XX学院
实验指导书
课程编号： 1215146003
课程名称：汽车试验学
实验学时： 12 适用专业：车辆工程
制定人：屈辰鸣
制（修）订时间： 2019年7月
专业负责人审核：贾爱琴
专业建设工作组审核：
2019年 7月
实验纪律要求
1.请按照时间安排准时进入实验室。
2.请不要带入与实验无关的各类用具及杂物。请保持安静、整洁的实验环境。
3.请自觉遵守实验室的各项规章制度，听从实验室管理人员和教师的安排。
4.实验过程中设备出现故障时，请不要擅自处理，并请立即报告实验室管理人员。
5.实验完毕时，请按指定位置摆放实验物品，把工作凳排列整齐，有序地离开实验室。
6.学生操作实验过程中，请不要随意更换实验配置，坚决杜绝盗取配件等行为。
7.请爱护实验室的各种设备。
第一部分实验大纲
一、教学目的与基本要求
学习本课程的目的是培养学生正确地选用测试装置、初步掌握汽车试验方法、数据处理和分析方法，能够根据设计要求设计实用是汽车试验方案，并能够进行初步的数据分析，为学生进一步学习、研究和处理汽车工程技术问题打下基础。
1.任课教师要具备渊博的理论知识和实践指导操作能力的；
2.具有专业所必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能；
3.具有较强的工程实践能力、自学能力和创新意识以及参与科学研究与科技开发的能力；
4.具有汽车设计工程师核心岗位相应的车辆设计和应用能力；
5.熟悉和掌握安全操作常识，操作过程中零部件和工具的正确放置、分类；操作完成后进行检查和场地及工具的清洁，培养文明生产的良好习惯；
6.锻炼和培养学生的动手能力。
二、实验内容与学时分配
三、实验成绩评定、考核办法
1．实验报告
（每个实验均撰写实验报告，实验报告按统一格式，采用统一的报告纸、统一的原始数据记录纸。报告内容包括：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及简要步骤、数据处理、讨论与小结、原始记录单。学生要认真书写，字迹整洁、清晰。教师认真批改每一份报告，批改后签字，在报告上标明成绩。）
2．考核方式
（1）实验课程的考核方式：考试以认知介绍等形式进行；
（2）实验课考核成绩按百分制评定，由期末考试与平时成绩综合给出。实际操作考试占总成绩的50%；实习报告占总成绩的30%；
（3）实习完毕，无实习报告，成绩按不及格记；
（4）凡实习期间严重违反实习纪律，经（院）系实习领导小组提出，（院）系分管领导批准，该实习生实习成绩总评为不及格。
四、参考资料（参考书、网络资源等）
1.郭应时，汽车试验学，北京：人民交通出版社，2014年。
2.孙传友，感测技术与系统设计，北京：科学出版社，2004年。
第二部分实验项目
实验（项目）一汽车排放实验
一、实验目的
让学生了解汽车排放污染物的测试方法与相关的国家标准，掌握废气分析仪的使用方法。
二、实验仪器设备
汽油车一辆，废气分析仪一台。
三、实验原理
汽油机排放测量采用GASBORAD-5020汽油机排气分析仪（见图一）
等有害不分光红外线分析仪的工作原理（见图二）是：利用HC、CO和CO
2
气体对不同频率的红光有不同的吸收率的特点来测出汽油机怠速工况所排出废气中上述三种有害气体的浓度。在用车CO、HC限值见附表。
和NO的分析采用电化学电池式传感器（见图三）。氧传感器基本形式对O
2
是包括一个电解质阳极和一个空气阴极组成的金属—空气有限度渗透型电化学电池，其所产生的电流正比于氧的消耗率。此电流可通过输出端子上跨接的一个电阻上产生一个电信号。NO传感器的工作原理与氧传感器类似。
四、实验内容与注意事项
（一）实验内容：
测试汽油及怠速工况所排出废气中HC、CO、CO
2、O
2
和NO的浓度；
（二）要求：
1.要求学生了解和掌握汽车排气污染物的测试方法及国家相关标准；
2.学会使用废气分析仪，包括仪器的校准和标定。
五、实验步骤
1.被测车辆和测试仪器均应进行充分预热，使之达到正常工作温度；
2.按准则适用仪器；
3.按照国家标准所规定的方法对汽车的排气污染物进行测试。
六、实验数据整理与结果分析
七、实验总结
掌握尾气分析仪如何进行尾气测量；
学会对数据进行对比分析结果。八、拓展训练与思考
分析混合气浓度对排放的影响及原因
实验（项目）二汽车噪声实验
一、实验目的
让学生了解汽车加速行驶的车外噪声及匀速行驶的车内噪声的测试方法和相关的国家标准，培养学生的试验技能。
二、实验仪器设备
装备齐全、技术状况良好的汽车一辆
三、实验原理
噪声污染是三大公害之一，减小汽车的噪声污染是汽车业内每个工程技术的责任。测试加速行驶的车外噪声主要是考核汽车对环境的危害；测试匀速行驶的车内噪声则是考核噪声对驾驶员及成员的影响。
人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线性的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N=10lg（A1/A0）分贝符号为“dB”,它是无量纲的。
为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人儿对55DB一下低强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性。
计权网络是一种特殊滤波器，当含有各种频率通过时，它对不同频率成分的衰减是不一样的。A、B、C计权网络的主要差别是在于对低频成分衰减程度，A 衰减最多，B其次，C最少。
采用HS6288B型精密声级计一套，其原理见图一。
四、实验内容与注意事项
试验内容：
1.测试汽车加速行驶的车外噪声及汽车匀速行驶的车内噪声。
要求：
1.要求学生掌握汽车噪声的测试方法及对汽车噪声进行测试的一些个基本要求；
2.学会使用精密声级计（包括声级计的档位及计权网络的选用）。
五、实验步骤
1、试验区及测试用传声器的布置；
2、试验车辆档位及试验车速的确定（包括进入测试区的车速和汽车尾端到大终端线的车速）；
3、按照国家标准中规定的方法测试加速行驶的车外噪声和匀速行驶的车内噪声及环境的本底噪声，视需对测试结果进行修正。
六、实验数据整理与结果分析
1、记录在不同工况、车速下的车内噪音；
2、记录确定车辆是在不同的测试挡位；
3、参考国家标准下的噪音等级。
七、实验总结
通过实验可以让学生掌握噪音的测定方法及声级计的使用方法；可以让学生学会对问题进行不同工况条件下的处理方法；熟记国标对汽车舒适性噪音的测定标准。
八、拓展训练与思考
1、测加速行驶的车外噪声时为何要用声级计的块档，测匀速行驶的车内噪声时为何要用声级计的慢档?
2、环境的本底噪声为何必须比所测汽车的噪声级低10dB?
实验（项目）三汽车车轮实验
一、实验目的
掌握车轮动平衡测试仪的结构和工作原理
二、实验仪器设备
车轮动平衡测试仪
三、实验原理
车轮不平衡（包括静态不平衡和动态不平衡）会使汽车在行驶中产生摇摆和跳动，车速超过60km/h时更加明显。汽车摇摆和跳动将导致油耗增加，轮胎不正常磨损，对车上其它部件也有损害。
四、实验内容与注意事项
1、实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验；
2、学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；
3、未经允许，学生不得擅自操作该实验台。
五、实验步骤
1、首先安装车轮，安装时先将弹簧、锥体（选择与被平衡车轮钢圈内孔相对应的锥体)套在匹配器上，再将车轮装到锥体上，装好压盖，然后用快速螺母锁紧（如图2所示）。安装高、中档轿车车轮时，可将锥体反向装入（如图3
所示）。需要特别注意的是，无论采用哪种方法，快速螺母一定要锁紧，以防止车轮在旋转过程中窜动。
2、用卡规测量被平衡车轮钢圈的直径。设置被平衡车轮钢圈的实际测量值。
3、用卡规测量被平衡车轮钢圈宽度。设置实际测量值。
4、拉出测量标尺，测量钢圈肩部到机箱的距离。设置实际测量值。测量过程示意图如图4所示。
5、按“START”键，平衡采用开始，传动部分带动车轮旋转，待自动停稳后，其结果显示在显示屏上。车轮外侧不平衡量显示在1屏，内侧不平衡量显示在2屏。
6、用手缓慢旋转车轮，其不平衡量位置会移动，提示车轮旋转方向。当3屏左侧（车轮外侧不平衡量位置显示）出现点阵符，停止转动，此时垂直于轴线上方的钢圈外侧位置是应配重的位置。内侧不平衡量安装位置搜索类似。找出合适的配重平衡块，嵌入车轮钢圈的边缘上。需要注意的是，应先在不平衡量较大的一侧进行平衡。
7、因为车轮并不是一个等方矩的圆，因此需要进行1-2次，可平衡到10g 以下。当不平衡量小于5g，平衡结束。
六、实验数据整理与结果分析
序号轮胎规格型号 A B C 相差量所加平衡块量1
2
3
七、实验总结
通过实验掌握轮胎规格的型号，并熟知每个型号的所代表的含义；同时掌握动平衡机的使用方法和操作步骤。
八、拓展训练与思考
1、动平衡块的质量都有哪些？
2、动平衡块的加装方法都有哪些？
实验四汽车动力性的测试
一、实验目的
1．学习汽车最高车速、最低稳定车速、加速性能、滑行阻力等动力性能的测定方法。
2．了解试验用仪器的主要结构、工作原理和使用方法。
3．让学生了解汽车排放污染物的测试方法与相关的国家标准；
4．掌握废气分析仪及柴油机烟度计的使用方法。
二、实验仪器设备
1．非接触式光电速度传感器
2．综合气象观测仪
3．五轮仪
4．钢卷尺
5．汽车综合测试仪
6．实验车
三、实验原理
根据汽车最高车速实验结果，由测速距离与各次通过时间的算术平均值计算出最高车速；
式中：L——测量路段长度，m；
t——汽车各次通过测速路段的时间的算术平均值，s。
四、实验内容与注意事项
1．实验内容
1）测定汽车最高车速和最低稳定车速；进行汽车直接挡和起步连续换挡加速实验。
2）测量初速度为50km/h的滑行距离、滑行时间、滑行阻力及滑行阻力系数。
2．注意事项
学生应严格遵守实验规则，服从指导教师的指导，实验前应认真预习实验教材及有关教材的内容，熟悉本实验的目的、原理、方法及操作规程。
学生应按实验要求分组，明确分工，注意互相配合，并坚守岗位。在实验中，要集中精力，注意观察实验现象，根据规定认真记录实验数据。
实验中应注意安全，遵守安全操作规程。要爱护实验仪器及设备，不得随意驾驶实验车和乱动其它与本实验无关的仪器和设备。实验中出现异常情况，应冷静对待并及时报告指导教师。
滑行实验应在清洁、干燥、平坦的，用沥青或混凝土铺装的直线道路上进行，道路长2～3km，宽度不小于8m，纵向坡度在1‰以内。
进行初速度为50km/h的滑行实验时，汽车在进入测试区段前，车速应稍大于50km/h。
实验完毕后，认真、准确的填写实验报告。要求文字清晰、文理通顺、图表清洁整齐，格式统一。
五、实验步骤
准备工作：
1.登记实验车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号和出厂日期等；
2.检查车辆外部紧固件的紧固程度，各总成润滑油及润滑状态和密封状况；
3.检查油、电路，并按技术条件进行调整，使其达到最佳工作状态；
4.检查发动机风扇皮带张力，发动机气缸压力、机油压力及发动机怠速转速；
5.检查照明灯、信号灯等能否正常工作；
6.检查转向系、离合器、制动系统工作状况，使其保持良好技术状态；
7.对测试仪器进行校验
最高车速实验
试验条件：（现场介绍）
仪器：汽车性能综合测试系统
方法：
A、路段设置：在规定的道路上，选定中间一段500米为测速路段，其两段各设100米为准备路段。
B、根据汽车加速性能的优劣选定充足的加速路段，使汽车驶入测定路段前已经具有最高稳定车速，测定汽车以最高车速通过测速路段的时间，接连往返各实验一次。
C、试验结果按测速距离与各次通过测速路段时间的平均值，算出最高车速，最高车速试验记录按下表填写。
最低稳定车速实验 （1）试验目的
测定汽车的最小稳定车速，为加速试验进行准备。 （2）试验方法 A 、路段设置
在规定道路上，选定两段长100米的测量路段，两段之间相隔200~300米。 B 、载重汽车用直接挡及超速挡、越野汽车用直接挡及传动系最低挡。 在测量路段前，保持可以稳定行使的最小车速驶入测量路段，测量通过第一个测量路段的时间，驶离第一个测量路段后，急速踩下油门踏板，以发动机不应熄火，传动系不应颤动加速至20~25公里/小时，并在第二测量路段前稳定最小车速，测量通过第二个测量路段的时间，根据试验情况适当提高或者降低驶入测量路段前的稳定车速，重复进行试验。
C 、试验往返进行一次，按4次通过路段时间，取平均值，算出汽车某一挡的最小稳定车速。
式中，S 为测试路段的长度（取平均值），ti 为每次试验通过路段的时间（s ）。 加速能力实验
（1）试验条件（现场介绍）
（2）试验仪器：汽车性能综合测试系统（仪器工作原理、使用方法现场介绍）
（3）试验方法：
A 、汽车直接挡的加速性能测定
1）在规定的道路上，选定中间一段1500米作为加速试验路段，两端定100米，为测定速度路段。
())
/(4
1
6.34321min h km t t t t S V a +++=
2）汽车经过充分的预热行驶后，以稍微高于直接挡的最稳定的车速为初速度（选5的整数倍，如10，15，20，25公里/小时），均匀通过100米路段，到加速度试验路段起点处，急速将油门踩到底加速到该挡最高车速的80%左右，用第5轮仪记录加速过程（在加速段前接通仪器），试验往返各进行一次。
B、汽车起步换档的加速度性能的测定
1）路段的设置（与前同）
2）选择最佳换档车速
为了确定换档时刻，进行此项预试：令换档时的发动机转速分别为发动机预定转速的90%，95%，100%（选三点），汽车从起步开始，油门全开，按上述一种发动机转速换档，测定汽车通过一段500米路段的加速时间，每种换档车速往返预试一次，取加速时间的平均值，加速时间短者，其换档速为最佳换档速。
通过传动比计算车速，以车速确定发动机转速。
3）测定汽车起步换档的加速性能
汽车停于加速试验路段起点（保险杠与标杆线重合），从起步开始，油门全开，以最佳换档时刻进行换档，力求迅速无声的换档（一般换档时间为1～1.5秒），直至加速到最高车速的80％左右。
试验往返连续各进行一次。
将实验结果制成连续换档的加速性能曲线。
4．滑行实验
（1）目的了解测试汽车滑行距离或滑行阻力的方法。
（2）试验方法（试验介绍）
（3）滑行试验方法：试验初速度为30或50km/h.
要求汽车驶入滑行区段前应稳定在要求的初速度附近，并以空档滑行。试验要求往返4次，取其滑行距离平均值。
六、实验数据整理与结果分析
1．汽车最高车速测定
最高车速实验记录按实验报告中的表填写。
根据汽车最高车速实验结果，由测速距离与各次通过时间的算术平均值计算出最高车速；
2．汽车直接挡和起步连续换挡加速实验
1）汽车直接挡加速实验：整理五轮仪记录，将实验结果填入实验报告中，在进行数据处理。
（1）绘制车速——加速时间曲线：实验结果按时间间隔平均，绘制车速——加速时间曲线，如图1-1所示。
曲线图样比例（下同）：车速比例1mm=0.5km/h时间比例1mm=0.25s行程比例1mm=2.5m
（2）绘制车速——加速行程曲线：实验结果按行程间隔平均，绘制车速——加速行程曲线。如图1-2所示。（3）绘制加速度——车速曲线，动力因数——车速曲线：按数据处理结果，绘制直接挡加速度——车速曲线、动力因数——车速曲线。
2）汽车起步连续换挡加速实验：按前述的方法选择最佳换挡车速，并将实验结果填入实验报告。
整理五轮仪记录，将起点连续换挡加速性能实验结果填入实验报告，绘制连续换挡加速性能曲线。
（1）绘制车速——加速时间曲线：实验结果按达到某车速的时间平均，绘制车速——加速时间曲线。如上图1-3所示。
（2）绘制车速——加速行程曲线：实验结果按达到某车速的行程平均，绘制车速——加速行程曲线。如上图1-4所示。
七、实验总结
1. 根据实验结果，总结、归纳被测各元件的特性。
2. 必要的误差分析。
3. 心得体会及其他。
八、拓展训练与思考
在各项实验中具体的传感器的作用以及基本原理如何？
实验五 汽车燃油经济性试验
一、实验目的
1．掌握汽车燃油经济性能的道路实验方法； 2. 学习实验记录处理和分析实验结果；
3. 根据实验记录处理和分析实验结果，评价实验车燃油经济性能的优劣。
二、实验仪器设备
流量计、实验车测试仪、综合气象观测仪、车速传感器、油耗仪、实验车
三、实验原理
测定汽车以稳定车速等速行驶通过测量路段D 的燃油消耗量q 及所用时间t 后，按照下式计算汽车是实际试验车速Va （km/h ）和百公里燃油消耗量Q （L/100km ）：
6.3?=
t D
V
D
q Q ?=
100
D —测量路段长度，m ； t —通过测量路段时间，s 。 q —通过测量路段的油耗量，mL 。
四、实验内容与注意事项
1．实验内容
1）稳态工况燃料消耗量实验 2）循环工况燃料消耗量实验 2．注意事项
学生应严格遵守实验规则，服从指导教师的指导，实验前应认真预习实验教材及有关教材的内容，熟悉本实验的目的、原理、方法及操作规程。
学生应按实验要求分组，明确分工，注意互相配合，并坚守岗位。在实验中，要集中精力，注意观察实验现象，根据规定认真记录实验数据。
实验中应注意安全，遵守安全操作规程。要爱护实验仪器及设备，不得随意驾驶实验车和乱动其它与本实验无关的仪器和设备。实验中出现异常情况，应冷静对待并及时报告指导教师。
流量传感器在安装前必须标定正确；
流量传感器应垂直放置；
各连接处不得有漏油和渗油现象；
实验完毕后，认真、准确的填写实验报告。要求文字清晰、文理通顺、图表清洁整齐，格式统一。
四、实验步骤
试验条件
汽车
①汽车清洁，关闭车窗和驾驶室通风口。
②试验时，汽车必须进行预热行驶。
③轮胎充气压力应符合规定，误差不超过10 kPa。
（2）汽车装载质量
①乘用车：整备质量加上180kg；
②商用车试验质量为：M1 、M2 类城市客车为装载质量65%；其他车辆为满载。
（3）道路条件
清洁、干燥、平坦的用沥青或混凝土铺成的直线道路。长2～3 km，宽不小于8m，纵向坡度在0.1%以内。
（4）气候条件
无雨无雾、相对湿度小于95%、气温0～35℃、
气压：740mmHg～770mmHg、风速：不大于3m/s。
（5）测试仪器精度
精度为0.1%，计时器最小读数为0.1s。
实验内容
（1）稳态工况百公里燃油消耗量试验
试验时，用最高档等速行驶，从车速20km/h开始试验，以10km/h的整倍数增大，直至该档最高车速的80%，整个试验过程至少测定5点。
试验方法：使汽车在给定车速下，匀速驶过500m的测量路段，同时测定燃油消耗量和运行时间。每种车速往返试验各两次，往返共四次试验结果的油耗量差值不应超过±5%，平均值为等速行驶的耗油量。然后，把平均燃油消耗量折算为等速行驶百公里燃油消耗量。