汽车动力性经济性试验报告

汽车动力性和经济性

试验报告

实验内容：汽车加速性能试验

汽车等速燃油消耗率试验

一、汽车加速性能试验

1、实验目的

1)通过实验的环节，了解汽车试验的全过程；

2)掌握最基本的汽车整车道路试验测试技术，包括试验车的检查准备、测量原理，试验方案的设计、测试设备的选择、试验操作、误差来源和控制、数据的取得和记录、试验结果分析计算整理；

3)巩固课堂上所学的汽车理论和汽车试验知识，提高实践能力；

2、实验条件

1)试验前检查汽油发动机化油器的阻风阀和节气阀，以保证全开；

2)柴油发动机喷油泵齿条行程能达到最大位置；

3)装载量按试验车技术条件规定装载（满载）；

4)轮胎气压负荷车上标示规定；

5)风速；

6)试验车经充分预热；

7)试验场地应为干燥平坦且清洁的水泥或沥青路面，任意方向的坡度

试验车型号	JX90TB-M3	发动机号	DURA TORQ4D243H
底盘号（VIN）	LJXCMDDB7AT113885	出厂日期	2010/12
整备质量	2215kg	装载质量	65kg*9
档位数目	6	使用燃料	-10#柴油
里程表数	10265	生产厂家	中国江铃汽车股份有限公司
换挡车速		试验地点	沙河机场拖机道
路面状况	水泥切缝路	试验载荷
轮胎气压（MPa）	前右0.4，前左0.38	轮胎型号	108RPRTRDCMAXX  250/75R16C 110/118
	后胎0.46
天气	晴-	气温(゜C)	25.4
风速	3.5m/s	风向	北风
大气压力（kPa）	101.07	实验日期	2014.3.22

3、主要实验仪器设备与实验车参数

试验车参数列表：

试验仪器：

仪器名称	型号	生产厂家
五轮仪	LC1100(931680718)	ONO SOKKE
信号采集系统
大气压力、温度表
风速仪		风云仪器

五轮仪采样频率100赫兹

4、试验内容

总体的速度-时间曲线如下所示：

4.1 实验一：低速滑行法测滚动阻力系数

1)试验目的：

了解滑行试验条件、方法；学会仪器使用；掌握车速记录、分析方法；计算滚动阻力系数。

2)试验内容：

a）.在符合实验条件的道路上，选取合适长度的直线路段，作为加速性能试验路段，在两端设置标杆作为标号；

b）.试验车辆加速到大于20km/h，将变速器置于空挡后，按下采集系统“开始”键，直至车辆停止，按“结束键”，记录车辆从20km/h到停止这一过程车速的变化。

c）.试验在同一路段往返各进行一次；

3)试验数据处理

汽车理论课上学到，汽车行驶方程式为：；即

考虑到试验场地的道路坡度不大，从而有：；实验过程中风速较小，且车速较低，因此也可以忽略空气阻力一项；同时试验汽车挂空挡记录，所以。

从而汽车行驶方程式简化为：

 同时空挡的情况下，飞轮空转，可以认为，所以；（在滚动阻力与坡道阻力同向情况下，i取正号；反向时，i取负号）；

截取20km/h-0km/h的数据，用matlab作图如下所示：

由北向南20km/h滑行停车曲线

拟合到的曲线为y=-0.3362x+40.3207

由南向北20km/h滑行停车曲线

拟合到的曲线为y=-0.3607x+72.9041

两个斜率取平均，则可以抵消坡度的影响，因此认为坡度i=0，由拟合的数据有：

所以，滚动阻力系数为：

4.2 试验二：次高档加速性能试验

1)试验目的

掌握车辆加速试验方法、条件，；学会车辆加速性能指标计算；绘制该档的动力因数曲线；

2)试验内容

a）在试验一的路段上进行本试验；

b）汽车变速器预定档位，以预定档位作等速行驶；

c）车速稳定后，驶入试验路段；迅速将油门踩到底，使汽车加速行驶至该档最大车速的80%以上；

d）用仪器记录汽车的速度、加速时间、加速距离等加速行驶的全过程；

e）试验往返各进行一次，往返加速试验的路段应重合；

f）数据处理，画出加速曲线，动力因数曲线；

3)试验数据整理分析

截取30km/h-110km/h车速加速数据，用matlab处理作图如下：

由matlab拟合结果得到：

由南向北四档加速曲线多项式拟合结果为：

线性拟合，有：

由北向南四档加速曲线多项式拟合结果为：

线性拟合，有

平均值：设起点为t=0时刻

四档直接加速由南向北30km/h-110km/h曲线

四档直接加速由北向南30km/h-110km/h曲线

由matlab分析结果有下表：

30km/h—110km/h	加速时间/s	加速距离/m
由南向北	23.35	500.3
由北向南	22.32	488.0

由上面的数值可以得到结论：综合考虑风速和坡道阻力的影响，由北向南行驶阻力较小。这一方面是因为当时是北风，向北行驶时阻力更大；另一方面可能是坡度造成的。

4)绘制动力因数曲线

由动力因数的表达式为：；

由于是往返试验，坡道阻力可以抵消，且忽略旋转惯量，近似认为；

从而动力因数简化为；

根据上面的讨论得到速度时间平均值拟合结果有：

同时：

所以由matlab作图得30km/h—110km/h直接档加速动力因数曲线

图9：四档直接加速动力因数曲线

从加速性能曲线(平均值的拟合结果)对应点取值填入下表有：

加速到的车速km/h	30	40	50	60	70	80	90	100	110
加速时间T/s	0	3.57	5.81	7.82	9.81	11.91	14.34	17.41	22.12
加速距离S/m	0	34.0	61.9	92.6	128.6	172.4	229.8	311.1	490.0

4.3 试验三：起步连续换挡加速性能试验

1)试验目的

了解车辆加速试验方法，掌握数据处理方法，计算0-100km/h加速时间

2)试验内容

a）试验路段同试验一

b）汽车停于试验路段一端，变速器置入该车起步档；迅速起步并将油门踏板快速踩到底，当发动机达到最大功率转速时，力求无声换挡，换挡后立即将油门全开，直至最高车速的80%以上；

c）用仪器测定记录汽车加速行驶的全过程（速度、距离、时间）；

d）往返各进行一次，往返试验的路段应重合

3)试验数据整理分析

a）绘制起步换挡加速性能曲线。以速度为纵坐标，时间T和距离S为横坐标，用matlab作图得：

图10：由南向北起步换挡加速性能曲线V-T图

图11：由北向南起步换挡加速性能曲线V-T图

分析：

由上面的两图可以明显看出加速换挡时的速度的波动变化。由于换挡的时候速比减小，加速度相应减小，曲线出现小平台。

大致计算出出换挡的时间如下表：

换挡时间	Ⅰ换到Ⅱ	Ⅱ换到Ⅲ	Ⅲ换到Ⅳ
由南向北	3.2	6.9	15.9
由北向南	3.6	6.8	15.5

可知，两次试验换挡的时间非常接近，这是与试验操作人员的熟练度相关，同时原理上每次换挡的时候都是到发动机最大功率转速2500r/min开始换挡，因此也可以保证换挡的时间不会相差过大。

b）画出加速性能平均曲线，从曲线对应点取值填入下表：

加速到的车速km/h	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
加速时间T/s	0.97	1.66	3.29	4.66	6.11	8.90	10.69	13.21	17.13	20.17
加速距离S/m	0.88	3.82	15.69	28.77	47.10	88.67	121.05	173.90	265.50	345.86

二、汽车燃料消耗量试验（参照GB/T12545.2-2001）

1.试验条件

1)试验车辆载荷：类——整备质量加100kg;类加180kg，当质量的50%大于180kg时，取载质量的50%；类市客车为总质量的65%；其他车辆为满载；

2)试验的一般规定：试验车辆必须清洁，关闭车窗和驾驶室通风口，只允许开动为驱动车辆所必须的设备；由恒温器控制的空气流必须处于正常调整状态；试验车辆必须按规定进行磨合。

2.试验仪器设备与试验车参数

试验车型号	东风LZ60 Q8GS		发动机号	4GS4M
底盘号（VIN）	LGG193GA83P006766		出厂日期	2003年
整备质量			装载质量	65kg*7
档位数目	5		使用燃料	RON92#汽油
里程表数	60949		生产厂家	东风柳州汽车有限公司
换挡车速	4600高速/2500低速		试验地点	沙河机场拖机道
路面状况	水泥切缝路		试验载荷	65×7=455
轮胎气压（MPa）	前胎	0.26	轮胎型号	MICHELLIN MXV8 215/65 R15 96H
	后胎	0.26
天气	晴		气温(゜C)	25.4
风速 (m/s)	3.5		风向	北风
大气压力（kPa）	101.7		实验日期	2014/3/22

试验车参数

试验仪器：

仪器名称	型号	生产厂家
五轮仪	VBOXⅢ  S/N 030659	RACELOGIC
油耗仪		flowtronic 206
大气压力、温度表
风速仪		风云仪器

3.具体试验内容：等速行驶燃料消耗量试验

1)实验目的

了解车辆燃油消耗道路试验方法、仪器安装过程；掌握燃油消耗数据处理方法

2)试验要求

a）汽车用常用档位，等速行驶；

b）试验车速从50km/h开始，以10km/h的整倍数均匀选取车速，直至最高车速的90%；

c）驾驶员将车速控制好后，按下油耗仪开始按钮，通过500米的测试端，停止计数，测量通过该路段的时间及燃料消耗量；

d）至少测定5个试验车速，同一车速往返各进行一次；

3)实验数据整理

序号	行驶方向	速度表示值km/h	时间T/s	实际行驶距离m	燃料消耗量ml	未校正的百公里油耗/L	校正后百公里油耗/L
1	N	50	35.34	502	35.2	7.01	7.077
2	S	50	35.78	500.5	32.5	6.49	6.554
3	N	60	30	502.1	35.5	7.07	7.136
4	S	60	29.	500.5	36.5	7.29	7.360
5	N	70	25.76	501.4	40.2	8.02	8.092
6	S	70	25.85	500.3	38.8	7.76	7.827
7	N	80	22.49	501.3	46.8	9.34	9.422
8	S	80	22.38	499.7	40.8	8.16	8.240
9	N	90	20.1	502	48.8	9.72	9.811
10	S	90	20.17	503.6	46.8	9.29	9.379
11	N	100	18.08	503.4	55.4	11.01	11.107
12	S	100	18.04	502.6	47.5	9.45	9.538

修正的百公里油耗计算如下，仅以向北行驶时40km/h为例：

燃料消耗量的测定值均应校正到标准状态下的数值。

标况下：气温，气压，汽油密度

实验时：气温，气压，汽油密度

环境温度校正公式：

大气压力校正公式：

燃料密度校正系数： 

所以校正公式为：

从而，校正后百公里油耗数据，如上表所示。

4)绘制等速燃料消耗量特性曲线

以车速（km/h）为横轴，燃料消耗量为纵轴，绘制等速燃料消耗量散点图如下所示：

分别绘制了校正前和校正后的油耗特性曲线，因为校正后的特性曲线才能与其他车型的燃油经济性相对比，而校正前是非标准状况下的油耗曲线，适用于当时的油耗分析。

等速百公里油耗特性曲线（未校正）

图15：等速百公里油耗特性曲线（校正后）

将不同车速的等速平均油耗填入下表：

未校正时：

车速（km/h）	50	60	70	80	90	100
油耗（L/100km）	6.75	7.18	7.	8.75	9.51	10.23

校正后：

车速（km/h）	50	60	70	80	90	100
油耗（L/100km）	6.82	7.25	7.96	8.83	9.59	10.32

由图14、15的油耗特性曲线可知：随着车速的增加，油耗量迅速增大，且增大的速率也随车速增加而增加。原因是空气阻力是谁车速的平方成正比，并且当车速较大时，空气阻力成为行驶阻力的主要因素。又因为，从而油耗量随车速增加而增加。

还可以看出，向北行驶的油耗明显高于向南行驶，一个原因是当时是北风，向北行驶时，相对速度为车速和风速的代数和，因此空气阻力偏大；另一个原因可能是道路不是完全水平的，可能会有一定的坡度。

三、试验总结

1.测滚动阻力系数的实验中，需要往返做实验，以消除风力和坡度的影响，从实验的结果来看，这是很有必要的。两个方向的滚动阻力系数差距很大。不过，在实验的过程中，由于需要躲避行人，所以有时需要转动方向盘，因此造成了一定的误差。

2.起步连续换挡加速试验中，由画出的图像明显可以看出加速换挡的速度曲线的变化，也可以看出换挡的时间。可以看出换挡后会有一个平台，这是因为换挡后牵引力下降，导致加速度下降引起的。

3.燃油经济性实验中，因为环境不是标准状况，油耗需要校正，这一点是比较重要的。在这里的数据分析中可以看出风阻的影响还是比较大的，两个方向的油耗差距有些大。

4.另外想说的一点就是，出学校以后就餐是一个比较大的问题，我们去的餐馆饭菜质量有限，价格偏高，卫生状况也不敢保证，所以建议老师在以后的实验中换一个就餐地点。