专用汽车总体设计.pdf

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1、第二章专用汽车总体设计第一节概述一、专用汽车设计程序&用车辆制造生产的特点足批凰小，不同于新车设计，不需要进行从总体到总成的系统 设计，主要根据使用要求和功能待点选择合适的车型底盘，匹配具有专用功能的匸作装置.设计程丿糸一般经过如下五个阶段。（一）可行性分析在深入调住研究的革础上，对新申 专用车辆进行可行性分析.了解新产晶的使用条件，用八对新产品的性能要求、使用要求以及需求戢，收集国内外同类或相近类专用车辆的技术资料进存分所比牧，整理出新型专用乍辆开发的可彳j 性报告，分析新产品开发的II的恵义，国内外现状及发展趋势，市场预测及技术经济分析，产品开发的关键技术及其实施方窠等内 容.（二）技术设

2、计1.确定主要性能指标专用车辆的性能指标可分为皐本性能指标和专用性能描标两大类.基木性能指标包括动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳泄性、通过性等指标：专业性 能指标足由专用弔辆的专用功能确定，可通过现有技术资料进行分析比较或社会调含来选择确定专用性能指标。2.选择汽车底盘&用车辆是在汽车底盘上安装专用I：作装置，用于承担专门运输任务或专项作业的车 辆.因此，Q 用午辆的旱木性能足由汽午底盘的性能所决泄，所选用的汽乍底盘有 四种结构 形式：二类底盘即足由郅驶塔、发动机和底盘总成组合在-起；三类底盘.即足由底盘总成 和发动机组合在-起：专用底盘，即足专门为某一类专用车辆设讨制造的底盘：组合底盘,即

3、足选用淀型的总成组装成的底盘。以上四种专用底盘可根据专用车辆的用途及使用条件、己确泄的专用汽车性能指标、&用车辆的匕用功能及其总布置的需要以及生产厂家现有的条 件和能力来选定.3.总布愛图的绘制及性能参数计算专用午辆的设计实质上足任汽车底盘上进行改装设计的一种过程，根据专用功能设计安 装齐类魁的专用装當.在专用牛辆总布置图匕应能反映HI专用装置的布置形式及相对尺寸；取力装置和传动装賢的布買形式.有时由于专用装買布買的需要。在不改变使用性能的询提 卜、对底盘上的某些部件进行重新布置，如燃汕箱、宦路、杆件等。确定总休布置方案h：要计算一些上要性能参数.如动力性指标、轴徴质啟分配、燃油经济指标等.这

4、些性能参数 应不改变原汽弔底盘的性能参数，视其计算结果对总体布置方案进行必要的修改。4 总成及零部件设汁以总布置图为依据，进行各总成及零部件的设计计算，各总成及零件的尺J确定以后还 应在总布置图上作进一步的布買及运动校核，使各部件之间相互协调.（三）产品试制与鉴定以上专用车辆的技术设计完成以后，工艺人员根据产殆设计图样与本厂的生产编制 工艺流程K片及工艺路线，用于产晶的试生产，通过试生产或装配进-步暴霜技术设汁中的 问题便于改进设计。（四）定型试验完成技术设计和试生产后的专用车辆产品必须经过严格的定型试验，全而考核其结构、性能、使用可靠性铮足否达到役计任务书的要求.宦型试验的主要项H有专用车辆

5、的基本性 能试验、专用性能试验、可旅性试脸.茨1-1各类专用汽车的可靠性、耐久性试验里程类别SoSiS:S3结构形式与改装程度专业设计的专业汽车选用定取总成、或选用三类底盘改装的专用汽年选用定型汽车二类底盘改装的专用汽车在定型汽车上改装的专用汽车试验业程(km)50 00025()005 0000(五)产品鉴定最后进行新产阳的技术鉴定，由主骨部门组织同行专家、技术人员对设计的图样、匸艺文件、试验报告等有关蛭定文件进行审杳鉴定，通过鉴定后完善各种匕报手续，即可投入批就生产.新产品投入市场后，还应进一步收集用八意见及任实际使用中所暴露的诸如设计、制造、材科等问题作为第二、三轮设汁依据.从专用汽车新

6、产品开发的一般过程可以看出，专用汽车总体设计的主要任务足：止确确定专用汽车的性能指标，止确选择汽车底盘，为各部件设计提供控制参数和设计要求，对各部件进行合理布迎和运动校核，并对专用汽车性能进行准确计算和控制。二、专用汽年设计的特点和要求专用汽车具有品种多、批钛小的显苦特点，只有不断开发新产品，深入调責研究，了解用户对专用汽车新产品的性能要求、使用要求和需求蛍，才能使专用汽车制造企业在激烈的市场竞争中学握上动权。因此在#用汽车设计中，除了具备基木型汽车的性能要求外，还要 装有专用设备，以满足相应的专用功能。从而专用汽车设讼应该具备以卜 特点和要求：(1)(1)专用汽午设计娄选用定型的基木型汽车底

7、盘进行改装设计这首先就需要了解国内外汽布产品.特别足货车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、侑您价格及相关资料等。然后根据所设计的七用汽弔的功能和性能指标嘤求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质“、购置成木等方面进行分析比较，优选出一种基木型汽车底盘作为专用汽车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用汽车的前提。对尸不能怪接采用二类底盘或三类底盘进行改装的“用汽车，也应尽娥选用定型的汽车总成和部件进行设计，以缩短产晶的开发周期和提高产品的可靠性.(2)(2)专用汽弔设计的主要工作是总体布賢和专用工作装置匹配设计时既要保证专用功能満足其性能要求，也要考虑汽

8、车底盘的基本性能不受到影响。在必要时，可适当降低汽车底盘的某些性能指标，以满足实现某些专用工作装置性能的要求.(3)(3)针对专用汽车品种多、批G少的生产持点.专用汽弔设计应考虑产品的系列化，以 便根据不同用户的霊要而能很快的进行产品变熨 图1 1为某丿牵引弔、半挂年和全扑午 系列型谱。对专用汽车零部件的设计，应按“三化”的要求进行.最人限度地选用标难件，或选用已经定型产阳的零部件，尽量减少口制件.(4)(4)对专用汽车白制件的设计，应遵循单件或小批常的生产持点，要更多考虑通用设备 加工对专用汽车匸作装置中的某些核心部件和总成.如齐种水泵、汕泵、气泵、空压机 及并的可能性.(5)(5)种阀等.

9、耍从专业生产厂家中优选 因专用汽弔专项作业性能的好坏，主要决定T这些 部件的性能和可靠性.(6)(6)在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受我悄况可能与原设计不同，因此要对一 些顶专用汽车设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规的要求对于某些持殊车辆.如求型要的总成结构件进行强度校核.(7)(7)半挂车、油出修井车、机场宽体客车等，应作为特定作业环境的持种车辆来处理。(8)(8)某些$用汽车可能会在很恶劣的环境卜I I 作 其便用条件貝朵.要了解和掌握国家 及在完成一种新熨专用汽车全部设计的过程中，必须考虔专用汽年的艺术造型和产品 功能行业相应的规范和标准.使&用汽车有良好的适应性，I:I:作可

10、靠，足婴设安全性装置(9)(9)的紧密结合。一个成功的造型设计，应该使专用汽车具有新颖美观的外形、良好的空气动力学性能、各部分的布置符合人机工程学的要求并适合于姜种变型的结构和零部件分块.车身及其覆盖件应具有良好的冲爪工艺性和焊接装配匸艺性、合理的零部件形状和较岛的材料利用率。随着#1#1 会的不断进步，人们对汽车的外观、舒适性、功能的完备性等要求都在不断的提岛。由此可见.造型设计住专用汽车的开发过省中的瑕要性。22I、10个ICC!#ircirc越a _4705060405030孔间距/mmBc504030孔距/mme1513H1mm1mm30h角形L形c1520inm(0.250.35)H

11、lmtn/1 ifltflatfla 2 2r r|图l34 U形螺栓不突出副车架上平面1U形板；2 副车架;3-主车架；4U形螺栓第四节专用汽车主要性能计算专用汽车性能参数计算是总体设计的主要内容2，最基本的性能参数计算包括动力 性、燃料经济性和稳定性的计算。其中动力性参数可由汽车的动力特性图求出（图解法），也可根据发动机输出转矩和转速的关系式，利用驱动力一阻力平衡方程吒接 求出（解析法）.木节仅介绍利用解析法计算专用汽车部分参数的一般步骤。一、发动机的外特性发动机的外待性足抬发动机油门全开时的速度转性，足专用汽车动力性计算的主尖依 按。外特件一般有三种获得的方法.即由发动机厂家或汽木底盘制

12、造厂家提供.H接由发动 机台架试验测出或由经验公式拟合.发动机外特性为非线性曲线，在外特性图上，发动机的 输出转矩和输出功率随发动机转速变化的二条重要特性曲线（见图1-35）.2424匸程实践表明，可用二次三项式来描述汽车发动机的外特性，即X=an2c+bne+c(1-7)240240P.AWP.AW320320T.AN mT.AN m；1400140012001200式中：1；发动机输出转矩，Nm：nc一一发动机输出转速，r/min.a、b、c待泄系数，由具体 的160160外特性曲线决定。1.三点插ffl法 GO GO2502502302301303130317001700如果已知发动机外

13、特性曲线上的三个点(n.i,Mei),i=1.2,3,则利用拉个朗H插值法可以求出系数a、b和c拉个Fu/(r min)Fu/(r min)朗H插值三项式可写成图1-35某牵引车发动机的外特性将上式展开，按帑次简低合并.然后和(1-7)比较系数.即可得三个待定系数为:a一(nc2+nc3)TcJnc2nc3T,|十-c2c2十e3e3(c3-c3-cl)(cl)(e3-e3-n nc c2 2)n nn nn nb b(5+njTc(5-5)(%-nJ(nc3-ncl)(nc3-ne2)n(ncI+nc2)Tc3(H9)_cinc3c2.n ncicin nc2T?3c2T?32.赛点拟合法如

14、果已知发动机外特性曲线上N个点(g,J),i=l,2,，N,则利用最小二乘法可以获得系数a、b和c得估计值，令：NNi-li-l宀 N.N.“E=I(TC-TJ2二(lNilNl-il-i-E?aE-)bE-?cE?aE-)bE-?c0 0 Q-0 Q-J0 0 Q-0 Q-J=2 2(anan；+bn+bn+c+c+cicianbnbn-2 2a an nn n/+a abnbn-工o25(HIDr rNAN2X b+Nc=T&I i-lI i-l)UlUl解次线性方程组 即可求出系数a.b和c.3.经验公式如果仅仅知道发动机的最人输出功率、最衣输出转矩及其相应的转速，通常用卜 列经验 公式

15、描述发动机的外持性：(1-12)式中：匚 发动机最人输出转矩.N-m：nT发动机最人输出转矩时的曲轴转速r/mim np发动机最人输出功率时曲轴转速，r/min：1；发动机最犬输出功率时的输出转矩.Nm；Tp=9549tf Pm为发动机最人输出功率，kWoP由式(1 7)和式(1 12)可得:(nT-p)2h2皿-1；)D=-；(H13)(Xn.-T；)n|(nT-np)在以上介绍的三种确定系数a、b和c的方法中，三点插值法既有较高的梢度，其计算 也比较简笊.应该指出的是发动机外特性曲线是在宅内试验台架上测斌出来的 台架试验时发动机未 带空气滤清器、水泵、风扇、消丙器、发电机等附件，且试验匸况

16、相对稳定，即能保持试验时发动机的水、机汕温度在规泄的数值内.带匕全部附件设备时的发动机特性曲线称为使用 外特性曲线.使用外特性的功率小于外恃性的功率.因此应对台架试验数据用修正系数u进 行修iE,才能得到发动机的使用外持性。由于齐国的台架试验所执行的标准不同，故修疋系 数p的取值亦不同。26按SAE标准试验(美.法、按DIN标准试验(徳)按BS照标准试验(英)按J1S标准试验(日)方程式=0.810.84=0900.92p=0.830 85卩=0880.91按GB标准试验(中)-汽车的行驶=0 850.91汽车的动力性可由汽午的行驶方程式农示，其计算公式为:F严耳+FjFi+Fj式中 耳一驱动

17、力00；耳滚动阻力(N)；F*空气阻力(N)；E坡逍阻力(N)：F加速阻力(N)；1 驱动力耳专用汽车在地而行驶时受到发动机的限制所能产生的驱动力耳与发动机输出转矩7；的 关系为：F二人认叩1r0D=7(B+kC2)2-4A(C,+f0C2)(1-27)乂冈通常A05m Jn 2Av,+B+kC,D 2A*+B+kC2 D D 2AVr+B+kC?+D 2Av+B+kC、+Dd-40)由于式中dv _ dv dsdF ds dFs车辆行驶的路程(m)8mavdvdv=vds(Ml)所以有Av*+Bv+C|+C?(f。+kv)对上式两边积分可求得专用汽车在水平地而从片(mA)加速到旳(m/s)的

18、行程s(m):t6mavAv*+Bv+G+CAv；+(B+kCj)Vj+C)+Cjf0(M2)B+kC?2A2AAv j+(B+kC2)V,+C+C?fo四、动力性计算实例图1一36为某办挂冷翅午的外形图，其发动机的外特性如图I一30所乩整千的有关参数见 表1一8和表1一93232图1一36某半挂冷藏车外形图表1一8某半挂冷藏午计算有关的整午爹数名称发动机的最人功率发动机最大功率时的转速发动机最大转矩发动机最大转矩时的转速车轮动力半径年轮滚动半径主减速比符号PcmnPT.叶数值和单位275kW2100r/min157ON-m1400 r/min0.520m0.536m4.777.9601 m2

19、42000kg61.8171.3581.00rdrio汽车列车迎风面积汽车列车总质最血表1一9牵引车变速器速比挡位im30 xl00QxpE3.14np30 x1(X)0 x27534x2100nc2=1900r/minnc3=np=21CX)r/min=1251Nm然后，利用公式（1-9）计算系数a、b和c为计算方便 记15701900)(1400-2100)T2a,=T-J-=T-二“=0.4486 X102(ncl-nc2)(ncI-nc3)(1400-nc；)(1900-1400)(1900-2100)顺区“12515=-w-血2-心)(叽2-T T1400a3=-手-=-=0.893

20、6xl0-2厶八(2100-1400)(2100-1900)则a=a,+a:+a3=0.4486 x 10-2-0400 x!0_,+0.8936 xlO2=-0.5780 x IO3b=-(+%)cq-(ncl+nc3)a2-(ncl+nc2)a3=-(1900+2100)x0.4486x104-(1400+2100)x(-0400 x10“)-(1400+1900)x0.8936x10=0.1567x10e=nc2nc3a1+ncIne3a2+ndne2a3=1900 x 2100 x 0.4486x IO2+1400 x2100 x(-0400 x10_,)+l400 x 1900 x0

21、.8936xl0-2=0.5089xlO3即得发动机外特性得数学方程如卜：Z=an+bnc+c=-0.5780 x IO-3 n0.1567xl0nc+0.5089 x 1033.计算各挡位时的系数A、B、C1.C2和D值依据公式(1-26)和(1-27),将上而姗定的有关系数分别代入计算，计算的结果如农1一12所列。表1一12各挡的A、B、G、G和D的计算结果挡位1A-0.1257 X104B B0.1726X105C,0.28450 4116X13c2DI一0.4116X1060.2010X1052一0.4950X100.9274X100.2085 X 10s一0.4116X100.108

22、4X1034343-0.2050 X1030.5148X10*0.1554 Xltf-0.4116X10*0.5933XIO44-0.8367 X1020.2829X10*0.1552 XIO6-0.4116X1060.3195X1045-0.3285 X10:0.1511X1040.8415X10*-0.4116X10*0.1655X10*6 6-0.1313X1020.8112X1030.6167 XIO4-0.4116X10*0.8506 XIO37-0.5642X100.4513XI030.4599 XIO4-0.4116X1060.4427 XIO38 8-0.2490X100.24

23、76 X1030.3407XIO4-0.4116X1060.2146 XIO34.计WA1A撤弔速V将血接捞（第8擇位）的A、B、CH C2和D伉代入式（1一28）,可得该半挂冷锻车的最减 车速V唤，-(B+kC2)-D一0.2476xIO1+0 x(-0.4116xlOft)-O.2146xlO5一-2x0.2490 x10=92.81km/h将风低擠(第1 ri位)的A.B、C八C2和Dff代入式(1-31).可得：.B2-4AC,7262X1O5-4x(-0257x)x0.2845 x 1054AC24X(-0.1257X104)X(-0.4116X106)=0.2130将E值代入公式(

24、1-33).有:%=arcsin(E-f0Vl-E2)=arcsin(0.2130-0.012x71-0.213O2)=11.61所以得到该车的最人爬坡度：叫为:二塩口“宀二tgll6】o=0.20556 计算仪人总速度kg将各fl的A、D和值代入式（1一37）可得到该半挂冷藏车在乞捋位时的最大加速度j唤有：-D2_2一4A6ma一4x42000A8其计算结果如表1一【3所列。3535W：农1-13，描的人加速度捋位11.51723456781.2070.92530.68060.47440.31650.20090.1073同理.有计算A(1-40)和(1一42),可求得该车的加速时间I和加速行

25、程S等性能曲线。图1一37和图1一38为该千原地起步连续换档加速和肚接加速的计算结果，计算时将速度 区间离散取伉后代入计算。80806060I v=f(t)：2 v=f(s)L L 4JD 4JD40040012001200“m“m2?02?0心20002000图1一38直接挡加速特性图五、燃油经济性计算在保证动力性的条件F,汽车以尽W:少的燃油消耗 G 经济行使的能力，称作汽车的燃汕 经济性专用汽车的燃油经济性通常用车辆在水平的混凝上或沥青路而匕，以经济车速v满 裁行驶的白公里耗油凰来评价，也称白 公里油耗或等速百公里油耗Q.其计算公式为：3636Q孟式中(ul00km)(1-43)Pc发动

26、机的有效输出功率(kW)；ge发动机的比汕耗盘(g/kWh)；Y燃油的乘度。汽汕可取Y=6.967.15N/L：柴汕可取Y=7.948.13 N/L.由(1-42)式可知，师若弔速的不同，等速百公里汕耗不相同.因而任J&-K都有一 条等速存公里汕耗曲线。下而以肖 接挡为例，介绍求作等速行驶百公里油耗關线的步骤.厳先，应知道该发动机的负荷特性或万有特性，并确定以下参数，即m.、f、CD、A。、“、i0.丫等。(1)首先从专用汽车直接挡行驶的某一初速V,开始，计算出相应的发动机转速珥，有:n=e 0.377y_(r/min)(144)(2)燃后由公式(1-1)计算出该午速时的整午驱动功率或发动机的

27、有效输出功率匕。(3)有匕、哄代发动机的力有特性或负荷特性，得到该匸况时的比油耗缶。(4)有公式(1-43),可计算出该车速时的百公里油耗Q。(5)再以V.加上一定増联的车速取值(例如以lOkm/h为间隔)，按照上而的步骤，取新计 算新增车速匸况时的百公里油耗，以此类推，育至最面车速.最后将所求的对应各车速油耗 的点连成光滑曲线，即为苴接拦i在一定路而条件下等速行驶的白公里油耗曲线。图1一39为某货车装用不同轮胎时的等速百公里油耗曲线.1010Z030405030405076_工M V/(kia hM V/(kia h1 1)图1-39某货千装用不同轮胎时的等速百公也汕耗曲线3737六、静态稳

28、定性计算专用汽千底盘其质心位冒 般普通货千较岛，其原因时足由于涮车架或匸作装冒的布 晳，使装载部分的位買提髙了。特别足厢式汽年、罐式汽平和集装箱运输午等专用汽午，由 于诸多因索的限制，使其质心比较高。因此在设计时应先测取或佔算地盘各总成及专用件的质M和质心位置，然后利用力矩半衡原理求出汽车的质心位買和轴载质址 对于有些专用汽 车，不仅要对运输状态进行稳定性计算，而11对作业状态的稳迟性也应进行计算，如白卸汽 车在举升卸货时，就有纵向和侧向失稳的可能性.分析专用汽彳的静态铉定性，首先 2 汁算出整乍的质心位置.T 专用汽牛:的总布首丛木 完成后(如图1一40),即可对该弔的质心位置进行计算.对于

29、总质皿、轴戦质童和质心的水 平位實可用地衡起接测出，对于车辆的质心位賈(质心的水平位置和质心高度可用计算法 获得，以准确地分析专用汽车的静态稳定性。图1一40某厢式汽车空载时质心位置计算图1.计算法利用计算法来确定汽车各人总成的质肚及其质心位買，根据力矩半衡方程式求得胳车的质心位国。对图140用1式汽弔硕心水屮位良和质心禹度计算有:(1-45)b=L-a(1 46)式中：叫第i个总成的质量(kg)：X.第i个总成的质心距曲轴中心的水平距离(m)：%第i个总成的质心距地而的岛度(m)；a幣车质心距询轴中心的水平距离(m)；b 熬车质心至距捕中心的水平距离(m)；38hf整车质心距地面的岛度(m)

30、：L-距(m)2 车辆的稳态稳定性车辆的稳态稳定性足指弔辆停放或等速行驶在坡道上，当格车的取力作用线越过车轮的 支承点(接地点)，则车辆处于临界的倾翻状念，此时的坡度角称为最人倾翻稳定角氏皿 当车辆停放在坡逍或住坡道彳驶时，若坡道阻力人于附普力时弔辆由于附若力不足而 向卜 滑移，同样也会出现失稳，其最人滑移角a“g仅取决于午轮和路而间的附荷系数(p2h屮(1-49)若取专用汽车轮胎和普通混凝上路面间的横向附着系数9=0 7.则专用汽车的最人侧倾稳定角不小于35。同理，可以推出专用汽车纵向稳定性条件:(1)齐ab则上坡时易于后翻.有：(1-50)(2)若a3030IOIO757510751075

31、图1一41货午6工况试验结果4141图1二给出6 I 况要求的“车速一行程”过程及其允许的公耳帯.图匕较粗的连续曲线足试验时实际的车速一行程过程。图上还有求得的折算百公电汕耗值三、制动性试验汽车的制动性主要通过路上试验来评定。一般要测定冷制动及岛温卜 汽车的制动距离、制动减速度、制动时间等参数 另外，还要测定在转弯与变也年逍时汽车制动的方向稳定性。1.路上试验试验路段应为平净、平整、坡度不大于1%的硬路面.路而附着系数不宜小于0.720.75。试验时，风速应小F 5m/s,气温在2359试验必 汽车应充分预热，以0.80.9%皿行驶lh以上粘而试验的主要仪將为第五车轮、减速度计和压力传感器。近

32、代的第五车轮采用电磁感 应传感益、光电传感签9数字显示装卫能梢确测出起始乍迷、制动距离和时间以及锁向偏移，明显地提高了试驗的准确性.在进行冷制动试验时，制动器温度不能超过100C令汽车加速超过起始制动车速35km/h,摘挡滑行，等车速降至起始制动车速时，紧急制动託至停车。用仪器记录各项评定 指标-为了保证试验结果的可靠性，一般都应该进行200次的制动器的陋合制动试验，制动 减速度为3.5m/s2.试验中，若汽车航向角变动人于8或超越试验路段宽度3.5川界限时，应熏新调格被试汽车的制动系，再进行试验。高温工况试验包含两个阶段：加热制动器与测定制动性指标。连续制动足-种常用的加 热方法，即令汽车加

33、速到0.8ua(n;ix时，以3111/s2滅速度制动减速到0.luanut:再加速，再 制动减速。每次制动的时间间隔根据不同类型的车辆为4560s,共制动1520次。最后 中型货车达14015(TC,乘型货车达17020(TC 也可令汽车维持40km/h午速驶E 1.7 km、7%的坡道来加热制动器。加热确后及中间应进行数次制动性指标测定，以评定制动系的热 衰退性能。另一种高温工况足卜长坡连续制动。如令汽车由坡度为6%10%、长710km的坡道 上以车速30km/h制动下坡，最后检査制动性指标.汽车转弯制动试验在平坦的T路而上进行 试验时汽车沿一定半径作回周行使，达到下 述开始制动询的稳定状

34、态：转弯半径为40m或50m侧向加速度为(50.5m/s相应乐速 为51km/h或57km/h,或冷转弯半径为100m,侧向加速度为(l0.4)m/s相应午速为72km/h；保持转向盘转角不变动，关节气门，迅速踩制动踏板，离介器可以脱开也可以不脱开，使汽 车的以不同的等制动减速度制动。记录制动减速度、汽车橫摆角速度、汽车航向角的变动3、制动时侧向路径僞离钛参数。根据试验结果绘制最人横摆角速度、汽车航向角变动域、制动时侧向路径偏肉的参数与制动减速度的关系曲线 利用这些Illi线来评价汽车转弯制动的方 向稳定性。因为湿路而附着系数降低很多，转弯制动试验也常在湿路而匕进行。图1-42足我国一中型货千

35、装用不同花纹胎任不同询、后制动气室气压比时的转弯制动 试脸结果。试验足用空越货车在湿路而上进行的。起始制动车速为32km/h,转弯半能为40m,相应的侧向加速度为0.22g.由试验结果可以若出，原车装用烟斗花纹轮胎时的方向稳定性 罡，最人横摆角理度为起始横摆角速度的两倍多；当汽车的前制动气室气压比后制动气室气爪人时，即i1时，眾人横摆角速度减小：当采用连烟斗花纹轮胎(没有改变询、后制动 气亨气爪比.WJi=1).汽弔空找时的转弯制动方向稳泄性也有大幅度的改善.4242303020206 6制动廉連度制动廉連度u uh h/（m.s hm.s h图1-42最人横摆角速度与制动减速度曲线1原车装用

36、烟斗花纹轮胎：2 烟斗花纹轮胎，#1.82.1（i为前、后制动 T 室气压比）：3.烟斗花纹轮胎，i=1.92.4；4.烟斗花纹轮胎,i=2.12.55：5 烟斗花纹轮胎,i=2.32.85：6 原车装用连烟斗花纹轮胎对F 采用制动防抱死装置的汽千，试验时应测厦附若系数利用來.附若系数利用半 定 义为防抱装置工作时的最人制动强度Z和附着系数0.75的条件。同时还应保证在对接路而（从高附着系数PH到低附着系数或者反过来。PH0.5,（pH/2）和左右千伦分别位于两种不同附若系数（PH和乌.）的对开路而匕2）,以50knVh起始制动车速制动，车轮不得抱死。并1L还要求在对开路而上，用转向来修正方向

37、时，在垠初2s,转向盘转角不得超过120。，总转角不得趙过240 路匕试验211能全面地反映汽乖地制动性，但试验需要有特泄地场地，11也颇费时间.M此，在汽车使用企业及一般弔辆检测单位，常用室内试弱装宙 测试汽午制动器地摩擦力矩.来检査汽车地制动性.2.室内试验宅内试驗装匱主耍有平板式及滚简式两种.平板式试验台有四块可活动地平板组成，庄 右平板中心地间距等于轴距，每-块平板地氏度都大于一个车轮地瓦径，人约为lm试验时,测童用低速驶上平板并踩制动踏板.由于四个平板地纵向运动受到测力传感器的约束，于是 毎一块半板所测出的力等于 轮胎和平板Z间的制动力。平板式试验台的好处足可以反映制动 时我何的转移

38、，测试方便、时间短.平板式试验台容易模拟逍路的附着情况，而滾简式制动 试验台为了增加筒而与轮胎胎而的附看力.筒而应有横向榊形花纹，以保持附右系数在0.65以上。有时还应使用一定加载装置，以增加附石匝虽。平板式试验台的缺点是不容易测屋制动皱的失例度，测凰制动力随常板力的变化不如滚筒式试脸台方便。四、汽车操纵稳定性的路匕试验汽车操纵稳定性试验主要在汽车试验场的专用场地上进行。试验询要注JS检杳轴荷分 配、轮胎充气压力与胎而等是古符合要求.4343汽车操纵稳定性路上试验所需测定的参数荷仪器有：用非接触式车速仪或第五车轮和时 间信号发生器测定午速和时间，用测力转向盘测Id转向盘作用转矩及转角（般在测力

39、转向 盘匕附装多圈电位器來测凤转角），用加速计测凰侧向加速度（或测III汽弔横摆角速度叫和 转弯半径R后，由Rw：求得），汽车橫摆角速度用二口由度角速度陀螺来测量，汽车的航向 角和车厢侧倾角用三口由度的航向陀螺和乖直陀螺来测直。1 低速行驶转向轻便性试验试验时汽车按照tffli在场地上的戍纽线，参看图1-43,以IOkm/h的车理行驶.图1一43测定转向轻便性的双纽线双纽线轨迹的极坐标方程为L=djcos2屮(1-55)在屮=0时，双纽线顶点出的曲率半径最小，其数伉为Rni=d/3.双纽线的最小曲率学径应按试验汽车的凰小转弯半径乘以1.1倍，并圆整到比此乘积大的一个整数来确定.试验中记 录转向

40、盘转角 及转向盘转矩，并按双纽线路 径毎一周整理 出如图丨一44所示的转向盘转矩一转向盘转角曲线.通常以 转向盘16大转2矩、转向盘最大 作用力及转向盘作用功等来评价转向轻便性。442 稳态转向特性试验稳态转向特性试验的忖的足测定汽车法。图1一44转向盘转矩.转向盘转角曲线对转向盘转角输入达到稳定行驶状态时汽车的稳态横摆响应.我国主要采用定转向盘转角试验试验在水平场地上进行，场地上画有15m或20m的回周。汽车以最低稳定车速沿所画 圆周行驶，此时转向盘的转角为氏“：测定车速及横摆角速度3巾。由于车速很低，离心力很小，轮胎侧偏角可忽略不计.利用山及算出不汁轮胎侧偏时的转向半径为Ro=(1-56)

41、保持转向盘转角加不变的条件厂令汽车缓慢连续而均匀地加速(纵向加速度不趙lit 0.25m/s2),代至汽车的侧向加速度达到6.5 m/s为止.连续测直车速u打横摞角速度值，根据瞬时：的u与 3值，按公式R=u/(Dr,a=ua)r求出相应的R与cty值，这样就获 得了不同侧向加速度下有侧偏角时的转弯半卷而求得R/R()-ay曲线.图1一45所示为这 种试验中汽千行驶的轨迹 对于不足转向的汽花，随千速的增加，转弯半從越來越人：反Z,过多转向汽车的转弯半径越来越小.试验进行到人侧向加速度时要注惡安全。图1一45定转向盘连续加速行驶试验中汽车行经的轨迹还可以根据求得的转弯半径R(T换算出询、后轮侧偏

42、ftZXi L RR起始转弯半径(m)ctot=573L-(1-57)式屮.aCt?为洌、后轴侧偏角C)：L为轴蛇(m)：R为转弯半徃(m)：R。为45由此可作出（d|-a?）a、曲线.三、瞬态横摆响应试验目询常用阶跃试验来测定汽车对转向盘转角输入时的瞬态响应。试验在平坦的场地上 进行，汽车先以貞线行驶，达到试验车速后，突然以不小干200/s或不小于5007s（美国ESV规定）的角速度打转向盘。转向盘转角位移因车速不同而异，但要求达到一定的稳态圆周行驶时的侧向角速度，如13m/s2,间隔为0.5m/s-或0.4g（美国ESV）0转向盘治 有转角后保持不变,汕门亦不变，汽弔从咒线进入BI周行腴试

43、的要求在车速的70%车速下或在40km/h及U0km/h两种车速下（美国ESV）进行.记录汽车车速u、时间I、转 向盘转角横摆角速度和侧向加速度a,等数抓根据所记录的数据，協理成横摆角 速度增（or/8与稳态横摆角速度增corO/8Z比前时间变化的曲线。从曲线上可找出反应 时间。超调凰和稳定时间等参数。阶跃试验要求很人的场地，试验中要特别注总女全.四、汽车回正能力试验汽车回止能力试验在平坦的场地匕进行。令汽车沿半径为15m的圆周行驶，调胳车速 使侧向加速度达4m/s2,然后突然松开转向盘，在回止力矩作用下，询轮将嘤回复到直线行 驶。记录这个过程的时间I、千速U、转向盘转角“和横摆角速度3八 整

44、理曲线。对于念岛车速超过lOOknVh的汽车，还要进行简速回止性能试验，试验车速为最岛车 速的70%令汽千以试验午速克线行驶，随后郅驶员转动转向盘便侧向加速度达到2皿/乳 然后突然松开转向盘作回正试验。回正试验足表征和测定汽车口曲线回复到直线行驶的过渡过程.是测定A由操纵力输 入的基本性能试验。回止能力足汽车操纵稳定性的一个重婆方而,一辆没有回止能力的汽车,或械木上回不到匸中（即有较人一点的残氽横摆角速度）、或回1E过程中行驶方向往芟摆动 的汽车，驾驶员和乘客都是不满恿的.五、转向盘角脉冲试验顽常以汽乍战摆角速度频率特性來农征汽千的动特性。因此，频率特性的测暈成为一个重要的试验。这个试验要 确

45、定给转向盘lE弦角位移输入时，输出（汽车横摆角速度）与输入的抿幅比与 相位圣。通过11接给转向盘iF 弦角位移 输入来测暈汽车的频率特性是很困难 的，因为一方而准确的疋弦徐入难以做 到，而且要在儿个同定年速F给转向盘 以不同频率的iE弦输入也足很费时间 的。所以，经常足用转向盘角位移脉冲试验来确泄汽午的频率特性。进行这种 试验时.给嘛速行驶的汽弔 转向盘角 位移脉冲输入，记录下输入的角脉冲与 输出的汽车横摆角速度，参图1一46转向盘角脉冲试验的输入与输出a）转向盘角位移脉冲：b）汽车横摆角速度看图1一46。46通过求得输入、输出的富氏变换，便可确淀频率特性。转向盘角脉冲试验在平坦的场地卜.进行.试验车速为园血车速的7()%汽车以试验千 速行驶，然后给转向盘一个角脉冲转角输入，见图1一47。转向盘转角输入脉宽为0.30.5s,其最人转角应使汽车兹人侧向加速度为4m/s2o输入转向盘角脉冲时，汽车行驶方向发生摆 动，经过不长时间回复到直线行驶。记录试验过程的时间t、转向盘转角Qw、车速叭横 摆角速度叫和侧向加速度a,对试验结果进行处理，便得汽车的频率特性。时间打时间打S S图1一47转向盘角脉冲4747