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3m / s；
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2% 3、主要实验仪器设备与实验车参数
试验车参数列表：
试验车型号JX6490TB-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
后胎 0.46 轮胎型号108RPRTRDCMAXX
250/75R16C 110/118
天气- 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
晴
试验仪器：
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。

仪器名称 五轮仪 信号采集系统 大气压力、温度表 风速仪
生产厂家 ONO SOKKE
风云仪器
型号
LC1100(931680718)
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： t F = F f + F w + i F + F j ；即 T q i g i 0n T
r = Gf cosa + G sina + C A D ．2115u a 2 + 6m d d t
u
考虑到试验场地的道路坡度不大， 从而有： cosa 1,sina tana = i ； 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 F 一项； 同时试验汽车挂空
挡记录，所以 F = 0 。

t
从而汽车行驶方程式简化为： 0 = Gf+ Gi +6m
du
dt
同时空挡的情况下，飞轮空转，可以认为 6 = 1 ，所以
du
dt
= (f+ i)g ； (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
w
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：
fg =
= 0.3485km / (hs)
所以，滚动阻力系数为： f = 0．
.3485．3698
= 0.0099
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：
v =0.000525t4 一 1.042t3 + 774.975t2 一 256078t + 31723722
1
线性拟合，有：
v = 4.0115t 一 1898.57
1
由北向南四档加速曲线多项式拟合结果为：
v = 0.0004861t4一 1.1257t3+ 977.447t2 一 377147t + 54560589
2
线性拟合，有
v = 4.0316t 一 2243.37
1
平均值：设起点为 t=0 时刻
v = 0.000506t4 一 0.0313t3 + 0.5565t2 一 1.1365t + 30.2195
m
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：
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
30km/h — 110km/h
由南向北 由北向南
加速距离/m
500.3 488.0
加速时间/s 23.35 22.32
由动力因数的表达式为： D = + = f + i+ ；
g dt g dt
由于是往返试验，坡道阻力 士i 可以抵消，且忽略旋转惯量，近似认为 6 = 1； 1 du
g dt
根据上面的讨论得到速度时间平均值拟合结果有：
D = 0.0099+
1
9.8*3.6
(0.00202t 3 0.0939t 2 +1. 113t +1. 1365) 同时： v m = 0.000506t 4 0.0313t 3 + 0.5565t 2 +1.1365t + 30.2195
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：
4.3 试验三：起步连续换挡加速性能试验 1) 试验目的
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
34.0
61.9
92.6
128.6
172.4
229.8
311.1
490.0
从而动力因数简化为 D = f +
； 6 du 6 du
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ⅡⅡ换到ⅢⅢ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10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 速km/h
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：M
1 类——整备质量加100kg; N
1
类加180kg，当质量的50%大
于180kg 时，取载质量的50%；M
2、M
3
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
试验车参数
试验仪器：
仪器名称
五轮仪
油耗仪
大气压力、温度表风速仪
型号
VBOXⅢS/N 030659
生产厂家
RACELOGIC
flowtronic 206
风云仪器
东风LZ6460 Q8GS
LGG193GA83P006766
5
60949
4600 高速/2500 低速水泥切缝路
前胎0.26
后胎0.26
晴
3.5
101.7
4G64S4M
2003 年
65kg*7
RON92#汽油
东风柳州汽车有限公
司
沙河机场拖机道
65×7=455 MICHELLIN MXV8 215/65
R15 96H
25.4
北风
2014/3/22
试验车型号底盘号(VIN)整备质量档位数目
里程表数
换挡车速路面状况轮胎气压
(MPa)
天气
风速(m/s)
大气压力
(kPa)发动机号出厂日期装载质量使用燃料生产厂家
试验地点试验载荷轮胎型号
气温( ゜C) 风向实验日期
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
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 20☐C ，气压100kPa ，汽油密度 0.742g / mL
实验时：气温 25.4☐C ，气压101.7kPa ，汽油密度 0.741g / mL
环境温度校正公式： C1 1 0.0025(20T) 1 0.0025(20 25.4) 0.9865
校正后百公 里油耗/L
7.077 6.554 7.136 7.360 8.092 7.827 9.422 8.240 9.811 9.379 11.107 9.538
未校正的百 公里油耗/L
7.01
6.49
7.07 7.29
8.02 7.76
9.34 8.16 9.72 9.29 11.01 9.45
燃料消耗 量 ml
35.2 32.5 35.5 36.5 40.2 38.8 46.8 40.8 48.8 46.8 55.4 47.5
速度表示 值 km/h
50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 100 100
实际行 驶距离 m 502 500.5 502.1 500.5 501.4 500.3 501.3 499.7 502 503.6 503.4 502.6
时间 T/s
35.34 35.78 30 29.89 25.76 25.85 22.49 22.38 20.1 20.17 18.08 18.04
行驶 方向
N S N S N S N S N S N S
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
大气压力校正公式： C2 =1+0.0021(P 一 100) =1+0.0021 (101.7一 100) =1.0036 燃料密度校正系数： C3 =1+0.8(0.742一 Gg) =1+0.8(0.742一 0.741) =1.0008 所以校正公式为： Q 0 =
Q
C1C2C3
=Q 0.99084
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)
未校正的燃油消耗-车速曲线
向北 向南 平均
50 60 70 80 90 100 110
车速/km/h
12.00 11.00 10.00
9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00
40
百公里油耗/L
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：
校正后： 车速(km/h ) 油耗
(L/100km )
50 6.82
60 7.25
70 7.96
80 8.83
90 9.59
100 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 Fb
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。

车速(km/h ) 油耗 (L/100km )
100 10.23
80 8.75 90 9.51 60 7.18 70 7.89 50 6.75 校正后燃油消耗-车速曲线
12.000 11.000
10.000 9.000 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000
40
70 80
车速/km/h
向北 向南 平均
100 110
90
50
60
车速较大时，空气阻力成为行驶阻力的主要因素。

又因为 Q = C ，从而油耗量 n
百公里油耗/L
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。