能（2）通用性（3）主动性第十节发动机综合性能检测二、发动机综合性能检测装置的基本组成由信号提取系统、信息处理系统、采控显示系统第十节发动机综合性能检测•三、发动机功率的检测•发动机的有效功率是曲轴对外输出的功率，是一个综合性评价指标。通过该指标可以定性地确定发动机的技术状况，并定量地获得发动机的动力性。检测发动机有效功率的方法，有稳态测功和动态测功两种•(1)稳态测功和动态测功•稳态测功是指发动机在节气门开度一定、转速一定和其他参数保持不变的稳定下，在测功器上测定功率的一种方法。动态测功是指发动机在节气门开度和转速等均为变动的状态下，测定其功率的一种方法。（无负荷测功）第十节发动机综合性能检测•四、点火系统检测与波形分析(1)点火系检测(2)点火波形分析(3)无触点点火系波形(4)无分电器点火系统波形(5)故障波形分析第十节发动机综合性能检测•5、点火正时的检测点火正时是指正确的点火时间。点火时间一般用点火提前角(曲轴转角或凸轮轴转角)表示。当点火正时正确时，点火提前角处于最佳状态。然而，最佳点火提前角是随转速、负荷和汽油辛烷值等因素的改变而变化的。对于传统点火系，随转速和负荷的变化，是在动态情况下由分电器上离心式调节器和真空式调节器自动调节的;随辛烷值的变化，则是在静态情况下通过获得最佳初始点火提前角，亦即获得最佳分电器壳固定位置得到的。当使用的汽油辛烷值改变时，发动机的初始点火提前角亦即分电器壳的固定位置也要随之改变。第十节发动机综合性能检测•六、电控汽油喷射系统的检测电子燃油喷射系统，是用电脑控制燃油喷射以代替传统化油器的系统，简称为EFI系统。对于汽油机来说，也往往称为电控汽油喷射系统。电控汽油喷射系统原理框图如图3-59所示。汽车运行申，EFI系统中的各种传感器和开关，能将各种状态参数，诸如发动机转速、迸气流量、节气门位置、迸气温度、冷却水温度、曲轴位置、排气氧含量、爆燃燃烧、起动变速器档位、转向助力器工作情况、点火开关、空调开关等，转变为电信号输入微机。电信号经放大处理后，再由微机计算、比较，然后发出指令信号给喷油器、点火器和怠速控制阀等执行器，使发动机得到最佳混合比、最佳点火时间和最稳定的怠速，亦即使发动机的动力性、经济性和排气净化性等处于最佳状态。第十节发动机综合性能检测（1）电控喷油信号的检测（2）电控系统检测第十节发动机综合性能检测•七、进气歧笛真空波形测试往复式活塞发动机的进气过程是间歇的，这必然引起进气压力的脉动。可以想像进气歧管真空波形中必然隐含着丰富的与迸排气有关机构的性能信息，如配气机构、气门与活塞环等密封元件的参数变化。这必然会反映到进气歧管波形上，这样我们可以通过分析这一波形的办法实现本应拆卸发动机才能解决的问题，实现不解体检测。对于D型电控燃油喷射系统，进气压力还是计算机计量喷油量的重要参数。利用进气歧管真空波形还能分析凸轮轴的磨损情况、正时齿轮工作状态以及活塞的磨损情况等。第十节发动机综合性能检测•八、各缸压缩压力判断发动机气缸压缩压力不仅是其工作循环中重要的热力学参数，也是气门和活塞环密封性是否优良的指标。在发动机不解体检验过程中还不能使用缸压表测试这一参数，如果不是为了苛求这一指标的具体数值而只是做「粗略的估计，或者是只对各缸压缩压力是否均衡进行判断，那么测定发动机不点火的空转起动电机电流波形就可达到这一目的。•九、各缸工作均匀性判断•当发动机以某一稳定怠速运行时，其指示功率与该转速下的自身功耗平衡，当停止其中的一个工作缸时，总指示功率减小，发动机随即下降以寻求新的平衡点。如果发动机各缸工作能力均衡，则各缸轮换停止工作时转速下降的幅值应基本相等，反之将产生差异，这就是断缸试验法。第十节发动机综合性能检测•十、柴油机喷油压力波形检测柴油的自燃点比汽油约低200℃，可以在压缩行程末期喷人气缸自行着火燃烧，因此柴油机供油系并无电量可采集，这是柴油机检测的难点之一。发动机综合性能分析仪在检测柴油机的供油系时，首先要将非电量的供油压力转变成电量，在不解体检验作业中，只能用外卡式传感器。它以一定的预紧力卡夹在喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，如图3-69所示，油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，挤压外卡式传感器内的压电传感元件，产生压电电荷，经分析仪中的电荷放大器放大后供采控系统分析。第十节发动机综合性能检测图3-69柴油机外卡式油压传感器•十一、空气流量传感器的检测电控燃油喷射系统的空气流量传感器信号是计算机计量喷油量的主要参数，因而这一信号的检测就显得特别重要。空气流量传感器分为叶板式、卡门涡旋式和热线式三种，以下分述其检测方法。（1）热线式空气流量传感器（2）卡尔曼涡旋式空气流量传感器（3）叶板式空气流量传感器•十二、发动机异响的检测•发动机综合分析仪能观测到发动机异响产生的缸位、波形特征、波形幅度等，可实现快速诊断。（1）异响检测的基本原理（2）波形观测方法第十节发动机综合性能检测•底盘测功仪是一种不解体检验汽车性能的检测设备，是通过在室内台架上汽车模拟道路行驶工况的方法检查汽车动力性的一种方法。•一、汽车底盘测功机的基本结构及工作原理(1)汽车底盘测功机的基本结构主要有道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障及引导系统等构成。(2)工作原理•二、汽车底盘测功机的构造(1)道路模拟系统由路面模拟装置、功率吸收装置、惯性模拟装置(2)数据采集与控制系统1、车速信号采集2、驱动信号3、汽车底盘测功机控制系统第十一节驱动车轮输出功率检测(3)安全保障系统(4)引导与举升及滚筒锁定系统1、引导系统2、举升系统3、滚筒锁止系统•三、影响底盘测功机测试精度的因素（1）机械阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响（2）风冷式电涡流功率吸收装置的冷却风扇对汽车底盘输出功率测定值的影响（3）滚动阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响分析•四、汽车底盘测功机的使用与维护•底盘测功机是整车汽车动力性检测的必备设备，必须由专人负责管理，定期进行检查、