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1、现代汽车概论现代汽车概论主讲人：吴跃成主讲人：吴跃成第四章 汽车的运用性能主要内容：4.1 汽车动力性 4.2 燃油经济性 4.3 汽车制动性 4.4 操纵稳定性 4.5 平顺性与舒适性 4.6 通过性 4.7 汽车牢靠性与寿命目标和要求：4.1 驾驭汽车动力性的评价指标4.2 驾驭燃油经济性的评价指标4.3 驾驭汽车制动性的评价指标4.4 了解操纵稳定性的评价指标4.5 了解平顺性与舒适性的评价指标4.6 了解通过性的评价指标4.7 了解汽车牢靠性与寿命评价指标什么是汽车运用性能？都包括那些方面？什么是汽车运用性能？都包括那些方面？汽车的运用性能是汽车在工作过程中所表现出来的汽车的运用性能是
2、汽车在工作过程中所表现出来的特性。特性。动力性动力性:有表征速度与力气有表征速度与力气;燃油经济性燃油经济性:表征能量消耗表征能量消耗;制动性与操纵稳定性制动性与操纵稳定性:有表征平安有表征平安;行驶平顺性与舒适性行驶平顺性与舒适性:有表征乘坐性能有表征乘坐性能;通过性通过性:表征在坏路上行驶实力表征在坏路上行驶实力;牢靠性牢靠性:有表征有表征“健康健康”状况状况;排放与噪声污染排放与噪声污染:衡量对环境影响。衡量对环境影响。4.1 汽车动力性定义：汽车动力性是汽车按规定装载后在水平良好定义：汽车动力性是汽车按规定装载后在水平良好路面上所能达到的性能。路面上所能达到的性能。理解：动力性是汽车最
3、基本、最重要的性能。对轿理解：动力性是汽车最基本、最重要的性能。对轿车而言，用户希望跑得快（速度大）和起速快（加车而言，用户希望跑得快（速度大）和起速快（加速性好）；对卡车而言，用户希望装载多，速度能速性好）；对卡车而言，用户希望装载多，速度能满足要求等。满足要求等。评价指标：评价指标：最高车速最高车速 Uamax，单位，单位kmh；加速时间加速时间 t，单位，单位S；最大爬坡度最大爬坡度 imax，单位。，单位。评价指标之一最高车速定义：定义：最高车速指汽车在水平良好的直线路面上，按规定满载，以最大油门行驶，在车速稳定时所能达到的速度。目前国产汽车的最高车速一般为：卡车：Uamax90120
4、kmh 大型客车：Uamax80100kmh 中型客车：Uamax 100140kmh 轿车：Uamax140250kmh 评价指标之二加速时间定义：汽车加速时间分为原地起步加速时间和超车定义：汽车加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间两种。加速时间两种。原地起步加速时间是汽车从静止起先，用原地起步加速时间是汽车从静止起先，用1挡或挡或2挡挡起步，用最大油门加速，逐步换至最高挡（或干脆起步，用最大油门加速，逐步换至最高挡（或干脆挡），车速达到某一预定值或行驶某一预定距离所挡），车速达到某一预定值或行驶某一预定距离所须要的最短时间。须要的最短时间。原地起步加速时间一般原地起步加速时间一般 中
5、型卡车中型卡车060kmh约为约为1620s，轿车轿车0一一80kmh起步加速时间为起步加速时间为610s。评价指标之二加速时间超车加速时间是汽车用最高挡（或次高挡）超车加速时间是汽车用最高挡（或次高挡）以某一较低车速稳定行驶，然后用最大的油以某一较低车速稳定行驶，然后用最大的油门全力加速至某一较高车速所须要的最短时门全力加速至某一较高车速所须要的最短时间，中途不变换挡位。间，中途不变换挡位。超车加速时间超车加速时间 中型卡车中型卡车2060kmh约为约为3040s，轿车轿车4080kmh超车加速时间约为超车加速时间约为1218s。评价指标之三最大爬坡度定义：汽车的最大爬坡度是满载时所能爬上的
6、最大定义：汽车的最大爬坡度是满载时所能爬上的最大道路纵坡，单位为（坡度为道路纵向坡角的正切道路纵坡，单位为（坡度为道路纵向坡角的正切值）。值）。理解：汽车爬坡时要运用理解：汽车爬坡时要运用1挡或最低挡（有的汽车特挡或最低挡（有的汽车特地设有传动比很大的爬坡挡）。民用汽车大多数状地设有传动比很大的爬坡挡）。民用汽车大多数状况下都是在马路上行驶，不太强调爬坡实力。常常况下都是在马路上行驶，不太强调爬坡实力。常常在山区行驶的汽车须要适当的爬坡实力。一般民用在山区行驶的汽车须要适当的爬坡实力。一般民用汽车最大爬坡度不超过汽车最大爬坡度不超过30（约（约15）。而越野汽）。而越野汽车和工程用车由于常常在
7、坏路或无路条件下行驶，车和工程用车由于常常在坏路或无路条件下行驶，其爬坡实力是一个特殊重要的参数，最大爬坡度一其爬坡实力是一个特殊重要的参数，最大爬坡度一般为般为60左右，约左右，约30的纵坡。的纵坡。动力性影响因素汽车的动力性主要由发动机的最大功率、传动系参数（主传动比及各挡传动比）、汽车总质量等参数确定。汽车的轮胎、外形、驾驶技术等都对动力性有较大影响。4.2 燃油经济性汽车燃油经济性是汽车运用经济性中最重要的一部分。评价指标：汽车的燃油经济性常用在确定工况下行驶100km所消耗的最低燃油量来评价，即百公里油耗量，单位为L100km。这个值越小，汽车的燃油经济性越好。评价指标之一：等速百公
8、里油耗评价指标之一：等速百公里油耗百公里油耗分为等速百公里油耗和运用百公里油耗两种。说明：等速百公里油耗量是汽车生产厂家在试车场上试验出来的。它是由汽车专家先将试验车及发动机调整到最佳技术状态，按规定装载后，在水平良好、且没有任何其他车辆和人员的道路上匀速行驶时测试出来的。只表明白汽车所能达到的最节油的状态。试验中只有匀速行驶，没有起动、起步、加减速、转弯，更没有刹车和停车。所以这一指标只具有参考价值。评价指标之二：运用百公里油耗评价指标之二：运用百公里油耗运用百公里油耗量是包括各种行驶工况和交通状况运用百公里油耗量是包括各种行驶工况和交通状况的综合评价指标。的综合评价指标。说明：我国国家标准
9、就规定了卡车六工况循环和客说明：我国国家标准就规定了卡车六工况循环和客车的四工况循环的试验规范。欧洲经济委员会规定车的四工况循环的试验规范。欧洲经济委员会规定了了 15工况循环试验规范等。在试验过程中分别测定工况循环试验规范等。在试验过程中分别测定循环工况下的百公里油耗量和某些特定速度的等速循环工况下的百公里油耗量和某些特定速度的等速百公里油耗量，然后按确定比例线性组合成一个百公里油耗量，然后按确定比例线性组合成一个“综合燃油经济性综合燃油经济性”指标，以此来评价汽车的实际燃指标，以此来评价汽车的实际燃油经济性。油经济性。各国状况及影响因素各国状况及影响因素我国、欧洲和日本，都是运用百公里油耗
10、量（L100km）来评价汽车燃油经济性。而美国则是运用每加仑燃油所能行驶的英里数来评价，其单位为mileusgal。这个数值越大，汽车的燃油经济性越好。影响因素：发动机、传动系、轮胎、外形、总重都有很大影响。须要特殊指出的是，驾驶技术与驾驶习惯、平均行驶速度都对燃油经济性有很大影响。平均行驶速度过低、过高都会使油耗量增大。适时合理地利用汽车滑行可降低燃油消耗量。4.3 汽车制动性汽车的制动性是在制动时所表现出的行驶性能，是汽车的重要性能之一。也有人把制动性归结到平安性里面。因为制动性能的好坏干脆关系到交通平安。很多交通事故往往与制动反应慢、制动距离太长、制动时发生轮胎侧滑等现象有关。评价指标：
11、制动效能；制动效能的恒定性；制动时的方向稳定性。评价指标之一：制动效能评价指标之一：制动效能制动效能的评价指标：制动距离（单位为m）或平均制动减速度（单位为ms2）。如我国的国家标准规定：中型卡车在制动初速度为Ua=30kmh时，制动距离不得超过8m。轿车在初速Ua=80kmh制动时，制动距离不得大于 50.7m等。定义：制动距离是指汽车在良好路面上以确定的速度行驶时突然紧急制动，汽车减速直到停车。在从司机反应到汽车停止这段时间内汽车所驶过的距离叫制动距离。平均制动减速度则是从制动起先到停车这段时间内的平均减速度。说明：世界上每个国家或国家集团都对汽车制动效能及试验方法作了严格规定。评价指标之
12、二：制动效能的恒定性评价指标之二：制动效能的恒定性定义：制动效能的恒定性是指汽车制动器温度较高定义：制动效能的恒定性是指汽车制动器温度较高时，或汽车涉水后仍具有确定制动效能的实力。其时，或汽车涉水后仍具有确定制动效能的实力。其中前者叫热恒定性，又叫抗热衰退性能；后者叫水中前者叫热恒定性，又叫抗热衰退性能；后者叫水恒定性，又叫抗水衰退性能。恒定性，又叫抗水衰退性能。说明：汽车制动标准具体规定了汽车热恒定性和水说明：汽车制动标准具体规定了汽车热恒定性和水恒定性的评价指标和试验方法。如试验热恒定性能，恒定性的评价指标和试验方法。如试验热恒定性能，规定在确定初速度下连续强制动规定在确定初速度下连续强制
13、动15次，最终一次的次，最终一次的制动效能应不低于冷制动时的制动效能应不低于冷制动时的60。由于这种试验。由于这种试验对汽车损坏严峻，除新车型鉴定外，一般不做这样对汽车损坏严峻，除新车型鉴定外，一般不做这样的试验。的试验。评价指标之二：制动方向稳定性评价指标之二：制动方向稳定性定义：制动方向稳定性是汽车在制动过程中依据给定义：制动方向稳定性是汽车在制动过程中依据给定路径行驶的实力。若制动过程中发生跑偏（偏离定路径行驶的实力。若制动过程中发生跑偏（偏离正常行驶轨道）、侧滑（车轮横向滑动）、调头等正常行驶轨道）、侧滑（车轮横向滑动）、调头等现象，或失去转向实力，都称为方向失稳现象。现象，或失去转向
14、实力，都称为方向失稳现象。说明：要保持汽车制动时的方向稳定性，必需防止说明：要保持汽车制动时的方向稳定性，必需防止车轮在制动时抱死拖滑。汽车制动车轮在制动时抱死拖滑。汽车制动ABS就是为提高就是为提高制动方向稳定性而设计的防止制动时出现车轮抱死制动方向稳定性而设计的防止制动时出现车轮抱死的自动限制系统。的自动限制系统。ABS特殊在雨雪天气紧急制动时特殊在雨雪天气紧急制动时发挥作用，常能有效地避开交通事故的发生。发挥作用，常能有效地避开交通事故的发生。制动性小结良好的汽车制动性能应包括足够强的制动效能，良好的抗热衰退和抗水衰退的恒定性，以及良好的制动方向稳定性。提高汽车的制动性能是汽车设计专家们
15、的重要任务之一。4.4 操纵稳定性操纵稳定性包括操纵性和稳定性两个方面。操纵性指司机在正常驾驶状况下（即正确的操作）汽车依据驾驶员意志正确行驶的实力。稳定性是指正常行驶中的汽车在受到外界干扰时，能够抵抗干扰而保持正常行驶的实力。操纵稳定性的影响及评价操纵稳定性对汽车的影响:(1)影响到汽车驾驶的便利性.(2)影响到行车平安，特殊是高速行驶的平安性。操纵稳定性的评价:评价参数具有很强的专业性。有些评价参数是与试验方法或理论分析方法相联系，还有些评价只能用主观评价法，即让试验人员（或司机）凭感觉来评价。操纵稳定性评价指标之一：稳态转向特性是操纵稳定性的最基本、最重要的性能。用RR0来判定汽车的稳态
16、转向特性：R0初始圆半径，汽车在转弯时，方向盘和转向轮都具有确定转角。若保持这一转角不变，以极低速度（UU0）行驶，汽车的行驶轨迹是圆形。R当渐渐加大油门给汽车加速时，汽车的行驶轨迹将发生变更。设车速为Ua时，对应轨迹半径为R。操纵稳定性评价指标之一：稳态转向特性RR0l为不足转向。具有不足转向的汽车在转弯时，其实际转向角速度略低于理论转向角速度。因此，常要适当增加方向盘转角。RR0=1为中性转向。RR01为过多转向（或过度转向）。具有过多转向特性的汽车在转弯时要依据车速适当减小方向盘转角。其它评价指标：除稳态转向特性外，操纵稳定性还包括瞬态转向性能，自动回正特性，蛇行稳定性，移线行驶稳定性等
17、多种性能。4.5 平顺性与舒适性平顺性平顺性又叫行驶平顺性，是汽车在行驶过程中车身的振动对人体的影响的评价。舒适性舒适性又叫乘坐舒适性，是指乘员（包括司机）对车内设施、环境、空间、视野等方面的感觉评价。平顺性的评价汽车平顺性的评价：目前还没有公认的和志向的评汽车平顺性的评价：目前还没有公认的和志向的评价指标，因此，仍以主观的感觉为依据。价指标，因此，仍以主观的感觉为依据。在行驶过程中，道路的坎坷不平会激起车身在行驶过程中，道路的坎坷不平会激起车身振动，并带动人体产生上下、左右、前后方向的随振动，并带动人体产生上下、左右、前后方向的随机振动。随机振动是包含多种（或多数种）频率成机振动。随机振动是
18、包含多种（或多数种）频率成分的振动。不同的频率成分对人体的影响是不一样分的振动。不同的频率成分对人体的影响是不一样的。这就使得用简洁数字量来评价振动对人体的影的。这就使得用简洁数字量来评价振动对人体的影响变得特殊困难和困难。响变得特殊困难和困难。评价标准：国际标准化组织于评价标准：国际标准化组织于20世纪世纪70年头制订国际标准年头制订国际标准ISO 2631人体承受全身振动的评价指南人体承受全身振动的评价指南。ISO2631以各种频率振动的加速度均方根值作为振动强以各种频率振动的加速度均方根值作为振动强度，给出了人体对振动反应的三个不同界限。这三个界限是：度，给出了人体对振动反应的三个不同界
19、限。这三个界限是：暴露极限。当振动强度在此界限内，人体是平安的，超过暴露极限。当振动强度在此界限内，人体是平安的，超过此极限，将对人体健康造成损害。因此，暴露极限是人体承受此极限，将对人体健康造成损害。因此，暴露极限是人体承受振动的上限。振动的上限。乏累乏累工率降低界限。振动强度在此界限内乘员仍可保工率降低界限。振动强度在此界限内乘员仍可保持正常工作，超过此界限，工作效率和质量将受到影响。持正常工作，超过此界限，工作效率和质量将受到影响。舒适降低界限。振动强度在此界限内，乘员感觉良好，可舒适降低界限。振动强度在此界限内，乘员感觉良好，可以正常阅读和书写。超过此界限，人感觉到舒适度降低。以正常阅
20、读和书写。超过此界限，人感觉到舒适度降低。平顺性的评价上述三种界限不仅与振动强度有关，而且与振动频率、振动方向和振动时间有关。以乏累工效降低界限为例 对于垂直振动，人体最敏感（承受力最差）的振动频率段为4 8Hz。而人体最能适应的垂直振动的频率为 101.6Hz。对于横向振动（前后和左右），人体最敏感的频率段是1.02.0Hz。平顺性的评价 若振动频率为 48Hz，振动强度（加速度的均方根值）为 0.3ms2时，人体可以承受8小时振动；当振动强度为1.1ms2时，人体可以承受1小时；当振动强度为3ms2时，人体只能承受1分钟。因此，在设计汽车时，1）要把悬架振动的偏频设计为1.01.6 Hz，
21、确定要避开4.08.0Hz的频率范围。2）要将车身的前后仰俯振动和左右侧倾振动的频率避开1.02.0Hz。平顺性的评价 对于舒适性的评价，更没有权威性的评价指标。国外有些汽车生产厂商在新车样品试制出来后，请非专业人士（特殊是挑剔的女士）试开或乘坐，然后填写一份满足程度的调查表，通过对调查表的统计，评判该车的舒适性。调查表的问题主要是座椅的舒适程度；仪表板是否清晰、美观大方；操纵机构的接近性、敏捷性、四周的空间、内部装饰、视野等。平顺性的评价4.6 通过性定义：汽车的通过性又叫越野性，是表征汽定义：汽车的通过性又叫越野性，是表征汽车通过坏路或无路地面的实力。车通过坏路或无路地面的实力。评价：通过
22、性的参数有几何参数和动力参数评价：通过性的参数有几何参数和动力参数两类。几何参数有最小转弯直径、最小离地两类。几何参数有最小转弯直径、最小离地间隙、接近角、离去角、纵向通过半径和横间隙、接近角、离去角、纵向通过半径和横向通过半径等向通过半径等.动力参数有最大拖挂拉力动力参数有最大拖挂拉力,最最大跃台阶实力等。大跃台阶实力等。4.7 汽车牢靠性与寿命定义：汽车牢靠性是表征汽车能够发挥运输效率的性能，即定义：汽车牢靠性是表征汽车能够发挥运输效率的性能，即汽车能汽车能“健康健康”工作的性能。工作的性能。故障指汽车降低工效或丢失功能的现象。汽车故障具有很大故障指汽车降低工效或丢失功能的现象。汽车故障具
23、有很大的随机性，评价牢靠性的指标都是统计出来的。汽车出现故的随机性，评价牢靠性的指标都是统计出来的。汽车出现故障不仅与汽车技术水平有关，更与运用状况有关。障不仅与汽车技术水平有关，更与运用状况有关。统计汽车牢靠性的故障必需具有如下两个条件：统计汽车牢靠性的故障必需具有如下两个条件：(1)故障必需是在正常运用条件下，由汽车本身（总成或零故障必需是在正常运用条件下，由汽车本身（总成或零部件）的技术水平（设计、制造、装配等方面的缺陷）引起部件）的技术水平（设计、制造、装配等方面的缺陷）引起的。如扎轮胎、撞车、缺润滑油、缺冷却水、用油不当等由的。如扎轮胎、撞车、缺润滑油、缺冷却水、用油不当等由用户引起
24、的损坏，均不属于牢靠性统计的故障。用户引起的损坏，均不属于牢靠性统计的故障。(2)故障影响了汽车的正常行驶，引起了汽车功能不能正常故障影响了汽车的正常行驶，引起了汽车功能不能正常发挥。按说明书中的规定对汽车进行保养、更换易损件等均发挥。按说明书中的规定对汽车进行保养、更换易损件等均不能算作故障。不能算作故障。评价指标：评价指标：平均首次故障里程（单位平均首次故障里程（单位km），），汽车从出厂到第一次出现故障时，所行驶里程的平均值。一般国产汽车的首次故障里程都在1000km以上。平均千公里故障率（单位：次平均千公里故障率（单位：次1000km）。目前，国产汽车的平均千公里故障率大都在0.1次1
25、000km左右。汽车牢靠性评价汽车牢靠性评价平均千公里修理时间（单位：小时平均千公里修理时间（单位：小时1000km）因汽车故障有大有小，修理有难有易。因此仅用因汽车故障有大有小，修理有难有易。因此仅用故障故障“次数次数”来评价不太合理。用每行驶来评价不太合理。用每行驶1000km平均占用的修理时间，就考虑了故障的大小和修理平均占用的修理时间，就考虑了故障的大小和修理的难易程度。这里面不含按规定进行保养的时间。的难易程度。这里面不含按规定进行保养的时间。平均千公里修理费用（单位：元平均千公里修理费用（单位：元1000km）。）。这是一个比较科学和合理的评价指标，也是汽车用这是一个比较科学和合理
26、的评价指标，也是汽车用户最关切的指标之一。户最关切的指标之一。牢靠性浴牢靠性浴盆曲线可盆曲线可明显地分明显地分成三个阶成三个阶段。段。汽车故障的统计规律汽车故障率与总行驶里程的关系一般用浴盆曲线汽车故障率与总行驶里程的关系一般用浴盆曲线表示。表示。第一阶段是初第一阶段是初期故障期，一期故障期，一般对应汽车磨般对应汽车磨合期。其次阶合期。其次阶段是偶然故障段是偶然故障期、这一时期期、这一时期汽车处于稳态汽车处于稳态工作期。第三工作期。第三阶段是磨损故阶段是磨损故障期。障期。汽车的寿命定义：寿命是以报废为标记的，报废主要是以大总成定义：寿命是以报废为标记的，报废主要是以大总成损毁或综合性能急剧下降
27、为依据的。由于没有任何一损毁或综合性能急剧下降为依据的。由于没有任何一个汽车零件和总成不能更换，所以，汽车的寿命也就个汽车零件和总成不能更换，所以，汽车的寿命也就出现不同的定义。目前最常用的有里程定义和年限定出现不同的定义。目前最常用的有里程定义和年限定义两种方法。义两种方法。说明：里程寿命是以总行驶里程为依据表示寿命，包说明：里程寿命是以总行驶里程为依据表示寿命，包括大修里程和报废里程。汽车是否应当大修或报废，括大修里程和报废里程。汽车是否应当大修或报废，汽车运行平安技术条件上都有明确规定。汽车运行平安技术条件上都有明确规定。目前，国产汽车的首次大修里程都在目前，国产汽车的首次大修里程都在15万公里万公里以上，有的可达以上，有的可达30万公里。一辆汽车在报废前可以经万公里。一辆汽车在报废前可以经过数次大修。有的汽车经过过数次大修。有的汽车经过56次大修，总行驶里程次大修，总行驶里程甚至达到甚至达到100万公里。万公里。48 排放污染前已述及，略。思索题1.汽车动力性的评价指标包括那些？2.汽车燃油经济性的评价指标包括那些？3.汽车制动性的评价指标包括那些？4.汽车排气中的主要有害成分有哪些，各有什么危害？