汽车工程手册 试验篇PDF电子书下载

1 试验概论 1

1.1 概述 1

1.1.1 试验分类 1

1.1.2 试验计划与组织 1

1.1.3 测量装置的技术特性 3

1.2 试验误差 10

1.2.1 误差来源与分类 10

1.2.2 随机误差 12

1.2.3 系统误差 15

1.2.4 过失误差 17

1.2.5 直接测量参数测定值处理 17

1.2.6 间接测量误差 18

1.3 试验设计 20

1.3.1 概述 20

1.3.2 相似理论与模型试验 21

1.3.3 疲劳试验设计 28

1.4 试验数据处理 33

1.4.1 静态数据处理与结果表达 33

1.4.2 动态数据处理(时域) 40

参考文献 49

2 测试技术 50

2.1 机械量电测技术 50

2.1.1 电测传感器原理 50

2.1.2 电阻应变片式传感器 63

2.1.3 电桥特性 66

2.1.4 应变式传感器 69

2.1.5 电阻应变仪 70

2.1.6 智能式传感器 74

2.2 汽车试验用基本测量仪表 76

2.2.1 计时仪表 76

2.2.2 行程测量仪表 76

2.2.3 温度测量仪表 76

2.2.4 压力测量仪表 79

2.2.5 流量测量仪表 80

2.2.6 测量转速的仪表 81

2.2.7 测量转矩的仪器 83

2.3 电测记录仪器 86

2.3.1 电位计式记录仪 86

2.3.2 检流计式记录仪 86

2.3.3 磁带记录仪 87

2.3.4 无线遥测技术 91

2.3.5 微机在测试技术中的应用 94

参考文献 100

3 典型试验设备及设施 101

3.1 环境试验设施 101

3.1.1 高温试验室 101

3.1.2 低温试验室 102

3.1.3 高低温试验室(或称环境试验室) 103

3.2 汽车性能试验设施 105

3.2.1 底盘测功机(又称转鼓试验台) 105

3.2.2 消声室、混响室 107

3.3 模拟设备 109

3.3.1 整车道路模拟试验机 109

3.3.2 驾驶模拟器 112

3.4 汽车试验场 115

3.4.1 概述 115

3.4.2 功用 115

3.4.3 规模 116

3.4.4 试验道路和设施 118

参考文献 126

4 动力传动系性能试验 127

4.1 动力系统试验概述 127

4.2 发动机性能试验 127

4.2.1 概述 127

4.2.2 发动机功率试验 127

4.2.3 部分负荷性能试验及万有特性试验 129

4.2.4 转矩和转速的测量 130

4.2.5 燃油消耗量的测量 132

4.2.6 气体流量的测量 135

4.2.7 发动机性能匹配调整试验 138

4.2.8 空燃比的测量 145

4.2.9 机械效率的测量 146

4.2.10 示功图的制取 147

4.2.11 高速摄影与激光全息摄影技术 149

4.2.12 发动机台架可靠性试验 150

4.3 传动系性能试验 151

4.3.1 传动系性能试验概述 151

4.3.2 离合器性能试验 151

4.3.3 液力传动装置试验 154

4.3.4 变速器试验 156

4.3.5 万向节传动性能试验 163

4.3.6 驱动桥试验 165

4.3.7 传动系统道路模拟试验装置 168

4.4 底盘测功机及负荷拖车在动力系统试验中的应用 169

4.4.1 概述 169

4.4.2 底盘测功机上道路行驶阻力的设定 169

4.4.3 底盘测功机的应用 171

4.4.4 负荷拖车的结构 175

4.4.5 负荷拖车的工作原理 177

4.4.6 测功负荷拖车的应用 177

4.5 动力性、燃料经济性道路试验 179

4.5.1 概述 179

4.5.2 滑行试验及滑行阻力系数测定 183

4.5.3 动力性试验 185

4.5.4 燃料经济性试验 189

参考文献 198

5 制动试验 200

5.1 概述 200

5.1.1 整车制动试验 201

5.1.2 制动系统台架试验 203

5.2 整车制动性能试验 206

5.2.1 试验场地和气候条件 206

5.2.2 试验车辆载荷和车辆准备 206

5.2.3 几种制动性能试验简介 206

5.3 制动系统的性能试验 211

5.3.1 制动系统的静特性 211

5.3.2 制动系统的动特性 211

5.3.3 制动主缸的排量匹配试验(液压系统) 212

5.3.4 制动传动机构的效率 212

5.3.5 驾驶员制动时脚动作模拟试验 212

5.3.6 制动系统人—机工程适应性试验 214

5.4 液压制动驱动机构部件试验 214

5.4.1 真空助力器性能要求和试验方法 214

5.4.2 液压制动主缸的性能要求和台架试验方法 216

5.4.3 液压制动轮缸的性能要求和台架试验方法 218

5.4.4 液压制动橡胶皮碗试验 219

5.4.5 液压制动软管试验 221

5.5 气压制动驱动机构部件试验 222

5.5.1 空压机试验 222

5.5.2 气制动用储气筒试验 223

5.5.3 制动气室试验 223

5.5.4 汽车与挂车气压控制装置性能要求和台架试验方法 226

5.5.5 汽车与挂车气压调节保护装置性能要求和台架试验方法 227

5.5.6 气压制动软管试验 227

5.6 制动器台架试验 228

5.6.1 惯性式制动试验台原理及结构 228

5.6.2 轿车制动器性能要求及台架试验方法 230

5.6.3 货车、客车制动器性能要求及台架试验方法 232

5.6.4 驻车制动器性能台架试验方法 234

5.7 制动试验装置简介 235

5.7.1 国外试验台简介 235

5.7.2 国内研制的试验设备概况 236

5.8 国外汽车制动法规及对试验的要求 242

5.8.1 欧洲的制动法规 242

5.8.2 美国的制动法规 244

5.8.3 国际制动法规的协调 246

参考文献 246

6 操纵稳定性试验 247

6.1 概述 247

6.1.1 试验的基本原理 247

6.1.2 试验仪器和设备 248

6.1.3 试验场地 250

6.2 操纵稳定性道路试验 252

6.2.1 稳态回转试验 252

6.2.2 转向盘转角阶跃输入试验 255

6.2.3 转向盘转角脉冲输入试验 257

6.2.4 转向回正性能试验 259

6.2.5 转向轻便性试验 261

6.2.6 蛇行试验 263

6.2.7 急促移线试验 265

6.2.8 直线行驶稳定性试验 268

6.2.9 横向风干扰试验 271

6.2.10 操纵稳定性主观评价试验 274

6.3 汽车力学参数的测定 278

6.3.1 汽车质量分配及质心高度试验 278

6.3.2 汽车静态侧倾能力试验 281

6.3.3 转动惯量的测定和估计值 283

6.3.4 转向器总成及转向系总刚度试验 285

6.3.5 前轮定位角的测定 290

6.3.6 汽车静态力学参数试验台 292

6.4 轮胎的机械特性试验 300

6.4.1 概述 300

6.4.2 轮胎机械特性的试验装置 300

6.4.3 轮胎机械特性的试验结果 304

参考文献 307

7 振动与噪声试验 309

7.1 振动试验技术与设备 309

7.1.1 振动测量的基本内容与方法 309

7.1.2 振动测振传感器 310

7.1.3 前置放大器与滤波器 312

7.1.4 振动测量校准 312

7.1.5 激振设备与激振方法 313

7.1.6 振动量的测量 315

7.1.7 汽车动力学系统振动特性的测量 317

7.1.8 振动量评价 322

7.1.9 汽车振动试验 324

7.1.10 信号处理 326

7.2 噪声试验技术与设备 327

7.2.1 噪声的基本特征 327

7.2.2 噪声的评价指标 328

7.2.3 汽车、发动机噪声控制标准 331

7.2.4 噪声测试环境与测量分析仪器 333

7.2.5 汽车噪声测量与试验技术 339

7.2.6 整车、部件总成噪声的测量方法 345

参考文献 352

8 可靠性试验 353

8.1 概述 353

8.1.1 可靠性的定义及重要性 353

8.1.2 汽车可靠性理论中常用的几种理论分布的应用 354

8.1.3 汽车可靠性的数学表示 355

8.1.4 汽车的故障特征及其分布规律 359

8.1.5 可靠性试验的目的和分类 361

8.1.6 可靠性试验应注意的问题 363

8.1.7 整车可靠性试验规范的编制要点 366

8.1.8 海南汽车试验场——可靠性试验跑道规范简介 367

8.1.9 极限条件可靠性试验 369

8.1.10 特殊环境可靠性试验 370

8.2 可靠性抽样试验 370

8.2.1 什么是可靠性抽样试验 370

8.2.2 抽样试验的基本原理 370

8.2.3 汽车零部件威布尔分布计量一次抽样 372

8.2.4 汽车指数分布计量一次抽样试验 374

8.2.5 指数分布序贯抽样试验 375

8.3 快速可靠性试验 376

8.3.1 快速可靠性试验的基本原则 376

8.3.2 浓缩应力法快速可靠性试验 377

8.3.3 增加样品数量法 379

8.3.4 分组最小值法 379

8.4 整车可靠性试验 379

8.4.1 汽车可靠性行驶试验 380

8.4.2 汽车可靠性台架模拟试验 381

8.5 可靠性试验的数据处理 383

8.5.1 指数分布的应用 383

8.5.2 威布尔分布的应用 387

8.6 故障与失效分析 388

8.6.1 故障(失效)的模式、危害及分级 388

8.6.2 故障(FTA)分析 390

8.6.3 失效分析 395

附表1 汽车故障模式及分级举例 401

附表2 成败型分布90%置信度的可靠度单侧区间下限值表 404

附表3 求置信下限时 MTBF(MTTF)应乘的系数表 405

附表4 中位秩表(%) 407

附表5 百分比等级表 412

附表6 正态分布表 414

附表7 t 分布表 415

附表8 X2分布表 416

附表9 F 分布表 417

参考文献 418

9 碰撞安全性试验 419

9.1 概述 419

9.2 人体伤害评价指标及碰撞试验假人 420

9.2.1 人体伤害评价指标 421

9.2.2 碰撞试验假人 427

9.3 实车碰撞试验 428

9.3.1 实车碰撞试验设备 428

9.3.2 正面碰撞试验 433

9.3.3 侧面碰撞试验 436

9.3.4 其他实车碰撞试验 437

9.4 滑车模拟碰撞试验 437

9.4.1 冲撞型滑车模拟碰撞试验设备 437

9.4.2 冲击反弹式滑车模拟碰撞试验装备 439

9.4.3 发射型滑车模拟碰撞试验设备 439

9.5 汽车安全部件试验 441

9.5.1 安全带试验 441

9.5.2 座椅及头枕试验 442

9.5.3 安全固定点强度试验 444

9.5.4 车顶及侧门强度试验 444

9.5.5 门锁及门铰链试验 444

9.5.6 内部凸出物试验 444

9.5.7 转向系统冲击缓冲性能试验 444

9.5.8 后视镜冲击缓冲性能试验 445

9.5.9 保险杠性能试验 445

9.5.10 燃油箱试验 445

9.5.11 行人碰撞保护试验 445

9.5.12 安全气囊试验 447

9.6 测量仪器 448

9.6.1 电测量系统 448

9.6.2 光学测量系统 452

9.7 汽车碰撞安全性研究新动向 457

9.7.1 计算机碰撞仿真 457

参考文献 459

10 空气动力特性试验 463

10.1 概述 463

10.2 汽车风洞设备 463

10.2.1 汽车风洞特性 463

10.2.2 风洞类型 465

10.3 汽车风洞常规试验 467

10.3.1 空气动力测量 467

10.3.2 压力测量 471

10.3.3 风速测量 473

10.3.4 流态显示 475

10.4 发动机舱空气动力特性试验 479

10.4.1 概述 479

10.4.2 发动机舱内流观察 479

10.4.3 发动机舱空气动力特性 480

10.4.4 发动机冷却系统性能试验 482

10.5 道路试验 485

10.5.1 滑行试验测定汽车的空气阻力 485

10.5.2 侧风影响试验 486

10.5.3 道路测压试验 487

10.5.4 其他道路试验 487

10.6 计算空气动力学 487

10.6.1 概述 487

10.6.2 控制方程及湍流处理 488

10.6.3 CFD 计算的其他因素 490

10.6.4 CFD 的实际应用 492

参考文献 496

11 驾驶方便性、舒适性和平顺性试验 499

11.1 乘用空间试验 499

11.1.1 乘用空间测量 499

11.1.2 人体动作和生理反应测试 501

11.1.3 乘用空间感觉评价 503

11.2 座椅性能试验 506

11.2.1 座椅特性 506

11.2.2 感觉评价 508

11.3 操纵性试验 508

11.3.1 操纵装置位置测定 508

11.3.2 操纵力测定 510

11.3.3 操纵机构可靠性 512

11.3.4 汽车操纵件、指示器及信号装置的标志 515

11.4 换气性能试验 519

11.4.1 换气系统 519

11.4.2 风量特性 521

11.4.3 车内气流特性 522

11.4.4 通风装置特性 523

11.4.5 换气凉感评价试验 524

11.4.6 空气清洁度评价试验 524

11.5 冷、暖风装置试验 525

11.5.1 标准性能试验 525

11.5.2 道路行驶性能 529

11.6 视野性能试验 530

11.6.1 M1类车前视野试验 530

11.6.2 后视野试验 535

11.6.3 汽车风窗玻璃除霜、除雾试验 538

11.7 汽车行驶平顺性试验 541

11.7.1 路面平度的统计特性 541

11.7.2 汽车平顺性试验的测试仪器与设备 544

11.7.3 随机输入行驶试验 548

11.7.4 脉冲输入行驶试验 556

参考文献 557

12 汽车电子电气系统试验 558

12.1 综述 558

12.2 与发动机相关的电子电气系统试验 558

12.2.1 点火系统试验 558

12.2.2 起动系统试验 568

12.2.3 充电系统试验 570

12.3 与底盘相关的电子电气系统试验 576

12.3.1 制动防抱系统(ABS) 576

12.3.2 电控自动变速器 581

12.3.3 电控悬架系统 582

12.3.4 电控转向系统 583

12.3.5 气路电磁控制阀 584

12.4 与车身相关的电子电气系统试验 587

12.4.1 仪表试验 587

12.4.2 灯光系统试验 591

12.4.3 开关和继电器试验 595

12.4.4 汽车收放机试验 598

12.5 整车电子电气系统试验 600

12.5.1 电嗽叭试验 600

12.5.2 电线束试验 601

12.5.3 插接器试验 602

12.5.4 整车电气系统试验台简介 603

12.5.5 自动巡航系统 604

参考文献 606

13 环境保护试验 607

13.1 概述 607

13.1.1 排气污染物 607

13.1.2 噪声与振动 608

13.1.3 电磁干扰 608

13.2 排放 608

13.2.1 轻型汽车排气污染物排放 608

13.2.2 车用汽油机排气污染物排放 616

13.2.3 汽油车燃油蒸发污染物排放试验 619

13.2.4 汽油车曲轴箱污染物排放试验 623

13.2.5 怠速排放 625

13.2.6 汽车柴油机排气烟度试验 626

13.2.7 重型汽车柴油机排气污染物试验方法 631

13.3 交通噪声公害 642

13.3.1 交通噪声公害与法规 642

13.3.2 噪声试验 648

13.4 电磁干扰 651

13.4.1 电磁干扰及标准、法规 651

13.4.2 电磁干扰试验 656

13.4.3 电子电气组件的电磁辐射抗扰性试验 663

参考文献 665

14 汽车零部件试验 667

14.1 概述 667

14.2 刚度试验 668

14.2.1 零部件刚度 668

14.2.2 静刚度试验 668

14.2.3 动刚度试验 669

14.3 静强度试验 670

14.3.1 零部件静强度 670

14.3.2 静强度试验 670

14.4 疲劳试验 671

14.4.1 疲劳强度及理论 671

14.4.2 等幅疲劳试验 675

14.4.3 道路载荷谱 675

14.4.4 程序疲劳试验 677

14.4.5 道路模拟试验 678

14.4.6 加速疲劳试验 679

14.5 典型零部件的试验 680

14.5.1 车架试验 680

14.5.2 前轴试验 681

14.5.3 球铰试验 682

14.5.4 悬架试验 683

14.5.5 车轮试验 687

14.6 汽车零部件试验设备 688

14.6.1 往复运动的试验装置 689

14.6.2 振动试验装置 690

14.6.3 扭转强度试验装置 691

14.6.4 车轮试验设备 693

14.6.5 转向试验装置 695

14.6.6 球铰试验装置 700

14.6.7 试验装置中的模块化部件 700

14.6.8 机器人在试验中的应用 703

14.7 汽车零部件试验汇总表 705

参考文献 720

15 车身试验 721

15.1 车身强度试验 721

15.1.1 车身刚度 721

15.1.2 车身静强度 725

15.1.3 载货汽车的扭转疲劳试验 727

15.2 车身的油漆、曝晒和腐蚀试验 728

15.2.1 车身油漆的质量评定 728

15.2.2 车身曝晒试验 730

15.2.3 车身加速腐蚀试验 733

15.3 车身内饰材料试验 735

15.3.1 耐温湿性试验 735

15.3.2 耐光性试验 737

15.3.3 耐化学药品性试验 737

15.3.4 耐摩擦和磨损性试验 738

15.3.5 燃烧特性试验 738

15.3.6 气味性试验 739

15.3.7 雾度试验 740

15.4 车身密封性试验 740

15.4.1 气密封性试验 740

15.4.2 水密封性试验 742

15.4.3 灰尘密封性试验 747

15.5 车身附件试验 749

15.5.1 门锁试验 749

15.5.2 门铰链试验 751

15.5.3 罩盖锁止装置系统试验 753

15.5.4 玻璃升降器试验 756

15.5.5 后视镜试验 761

15.5.6 遮阳板试验 769

15.5.7 风窗玻璃刮水器试验 770

15.5.8 洗涤器试验 776

参考文献 779