第7章 汽车综合性能检测 7.1 车速表检测 7.2 前照灯检测 7.3 汽车排放污染物检测 7.4 汽车噪声检测

7.1 车速表检测 一、车速表误差的形成与测量原理 v——汽车行驶速度（km/h）； rk——车轮滚动半径（m）； 7.1 车速表检测 一、车速表误差的形成与测量原理 v——汽车行驶速度（km/h）； rk——车轮滚动半径（m）； n——发动机转速（r/min）； ik——变速器传动比； io——主减速器传动比。

为了控制汽车车速表的指示误差，需对车速表进行检测。 车速表的检测方法有道路试验法和室内台架试验法两种。 道路试验法是汽车以不同车速等速通过某一预定长度试验路段，测出通过该路段的时间，然后计算出实际车速，并与驾驶室内车速表指示值进行对照，即可求出不同车速下车速表的指示误差； 台架试验法是在滚筒式车速表试验台上进行，用台架试验法测量车速表误差的原理，是将被测汽车的车轮置于车速表试验台的滚筒上使之转动，把滚筒当作活动路面，以此来模拟汽车在道路上行驶的实际情况进行检测的。

该试验台由速度测量装置、速度指示装置和速度报警装置等组成 二、车速表试验台的结构和工作原理 1、车速表试验台的结构 ⑴ 标准型车速表试验台 该试验台由速度测量装置、速度指示装置和速度报警装置等组成 图7-1 汽车车速表测量误差原理

1）速度测量装置。速度测量装置由滚筒、速度传感器和举升器等组成。滚筒分两组共4个（或2 个），直径为185mm（或370mm），滚筒的每端通过滚动轴承安装在底座框架上，四个滚筒位于同一平面上。试验时为防止汽车差速器齿轮滑转，试验台的两前滚筒由万向节联轴器或普通联轴器连在一起，以便于四个滚筒同步转动。 2）速度指示装置。速度指示装置根据速度传感器传来的电信号（电压或脉冲数）与滚筒外圆周长等参数，经处理后驱动速度指示仪表指示车速，以km/h 为单位显示。

2、车速表试验台的工作原理 试验时汽车驱动轮置于滚筒上，由发动机经传动系驱动车轮旋转，车轮借助于摩擦力带动滚筒旋转，旋转的滚筒相当于移动的路面，以驱动轮在滚筒上旋转来模拟汽车在路面上行驶时的实际状态。通过滚筒带动测速传感器，测速传感器所发出的电压或脉冲频率随滚筒转速升高而增加，而滚筒的转速与车速成正比。因此测速传感器的信号与车速成正比。通过滚筒直径和转速传感器测出的滚筒转速就可通过下式计算出滚筒的线速度：

三、车速表的检测方法 使用标准型试验台时应做如下操作：待汽车的驱动轮在滚筒上稳定后，松开驻车制动器，把变速器操纵杆挂入最高挡，踩下加速踏板使驱动轮带动滚筒平稳地加速运转。当汽车车速表的指示值达到规定检测车速（40km／h）时，读出试验台速度指示仪表的指示值；或当试验台速度指示仪表的指示值达到检测车速时，读取车速表的指示值。

四、检验标准 在GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》中，对汽车车速表的检查做了如下的规定：车速表指示误差（最高设计车速不大于40km/h 的机动车除外）车速表指示车速V1（km/h）与实际车速V2（km/h）之间应符合关系式0≤V1-V2≤（V2/10）+4。 即当实际车速为40km/h时，车速表的指示值应为40～48km/h；或当汽车车速表指示值为40km/h时，实际车速为32.8～40km/h，超过上述范围为车速表的指示不合格。

7.2 前照灯检测 一、汽车前灯光光学基础知识 1.光的物理单位 ⑴ 电光源的功率 ⑵ 发光强度 ⑶ 光通量 ⑷ 照度

2. 发光强度与照度的关系 图7-4 发光强度与照度的关系

前照灯的特性包括配光性能、全光束和照射位置三个方面 3. 前照灯的特性 前照灯的特性包括配光性能、全光束和照射位置三个方面 图7-5 前照灯特性

现在国际上通用两种配光标准，一种是欧洲式ECE标准，另一种是美国式SAE标准。 （1）前照灯使用要求 双丝、远光、照100m以内，近光夜间会车用，光束倾向路面，左上部形成暗区，防止炫目，照40m内。 (2)前照灯的特性（性能） 配光特性主要包括配光性能、发光强度和照射方向。 1.发光强度：二灯制。15000cd 旧车12000cd。 2.照射方向：前照灯基准中心高为H，D为两灯中心距，在距离屏幕10m处远光灯的照射高度为0.85－0.9H，水平位置左灯左偏不大于100ｍｍ，右偏不大于170ｍｍ。右灯左偏右偏均为170mm。近光灯：明暗截止线转角或中点高为0.6－0.8H。左右偏均不得超过100ｍｍ。

第四节　前照灯检测

(3)前照灯的特性（性能） 配光特性：配光特性即光束的分布。 近光灯要求： （1）明暗截止线hHH3、HH3与hh成15º、上方为暗区、下方是明区。 （2）Ⅲ区特别是B50L点，照度不能大于0.3LX。防炫目。 （3）Ⅳ区代表车前25－50m处，是近光照明区，照度不小于2LX。 （4）Ⅰ区为车前10－25m处，20LX。

7.2 前照灯检测 检测目的： 灯泡老化、镜面变黑，发光效率低，发光强度低，振动颠簸影响安装位置，－照射方向改变。 二、检测项目和标准 7.2 前照灯检测 二、检测项目和标准 检测项目： 发光强度、光轴中心、（光束照射方向）。 检测目的： 　 灯泡老化、镜面变黑，发光效率低，发光强度低，振动颠簸影响安装位置，－照射方向改变。

1．屏幕法检测前照灯光束照射位置的检验标准 根据GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》的规定，汽车前照灯的检验指标为光束照射位置的偏移值和发光强度(cd)。前照灯光束照射位置应符合以下要求： ①检验前照灯的近光光束照射位置时，在距离屏幕10m处，乘用车前照灯近光光束明暗截止线转角或中点的高度应为 0.7～0.9H(H为前照灯基准中心高度)，其他机动车应为0.6～0.8H；机动车前照灯近光光束水平方向位置向左偏不允许超过170mm，向右偏不允许超过350mm。

②检验前照灯远光光束及远光单光束灯照射位置时，在距离屏幕10m处，要求在屏幕上光束中心离地高度，对乘用车为0.9～1.0H，其他机动车为0.8～0.95H；机动车前照灯远光光束水平位置要求，左灯向左偏移不允许超过170mm，向右偏移不允许超过350mm；右灯向左或向右偏均不允许超过350 mm。

图7-8 屏幕法检测前照灯光束照射位置

①发光强度的检测原理：光电池受光产生光电流，带动光度计指针（电流表）原理摆动指示光强。 2. 前照灯校正仪检测发光强度和光轴偏斜量 ①发光强度的检测原理：光电池受光产生光电流，带动光度计指针（电流表）原理摆动指示光强。 ②光轴中心偏斜量检测：四块光电池，上下接入一个表，左右接一个，上下受光相等，表指针不动，光不等有电流差，指针摆动。

图7-9 发光强度检测原理图 1-光度计 2-可变电阻 3-光电池

图7-10 光轴偏斜量检测原理图 1-左右偏斜指示计 2-光电池 3-上下偏斜指示计

3.投影式检测仪 ①、组成：上下移动立柱，左右移动导轨。聚光镜、反射镜、投影屏、瞄准器、光度计、上下偏斜指示计，左右计、光轴刻度盘（调节反射镜位置）、五块光电池。 ②、原理：灯光由聚光镜进入反射镜，反射镜显示屏的四个光电池，指示光束左右上下偏斜，一个光度计电池，显示光强。如光轴偏斜，偏斜计指针摆动。 偏斜计指针摆动，可调反射镜使指针为零，看调的刻度，表示偏斜，上下、左右相同调法。 屏显法：由屏直读上下、左右偏斜，并能看近光灯。

投影式检测仪

③诊断参数标准 近光0.6－0.8H，水平左右偏斜不能大于100ｍｍ（10ｍ测） 远光0.85－0.9H，水平左右偏斜左不能大于100ｍｍ，右不能大于170ｍｍ。 发光强度

7.3 汽车排放污染物检测 一、汽车排放污染物 汽车排放的污染物，主要是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、铅化合物、二氧化硫(SO2)、炭烟及其它—些有害物质。

汽车排气污染物主要有三个来源： 1）发动机排气管排出的废气(亦称尾气)。汽车排放的有害污染物中，约有55％的HC和绝大部分CO、NOx、SO2、微粒等都是由排气管排出的。 2）曲轴箱窜气。是从活塞与气缸之间的间隙漏出，再自曲轴箱经通气管排出的燃烧气体，曲轴箱窜气的主要成分是HC(占HC总排量的20％～25％)，其余还有CO、NOx、SO2等成分。 3）汽油蒸气。是燃油供给系统等处产生的,包括化油器的浮子室因受发动机高温的影响，汽油蒸气经空气滤清器排入大气和从汽油泵和油管接头处渗出的汽油蒸发散入大气，上述各处排故的主要是HC，约占总排出量的20％。

汽车上控制排放的措施： 1、曲轴箱强制通风（PCV）系统 2、燃油蒸发排放控制（EVAP）系统 3、废气再循环（EGR）系统 4、二次空气吸入或喷射系统 5、发动机进气自动加热装置 6、汽油车三效催化转化器

二、检测标准 1．汽油车排放规定 ⑴ 怠速工况法 怠速工况指发动机无负载运转状态．即离合器处于接合位置、变速器处于空挡位置 采用怠速工况法，主要测量CO和HC的排放量。怠速工况法操作简便，但有一定的局限性。例如难于检测NOx的排放情况。 ⑵ 高怠速工况法 高怠速工况指满足上述法(除油门规定)条件，用油门踏板将发动机转速稳定在50％额定转速或制造厂技术文件中规定的高怠速转速时的工况。GB18285—2005中将轻型汽车的高怠速转速规定为2500±100r/min，重型车的高怠逮转速规定为1800±100r/min，

⑶ 汽车排放污染物的多工况检测(ASM) GB18285—2005中也规定了稳态工况法、瞬态工况法和建议瞬态工况法等三种简易工况测量方法。稳态工况法是由ASM5025和ASM2540两个工况组成。 这种测试方法是指车辆预热到规定的热状态后，加速至规定车速，根据车辆规定车速时的加速负荷，通过底盘测功机对车辆加载，使车辆保持等速运转的状态。在这样的工况下测试汽车尾气的排放情况。进行这样的试验需要两种设备：底盘测功机和排气分析仪。

1）ASM 5025工况 经预热后的车辆加速至25km／h，测功机以车辆速度为25km／h，加速度为1.475m／s2时的输出功率的50％作为设定功率对车辆加载。持续运转15s后，系统开始取样，持续运行10s，测试时间90s。 2）ASM2540工况 在ASM5025工况试验结束后，车辆立即加速至40km／h，测功机以车辆速度为40km／h，加速度为1.475m／s2时的输出功率的25％作为设定功率加载。持续运转15s后，系统开始取样，持续运行10s，测试时间90s。

2．柴油车排放规定 国标GB3847—2005规定，按标准规定经型式核准批准车型生产的在用汽车，应该按要求进行自由加速试验，所测得的排气光吸收系数不应大于车型核准批准的自由加速排气烟度排放限值。

三、汽油车怠速污染物检测 1．不分光红外线分析法的基本原理 ⑴CO、HC分别具有吸收一定波长红外光的性质，其浓度与吸光量成正比。 ⑵HC成分复杂，折算成正乙烷含量作为HC含量（n个C6H12） ⑶光量不等，浓度不等，压力不等，金属膜弯曲，两端电压变化。

废气检测原理（整体）

废气检测原理（局部）

2．不分光红外线气体分析仪的组成与工作原理 排气取样，分析装置，含量指示装置，校准装置 ⑴排气取样装置：保证无水、无尘、无碳渣的废气进入分析装置。探头、滤清器、导管、水分离器、气泵－开关控制。 ⑵分析装置： 光源：（电压７V、工作温度730℃）的灯放置于凹面镜反射器中心。两光源平行发射，能量严格相等（阻值配对，温度特性同）

切光器：电机带动扇形遮光板旋转，交替打开遮断光形成脉冲光（频率8.33Hz）。电容变化与切光器频率同步，产生充、放电，形成电流。 气样室： 标准气样室：充入不吸光的氮气。 　　测量气样室：分别由泵吸入废气。 　　内壁镀金防腐，测量室有可调遮光板。 检测室：充入CO，或HC，由电容膜片隔成两室。 传感器：电容式传感器装于检测室。 废气浓度变化，光能变化，温度变化，压力变化，电容变化，充、放电电压变化，电压信号放大送给指示装置。废气多，光能变化大。

⑶含量指示装置： ①放大的电压信号用数字式、指针式仪表显示。CO 为体积百分数。HC为ｐｐｍ，体积百万分数，换成百分数×10－4 ②仪表指示：调零，标准调整：读数转换钮（量程转换）流量变化显示（红绿区，换滤芯） ⑷仪器校准： ①预热３０分钟（光能稳定） ②分析仪吸入空气（泵打开）。如零点不准，调整到零点（电位器调整）。 ③关闭泵，充入CO标准气，指针应指示标准浓度值。如不准，应调整到指示值，调量距旋钮（电位器调整，光差污染差）

废气分析仪校准

④HC标准气为丙烷，应换算成正乙烷值。 　标准浓度指示值＝标准气样浓度×换算系数 　（仪表值）2.35‰＝５‰×0.472 　　换算系数0.472－0.578 ⑤机械校准（简易校准）：改变光学遮光板位置挡住光。模拟光被吸收，校正到标准气体浓度指示值。HC在400ｐｐｍ、CO为1.5％。 3、测量方法： 1）仪器准备（略） 2）车辆准备： 　 ①水温、油温正常，点火角正确，加速到额定转速的70%。１分钟后回怠速。 　 ②取样管深入排气管40cｍ，处于中心。 　 ③量程先大后小，维持15秒后读数，取30秒内平均值。 　 ④测完后应使取样管在空气中再测５分钟，回零后关机。（HC会吸附）。

四、柴油车自由加速烟度检测 柴油机的排气烟度用烟度计来测量。烟度计大致分为滤纸式烟度计、透光式烟度计和重量式烟度计等多种。使用不同的烟度计，烟度的定义也不同。我国GB3847—2005标准规定使用不透光烟度计，逐步取代以前采用的滤纸式烟度计。 不透光烟度计的显示仪表应有两种计量单位，一种为绝对光吸收系数单位，从0到趋于∞（m-1）；另一种为不透光的线性分度单位，从0到100%。两种计量单位的量程，均应以光全通过时为0，全遮挡时为满量程。光吸收系数（k）表示光束被单位长度的排烟衰减的一个系数，它是单位体积的微粒数n ,微粒的平均投影面积a和微粒的消光系数Q 三者的乘积。

不透光度0～100%与光吸收系数k之间的关系见下式： N——不透光度读数（%）； k——相应的光吸收系数值； L——光通道有效长度。

五、四气体与五气体检测 1.CO2测试与CO、HC相同。 ２.O2用氧传感器（监测空燃比，保护三元催化器） ３、NOX：化学发光分析仪 　 ①使排气中NO2还原为NO。 　 ②NO与O3发生反应，生成的NO2中有１０％处于激励态，回复基态时发出波长为0.59－2.5μｍ的光量，发光强度与废气中NO成正比，用光电检测器即可根据其输出电信号强弱换算出NO的含量。 ③ NO+O3――NO2+O2 　　　NO2*――NO2+ｈｒ ④也可用红外线检测。同CO，但检测不准。 ⑤HC可用氢火焰离子法。

在用车排放污染物限值与检测方法 一、汽油排放污染物的检测方法及限值 （一）怠速检测法 1．检测方法 1）发动机处于怠速运装状态，离合器处于结合位置，加速踏板与阻风门位于松开位置，变速杆位于空挡位置，阻风门（化油器式发动机）全开。 2）进气系统装有空气滤清器，排气系统装有排气消音器，并不得有泄漏，汽油符合GB484的规定。 3）使发动机冷却液和润滑油温度达到汽车使用说明书所规定的热状态。 4）必要时要在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。 5）发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维持60秒（以清除燃烧室中的各种残留气体）后降至怠速状态。 6）将测量仪的读书转换开关置于最高量程档位，在稳定怠速状态下，将不分光红外吸收型（NDIR）分析仪的取样探头直接插入排气管中，插入深度等于400mm,并固定于排气管上。

8）若为多排放管时，取各排放管测量结果的算术平均值。 7）在怠速状态下维持15s后开始读数，读取30s内CO和HC的最高值和最低值，取其平均值为测量结果。 8）若为多排放管时，取各排放管测量结果的算术平均值。

（二）双怠速检测法和加速模拟（ASM）检测法 1．双怠速检测法 1）必要时要在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。 2）发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维持60秒后降至高怠速（即0.5倍额定转速）。 3）将发动机降至高怠速状态后，将取样探头直接插入排气管中，插入深度等于400mm,并固定于排气管上。

4）发动机在高怠速状态下维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取其平均值即为高怠速排气污染物检测结果。 6）若为多排放管时，分别取各排放管高速排放检测结果的平均值和怠速排放检测结果的平均值。

2．加速模拟（ASM）检测法 把汽车置于地盘测功机上，采用两阶段等速工况检测，工况分为ASM5025工况和ASM2540工况。 车辆驱动轮位于测功机滚筒上，将分析仪取样探头插入排气管中，深度为400mm，并固定于排气管上，对独立工作的多排气管应同时取样。 2）ASM2540工况检测方法 ASM5025工况试验结束后，车辆立即加速至40公里/小时，按ASM2540工况检测方法进行测试。 3）复检试验 4）排放限值

 二、柴油车排放污染物的检测方法及限值 1．柴油车自由加速排气可见污染物检测方法及限值 （1）检测方法 1）车辆在发动机怠速下，按GB3847－1999附录H的要求插入不透光度仪取样探头。 2）迅速但不猛烈地踏下加速踏板，使喷油泵供给最大油量。在发动机达到调速器允许的最大转速前，保持此位置。一旦达到最大转速，立即松开加速踏板，使发送机魂甫至怠速，不透光度仪恢复到相应状态。 3）重复上述操作过程至少6次，记录不透光度仪的最大读数。如果读数值连续4次均在0.25m-1的带宽内，并且没有连续下降的趋势，则记录值有效。 （2）排放限值

（1）测量方法 1）将烟度计取样探头逆气流固定于排气管内，深度等于300mm，并使其中心线与排气管轴线平行。  2．柴油车自由加速排气试验烟度检测方法 （1）测量方法 1）将烟度计取样探头逆气流固定于排气管内，深度等于300mm，并使其中心线与排气管轴线平行。 2）吹除积存物。按GB/T1846 3.1条进行3次，以清除排气系统中的积存物。 3）将踏板开关安装在加速踏板上端或将手动橡皮球通过远程软管引入驾驶室。把抽气泵压到最下端并锁止。 4）按图所示的测量规程进行自由加速烟度的测量。

  5）再将加速踏板与取样机构的踏板开关一并迅速踩到底，约4秒后立刻松开。维持怠速运转11秒。此期间内完成取样、抽气泵复位、走纸（或更换新滤纸）、清晰和指示（或打印测量结果）等工作。

7.4 汽车噪声检测 一、噪声及其危害 噪声的一般定义是：频率和声强杂乱无章的声音组合，造成对人和环境的影响。更人性化的描述是，人们不喜欢的声音就是噪声。在现代城市环境噪声源中，交通运输产生的噪声最大。约占城市噪声的70％，而其中机动车辆产生的噪声占交通运输噪声的80％左右。随着机动车辆数量的增加和汽车向快速和大功率方面的发展，它们所产生的噪声已成为一些大城市的主要噪声源，加上机动车噪声是流动性的，影响范围大，干扰时间长，因而城市居民深受其害。 机动车车辆发出的种种噪声，基本上可归纳为两大类：一类是发动机运转发出的机械噪声、燃烧噪声、进排气噪声、电磁噪声和冷却风扇噪声等；另一类是机动车行驶时发出的轮胎噪声、底盘的机械噪声、制动噪声、风阻噪声、车厢振动噪声、喇叭噪声和转向、倒车时的蜂鸣信号等等。

二、噪声的一般概念 ⑴ 噪声的声压和声压级。噪声的主要物理参数有声压与声压级、声强与声强级和声功率与声功率级。其中声压与声压级是表示声音强弱的最基本的参数。 ⑵ 噪声的频谱。人耳对声音的感觉不仅与声压有关，而且还与声音的频率有关。人耳可闻声音的频率范围为20～20000Hz。 ⑶ 响度和响度级。响度和响度级能表示人所感受到的声音的强弱程度，它是一种与人耳的听觉特性有关的,人对声音强弱的主观表示法，这种表示法不仅与声音的声压有关，而且与声音的频率有关。 ⑷ 噪声级。声压级相同的声音．但由于频率不同，听起来并不一样响，相反，不同频率的声音，虽然声压级也不同．但有时听起来却一样响，用声压级测定的声音强弱与人们的生理感觉往往不一样。因而，对噪声的评价常采用与人耳生理感觉相适应的指标。

为了模拟人耳在不同频率有不同的灵敏性，在声级计内设有一种能够模拟人耳的听觉特性，把电信号修正为与听觉近似值的网络，这种网络称作计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而是经过听感修正的声压级．称作计权声级或噪声级。 经过频率计权网络测得的声压级称为声级，国际电工委员会(IEC)对声学仪器规定了A、B、C等几种国际标准频率计权网络，它们是参考国际标准等响曲线而设计的。根据所使用的计权网络不同，声级计中的计权网络一般有A、B、C三种，其中，A计权声级由于其特性曲线接近于人耳的听感特性，因此目前应用最广泛。

5.4 汽车噪声检测 三、检测标准 GB7258—2004《机动车运行安全技术条件》中，对噪声进行了限制，规定汽车驾驶员耳旁噪声不应大于90 dB（A），客车以50km/h的速度匀速行驶时，客车车内噪声不应大于79 dB（A）。测量位置及匀速行驶噪声检验方法符合GB/T18697—2002规定。

四、声级计的组成与工作原理 声级计是噪声测量中最基本的仪器，声级计一般由传声器、放大器、衰减器、计权网络、检波器、指示表头和电源等组成。其工作原理是：由传声器将声音转换成电信号，再由前置放大器变换阻抗，使传声器与衰减器匹配。放大器将输出信号加到计权网络，对信号进行频率计权(或外接滤波器)，然后再经衰减器及放大器将信号放大到一定的幅值，送到有效值检波器(或外接电平记录仪)，在指示表头上给出噪声声级的数值。

图7-27 ND2型精密声级计

课后练习 一、填空 1.车速表的检测方法有 和 两种。 2.前照灯的特性包括 、 和 三个方面。 1.车速表的检测方法有 和 两种。 2.前照灯的特性包括 、 和 三个方面。 3.我国的排放法规主要限制汽油机的 、 和 的排放量和柴油机排气的 。 4.稳态工况法是由 和 两个工况组成。

二、简答题 1.说明发光强度、光通量和照度是如何定义的？ 2.汽车前照灯诊断的主要参数是哪些? 3.汽车排气中的主要污染物有哪些? 4.说明不分光红外线气体分析仪的组成与工作原理。