项目2 汽车动力性能与检测 汽车动力性能是汽车重要的使用性能之一，是指在良好、平直的路面上直线行驶时，汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。动力性能的检测方法分为台架检测法和道路试验法。 本项目主要介绍运用台架法及道路试验法检测汽车动力性能的方法、使用的仪器及具体的检测步骤。

任务1 使用台架检测汽车动力性能 任务引入 某客户购买的新车在使用一段时间后，汽车的动力性能不强劲了， 任务1 使用台架检测汽车动力性能 任务引入 某客户购买的新车在使用一段时间后，汽车的动力性能不强劲了， 于是该客户将车辆送至4S 店，要求对车辆进行检测。 检测汽车的动力性能，我们需要了解汽车的动力性能评价指标、检 测技术，掌握检测汽车动力性能所需设备的使用方法。

一、汽车动力性能评价指标 知识链接 汽车动力性能通常以最高车速、加速性能及最大爬坡度等项目作为评价指标。 汽车动力性能直接影响汽车平均行驶速度。动力性能越好，汽车以最快的运输速度完成运输工作的能力就越高。

1 ．最高车速 最高车速是指汽车以厂定最大质量状态，在风速不大于3 m/s 的条件下，在干燥、清洁、水平的混凝土或沥青路面上，所能达到的最高稳定行驶速度，单位为km/h。 通常发动机的最大功率越大，汽车的最高车速就越高。汽车最高车速是汽车能够连续稳定行驶时的最高车速，不是瞬时达到的最高车速。 目前最快的汽车为如图 所示的由英国人设计制造的超音速推进号的超音速推进号汽车，该车创下平均车速1 227.99 km/h的纪录。

2 ．加速性能 汽车加速性能是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。通常用汽车加速时间或加速距离表示，它对汽车平均行驶速度影响很大。 　　(1) 加速时间 加速时间是指汽车以厂定最大质量状态，在风速不大于3 m/s的条件下，在干燥、清洁、水平的混凝土或沥青路面上，由原地或某一低速加速到最高车速的 80% 所需的时间，单位为s。 加速时间分为原地起步加速时间和超车加速时间。

　　①原地起步加速时间 原地起步加速时间是指汽车由 1 挡或 2 挡起步，以最大的加速强度，选择恰当的换挡时间，逐步换挡至最高挡位，达到预定距离或车速所需要的时间。测试标准一般以汽车从静止状态加速行驶 400 m 距离，或者加速至 100 km/h 速度所需的时间来表示汽车原地起步加速性能。我国轿车的技术指标中，一般给出的是 0 ～ 100 km/h 的加速性能。起步加速时间越短，动力性能越好。 如图所示的劳恩斯—酷派2.0T 跑车，0～100 km/h的加速时间为 8.1 s。如图 所示的布加迪威龙，该车装配 W16 型 8.0 L 四涡轮增压发动机，0 ～ 100 km/h的加速时间仅需 2.9 s。 　　②超车加速时间 超车加速时间是指用最高挡或次高挡由预定的车速，以最大加速强度，加速到某规定车速所需的时间。

劳恩斯—酷派2.0T

布加迪威龙

(2) 加速距离 加速距离也分为原地起步加速距离和超车加速距离。 ①原地起步加速距离 　　(2) 加速距离 加速距离也分为原地起步加速距离和超车加速距离。 　　①原地起步加速距离 汽车由 1 挡或 2 挡起步，以最大的加速强度，选择恰当的换挡时间，逐步换挡至最高挡位，达到预定车速所经过的路程。可用汽车从静止状态加速行驶至 100 km/h速度所经过的路程表示汽车原地起步的加速能力。 　　 ②超车加速距离 用最高挡或次高挡由预定的车速，以最大的加速强度，加速到某规定车速所经过的路程。 超车加速能力通常采用以最高挡或次高挡从30 km/h或40 km/h的速度全力加速至某预定高速所需的时间。 为了使汽车安全地从有坡度的匝道驶入高速公路，也有以汽车在规定坡道上达到规定车速所经过的加速时间来表示汽车的加速性能。

3 ．最大爬坡度 最大爬坡度是指汽车满载时，以 1 挡在良好的混凝土或沥青路面的坡道上，所能爬上的最大坡度。 　　最大爬坡度是指汽车满载时，以 1 挡在良好的混凝土或沥青路面的坡道上，所能爬上的最大坡度。 　　汽车的最大爬坡度表征汽车的爬坡能力。爬坡度可通过爬坡角度和百分比坡度表示。两者之间的关系如下： imax = tanθ 式中　　imax——百分比坡度；θ ——坡度角度值。 　　最大爬坡度是载货汽车和越野车的一个非常重要的指标。载货汽车经常在各种不同的道路上行驶，必须具有足够的爬坡能力。越野车行驶道路的路况多样，时常需要克服松软坡道路面的较大阻力以及凹凸不平路面的局部较大阻力。要求载货汽车的最大爬坡度在 30%（16°）左右，越野车的最大爬坡度一般不得小于 60%（30°）。如图所示的大众途锐最大爬坡度可达 100%（45°）。

大众途锐

在评价汽车动力性能时，由于汽车的类型、用途和使用条件不同，对汽车动力性能的要求也会有所不同。如经常在高速公路上行驶的汽车，汽车最高车速起主要作用，而对加速性能的要求居于次位。而在城市内行驶的汽车，因为在行驶中需要经常制动、停车和起步，所以汽车的加速性能便成为评价这类汽车的主要指标。同一品牌不同类型的汽车动力性能也不尽相同，不同类型的现代汽车动力性能见下表。 现代汽车动力性能 品牌 北京现代 进口现代 车型 途胜2.0 四驱MT SONATA·领翔2.0 MT 劳恩斯—酷派2.0T MT 类型 城市 SUV 中级家庭轿车 轿跑车 最高车速（KM/h） 165 204 230 0 ～100 km/h 加速时间 — 13.8 8.1 最大爬坡度 50%

二、台架检测汽车动力性能 因室外测试汽车动力性能会受到道路条件、气候、驾驶员的驾驶技术等因素的影响，所以通常进行过路试后的车辆还会在室内台架上做对比试验。台架试验的测试条件更易于控制，比较适合在用车辆的检测。 汽车动力性能室内台架试验选用的仪器有底盘测功机和无外载测功仪。底盘测功机检测汽车的最大输出功率、最高车速和加速性能，无外载测功仪检测发动机功率。此部分主要介绍常见的底盘测功机。

1 ．底盘测功机的结构 汽车底盘测功机主要由道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。 　　底盘测功机是用于测量汽车驱动轮输出功率、扭矩和转速的专用计量设备。 　　汽车底盘测功机主要由道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。 数据采集与控制系统 道路模拟系统

2． 底盘测功机的分类 底盘测功机分为单滚筒式底盘测功机和双滚筒式底盘测功机两类。 （1） 单滚筒式底盘测功机 　　底盘测功机分为单滚筒式底盘测功机和双滚筒式底盘测功机两类。 　（1） 单滚筒式底盘测功机 　　如图所示，单滚筒式底盘测功机的特点是滚筒直径大（1 500～2 500 mm）、测试精度高，但制造和安装费用较高，一般用于制造厂和科研单位。 　（2）双滚筒式底盘测功机 　　双滚筒式底盘测功机的特点是滚筒直径小（180 ～500 mm）、设备成本低、使用方便，但测试精度较差，一般用于汽车使用、维修行业及汽车检测线。 单滚筒式底盘测功机

3． 运用底盘测功机对汽车进行测试的步骤 （1）测试操作准备 ①设备准备 　（1）测试操作准备 　　①设备准备 　　a. 起动系统。接通电气及工控机电源，计算机自动进入系统主菜单，包括系统录入、系统标定、举升离合、查看和结果打印五部分。每项内容包含若干下拉式子菜单，可根据需要进行选择。 　　b. 车辆数据录入。根据子菜单的提示，输入被测车辆的车牌号、车辆型号等项目。 　　c. 试验项目输入。根据子菜单的提示，选择底盘测功、滑行测试、加速测试等项目并输入相关参数。如图示的测试人员正在按“功能选择”键。 测试“功能选择”键

e. 汽车驶上举升器板，应保证车轮与滚筒成垂直状态。再选“举升器降”，令举升器下降，如图所示。 　　d. 举升器与离合器控制。在对应项目的子菜单中，“举升”用于控制举升器升降动作。汽车驶上滚筒前，按“举升”按钮使举升器处于上升状态。“离合”用于控制滚筒结合或脱离飞轮。 　　e. 汽车驶上举升器板，应保证车轮与滚筒成垂直状态。再选“举升器降”，令举升器下降，如图所示。 　　f. 汽车停稳后，用车轮挡块顶住非驱动轮，如图所示的汽车为后轮驱动，所以用车轮挡块抵住前轮，或选用牵引绳索拉住汽车。 　　g. 将风机放置在汽车前方并开启风机，使风吹向汽车以冷却发动机。在试验后应将设备空转1 min 以上再停止，以保证测功机散热。 降下举升器 安放车轮挡块

　　②被测车辆准备 　　a.车辆外部清洁干净，被测汽车空载。 　　b. 轮胎花纹中不得夹有石粒，胎面和胎壁不应有破裂或割伤，轮胎的规格和气压符合标准。 　　c.发动机机油油面和机油压力应在允许范围内。 　　d. 发动机冷却系统的工作应正常。 　　e. 自动变速器的液面应在规定的范围内。 　　f. 汽车发动机和底盘经过维护，供油系和点火系处于最佳工作状态。 　　g. 起动走热全车。 　　h. 关闭汽车运行过程中不必要的耗能装置，如空调等。

（2） 测量操作 a. 确认飞轮处于脱离状态。 b. 操作计算机系统开始测试。 　（2） 测量操作 　　①功率测量 　　a. 确认飞轮处于脱离状态。 　　b. 操作计算机系统开始测试。 　　c. 起动汽车，驾驶员根据显示屏的提示，由低挡逐步换入直接挡，将油门踏板踩到底，测试将自动进行，汽车被逐渐加载，并可分别测量最大功率和最大驱动力。 　　d. 测量结束后，显示屏将显示测量结果，并可以打印。

　　②加速性能测试 　　a. 确认飞轮处于结合状态。 　　b. 操作计算机系统进入测试状态。 　　c. 起动汽车，驾驶员根据显示屏的提示，逐步提高车速至预定的初速度时，即迅速将油门踏板踩到底，当车速升到终止速度时，便停止加速。 　　d. 测试结束后，显示屏将显示出从初速度到终止速度期间的加速时间。

　　③滑行性能测试 　　a. 确认飞轮处于结合状态。 　　b. 操作计算机系统进入测试状态。 　　c. 起动汽车，驾驶员将车速提高，当车速超过规定的初始速度后，即根据屏幕提示，切断动力，令车轮滑行直到停止。 　　d. 计算机可根据测得的车速和时间计算出滑行距离。

任务2 道路试验法检测汽车动力性能 任务引入 某客户的汽车遇到了动力不足的现象，该客户将汽车送至汽 任务2 道路试验法检测汽车动力性能 任务引入 　　某客户的汽车遇到了动力不足的现象，该客户将汽车送至汽 车快修店进行修理，维修人员告知客户需要用第五轮仪等仪器进 行道路试验，来完成对汽车动力性能的检测。 　　检测汽车的动力性能需要了解道路试验的检测方法，掌握道 路试验检测汽车动力性能所需仪器的使用方法及注意事项。

一、道路试验的主要仪器设备 知识链接 1. 第五轮仪 　　第五轮仪主要用在机动车辆的道路试验中，用于测量车辆的行程、速度和时间等参数。运用第五轮仪检测时将仪器的机械部分固定在被测车辆的尾部或侧面，随车一起行驶，形成第五轮，因此得名第五轮仪。 第五轮仪 　　第五轮仪分为机械式和电子式。两种第五轮仪的原理和结构类似，均由电子电路运算显示部分和机械部分组成。国产微机第五轮仪具有数据存贮、数据处理、打印数据以及绘制特性曲线的功能。

2 .非接触式车速仪 第五轮仪在使用中有很大局限性，若路面状况不佳，可能造成车辆打滑，导致测试结果不准确，因而不适合做高速测试。 　　第五轮仪在使用中有很大局限性，若路面状况不佳，可能造成车辆打滑，导致测试结果不准确，因而不适合做高速测试。 　　非接触式车速仪不需要与路面接触或设置任何测量标志，而是采用光电空间相关滤波技术。安装在车辆上的光电速度传感器（简称光电头）照射路面，把路面图像变换为与车速成正比的频率信号。仪器会显示速度、距离、时间，计算机会自动进行各种数据处理。若配有流量传感器还能测量燃油消耗。非接触式车速仪可用于测量车辆的最高车速、原地起步加速、超车加速、滑行、爬坡度等各种基本性能试验，并适合各种车辆。

非接触式车速仪

非接触式车速仪外部安装位置

二、试验条件的相关要求 1 .装载质量 　　试验车辆的装载质量为厂定最大装载质量或使试验车处于厂定最大总质量。装载质量应均匀分布，具体载重分配见下表，也可选用相同质量的重物代替。 　具体载重或替代重物的分布 单位：kg

2. 轮胎压力 　　试验前，应检查轮胎的气压，轮胎冷充气压力应符合该车技术条件的规定，误差不超过 ±10 kPa（0.1 kgf/cm ）。 3 .燃料、润滑油和制动液 　　试验汽车使用的燃料、润滑油（脂）以及制动液的牌号和规格都应符合试验汽车的技术条件或现行国家标准的规定；除可靠性行驶试验、耐久性道路试验外，同一次试验的各项性能测定必须使用同一批燃料、润滑油（脂）以及制动液。 4.气象条件 　　试验应在无雨、无雾、相对湿度小于 95%，气温介于 0 ～ 40 ℃，风速不大于 3 m/s的气象条件下进行。

5. 试验仪器和设备的准备 　　试验仪器和设备须经计量鉴定，须在使用期限内，并在使用前进行校准、调整，确保功能正常，符合精度要求。当使用汽车上安装的速度表、里程表测定车速和里程时，试验前必须按照标准进行误差校正。 6 .试验道路 　　各项性能试验应在清洁、干燥、平坦，用沥青或混凝土铺设的直线道路上进行；道路长 2 ～ 3 km，宽度不小于 8 m，纵向坡度在 0.1% 以内。

三、试验车辆的准备 1．记录相关号码 2 ．试验用燃料、润滑油及轮胎的要求 　　记录试验样车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号、各主要总成号和出厂日期等。 2 ．试验用燃料、润滑油及轮胎的要求 　　试验用的燃料和润滑油的牌号、规格，以及轮胎规格、气压等，应符合该车技术条件的规定。若技术条件无相关规定时，发动机冷却水的温度为 80 ～ 90 ℃，发动机润滑油温度为 50 ～ 90 ℃，变速器、驱动桥润滑油温度为 50 ℃以上，必要时可在试验前进行 20 ～ 30 min 较高车速的预热行驶。为实现上述热状态，可采取保温措施。

四、道路试验的内容和方法 1．最高车速试验 汽车动力性能道路检测通常可进行最高车速试验、加速性能试验、爬坡性能试验和滑行试验。 　　汽车动力性能道路检测通常可进行最高车速试验、加速性能试验、爬坡性能试验和滑行试验。 1．最高车速试验 　　在干燥、清洁、水平的混凝土或沥青路面上，选择其中的 200 m 或 500 m 为测量路段，并用标杆做好标志，选定路段两端各设 100 m 为准备路段，用以提示试验人员准备测试。根据试验汽车加速性能的优劣，选定充足的加速区间，使汽车在驶入测量路段前能够达到最高的稳定车速。试验汽车在加速区间以最佳的加速状态行驶，在到达测量路段前保持变速器（及分动器）在汽车设计最高车速的相应挡位，将油门踏板踩到底，使汽车以最高的稳定车速通过测量路段。在该路段往返进行两次试验，测定汽车通过测量路段的时间。按下列公式计算出汽车的最高车速： Vmax=3600S/t 式中　　s —— 测速路段长度； 　　　　t —— 往返试验测得时间的算术平均值。

2 .加速性能试验 　　加速性能试验应在符合汽车道路试验通用条件下进行。在确定的道路上选择 1.5 km作为加速试验路段，两端各设 100 m 为测量初速度路段。 　　加速性能试验分为最高挡和次高挡加速性能试验以及起步连续换挡加速性能试验。 　　装有自动变速器的汽车只进行原地起步加速试验。

（1）最高挡和次高挡加速性能试验 （2）起步连续换挡加速性能试验 　（1）最高挡和次高挡加速性能试验 　　汽车在变速器预定挡位，以预定的车速（从稍高于该挡最低稳定车速起步，选取数值为 5 的整数倍速度如 20、25、30、35、40 km/h）等速通过 100 m 路段至加速性能测试路段的起始点处，迅速将油门踏板踩到底，加速至该挡位最高车速的 80% 以上，对于轿车车速应达到 100 km/h 以上。试验中用第五轮仪或非接触式车速仪记录汽车的初速度和加速行驶时间。在该试验路段往返各进行一次试验，往返加速试验的路段应重合。 　（2）起步连续换挡加速性能试验 　　将汽车停在加速试验路段起点，以 1 挡起步，起步时将油门踏板快速踩到底，使汽车以最大的加速度行驶。当发动机达到最大功率转速时，迅速换挡，换挡后立即将油门踏板踩到底，如此往复换至最高挡，直至加速到预定的车速（如 100 km/h），记录所需时间。在该试验路段往返各进行一次试验，测得时间的算术平均值即为原地起步加速时间。

3．爬坡性能试验 　　爬坡性能试验是在有坡度的道路上，测定汽车的起步能力和爬坡能力，其中分陡坡试验和长坡试验。试验仪器有秒表、钢卷尺（50 m）、标杆、发动机转速表、坡度仪等。 　（1）陡坡试验 　　试验时的坡道应接近于试验车的最大爬坡度。坡道长度不小于 25 m，坡前应有8 ～ 10 m 的平直路段，坡度大于或等于 30% 的路面应为水泥铺设，小于 30% 的坡道可为沥青铺设，在坡道中部设置 10 m 的测速路段。允许以表面平整、坚实、坡度均匀的自然坡道代替测试路段。大于 40% 的陡坡必须设置安全保险装置。

　　①非越野车爬坡试验方法 　　试验车使用最低挡，如有副变速器也将其置于最低挡，爬坡过程中不得换挡。 　　将试验车停于接近坡道的平直路段上。起步后，将油门全开进行爬坡。测量并记录汽车通过测速路段的时间及发动机转速。爬坡过程中监视各仪表（如水温、机油压力）的工作情况；爬至坡顶后，停车检查各部位有无异常现象，并做详细记录。如第一次试验车辆未能爬坡成功，可进行第二次试验，但不得超过两次。如果爬坡中途失败，测量停车点（后轮接地中心）到坡底的距离，并记录失败原因。 　　②越野车爬坡试验方法 　　试验车变速器使用最低挡，分动器亦置于最低挡，全轮驱动，将试验车停于接近坡道的平直路段上。起步后，将油门全开进行爬坡；当试验车处于坡道上时，停住车辆，变速器放入空挡，发动机熄火 2 min，再起步爬坡。测量并记录通过测速路段的时间及发动机转速。爬坡过程中监视各仪表的工作状况，爬至坡顶后，检查各部位有无异常现象，并做详细记录。

（2） 长坡试验 爬长坡试验是检验汽车长时间在较大功率工况下工作的动力性能和燃油经济性能。 　（2） 长坡试验 　　爬长坡试验是检验汽车长时间在较大功率工况下工作的动力性能和燃油经济性能。 　　试验道路应是坡度为 7% ～ 10%、长度为 8 ～ 10 km 以上的连续长坡。试验时，要记录爬坡过程中的换挡次数，各排挡的使用时间以及爬坡总耗时。车辆顺利通过长坡的时间越短越好。

4．滑行试验 滑行试验是让汽车加速到某预定车速后，变速器放入空挡，只依靠汽车的惯性继续行驶直至停车的试验过程。 　　滑行试验是让汽车加速到某预定车速后，变速器放入空挡，只依靠汽车的惯性继续行驶直至停车的试验过程。 　　滑行试验的目的是为了检测汽车车轮滚动阻力、空气阻力、动力传动系的各种阻力。滑行距离或滑行阻力的大小客观反映了汽车传动系统机械效率的高低。 　　检测方法为在长约 1 km 的试验路段两端立上标杆作为滑行区段，汽车在进入滑行区段前车速应稍大于 50 km/h。汽车驶入滑行区段前，驾驶员将变速器放入空挡（松开离合器踏板），汽车开始滑行，直至汽车完全停止。在滑行过程中，驾驶员不得转动方向盘。试验同时用第五轮仪记录滑行初速度和滑行距离。在该试验路段至少往返各进行两次试验，往返区段尽量重合。