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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