汽車使用性能

現(xiàn)代汽車概論主講人：吳躍成第四章汽車的使用性能主要內(nèi)容：4.1汽車動(dòng)力性4.2燃油經(jīng)濟(jì)性4.3汽車制動(dòng)性4.4操縱穩(wěn)定性4.5平順性與舒適性4.6通過性4.7汽車可靠性與壽命目標(biāo)和要求：4.1掌握汽車動(dòng)力性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.2掌握燃油經(jīng)濟(jì)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.3掌握汽車制動(dòng)性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.4了解操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.5了解平順性與舒適性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.6了解通過性的評(píng)價(jià)指標(biāo)4.7了解汽車可靠性與壽命評(píng)價(jià)指標(biāo)什么是汽車使用性能？都包括那些方面？汽車的使用性能是汽車在工作過程中所表現(xiàn)出來的特性。動(dòng)力性:有表征速度與力量;燃油經(jīng)濟(jì)性:表征能量消耗;制動(dòng)性與操縱穩(wěn)定性:有表征安全;行駛平順性與舒適性:有表征乘坐性能;通過性:表征在壞路上行駛能力;可靠性:有表征“健康”狀況;排放與噪聲污染:衡量對(duì)環(huán)境影響。4.1汽車動(dòng)力性定義：汽車動(dòng)力性是汽車按規(guī)定裝載后在水平良好路面上所能達(dá)到的性能。理解：動(dòng)力性是汽車最基本、最重要的性能。對(duì)轎車而言，用戶希望跑得快（速度大）和起速快（加速性好）；對(duì)卡車而言，用戶希望裝載多，速度能滿足要求等。評(píng)價(jià)指標(biāo)：①最高車速Uamax，單位km／h；②加速時(shí)間t，單位S；③最大爬坡度imax，單位％。評(píng)價(jià)指標(biāo)之二——加速時(shí)間超車加速時(shí)間是汽車用最高擋（或次高擋）以某一較低車速穩(wěn)定行駛，然后用最大的油門全力加速至某一較高車速所需要的最短時(shí)間，中途不變換擋位。超車加速時(shí)間中型卡車20—60km／h約為30～40s，轎車40～80km／h超車加速時(shí)間約為12—18s。評(píng)價(jià)指標(biāo)之三——最大爬坡度定義：汽車的最大爬坡度是滿載時(shí)所能爬上的最大道路縱坡，單位為％（坡度為道路縱向坡角的正切值）。理解：汽車爬坡時(shí)要使用1擋或最低擋（有的汽車專門設(shè)有傳動(dòng)比很大的爬坡?lián)酰Ｃ裼闷嚧蠖鄶?shù)情況下都是在公路上行駛，不太強(qiáng)調(diào)爬坡能力。經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車需要適當(dāng)?shù)呐榔履芰ΑＲ话忝裼闷囎畲笈榔露炔怀^30％（約15°）。而越野汽車和工程用車由于經(jīng)常在壞路或無路條件下行駛，其爬坡能力是一個(gè)非常重要的參數(shù)，最大爬坡度一般為60％左右，約30°的縱坡。動(dòng)力性影響因素汽車的動(dòng)力性主要由發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、傳動(dòng)系參數(shù)（主傳動(dòng)比及各擋傳動(dòng)比）、汽車總質(zhì)量等參數(shù)決定。汽車的輪胎、外形、駕駛技術(shù)等都對(duì)動(dòng)力性有較大影響。4.2燃油經(jīng)濟(jì)性汽車燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車使用經(jīng)濟(jì)性中最重要的一部分。評(píng)價(jià)指標(biāo)：汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性常用在一定工況下行駛100km所消耗的最低燃油量來評(píng)價(jià)，即百公里油耗量，單位為L／100km。。這個(gè)值越小，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性越好。

評(píng)價(jià)指標(biāo)之一：等速百公里油耗百公里油耗分為等速百公里油耗和使用百公里油耗兩種。解釋：等速百公里油耗量是汽車生產(chǎn)廠家在試車場上試驗(yàn)出來的。它是由汽車專家先將試驗(yàn)車及發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整到最佳技術(shù)狀態(tài)，按規(guī)定裝載后，在水平良好、且沒有任何其他車輛和人員的道路上勻速行駛時(shí)測試出來的。只表明了汽車所能達(dá)到的最節(jié)油的狀態(tài)。試驗(yàn)中只有勻速行駛，沒有起動(dòng)、起步、加減速、轉(zhuǎn)彎，更沒有剎車和停車。所以這一指標(biāo)只具有參考價(jià)值。評(píng)價(jià)指標(biāo)之二：使用百公里油耗使用百公里油耗量是包括各種行駛工況和交通狀況的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。解釋：我國國家標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定了卡車六工況循環(huán)和客車的四工況循環(huán)的試驗(yàn)規(guī)范。歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)規(guī)定了15工況循環(huán)試驗(yàn)規(guī)范等。在試驗(yàn)過程中分別測定循環(huán)工況下的百公里油耗量和某些特定速度的等速百公里油耗量，然后按一定比例線性組合成一個(gè)“綜合燃油經(jīng)濟(jì)性”指標(biāo)，以此來評(píng)價(jià)汽車的實(shí)際燃油經(jīng)濟(jì)性。各國情況及影響因素我國、歐洲和日本，都是使用百公里油耗量（L／100km）來評(píng)價(jià)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。而美國則是使用每加侖燃油所能行駛的英里數(shù)來評(píng)價(jià)，其單位為mile／us．gal。這個(gè)數(shù)值越大，汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性越好。影響因素：發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、輪胎、外形、總重都有很大影響。需要特別指出的是，駕駛技術(shù)與駕駛習(xí)慣、平均行駛速度都對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性有很大影響。平均行駛速度過低、過高都會(huì)使油耗量增大。適時(shí)合理地利用汽車滑行可降低燃油消耗量。4.3汽車制動(dòng)性汽車的制動(dòng)性是在制動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出的行駛性能，是汽車的重要性能之一。也有人把制動(dòng)性歸結(jié)到安全性里面。因?yàn)橹苿?dòng)性能的好壞直接關(guān)系到交通安全。許多交通事故往往與制動(dòng)反應(yīng)慢、制動(dòng)距離太長、制動(dòng)時(shí)發(fā)生輪胎側(cè)滑等現(xiàn)象有關(guān)。

評(píng)價(jià)指標(biāo)：①制動(dòng)效能；②制動(dòng)效能的恒定性；③制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。評(píng)價(jià)指標(biāo)之一：制動(dòng)效能制動(dòng)效能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：制動(dòng)距離（單位為m）或平均制動(dòng)減速度（單位為m／s2）。如我國的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：中型卡車在制動(dòng)初速度為Ua=30km／h時(shí)，制動(dòng)距離不得超過8m。轎車在初速Ua=80km／h制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離不得大于50.7m等。定義：制動(dòng)距離是指汽車在良好路面上以一定的速度行駛時(shí)突然緊急制動(dòng)，汽車減速直到停車。在從司機(jī)反應(yīng)到汽車停止這段時(shí)間內(nèi)汽車所駛過的距離叫制動(dòng)距離。平均制動(dòng)減速度則是從制動(dòng)開始到停車這段時(shí)間內(nèi)的平均減速度。解釋：世界上每個(gè)國家或國家集團(tuán)都對(duì)汽車制動(dòng)效能及試驗(yàn)方法作了嚴(yán)格規(guī)定。評(píng)價(jià)指標(biāo)之二：制動(dòng)效能的恒定性定義：制動(dòng)效能的恒定性是指汽車制動(dòng)器溫度較高時(shí)，或汽車涉水后仍具有一定制動(dòng)效能的能力。其中前者叫熱恒定性，又叫抗熱衰退性能；后者叫水恒定性，又叫抗水衰退性能。解釋：汽車制動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了汽車熱恒定性和水恒定性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和試驗(yàn)方法。如試驗(yàn)熱恒定性能，規(guī)定在一定初速度下連續(xù)強(qiáng)制動(dòng)15次，最后一次的制動(dòng)效能應(yīng)不低于冷制動(dòng)時(shí)的60％。由于這種試驗(yàn)對(duì)汽車損壞嚴(yán)重，除新車型鑒定外，一般不做這樣的試驗(yàn)。評(píng)價(jià)指標(biāo)之二：制動(dòng)方向穩(wěn)定性定義：制動(dòng)方向穩(wěn)定性是汽車在制動(dòng)過程中按照給定路徑行駛的能力。若制動(dòng)過程中發(fā)生跑偏（偏離正常行駛軌道）、側(cè)滑（車輪橫向滑動(dòng)）、調(diào)頭等現(xiàn)象，或失去轉(zhuǎn)向能力，都稱為方向失穩(wěn)現(xiàn)象。解釋：要保持汽車制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，必須防止車輪在制動(dòng)時(shí)抱死拖滑。汽車制動(dòng)ABS就是為提高制動(dòng)方向穩(wěn)定性而設(shè)計(jì)的防止制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)車輪抱死的自動(dòng)控制系統(tǒng)。ABS特別在雨雪天氣緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)揮作用，常能有效地避免交通事故的發(fā)生。制動(dòng)性小結(jié)良好的汽車制動(dòng)性能應(yīng)包括足夠強(qiáng)的制動(dòng)效能，良好的抗熱衰退和抗水衰退的恒定性，以及良好的制動(dòng)方向穩(wěn)定性。提高汽車的制動(dòng)性能是汽車設(shè)計(jì)專家們的重要任務(wù)之一。4.4操縱穩(wěn)定性操縱穩(wěn)定性包括操縱性和穩(wěn)定性兩個(gè)方面。操縱性指司機(jī)在正常駕駛情況下（即正確的操作）汽車按照駕駛員意志正確行駛的能力。穩(wěn)定性是指正常行駛中的汽車在受到外界干擾時(shí)，能夠抵御干擾而保持正常行駛的能力。操縱穩(wěn)定性的影響及評(píng)價(jià)操縱穩(wěn)定性對(duì)汽車的影響:(1)影響到汽車駕駛的方便性.(2)影響到行車安全，特別是高速行駛的安全性。操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià):評(píng)價(jià)參數(shù)具有很強(qiáng)的專業(yè)性。有些評(píng)價(jià)參數(shù)是與試驗(yàn)方法或理論分析方法相聯(lián)系，還有些評(píng)價(jià)只能用主觀評(píng)價(jià)法，即讓試驗(yàn)人員（或司機(jī)）憑感覺來評(píng)價(jià)。操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)之一：穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性是操縱穩(wěn)定性的最基本、最重要的性能。用R／R0來判定汽車的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性：R0——初始圓半徑，汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，方向盤和轉(zhuǎn)向輪都具有一定轉(zhuǎn)角。若保持這一轉(zhuǎn)角不變，以極低速度（U＝U0）行駛，汽車的行駛軌跡是圓形。R——當(dāng)逐漸加大油門給汽車加速時(shí)，汽車的行駛軌跡將發(fā)生變化。設(shè)車速為Ua時(shí)，對(duì)應(yīng)軌跡半徑為R。操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)之一：穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性①R／R0＞l為不足轉(zhuǎn)向。具有不足轉(zhuǎn)向的汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，其實(shí)際轉(zhuǎn)向角速度略低于理論轉(zhuǎn)向角速度。因此，常要適當(dāng)增加方向盤轉(zhuǎn)角。②R／R0=1為中性轉(zhuǎn)向。③R／R0＜1為過多轉(zhuǎn)向（或過度轉(zhuǎn)向）。具有過多轉(zhuǎn)向特性的汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)要根據(jù)車速適當(dāng)減小方向盤轉(zhuǎn)角。其它評(píng)價(jià)指標(biāo)：除穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性外，操縱穩(wěn)定性還包括瞬態(tài)轉(zhuǎn)向性能，自動(dòng)回正特性，蛇行穩(wěn)定性，移線行駛穩(wěn)定性等多種性能。4.5平順性與舒適性平順性又叫行駛平順性，是汽車在行駛過程中車身的振動(dòng)對(duì)人體的影響的評(píng)價(jià)。舒適性又叫乘坐舒適性，是指乘員（包括司機(jī)）對(duì)車內(nèi)設(shè)施、環(huán)境、空間、視野等方面的感覺評(píng)價(jià)。

平順性的評(píng)價(jià)汽車平順性的評(píng)價(jià)：目前還沒有公認(rèn)的和理想的評(píng)價(jià)指標(biāo)，因此，仍以主觀的感覺為依據(jù)。在行駛過程中，道路的崎嶇不平會(huì)激起車身振動(dòng)，并帶動(dòng)人體產(chǎn)生上下、左右、前后方向的隨機(jī)振動(dòng)。隨機(jī)振動(dòng)是包含多種（或無數(shù)種）頻率成分的振動(dòng)。不同的頻率成分對(duì)人體的影響是不一樣的。這就使得用簡單數(shù)字量來評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人體的影響變得非常復(fù)雜和困難。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織于20世紀(jì)70年代制訂國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》。ISO2631以各種頻率振動(dòng)的加速度均方根值作為振動(dòng)強(qiáng)度，給出了人體對(duì)振動(dòng)反應(yīng)的三個(gè)不同界限。這三個(gè)界限是：

①暴露極限。當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)度在此界限內(nèi)，人體是安全的，超過此極限，將對(duì)人體健康造成傷害。因此，暴露極限是人體承受振動(dòng)的上限。

②疲勞——工率降低界限。振動(dòng)強(qiáng)度在此界限內(nèi)乘員仍可保持正常工作，超過此界限，工作效率和質(zhì)量將受到影響。

③舒適降低界限。振動(dòng)強(qiáng)度在此界限內(nèi)，乘員感覺良好，可以正常閱讀和書寫。超過此界限，人感覺到舒適度降低。平順性的評(píng)價(jià)上述三種界限不僅與振動(dòng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向和振動(dòng)時(shí)間有關(guān)。以疲勞——工效降低界限為例對(duì)于垂直振動(dòng)，人體最敏感（承受力最差）的振動(dòng)頻率段為4～8Hz。而人體最能適應(yīng)的垂直振動(dòng)的頻率為1．0～1.6Hz。對(duì)于橫向振動(dòng)（前后和左右），人體最敏感的頻率段是1.0～2.0Hz。平順性的評(píng)價(jià)若振動(dòng)頻率為4～8Hz，振動(dòng)強(qiáng)度（加速度的均方根值）為0.3m／s2時(shí)，人體可以承受8小時(shí)振動(dòng)；當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)度為1.1m／s2時(shí)，人體可以承受1小時(shí)；當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)度為3m／s2時(shí)，人體只能承受1分鐘。因此，在設(shè)計(jì)汽車時(shí)，1）要把懸架振動(dòng)的偏頻設(shè)計(jì)為1.0－1.6Hz，一定要避開4.0～8.0Hz的頻率范圍。2）要將車身的前后仰俯振動(dòng)和左右側(cè)傾振動(dòng)的頻率避開1.0～2.0Hz。平順性的評(píng)價(jià)對(duì)于舒適性的評(píng)價(jià)，更沒有權(quán)威性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。國外有些汽車生產(chǎn)廠商在新車樣品試制出來后，請(qǐng)非專業(yè)人士（特別是挑剔的女士）試開或乘坐，然后填寫一份滿意程度的調(diào)查表，通過對(duì)調(diào)查表的統(tǒng)計(jì)，評(píng)判該車的舒適性。調(diào)查表的問題主要是座椅的舒適程度；儀表板是否清晰、美觀大方；操縱機(jī)構(gòu)的接近性、輕便性、四周的空間、內(nèi)部裝飾、視野等。平順性的評(píng)價(jià)4.6通過性定義：汽車的通過性又叫越野性，是表征汽車通過壞路或無路地面的能力。評(píng)價(jià)：通過性的參數(shù)有幾何參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)兩類。幾何參數(shù)有最小轉(zhuǎn)彎直徑、最小離地間隙、接近角、離去角、縱向通過半徑和橫向通過半徑等.動(dòng)力參數(shù)有最大拖掛拉力,最大躍臺(tái)階能力等。4.7汽車可靠性與壽命定義：汽車可靠性是表征汽車能夠發(fā)揮運(yùn)輸效率的性能，即汽車能“健康”工作的性能。故障指汽車降低工效或喪失功能的現(xiàn)象。汽車故障具有很大的隨機(jī)性，評(píng)價(jià)可靠性的指標(biāo)都是統(tǒng)計(jì)出來的。汽車出現(xiàn)故障不僅與汽車技術(shù)水平有關(guān)，更與使用情況有關(guān)。統(tǒng)計(jì)汽車可靠性的故障必須具有如下兩個(gè)條件：(1)故障必須是在正常使用條件下，由汽車本身（總成或零部件）的技術(shù)水平（設(shè)計(jì)、制造、裝配等方面的缺陷）引起的。如扎輪胎、撞車、缺潤滑油、缺冷卻水、用油不當(dāng)?shù)扔捎脩粢鸬膿p壞，均不屬于可靠性統(tǒng)計(jì)的故障。(2)故障影響了汽車的正常行駛，引起了汽車功能不能正常發(fā)揮。按說明書中的規(guī)定對(duì)汽車進(jìn)行保養(yǎng)、更換易損件等均不能算作故障。評(píng)價(jià)指標(biāo)：

①平均首次故障里程（單位km），汽車從出廠到第一次出現(xiàn)故障時(shí)，所行駛里程的平均值。一般國產(chǎn)汽車的首次故障里程都在1000km以上。

②平均千公里故障率（單位：次／1000km）。目前，國產(chǎn)汽車的平均千公里故障率大都在0.1次／1000km左右。

汽車可靠性評(píng)價(jià)汽車可靠性評(píng)價(jià)③平均千公里維修時(shí)間（單位：小時(shí)／1000km）因汽車故障有大有小，修理有難有易。因此僅用故障“次數(shù)”來評(píng)價(jià)不太合理。用每行駛1000km平均占用的維修時(shí)間，就考慮了故障的大小和修理的難易程度。這里面不含按規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)的時(shí)間。

④平均千公里修理費(fèi)用（單位：元／1000km）。這是一個(gè)比較科學(xué)和合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)，也是汽車用戶最關(guān)心的指標(biāo)之一?？煽啃栽∨枨€可明顯地分成三個(gè)階段。汽車故障的統(tǒng)計(jì)規(guī)律汽車故障率與總行駛里程的關(guān)系一般用浴盆曲線表示。第一階段是初期故障期，一般對(duì)應(yīng)汽車磨合期。第二階段是偶然故障期、這一時(shí)期汽車處于穩(wěn)態(tài)工作期。第三階段是磨損故障期。汽車的壽命定義：壽命是以報(bào)廢為標(biāo)志的，報(bào)廢主要是以大總成損毀或綜合性能急劇下降為依據(jù)的。由于沒有任何一個(gè)汽車零件和總成不能更換，所以，汽車的壽命也就出現(xiàn)不同的