汽車試驗技術(shù)課程實驗教學(xué)研究及實驗項目設(shè)計

王國元 劉學(xué)梅 劉尊民

2 汽車試驗技術(shù)課程實驗項目設(shè)置

青島理工大學(xué)車輛工程專業(yè)汽車試驗技術(shù)課程共設(shè)置32教學(xué)課時，理論教學(xué)課時、實驗教學(xué)課時各占16學(xué)時，實驗項目設(shè)置有汽車滑行實驗、汽車加速性能實驗、汽車制動性能實驗、汽車平順性能檢測、整車幾何參數(shù)測量實驗、最小轉(zhuǎn)向半徑及車輪滾動半徑測量實驗、汽車噪聲實驗、汽車尾氣檢測實驗等共八個實驗項目，每個項目各二學(xué)時。

汽車滑行實驗

1）實驗設(shè)備。本實驗按照GB/T 12536的要求進行，采用IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)（圖1）進行實驗。該系統(tǒng)由控制計算機、車速顯示器、數(shù)據(jù)采集主機、GPS天線、制動踏板觸發(fā)開關(guān)以及各種連接線纜組成。IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)，利用高精度GPS速度傳感器，設(shè)計專門的數(shù)據(jù)采集和分析軟件，能夠方便、快捷地完成實驗數(shù)據(jù)的采集、顯示、分析，可以智能測量汽車、船等移動物體的速度、位移、時間等信息并出具測試報告。

2）實驗過程。雙擊“車采通5.exe”應(yīng)用程序進入汽車通用采集分析系統(tǒng)測試主界面（圖2），點擊“硬件設(shè)置”，進入圖3界面;然后點擊“查找GPS”按鈕，找到GPS后點擊汽車通用數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)主界面“進入測試”按鈕，點擊“設(shè)置（F3）”，進行速度、距離、加速度的參數(shù)設(shè)置;設(shè)置完成后點擊“數(shù)據(jù)存儲”;點擊“專業(yè)模塊”進入整車基本性能試驗分析系統(tǒng)界面（圖4），雙擊“滑行實驗”，點擊“條件設(shè)定”設(shè)定滑行初速度等。在實驗界面，啟動車輛，通過屏幕上的實時車速監(jiān)測車速，當車速大于設(shè)置的開始速度后，點擊開始按鈕進入測試狀態(tài)。

滑行實驗應(yīng)選在實驗道路中段800～1000米長度內(nèi)進行。實驗時，首先以略高于50 km/h的車速勻速行駛，當行駛到實驗區(qū)段時，迅速踏下離合器踏板，將變速器掛入空擋進行滑行，直到停車為止。與此同時，IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)開始對車速、位移、時間進行同步記錄，測定出滑行時間、滑行距離。滑行過程中應(yīng)保持直線行駛，盡可能不轉(zhuǎn)動方向盤，也不允許使用制動器。實驗至少往返各滑行一次，并且往返區(qū)段應(yīng)盡量重合。

3）實驗數(shù)據(jù)。利用該系統(tǒng)對某滿員乘客數(shù)為九人的手動擋輕型客車進行滑行測試。滑行設(shè)定初始速度為20 km/h，測得的加速性能數(shù)據(jù)為：滑行實際初始速度為19.95 km/h，滑行距離為74.17 m，滑行時間為25.68 s。測試得到的等車速分段統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1。利用表1數(shù)據(jù)得到的時間—車速曲線如圖5所示，位移—車速曲線如圖6所示。

汽車加速實驗? 通過汽車加速實驗測定汽車加速的時間、距離值，并繪制原地起步加速和直接掛擋加速的速度—時間曲線。實驗內(nèi)容按照GB/T 12543—2009標準進行，仍然采用圖1所示的IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)進行實驗。雙擊“車采通5.exe”進入測試主界面后，按照前述步驟查找GPS，進行速度、距離、加速度的必要設(shè)置后，點擊圖4“加速性能”按鈕，再在新界面點擊“條件設(shè)定”按鈕設(shè)置實驗條件后，即可啟動車輛進行實驗。

1）全油門起步加速性能實驗。手動擋：從一擋起步，按汽車最佳的換擋時間逐次換至最高擋，使節(jié)流閥開至最大，全力加速到最大車速的80%的加速過程。或用原地起步加速至某一車速或某一距離所需的時間來表明汽車的加速性能。自動擋：在發(fā)動機怠速的情況下（若有必要可踩下制動器），將變速器置于D擋，車輛起步加速，應(yīng)在車輪滑轉(zhuǎn)最小的情況下使車輛達到最大加速性能，當車輛運動時觸發(fā)記錄裝置。

2）全油門超越加速性能實驗。手動擋：汽車在最高擋工作時，使節(jié)流閥開至最大，由最小穩(wěn)定車速的10的整數(shù)倍加速到最大車速的80%的加速過程。自動擋：變速器置于D擋，允許在汽車變速控制器的控制下?lián)Q擋。實驗前，車輛加速到58～60 km/h內(nèi)保持勻速行駛至少2 s，當車速達到60 km/h時觸發(fā)記錄裝置。利用該系統(tǒng)對上述實驗車輛進行原地起步加速至20 km/h的測試，設(shè)定初始速度為0 km/h，

設(shè)定目標速度為20 km/h。測得的加速性能數(shù)據(jù)為：實際初始速度為0.54 km/h，實際目標速度為19.95 km/h，加速距離為14.80 m，加速時間為4.44 s，平均加速度為1.21 m/s2。

測試得到的等車速分段統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表2。利用表2數(shù)據(jù)得到時間—車速曲線如圖7所示，位移—車速曲線如圖8所示。

汽車制動實驗? 通過汽車制動實驗測定車輛的制動協(xié)調(diào)時間、制動減速度和制動距離。實驗內(nèi)容按照GB/T 12676—

2014標準進行，仍然采用圖1所示IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)進行實驗。進入車采通測試主界面后，按照前述步驟查找GPS，進行速度、距離、加速度的參數(shù)設(shè)置。點擊圖4“制動系統(tǒng)實驗”按鈕，在新界面點擊“條件設(shè)定”按鈕，設(shè)置開始速度和結(jié)束速度，設(shè)置觸發(fā)方式，標記觸發(fā)需接制動踏板傳感器。在實驗界面，啟動車輛，通過屏幕上的實時車速監(jiān)測車速，當車速大于設(shè)置的開始速度后，點擊開始按鈕進入測試狀態(tài)。利用該系統(tǒng)對上述實驗車輛進行從20 km/h的速度開始制動到車速為0的制動測試，得到實驗統(tǒng)計數(shù)據(jù)：制動初始速度為19.98 km/h，制動距離為5.33 m，制動時間為1.92 s，平均制動減速度為2.86 m/s2。

測試得到的等車速分段統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表3。利用表3數(shù)據(jù)得到時間—車速曲線如圖9所示，位移—車速曲線如圖10所示。

3 結(jié)論

本文結(jié)合青島理工大學(xué)汽車試驗技術(shù)課程的課時條件及實驗條件，介紹該課程開設(shè)的三個典型實驗項目。這三個實驗項目均按照國家標準的要求進行，且均采用IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集和分析。IN-GPS100M2汽車基本性能測試系統(tǒng)利用高精度GPS速度傳感器，設(shè)計專門的數(shù)據(jù)采集和分析軟件，能夠方便、快捷地完成實驗數(shù)據(jù)的采集、顯示、分析，可以智能測量車輛的速度、位移、時間等實時信息并出具測試報告。

開設(shè)的其他五個實驗項目（汽車平順性能檢測、整車幾何參數(shù)測量實驗、最小轉(zhuǎn)向半徑及車輪滾動半徑測量實驗、汽車噪聲實驗、汽車尾氣檢測實驗）也都按照相應(yīng)的國家標準進行實驗，限于篇幅原因，將另文介紹。

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