汽車動力性能檢測(ppt 54頁).ppt

1、1,項目二 汽車動力性能檢測,2,動力性評價指標,最高車速 加速性能 上坡能力,3,汽車的驅動力,4,一、滾動阻力,滾動阻力Ff是當車輪在路面上滾動時，由于兩者間的相互作用和相應變形所引起的能量損失的總稱。 滾動阻力等于滾動阻力系數與車輪載荷的乘積： Ff Wf,5,二、空氣阻力,汽車直線行駛時受到的空氣作用力在行駛方向上的分力稱為空氣阻力。 空氣阻力分為摩擦阻力與壓力阻力兩部分。 摩擦阻力是由于空氣的粘性在車身表面產生的切向力在行駛方向上的分力； 壓力阻力是作用在汽車外形表面上的法向壓力在行駛方向上的分力。 壓力阻力分為形狀阻力、干擾阻力、內循環(huán)阻力和誘導阻力等四部分,6,空氣阻力計算公式,

2、7,空氣阻力系數CD,CD值的大小和汽車外形關系極大，這就要求汽車外形的流線型好。CD值可通過風洞試驗測定。根據現代空氣動力學的原理，轎車車身常采用下列方法降低CD值。 1）整車 （1）在汽車側視圖上，它應前低后高，使車身呈l2的負迎角。這可減少流人車底的空氣量，使CD值下降，并可減少升力。 （2）在俯視圖上，車身兩側應為腰鼓形，前端呈半圓狀，后端有些收縮,8,9,空氣阻力系數CD,2）車身前部 （1）發(fā)動機罩向前下方傾斜，面與面的交接處為大圓弧的圓柱面。 （2）擋風玻璃為圓弧狀，盡可能躺平且與中部供起的車頂蓋圓滑過渡。前窗與水平線夾角為30左右時，CD值最低。 （3）前后玻璃支柱應圓滑，窗框

3、高出玻璃面的程度應盡可能小。 （4）用埋入式大燈、小燈和門把，燈的玻璃罩與車頭車尾組成圓滑的整體。 （5）后視鏡等凸出物的形狀應接近流線型。 （6）拱形保險杠與車頭連成連續(xù)圓滑的整體。 （7）在保險杠之下的車頭處，安裝適當長度的向前或前下方伸出的阻流板，雖然它本身產生一定的阻力，但它能抑制車頭處較大渦流的產生,10,空氣阻力系數CD,3)汽車后部 （1）在汽車側視圖上，后窗玻璃與水平線呈25夾角以下的稱為快背式車身；呈2550夾角的稱為艙背式車身。最好采用快背式或艙背式。 （2）在其后端裝有凸起的擾流板。它具有阻滯作用，使流過車身上表面氣流的速度降低，從而降低了垂直于后窗表面的負壓力的絕對值，

4、使空氣阻力減小。 （3）在外觀上有行李箱的稱為折背式車身，它的后窗玻璃與水平線盡可能呈30角，并采用短而高的行李箱,11,空氣阻力系數CD,4）車身底部 （1）所有零部件在車身下應盡量齊平，最好有平滑的底板蓋住底部。 （2）蓋板從車身中部或從車輪以后上翹約為6角，這可順利地引導車身下的氣流流向尾部，減少在車尾后形成的渦流，使CD值下降,12,5）發(fā)動機冷卻進風系統 恰當地選擇進出風口位置、尺寸和形狀，很好地設計通風道，在保證冷卻效果的前提下，盡量減少氣流內循環(huán)阻力。 隨著汽車的速度不斷提高，汽車的CD值在不斷地降低，如奧迪100型轎車在型基礎上采用優(yōu)化措施，使CD值由原來的0.42降至0.30

5、。預計在不久的將來，轎車CD值可達0.2。 隨著高速公路的發(fā)展，載貨汽車的外形設計也采用了減少CD值的方法。駕駛室頂蓋、擋 風玻璃及前勝在側視圖上具有大的圓弧，特別是整個駕駛室裝用導流板裝置，可大幅度減少CD值,13,三坡度阻力,汽車上坡行駛時，汽車重力沿坡道的分力稱為汽車上坡阻力F F Gsin (在坡度較大時 ) 道路坡度用坡道角及坡度i表示。 坡度是坡高h與相應的水平距離s之比，可用百分比表示的，即： i = h/s = tan= sin F G i ( 當坡度角不大時 ) 由于坡度阻力與滾動阻力都是與道路有關的阻力，而且都和汽車重力成正比所以可把這兩種阻力合在一起考慮，稱為道路阻力，用

6、F表示，即： F = Ff + Fi = fG cos + G sin = Gf +Gi = G(f+i) f + i = 稱為道路阻力系數，則： F = G,14,四、加速阻力,汽車加速行駛時，需要克服汽車質量加速運動時的慣性力，這就是加速阻力FJ。 汽車的質量包括平移質量和旋轉質量兩部分，加速時平移質量產生慣性力，旋轉質量（主要是曲軸、飛輪、離合器總成和所有車輪）產生慣性力偶力矩。為了計算方便，通常把旋轉質量的慣性力偶力矩轉化為平移質量的慣性力，計算時，用系數作為計入旋轉質量慣性力偶矩的汽車質量換算系數。因此，汽車加速時的加速阻力為： 主要和飛輪的轉動慣量、車輪的轉動慣量以及傳動系的傳動比

7、有關,15,汽車的行駛阻力為： F Ff 十 Fw 十Fi 十 Fj,16,汽車的驅動力平衡方程,汽車行駛時，作用于汽車的外力有驅動力和行駛阻力，它們相互平衡。表示汽車驅動力與行駛阻力之間關系的等式，稱為汽車的驅動力平衡方程，即： 或 說明汽車行駛中驅動力與各行駛阻力的平衡關系。 反映了汽車的結構參數與使用參數的內在聯系。 汽車驅動力平衡方程可由嚴格的受力分析推導而得,17,汽車行駛的驅動與附著條件,一 、汽車行駛的驅動條件 由汽車驅動力平衡方程可知： Ft = Ff+ Fw + Fi時，汽車將等速行駛； Ft Ff+ Fw + Fi時，汽車將加速行駛； Ft Ff+ Fw + Fi時，汽車將

8、無法開動或減速行駛以至停車。 可見汽車行駛的必要條件是： 稱為汽車的驅動條件,18,二 、汽車行駛的附著條件,在一定的輪胎與路面條件下，當驅動力增大到一定程度時，驅動輪將出現滑轉現象，增大驅動輪的轉矩，只能使驅動輪加速旋轉，地面明向反作用力并不增加。這表明汽車行駛還要受輪胎與路面附著條件的限制。 汽車行駛的附著條件可近似地寫成： Ft F,19,三、汽車的驅動與附著條件,將汽車的驅動條體與附著條件聯寫，則得： Ff+ Fw + Fi Ft F 上式即汽車行駛的驅動與附著條件，也是汽車行駛的充分與必要條件。 汽車行駛首先要滿足驅動條件，即汽車本身具有產生足夠驅動力的必要條件。 保證汽車正常行駛，

9、輪胎與地面必須有良好的附著性能，即附著力足夠大，地面才能在附著力的限制下對驅動輪作用足夠的切向反作用,20,四、影響附著系數的因素,影響附著系數的主要因素是：路面的種類和狀況、輪胎的結構和氣壓，還有其他一些使用因素。 1 路面的種類和狀況 2 輪胎的結構和氣壓 3 使用因素,21,汽車的驅動力一行駛阻力 平衡圖與動力特性圖,一、驅動力一行駛阻力平衡圖 前面已得到汽車的行駛驅動力方程： Ft = Ff + Fw + Fi + Fj 汽車驅動力方程表明了汽車行駛時驅動力和外界阻力之間的相互關系。， 可以確定汽車在節(jié)氣門全開時可能達到的最高車速、加速能力和爬坡能力,22,汽車行駛驅動力方程通常用圖解

10、法進行分析，比較清晰形象。 圖解法就是在汽車驅動力圖上再畫上汽車行駛中經常遇到的滾動阻力和空氣阻力曲線，作出汽車驅動力一行駛阻力平衡圖，并用來確定汽車的動力性。 圖上既有各檔的驅動力，又有滾動阻力以及滾動阻力和空氣阻力疊加后得到的行駛阻力曲線,23,汽車驅動力行駛阻力圖,24,汽車行駛最高速度圖解法,從圖上可以清楚地看出不同車速時驅動力和行駛阻力之間的關系。ft曲線與(FfFw)曲線的交點便是uamax。因為此時驅動力和行駛阻力相等，汽車處于相對穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。圖中最高車速為88kmh。 從圖上還可以看出，當車速低于最高車速時，驅動力大于行駛阻力。這樣，汽車就可以利用剩下來的驅動力加速或爬坡。

11、 當需要在60kmh等速行駛時，駕駛員可以減小節(jié)氣門開度(圖中虛線)，此時發(fā)動機只用部分負荷特性工作，相應地得到虛線所示驅動力曲線以使汽車達到新的平衡,25,汽車的動力特性圖,利用汽車的驅動力一行駛阻力平衡圖，可以確定一臺汽車的最高車速、加速能力和上坡能力，可以評價同一類型汽車的動力性，但它不能用于評價不同類型汽車的動力性。因為汽車的道路阻力和加速阻力均與汽車重力成正比，空氣阻力則與汽車外形等因素有關，所以不能單純根據汽車驅動力的大小，簡單地判定汽車的動力性。 需要有一個既考慮驅動力又包括汽車重力和空氣阻力的綜合性參數。為此將汽車驅動力平衡方程進行一定的變換，即可求得評價不同汽車的動力性參數：

12、 汽車的動力因數 D,26,汽車的動力特性圖,27,一)汽車的動力因數和動力特性圖,由汽車行駛驅動力方程： 將汽車行駛動力方程兩邊除以汽車重力。當較小時，經整理得,28,汽車的動力特性圖,29,汽車的功率平衡,汽車行駛時，其驅動力和行駛阻力是相互平衡的，汽車發(fā)動機輸出功率和汽車行駛的阻力功率也總是平衡的。在汽車行駛時的每一時刻，發(fā)動機發(fā)出的功率始終等于機械傳動損失與全部運動阻力所消耗的功率。 汽車功率平衡方程式,30,影響汽車動力性的主要因素,為了提高汽車的動力性，使汽車具有合理的動力性參數，必須對影響汽車動力性的各種因素進行分析。影響汽車動力性的主要因素有： 發(fā)動機特性； 傳動系參數； 汽車

13、質量和使用因素等,31,一、發(fā)動機特性,發(fā)動機特性受其結構型式的影響，不同種類的發(fā)動機有不同的特性。 活塞式發(fā)動機的汽車在車速低時后備功率小，能提供的驅動力也小，這是因為該發(fā)動機在低轉速時功率較小，若不配備變速器，只能通過很小的坡度。汽車上配備的發(fā)動機的功率越大,則汽車的動力性越好，但功率過大，會使經濟性降低。 為了評價汽車的動力性能，可用汽車的比功率作為指標。 比功率是發(fā)動機最大功率Pemax與汽車總質量m之比，即Pm，也稱功率利用系數，其值大小因汽車型式的不同而異。 汽車發(fā)動機的轉矩特性對汽車動力性有很大影響。 低速發(fā)動機，其轉矩變化較大，適應性系數稍高，在低速范圍內，具有較大的轉矩，但轉

14、速低將導致功率下降，降低了高速行駛時的汽車動力性。 高速發(fā)動機，其轉矩變化較小，適應性系數稍減，但選擇了適當的傳動系后，可以使轉矩隨轉速增加而下降緩慢,32,二、傳動系參數,傳動系對汽車動力性的影響取決于主減速器傳動比、變速器檔數與傳動比等。 (一)主減速器傳動比 對于裝有一定發(fā)動機的汽車，其動力性可因改變主減速器傳動比i o而有所變化。 從提高汽車的加速性出發(fā)，io應盡可能大，但若過分增大io，將使汽車最高速度uamax減小，并使發(fā)動機以較高轉速工作，而影響其壽命。 由于io加大，與之相應的主傳動器外形尺寸加大，使結構過于復雜，并減小驅動橋的離地間隙，影響汽車的通過性,33,三、汽車總質量,

15、汽車總質量增加，則汽車動力性能下降。所以，減輕汽車自重，會改善汽車的動力性、對具有相同載質量的不同汽車，其自重較小者，總質量亦較小，因而動力性較好。對于自重占汽車總質量比例較大的轎車，減輕自重所得的效果亦顯著。 在貨車中，為了提高運貨量，采用掛車，則汽車總質量增加，汽車動力性變差，即汽車帶上整車后的平均行駛速度將有所降低，但由于運貨量增加，只要運輸生產率增加，對汽車運輸仍是有利的,34,四、使用因素,汽車的動力性還在不同程度上受到汽車運行條件的影響， 如道路、氣候、海拔高度、駕駛技術、技術維護與調整、交通規(guī)則與運輸組織等。 在汽車使用過程中，加強維護，采用正確的駕駛方法，合理的運輸組織，充分發(fā)

16、揮汽車的動力性能，以提高運輸速度與運輸生產率,35,發(fā)動機綜合性能檢測,一. 發(fā)動機綜合性能檢測的基本內容及特點 發(fā)動機是汽車的動力源，是汽車的心臟，汽車的一些基本技術性能都直接或間接地與發(fā)動機的相關性能相聯系。所以發(fā)動機綜合性能的檢測對整車性能的了解至關重要。 發(fā)動機技術狀況變化的主要外觀癥狀有：功率下降，燃料與潤滑油消耗量增加，起動困難，漏水、漏油、漏氣、漏電以及運轉中有異常響聲等,36,發(fā)動機綜合性能檢測,發(fā)動機臺架試驗是發(fā)動機拆離汽車以測功機吸收發(fā)動機的輸出功率進行定量測定； 發(fā)動機綜合性能檢測裝置主要是在檢測線上或汽車調試站內就車對發(fā)動機各系統的工作狀態(tài)，如發(fā)動機功率、點火、噴油、電

17、控系統和傳感元件以及進排氣系統和機械工作狀態(tài)等的靜態(tài)和動態(tài)參數進行分析，為發(fā)動機技術狀況判斷和故障診斷提供科學依據，有專家系統的發(fā)動機綜合分析儀還具有故障自動判斷功能，有排氣分析選件的綜合分析儀還能測定汽車排放指標,37,發(fā)動機綜合性能檢測,發(fā)動機臺架試驗是發(fā)動機拆離汽車以測功機吸收發(fā)動機的輸出功率進行定量測定； 發(fā)動機綜合性能檢測裝置主要是在檢測線上或汽車調試站內就車對發(fā)動機各系統的工作狀態(tài)，如發(fā)動機功率、點火、噴油、電控系統和傳感元件以及進排氣系統和機械工作狀態(tài)等的靜態(tài)和動態(tài)參數進行分析，為發(fā)動機技術狀況判斷和故障診斷提供科學依據，有專家系統的發(fā)動機綜合分析儀還具有故障自動判斷功能，有排氣

18、分析選件的綜合分析儀還能測定汽車排放指標,38,發(fā)動機綜合分析儀的基本功能,1)無外載測功功能即加速測功法。 (2)檢測點火系統。初級與次級點火波形的采集與處理，平列波、并列波與重疊波和重疊角的處理與顯示，斷電器閉合角和開啟角，點火提前角的測定等。 (3)機械和電控噴油過程各參數(壓力、波形、噴油、脈寬、噴油提前角等)的測定。 (4)進氣歧管真空度波形測定與分析。 (5)各缸工作均勻性測定。 (6)起動過程參數(電堰、電流、轉速)測定。 (7)各缸壓縮壓力判斷。 (8)電控供油系統各傳感器的參數測定。 (9)萬用表功能 (10)排氣分析功能,39,發(fā)動機綜合性能檢測儀特點,發(fā)動機綜合性能檢測儀

19、具有以下特點: (1)動態(tài)的測試功能 它的傳感系統和信號采集與記憶存儲系統能迅速準確地捕獲發(fā)動機各瞬變參數的時間函數曲線，這些動態(tài)參數才是劉發(fā)動機進行有效判斷的科學依。 (2)通用性 測試過程不依據被檢車輛的數據卡(即測試軟件)；只針對基本結構和各苧統的形式和工作原理進行測試，因此它的檢測結果具有良好的普遍性，其檢測方法同樣也具有最廣泛的通用性。 (3)主動性 發(fā)動機綜合檢測儀不僅能適時采集發(fā)動機的動態(tài)參數，而灶還能主動地發(fā)出指令干預發(fā)動機工作，以完成某些特定的試驗程序，如斷缸試驗等。由動力特性圖可確定汽車的最高車速、加速能力、最大爬坡度,40,發(fā)動機綜合性能檢測儀,41,二.發(fā)動機綜合性能檢

20、測裝置的基本組成,由信號提取系統、信息處理系統、采控顯示系統三大部分組成。 信號提取系統 信號提取系統的任務在于提取汽車被測點的參數值，鑒于被測點的機械結構和參數性質不同，信號提取裝置必須具有多種形式以適應不同的測試部位。 ）接觸式 ）非接觸式,42,信號提取系統,43,點火系統檢測與波形分析,一)點火系檢測 首先使用先進電子技術的當屬點火系統，而形式結構和工作原理更新最快的也非點火系統莫屬?，F用點火系統大體分為以下四類，它們在檢測時的接線有所不同，必須區(qū)別對待。 (1)由電磁、紅外或霍爾元器件構成的非接觸式斷電器組成的點火系統稱為無觸點點火器，其放大電路又分晶體管電路和電容放電電路兩種。 (

21、2)ECU控制的點火系由Ecu中的微處理器根據曲軸轉角傳感器的信號確定點火時刻，因而它沒有斷電器，只有分電器，根據Ecu送來的信號直接控制點火線圈初級電路的通斷。 (3)無分電器點火系統是當前最先進的點火系統，曲軸傳感器送來的不僅有點火時刻信號，而且還有氣缸識別信號，從而使點火系統能向指定的氣缸在指定的時刻送去點火信號。這就要求每缸配有獨立的點火線圈或兩個氣缸配一個點火線圈，即六缸機為一、六缸，二、五缸和三、四缸分別共用一個點火線圈，即共有三個點火線圈。顯然每一個點火線圈點火時，總有一個缸是空點火，檢測時應注意到這一點,44,二)點火波形分析,1傳統式點火系波形 。在發(fā)動機綜合性能分析儀的操作

22、面板上按菜單選擇和確認按鈕，使采控系統進入波形顯示狀態(tài)，即可得到點火波形(具體的操作步驟需按所用儀器的使用說明書進行)。 1)單缸波形 圖3-34所示為發(fā)動機l500rmin時的單缸標準二次波形圖。 圖中波形上各點的含義如下： a為斷電器觸點打開，二次電壓急劇上升；ab為擊穿電壓；bc為電容放電； cd為電感放電，稱為火花線；de為火花消失后，剩余磁場能維持的衰減振蕩； e點為斷電器觸點閉合，ef為觸點閉合導致的負電壓，并引起閉合振蕩；從左至右，ae為觸點打開的全部時間，ea為觸點閉合的全部時間。 如果時間用分電器凸輪軸轉角表示，則ae為斷電器觸點張開角，ea為斷電器觸點閉合角,45,多缸平列

23、波形和多缸并列波形,多缸平列波 即在屏幕上從左至右按點火次序將所有各缸點火波形首尾相連的一種排列方式。六缸發(fā)動機的標準二次平列波形如圖3-36所示,46,多缸平列波形和多缸并列波形,多缸并列波 即在屏幕上從下到上按點火次序將所有各缸點火波形之首對齊并分別放置的一種排列方式，六缸發(fā)動機的標準二次并列波形如圖3-37所示,47,多缸重疊波形,多缸重疊波形 是將各單缸波形之首對齊并重疊在一起的排列方式。六缸發(fā)動機的標準二次重疊波形如圖3-35所示,48,波形上的故障反映區(qū),如果實波形與標準波形相比有差異，說明點火系有故障。傳統點火系的故障在波形上有四個主要反映區(qū)，如圖3-38所示。 圖中A區(qū)為斷電器

24、觸點故障反映區(qū)，B區(qū)為電容器、點火線圈故障反映區(qū)，c區(qū)為電容器、斷電器觸點故障反映區(qū)，D區(qū)為配電器、火花塞故障反映區(qū),49,三、發(fā)動機功率的檢測,發(fā)動機的有效功率是曲軸對外輸出的功率，是一個綜合性評價指標、通過該指標可以定性地確定發(fā)動機的技術狀況，并定量地獲得發(fā)動機的動力性。檢測發(fā)動機有效功率的方法，有穩(wěn)態(tài)測功和動態(tài)測功兩種。 (一)穩(wěn)態(tài)測功 穩(wěn)態(tài)測功是指發(fā)動機在節(jié)氣門開度一定、轉速一定和其他參數保持不變的穩(wěn)定狀態(tài)下，在測功器上測定功率的一種方法。 常見的測功器有水力測功器、電力測功器和電渦流測功器等。測功器可測出發(fā)動機的轉速和轉矩，然后通過計算得出功率。 穩(wěn)態(tài)測功時，不論發(fā)動機的工作行程數和形式如何其有效功率Pe (kW)、有效轉矩Te ，和轉速n均具有下列關系： Pe = Te n / 9550 式中： Te 一發(fā)動機有效轉矩(Nm)； n發(fā)動機轉速(rmin,50,動態(tài)測功,動態(tài)測功是指發(fā)動機在節(jié)氣門開度和轉速等均為變動的狀態(tài)下，測定其功率的一種方法。動態(tài)測功時，無需對發(fā)動機施加外部負荷，故又稱為無負荷測功或無外載測功。 動態(tài)測功的基本方法是： 當發(fā)動機在怠速或處于空載某一低速下運轉