汽车工程测试技术基础

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1、学时/学分：32/2 教 材：汽车拖拉机试验学/李杰敏主编.北京：机械工业出版社 课程性质：考查 参考资料： 陈勇主编. 汽车测试技术.北京理工大学出版社 2008.1 2. 董辉主编. 汽车用传感器.北京理工大学出版社 2005.1 3. 魏春源等译. 汽车电气与电子.北京理工大学出版社 2004.7 3.黄长艺主编. 机械工程测试技术基础(第2版). 机械工业出版社,主讲教师：龚元明（博士. 副教授）,关联课程(先修课程 )： 高等数学 材料力学 理论力学 电工与电子技术 数字电路 单片机,考试方法和成绩： 本课程为考查课。采取闭卷考试方式，最终成绩构成为，卷面成绩占总成绩的70 % ，平

2、时成绩占总成绩的30 %。 平时成绩：随机抽查到课情况，无故缺课一次（2学时），扣10分；,汽车工程测试基础 课堂课时安排,传感器技术和检测技术的重要性,传感器技术和检测技术的重要性,传感器技术和检测技术的重要性,【问题】 1.电饭煲为什么能自动加热和保温而不会使饭烧焦？ 2.电冰箱、空调为什么可以自动控制电机的运转而保持恒温？ 3.全自动洗衣机为什么可以自动完成洗衣过程？ 4.电梯门为什么不夹人？ 5.自动门为什么会自动开启？ 6.怎样实现自动通风、自动喷水、自动报警？ 这一切，都要归功于现代传感器技术和检测技术的发展和应用。,传感器技术和检测技术的重要性,检测技术在航天领域举足轻重,传感器

3、技术和检测技术的重要性,军事,传感器技术和检测技术的重要性,第一章 概论,第一章 概论,1.1 汽车试验概况,一、汽车试验在汽车工业发展中的重要性,汽车试验是伴随其工业的建立和发展而逐渐成长起来的，汽车工业发展到今天的水平与其试验研究工作是分不开的。,技术上许多新的发现和突破以及新设计的或现生产的产品，即使在设计和制造上考虑得非常周密，也都必须以试验测试为基础经过试验来检验。,试验是有助于人们深入了解 汽车在实际使用中各种现象的本质和规律，并推动其技术进步的一种极为重要的方法；它是保证产品性能、提高产品质量和市场竞争力的重要手段。,第一章 概论,实验，区别于试验，实验是为了解决文化、政治、经济

4、及其社会、自然问题，而在其对应的科学研究中用来检验某种新的假说、假设、原理、理论或者验证某种已经存在的假说、假设、原理、理论而进行的明确、具体、可操作、有数据、有算法、有责任的技术操作行为。通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”，进行“实验操作”，最终以“实验报告”的新闻形式发表“实验结果”。 而“试验”指的是在未知事物，或对别人已知的某种事物而在自己未知的时候，为了了解它的性能或者结果而进行的试探性操作。试验，是实验的一种，大多带有盲目性,第一章 概论,2010.2.17，由于油门踏板和脚垫的原因，丰田在美国召回109万辆汽车，国内将召回大约7.5万辆RAV4，在欧洲约200万辆汽车也在召

5、回的考虑过程中。 两周内，丰田召回已超346万辆，这将是丰田二十年来遇到的最大一次信任危机！,汽车试验在汽车工业发展中的重要性,第一章 概论,丰田汽车是全球六大汽车品牌之一。TOYOTA在汽车的销售量、销售额、知名度方面均是世界一流公司之一。TOYOTA生产包括一般大众性汽车、高档汽车、面包车、跑车、四轮驱动车、商用车在内的各种汽车。其先进技术和优良品质倍受世界各地人士推崇。今天，丰田已经发展成为拥有数个车系，数十个车型和车款的庞大家族。它所含盖的车型从最低端的民用经济小汽车，一直到最高级的豪华轿车和suv。不管在世界上哪个地方制造的丰田车，都会尽力做到全球统一的丰田高质量品质，这也是为什么丰

6、田能在全球获得成功的一个重要原因。 丰田的历史可以追溯到 1896年。那一年，29岁的丰田佐吉发明了“丰田式汽动织机”。他发明的这台织机不仅是日本有史以来第一台不依靠人力的自动织机，而且与以往织机不同的，是可以由一名挡车工同时照看3至4台机器，极大地提高了生产力。连当时世界排名第一的纺织机械厂家英国普拉德公司也向丰田佐吉发出了转让专利权的请求，最终佐吉在1929年（昭和4年）以10万英镑（合当时的100万日元）的价格出让了这项专利的使用权。,全球六大汽车品牌: 宝马，奔驰，奥迪，大众，通用，丰田,全球十大汽车品牌: 通用,福特,克莱斯勒,丰田,大众,本田,日产,雪铁龙,菲亚特,宝马,第一章 概

7、论,二、汽车试验技术的发展,试验内容：探索性试验、新结构的原理试验、获取原始控制数据的标定试验，为产品、结构改进提供支持的功能试验，产品工艺的验证试验，整车及总成部件的可靠性、耐久性试验、产品质量控制试验等。,1、汽车试验方法的发展,试验内容逐年增加：,试验方法不断更新,高等级、高速公路的发展带来了汽车速度的显著提高，需更新试验方法； 汽车法规的日渐严格，需要更新试验方法； 人们对汽车要求的日益提高，需要更新试验方法； 试验技术的进步也会带来试验方法得变化。,发动机“三高”标定试验？,二、汽车试验技术的发展,发动机标定试验是指在不同条件下，通过对汽车发动机的不断调试，找出其最佳工作状态下的参数

8、，充分满足用户在各种环境的使用需要。多点电喷的发动机必须要经过所谓“三高”试验即高温、高原和高寒试验，这样才能确保达到整车发动机热启动、冷启动、排放和安全等各方面的指标。 高温标定试验 夏季标定试验就是在高温环境条件下(高于40摄氏度)对发动机进行调试，让发动机做到排放低，并尽可能增强车辆性能，节省燃油，提高车辆在夏季的可操作性。这也是电喷发动机开发工程中必不可少的关键环节，能确保汽车在炎热的夏季避免开锅、气阻和着火等问题的发生，让消费者放心地使用汽车。 高寒标定试验 冬季标定试验就是在低温环境条件下(低于零下30摄氏度)对发动机进行调试。主要试验内容包括低温启动性、低温驾驶性、怠速稳定性以及

9、结冰试验、故障诊断等。 高原标定试验 高原标定试验是在高海拔条件下(高于海拔4000米)调试发动机，让整车在高海拔环境下保持良好的启动性能和驾驶性能，并使发动机的运作经济节油，提升发动机性能，也是电喷发动机开发工程中必不可少的关键环节。,2、汽车试验仪器设备发展的特征,高精度、高效率；,自动化程度越来越高；,功能集成；,在试验室再现各种试验环境；,3、汽车测试技术的发展,智能化 虚拟化 网络化 微型化 软测量技术,1.2 汽车试验的分类,一、按试验特征（方法）分类,二、按试验对象分类,四、各类试验的关系 无论何种试验对象（整车、总成、零部件），何种试验目的（质检、定型、科研），均需进行室内台架

10、试验、汽车试验场试验和室外道路试验。,三、按试验目的分类,室内台架试验,室外道路试验,试验场试验,整车试验,总成与各大系统试验,零部件试验,质量检查试验,新产品定型试验,科研性试验,东风汽车试验场,该场可进行汽车法规试验，定型试验，商检试验，并可为国内外厂家进行研究试验和产品开发试验。,汽车底盘测功机,思考题：,1. 列出你身边的测试技术应用的例子。,2018/10/19,26,第二章 测试装置的技术特性,本章学习要求：,掌握测试的基本概念,掌握信号分类方法和描述,掌握信号时域波形分析方法,测试系统的要求与特性,测试系统的静态特性（评价指标）,测试系统的动态特性（传递函数）,2018/10/1

11、9,27,2.1 测试的基本概念,一、测试、信息和信号的概念,1、测试: 测量是为了确定被测对象的量值而进行的试验过程； 测试（测量和试验的结合）是具有试验性的测量，获得研究对象的状态、运动和特征等信息。 测试是人们认识客观事物的方法。测试过程是从客观事物中提取有关信息的认识过程。测试包含测量与试验，在测试过程中，借助专门设备，通过合适的试验和必要的数据处理，求得所研究对象的有关信息量值。,2018/10/19,28,2、信息 可理解为消息、情报或知识，信息是事物运动的状态和方式。信息本身不是物质，不具有能量，但信息的传输依靠物质和能量。例如：人类的语言文字是社会信息；商品报道是经济信息；遗传

12、密码是生物信息。,3、信号 传输信息的载体称为信号，信息蕴含于信号之中。例如：古代的烽火，人们观察到的是光信号，它所蕴含的信息是“敌人进攻来了”；无线电通讯中，电磁波信号运载着各种声音信号。 信号具有能量，它描述了物理量的变化过程，在数学上可以表示为一个或几个独立变量的函数，可以取为随时间或空间变化的图形。 例如：噪声信号可以表示为一个时间函数；机械零件的表面粗糙度，可以表示为一个二元空间变量的高度函数。,2.1 测试的基本概念-测试、信息和信号的概念,2018/10/19,29,为深入了解信号的物理实质，将其进行分类研究是非常必要的，从不同角度观察信号，可分为：,4. 信号的分类及描述,2.

13、1 测试的基本概念-信号分类及描述,从信号描述上：确定性信号与非确定性信号；,从信号幅值和能量：能量信号与功率信号；,从连续性：连续时间信号与离散时间信号；,从可实现性：物理可实现信号与物理不可实现信号,2018/10/19,30,确定性信号与非确定性信号,可以用明确数学关系式描述的信号称为确定性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确定性信号。,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,31,简单周期信号,复杂周期信号,周期信号： 经过一定时间可以重复出现的信号,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,32,b) 非周期信号：再不会重复出现的信号。,

14、准周期信号:由多个周期信号合成，但各信号频率不成公倍数。如：,瞬态信号:持续时间有限的信号 如,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,33,c) 非确定性信号：不能用数学式描述，其幅值、相位变化不可预知，所描述物理现象是一种随机过程。,噪声信号(平稳),2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,34,能量信号与功率信号,一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。,a)能量信号:在所分析的区间 ,满足条件 能量为有限值的信号称为能量信号,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,35,一般持续时间无限的信号都属于功率信号:,b)功率信号

15、 在所分析的区间（-，），能量不是有限值。此时，研究信号的平均功率更为合适。,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,36,连续时间信号与离散时间信号,a) 连续时间信号:在所有时间点上有定义,b)离散时间信号:在若干时间点上有定义,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,37,周期信号的频域描述,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,2018/10/19,38,2.1 测试的基本概念-信号分类及描述,信号的描述 时域描述：人们直接观测或记录的信号一般是随时间变化的物理量，以时间作为独立变量的描述方法。它的特点是：只能反映信号的幅值随时间变化的规律

16、。从时域图形中可以知道信号的周期、峰值和平均值等，可以反映信号变化的快慢和波动情况，比较直观、形象，便于观察和记录。 频域描述：是以频率作为独立变量而建立的信号与频率的函数关系。它的特点是：研究信号的频率结构，即组成信号的各频率分量的幅值及相位的信息。 二者的关系：它们是从不同的侧面观察，二者之间有着密切的关系且互为补充。我们之所以要对信号做不同域中的分析和描述，是因为我们分析一个信号所要解决的问题不同，所需要掌握信号的不同方面的特征。,2018/10/19,39,2.1 测试的基本概念-测试系统的组成,二、测试系统的组成,由若干相互联系、相互作用的传感器和仪器设备等元件为实现一定测试目的而组成的有机整体。 一个完整的测试系统包括：传感器、信号处理、信号传输、信号采集、信号显示和记录等环节。,2018/10/19,40,2.1 测试的基本概念-测试系统的组成,2018/10/19,41,2.1 测试的基本概念-测试系统的组成,智能电子警察监测系统,2018/10/19,42,2.1 测试的基本概念-测试系统的组成,号,2018/10/19,