汽车主要参数测量.ppt

4.1 汽车几何参数测量 4.2 汽车质量参数测量,第4章 汽车主要参数测量,4.1 汽车几何参数测量,测量目的： 检验新试制或现生产汽车的结构是否符合设计要求，从中发现设计、制造及装配中的问题。 测定未知参数的样车尺寸，为汽车设计师提供参考数据。 对进行可靠性、耐久性试验的汽车进行主要尺寸参数的测定，评价其尺寸参数在试验过程中保持原技术状态的能力，为进一步提高汽车的可靠性和耐久性提供依据。,4.1.1 基本概念及尺寸编码,1.三维坐标系 三维坐标系是汽车设计阶段建立的抽象的三个相互垂直的空间平面，分别称为X基准面、Y基准面、Z基准面。 这三个基准面只存在于图纸上，实际车身上不可见，它们是决定汽车外部尺寸和内部尺寸关系的基准。,4.1.1 基本概念及尺寸编码,1.三维坐标系 Y基准面：汽车的纵向对称面 X基准面：通常为过车辆前轴中心线且与Y基准面和车辆支承平面垂直的平面 Z基准面：垂直于Y、X基准面 有的厂家以车架上表面作为Z基准面，有的以地平面作为Z基准面，有的选过前后轴中心且垂直于Y、X基准面的平面为Z基准面,4.1.1 基本概念及尺寸编码,2.基准点 为了明确基准平面的位置，通常在车体上明确标出三个或多个实际点（压坑或孔），我们称其为基准点。 它们通常由制造厂自行规定。 基准平面在车体上是看不到的。,4.1.1 基本概念及尺寸编码,3.R点和H点 R点是制造厂确定座椅位置的基准点。它是模拟人体躯干和大腿胯关节中心位置，相对于所设计车结构而建立的坐标点，也称为座位基准点。 H点在三维H点人体模型上的位置，是躯干与大腿的绞接中心点，它位于此模型两侧H点标记钮的连线的中点上。,4.1.1 基本概念及尺寸编码,3.R点和H点 理论上，座椅的实际H点应与R点为一点。 由于制造、测量的误差影响，这两个点的位置往往都出现偏差。 当测量的结果是座椅的实际H点处于以R点为对角线交点，水平边长30mm，铅垂边长20mm，在座椅纵向中心平面上的矩形内，则合格。,4.1.1 基本概念及尺寸编码,4.尺寸编码 按标准ISO 4131-1979和GB/T 12673-1990的规定，汽车内部尺寸和外部尺寸都有统一的编码，它由词首、代号和数字三部分组成。 例如：ISO-H136 “ISO”是词首 “H”是表示尺寸种类的代号 “136”表示尺寸号,4.1.2 主要几何参数测量,汽车外部尺寸：可按GB/T 12673-1990汽车主要尺寸测量方法中规定进行。 汽车内部尺寸：按QC/T 577-1999轿车客厢内部尺寸测量方法中规定进行。 不在这两个标准的汽车尺寸，尤其是专用汽车尺寸，参照这两个标准或根据技术要求自行确定测量项目。,1.测量场地要求及常规仪器设备,测量场地： 应平整、坚实、清洁，最好是水磨石地面。 平面度应为1m2范围内小于1mm，面积应能容纳下被测车辆。,1.测量场地要求及常规仪器设备,测量设备： 最理想的是三维坐标测量仪 能精确地测量三维空间的点、线、面的位置关系。 与三维H点人体模型配合使用，能实现国际标准中要求的主要尺寸的测量。 我国三维坐标测量使用未普及。 常规测量仪器：高度尺、离地间隙仪、角度尺、钢卷尺、水平仪、铅锤、油泥、划针等。,2.测量前的准备工作,（1）将汽车调整到符合技术条件的状态 检查汽车各总成、零部件、备用轮胎及随车工具等是否齐全，是否装配在规定的位置 燃油、润滑油及冷却液等是否加注足量,2.测量前的准备工作,（1）将汽车调整到符合技术条件的状态 座椅、各种操纵踏板的行程及前轮定位等； 后视镜等汽车外部可动的附件或附属装置所处的状态是否正常，其中收音机天线应处于回收状态； 货箱栏板是否处于关闭状态； 车门、发动机罩、行李舱盖及通风孔盖等是否处于全关闭状态； 汽车牌照架是否处于正常位置； 内饰件及车内附属设备是否符合本车型规定的标准。,2.测量前的准备工作,（1）将汽车调整到符合技术条件的状态 严格检查轮胎气压。 轮胎气压是汽车尺寸测定中极为重要的条件，它主要影响铅垂方向的汽车尺寸，对其应严格检查。 要求轮胎气压必须符合技术条件的规定，气压误差不允许超过10kPa。,2.测量前的准备工作,（2）将汽车载荷装载到规定的状态 整备质量状态：指汽车处于装备齐全，燃油、润滑油及冷却水等加注足量，无载荷、无乘员时的状态。 设计载荷状态：指汽车在整备质量状态下乘坐乘员后的状态，乘员质量及分布按GB/T 12534-1990中的规定设计。,2.测量前的准备工作,（2）将汽车载荷装载到规定的状态 满载状态：指厂定最大总质量状态，是指按规定装载质量加载荷，驾驶室按规定人数乘坐，装备齐全，燃油、润滑油及冷却液等加注足量的状态。 厂定最大总质量是汽车制造厂根据该汽车的使用条件，考虑制造材料的刚度、强度等多方面因素核定出的质量。 GB/T 12534-1990中对各种车型的乘员质量、行李质量及代替重物的分布等都做了明确规定。,3.测量步骤,清洗车辆，去除油污、泥土等。 将各车轮分别支起并离开地面，在各车轮轴头处粘上一层油泥，而后依次在车轮轴头处地面上放置划针，旋转车轮，使划针在轴头油泥表面上划出一尽量小的圆圈，每两侧车轮上圆圈的圆心连线即为该车轴中心线。 落下汽车，并将其开上测量平台，而后用钢卷尺分别测量两侧转向轮至参照点的距离，转动转向盘使两个距离相等，此时汽车便以直线行驶状态停放在测量平台上。再分别于汽车的前部和后部下压汽车，使之摇晃数次，以消除悬架内部阻尼对车身位置的影响。,4.测量方法,（1）水平尺寸测量 测量汽车水平尺寸时，可用钢卷尺直接测量，也可用铅锤将测量尺寸两端投影到地面上，并将投影点用笔作明显的“+”字记号，而后测量两投影点距离。 这些投影点如下： 各车轮中心的投影，投影时需要正对油泥圆圈中心投影，利用这些投影能够测量出各轴之间的距离。 各轮胎前、后胎面外缘的中心投影，用以测量各轴的轮距。,4.测量方法,（1）水平尺寸测量 汽车前、后最外点的投影、用以测量汽车总长，并与的投影点相结合，测量汽车的前悬、后悬。 汽车左、右侧最外点投影，用以测量汽车宽度。 前、后车门开启时最外点投影，用以测量前、后车门开启时的最大宽度。 对开式尾部车门开启时两车门最外点投影，用以测量尾部车门完全开启时的汽车宽度。,4.测量方法,（1）水平尺寸测量 各车轮挡泥板外缘投影，用以测量前、后车轮挡泥板汽车宽度。 两外后视镜调整到工作位置时最外点投影，用以测量外后视镜汽车宽度。对于只设置一个外后视镜的汽车，测量其最外点投影至Y基准平面的距离。 当汽车行李舱盖开启最大时，如果其最后点超出了该汽车的最后端，则投影，并测量其最后点到汽车最前点的距离，作为行李舱盖开启时汽车总长。,4.测量方法,（1）水平尺寸测量 前翻转式驾驶室未翻转时前保险杠最前端投影及驾驶室翻转最大位置对其前端的投影，用以测量分别过这两个投影且垂直于Y基准平面两个铅垂面之间的距离，即驾驶室翻转时前保险杆到驾驶室的距离。 以上项尺寸测量均在整备质量状态下进行。,4.测量方法,（2）高度尺寸测量 可借助于高度尺、离地间隙仪、钢卷尺及铅锤等进行直接或间接测量。 汽车总高：使用测量架或用平板抵靠在汽车最高固定部位上，再辅以铅锤，用钢卷尺直接测量。 行李舱盖开启车辆总高：在汽车处于整备质量状态下，将行李舱盖开启到最大位置，辅以铅锤，用钢卷尺直接测量。,4.测量方法,（2）高度尺寸测量 前大灯、尾灯中心高度：汽车处于整备质量，最大总质量状态下，分别用高度尺直接测量。 前、后轮胎静力半径：在汽车满载状态下，使用高度尺对准轴头油泥圆圈中心测量其至地面的距离，分别得到前、后轮胎的静力半径。 最小离地间隙：在汽车最大总质量状态下，用离地间隙仪测量。,4.测量方法,（2）高度尺寸测量 前、后保险杠中心离地高度及宽度：在汽车整备质量状态下用高度尺及钢卷尺直接测量。 前、后拖钩中心离地高度 在汽车整备质量状态下，用高度尺或钢卷尺及铅锤测量。 货厢底板离地高度：在汽车分别处于整备质量、最大总质量状态下，将货厢板放下，用高度尺或钢卷尺、铅锤在Y基准平面内测量货厢底板尾部到支承平面的距离，即货厢底板离地高度。,4.测量方法,（3）角度尺寸测量 接近角、离去角及纵向通过角：当汽车处于整备质量和最大总质量状态下，分别用辅助平板和角度尺直接测量这三个角度。,4.测量方法,（3）角度尺寸测量 驾驶室翻转角：汽车在整备质量状态下，用角度尺直接测量驾驶室从原始位置翻转到极限位置时的角度。还可以采用下述方法测量，自制画有角度刻度的纸板，在角度顶点挂一铅锤，使铅锤线原始位置与0刻度线对齐，并将铅锤线粘贴在驾驶室外部，然后将驾驶室前翻至极限位置，则铅锤线所对纸板角度即为驾驶室翻转角。,4.测量方法,（3）角度尺寸测量 车门玻璃内倾角、风窗玻璃倾角及后窗玻璃倾角等 汽车在整备质量状态下，借助平板和铅锤，用角度尺直接测量。 货厢尺寸及内部尺寸 货厢尺寸可用钢卷尺直接测量；内部尺寸的测量多数涉及到R点，最好使用三维H点人体模型和三维坐标测量仪测量。若没有这两种设备，则只能测量出一部分参数。,4.测量方法,（4）装货容积测算 行李舱有效容积V1 A、与客厢不相通的封闭式行李舱的体积测量 行李舱的内部装备（备轮、千斤顶等）应根据制造厂的设计布置。以最多数量的“单位模”（具有最大半径为10mm的圆棱，体积为8dm3，长（4004）mm，宽（2002）mm，高（100l）mm的矩形平行六面体）填满行李舱，“单位模”的堆叠应不影响行李舱的开启。填入行李舱中的“单位模”的体积总和，即为行李舱的体积。,4.测量方法,（4）装货容积测算 行李舱有效容积V1 B、与客厢相通的行李舱的体积测量 对制造厂为获得最大装载体积而采取的专门设施应采用分别测量的方法，即对处于正常乘坐位置的后座椅和靠背，体积测量的上限是驾驶员座椅的R点上方400mm处的水平平面；对折叠或可卸的后座椅和靠背，体积测量的前限是紧靠行李舱的座椅靠背的垂直平面。行李舱内部装备按制造厂的设计布置。以最多数量的“单位模”填满行李舱，填入行李舱中的“单位模”的体积总和，即为行李舱的体积。,4.测量方法,（4）装货容积测算 行李舱有效容积V1 A、与客厢不相通的封闭式行李舱的体积测量 行李舱的内部装备（备轮、千斤顶等）应根据制造厂的设计布置。以最多数量的“单位模”（具有最大半径为10mm的圆棱，体积为8dm3，长（4004）mm，宽（2002）mm，高（100l）mm的矩形平行六面体）填满行李舱，“单位模”的堆叠应不影响行李舱的开启。填入行李舱中的“单位模”的体积总和，即为行李舱的体积。,4.测量方法,（4）装货容积测算 旅行车容积V2 W1为后箱肩部空间，测量内饰表面之间的最小距离，在通过后R点的X平面内并在该点之上不小于254mm处测量；H1为货箱高，在Y基准面和过后轴中心线的X平面上测量货箱底板上表面到上盖内表面的距离；L2为前排座椅肩高处装货长，在Y基准平面内，从肩高部位，水平测量从前排座靠背顶端后面到关闭后尾板或门的内表面最小距离。,4.测量方法,（4）装货容积测算 后开舱门客车容积V3 L1为装货长，在Y基准平面和过驾驶员座椅靠背顶面的Z平面交线上，测量过驾驶员座椅靠背背面X平面到后舱门内侧的水平距离；L2为装货长，在Y基准平面内，在货箱底板上测量驾驶员座椅靠背到后舱门内表面距离。,4.测量方法,（4）装货容积测算 隐藏载货容积V4，按制造厂规定。 半封闭厢式货车容积V5 L3为货箱顶部长；W2为货箱底板装货宽；H3为货箱高，在过后轴中心线的X平面内测量货箱底板表面到货箱挡板上平面的距离。,4.测量方法,（4）装货容积测算 封闭式货厢式货车容积V6 L4为前排座肩高处装货长；H4为货箱高，货箱底板平面到货箱顶部内面的最短距离。 （5）玻璃总面积S 玻璃总面积S为车辆风窗玻璃面积S1、侧窗玻璃面积S2和后窗玻璃面积S3三者之和。,4.2 汽车质量参数测量,汽车质量参数主要包括整车质量、载荷分配、质心位置和车辆转动惯量等。 这些物理参数测量结果的准确性对汽车操纵稳定性、制动性和动力性等性能试验结果的分析和验证有着重要的影响。 测量设备：主要有卷尺、重锤、角度尺、车轮负荷计或地秤、摇摆试验台、拉力计等，地秤或车轮负荷计。,4.2.1 整车质量测量,参照GB/T 12674-1990汽车质量（重量）参数测定方法执行。 1.测量方法 测量汽车的总质量通常通过测量汽车的轴荷来实现。,4.2.1 整车质量测量,1.测量方法 汽车轴荷测量分为空载和满载两种。 空载时，首先从一个方向低速驶上秤台，依次测量前轴、后轴质量。汽车掉头，从反方向低速驶上秤台，按上述程序重复测量，以两次测得的平均值作为测量结果。 满载时，货厢内的载荷物装载应均匀，驾驶员和乘客座椅上放置65kg的砂袋代替乘员质量，方法相同。 对于多轴汽车，前轴或后轴质量是指双轴轴载质量，半挂车轴载质量是指挂车全部轴载质量。,4.2.1 整车质量测量,2.数据处理 整备质量m0和最大总质量m为两个方向质量测量结果的算术平均值，空载时测得的为整备质量，满载时测得的为最大总质量。 m0i为修正后的第i轴轴载质量，kg； 为各轴轴载质量之和，kg。,4.2.2 质心位置测量,1.质心横向位置测量 一般认为汽车的质心横向位置处于汽车的纵向对称平面内 实际上，由于燃料箱、蓄电池等非对称布置，汽车质心横向位置并不在汽车纵向平面内。 对于前后轴轮距相等的汽车，在地磅上分别测得左右侧车轮载荷，按公式计算质心横向位置。,4.2.2 质心位置测量,1.质心横向位置测量,B1和B2分别为质心至车轮左侧和右侧的距离，B为汽车轮距，mm；m为汽车整备质量，kg；Z1和Z2分别为左右侧车轮载荷总和，N；g为重力加速度，取9.8m/s2。,4.2.2 质心位置测量,2.质心纵向位置测量 使用地秤或其他等效设备测量汽车整备质量、前后轴轴载质量,a和b分别为汽车质心到前、后轴的距离，L为汽车轴距，mm；Zf和Zr分别为前、后轴轴荷，N；m1和m2分别为前、后轴轴载质量，kg。,4.2.2 质心位置测量,3.质心高度测量 常见方法： （1）力矩平衡法 （2）摇摆法 （3）侧倾法,3.质心高度测量,（1）力矩平衡法 也称重量反应法。 测量时，将汽车的前悬架、后悬架锁死在正常位置上，将汽车的一根车轴放置在地磅上，而将另一根车轴抬高到一个高度n。,通过几何关系，求出距离b，用绘图法获得汽车的质心位置，质心高度hg就可以用比例尺量出。,3.质心高度测量,（2）摇摆法 GB/T 12538-1990汽车质心高度测量方法采用。 将被测车辆固定在摆架使之摆动，测量摆架摆动周期，利用摆动质量、摆动周期与质心位置的关系求汽车质心的位置。,T1、T2分别为长、短摆摆动周期的均值，s；T10、T20分别为长、短摆10个摆动周期的摆动时间。,3.质心高度测量,（2）摇摆法 试验前先测量出质心的纵向位置。 将试验车开上摆架平台，使汽车纵向质心对准平台的中心线，偏差不大于5mm。拉紧汽车驻车制动器，以防车轮滚动或晃动。 检查摆架平台是否处于水平位置，否则调平。 摆动摆架，使之在1范围内摆振，待摆振稳定后，连续测量10个周期的长摆摆振时间，试验进行3次，每次单摆周期的均值之差应小于0.0005s。 长摆测定后，举升托架，使平台摆架升高至设计规定的短摆高度，挂上四条短摆钢链，利用短摆架重复以上测量。 计算摆动周期平均值及汽车质心高度。,3.质心高度测量,（2）摇摆法 计算汽车的质心高度hg,m为汽车整备质量，kg；Ws1、Ws2分别为长、短摆架自身质量，kg；Ls1、Ls2分别为长、短摆架平台上表面至摆架刀口的距离，mm；L1、L2分别为长、短摆架自身质心至摆架刀口的距离，mm；Ts1、Ts2分别为长、短摆架摆动周期，s。,3.质心高度测量,（3）侧倾法 试验准备 试验设备：侧倾试验台、车轮负荷计等 试验前应将侧倾试验台调整到台面处于水平状态,3.质心高度测量,（3）侧倾法 试验步骤 用液压举升机构举起试验台面及被试汽车，使其向右倾斜，侧倾角每增大5测量一次试验台面和汽车前、后部位的倾斜角度，同时用车轮负荷计测量车轮负荷。 操作时应当缓慢举升试验台，直到汽车左侧车轮负荷为零或左侧车轮脱离试验台面时为止。,3.质心高度测量,（3）侧倾法 试验步骤 如果汽车质心位于汽车纵向对称平面内，可根据举升角度直接计算出质心高度hg,3.质心高度测量,（3）侧倾法 试验步骤 若汽车质心的横向位置不处于车辆纵向对称面内，应使汽车再向左倾斜，重复前述试验步骤。 分别取向左、向右侧倾3次所测最大倾角的算术平均值作为测量结果，计算质心高度hg,B1、B2分别为质心距右、左轮的距离，mm；r、l分别为向右、向左倾斜时，所测最大倾角的算术平均值，（）。,4.3.2 转动惯量测量,车辆发生横摆、侧倾和俯仰时，转动惯量对这些回转运动有很大影响。 在测量完质心高度后，可以测量车辆的俯仰、侧倾和横摆运动的转动惯量。 转动惯量的测量可以使用绳吊法，通过测量汽车的摆动周期T计算车辆绕不同坐标轴的转动惯量。,4.3.2 转动惯量测量,绕Y轴转动惯量的测量与绕X轴方向的测量方法相同，只是在试验时车辆在试验台上摆放方向不同。,绕X轴的转动惯量测量,绕Z轴的转动惯量测量,4.3.2 转动惯量测量,绕Z轴方向的转动惯量JZ计算为 绕X轴方向的转动惯量JX计算为,T为汽车的摆动周期，s；W为汽车重量，N。,4.3.2 转动惯量测量,若使用旋转台测量转动惯量，所测参数如所示，绕Z轴方向的转动惯量计算为：,J0：旋转台的转动惯量，kgm2； K：弹簧刚度，N/m； L：从旋转中心到弹簧固定位置的长度，m； T：旋转周期，s。,复习思考题,1. 简述汽车几何参数的测量目的。 2. 在测量汽车尺寸参数过程中，各种尺寸参数都要求在一定的载荷下测量，汽车的载荷状态有哪几种？将汽车加载到规定载荷状态应注意哪些事项？ 3. 简述整车质量测量的测量方法。 4. 简述汽车的接近角、离去角及纵向通过角的定义和测量方法。 5. 简述常用的汽车质心高度测量方法。 6. 简述汽车转动惯量的测量方法。,