《汽车检测与诊断技术》孙成刚，王超主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《汽车检测与诊断技术》

【作　者】孙成刚，王超主编

【页 数】 304

【出版社】 北京：北京理工大学出版社 , 2008.06

【ISBN号】978-7-5640-1548-0

【分 类】汽车-故障检测-高等学校-教材-汽车-故障诊断-高等学校-教材

【参考文献】 孙成刚，王超主编. 汽车检测与诊断技术. 北京：北京理工大学出版社, 2008.06.

图书目录：

《汽车检测与诊断技术》内容提要：

本书以汽车不解体检测诊断技术应用能力的培养为主线，介绍汽车的主要使用性能、汽车检测诊断基础理论、发动机基础理论、汽车检测站的相关知识。同时，本书以丰田、大众、奔驰车系为主，介绍发动机综合性能检测、底盘的验耐与诊断、汽车车速表的检测与检测设备、汽车前照灯的检涓与检测设备、汽车捧放检测与检测设备、汽车噪声检测与检测设备、汽车微机控制系统的检测与检测设备等内容，阐述了上述检测项目所用检测设备的结构、工作原理、检测方法、设备日常维护以及相关的检测标准和检测结果分析。

《汽车检测与诊断技术》内容试读

第一章

汽车的使用性能

而用补卫珠尘供面器己白阳认合限公面南断市油理单产出滑来脚圆

第一节汽车的动力性

汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车是一种高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。本章将从分析汽车行驶时的受力出发，建立行驶方程式，并以图表的形式按汽车动力性评价指标的要求确定汽车的动力性。

一、动力性评价指标

由于汽车行驶条件非常复杂、多变，如果直接用汽车平均技术速度来评价汽车的动力性将非常困难，甚至不可能。目前主要采用与平均技术速度直接有关的以下3个指标来评价。

1.最高车速

最高车速是指汽车满载在良好的水平路面上行驶时，所能达到的最高车速。现代载货汽车的最高车速一般在100km/h左右。总质量愈大的汽车，其最高车速将愈低。现代轿车的最高车速一般为140~200km/h。

2.加速时间或加速路程

加速时间或加速路程是指汽车由某一车速加速至另一车速所需要的时间（或路程）。通常用两种加速时间来表明汽车的加速能力。一种是汽车原地起步连续换挡加速至某一高速所需的时间；另一种是汽车在最高挡由某一低速加速至另一高速所需的时间。后者主要反映汽车超车能力的强弱。

3.最大爬坡度

最大爬坡度是指汽车满载、在良好路面上，使用最低挡所能爬上的最大坡度。现代载货汽车的最大爬坡度一般为30%左右，越野汽车的最大爬坡度为60%左右。

上述3个指标，特别是前两个，对于不同用途的汽车，其影响汽车平均技术速度的程度是不相同的。例如，对于主要行驶在高速公路上的汽车，其平均技术速度主要取决于最高车速的高低；而对于公共汽车，很明显它的平均技术速度不决定于最高车速，而取决于其加速能力的大小。

二、驱动力与行驶阻力

确定每辆汽车动力性指标的大小必须依据力学原理。先找出沿汽车行驶方向的所有外力，即与汽车行驶方向相同的驱动力和与行驶方向相反的行驶阻力，并使驱动力与行驶阻力

汽车检测与诊断技术

相等，建立汽车行驶方程式。最后解该方程式，即可求得汽车在各种工况下的速度、加速度和爬坡度

汽车的行驶方程式可表示为

F,=ΣF

(1.1)

式中F,一驱动力，N:

ΣF一行驶阻力之和，N。

驱动力是由发动机发出的转矩，经传动系传给驱动轮，然后与路面发生相互作用而产生的。行驶阻力有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力等。下面分别讨论上述各力的产

生和各种参数对其产生的影响，并使F,=ΣF方程式具体化，以便求解出汽车行驶时的速

度、加速度和爬坡度。

1.汽车的驱动力

汽车发动机发出的转矩经传动系传给驱动车轮，此时，作用于驱动车轮上的转矩M,可

由式(1.2)求得

M=Me·ig·i0·n

(1.2)

式中M。一发动机转矩，N·m;

。一变速器传动比；

主减速器传动比；

7传动系机械效率。

驱动车轮在M,的作用下，在其与地面的接触处，车轮对地

面作用一圆周力F。(如图1-1所示)。与此同时，地面给驱动

M

车轮一反作用力F,F,即为驱动力，其值为

M

F=

(1.3)

Fo

将式(1.2)代入式(1.3)，最后得

777TT7T77

F=M。·ig·o·n

(1.4)

图1-1汽车的驱动力

式(1.4)即为驱动力的基础公式。但要运用此公式，还必须对发动机转矩、传动效率和车轮半径做进一步的讨论。

2.汽车的行驶阻力

汽车在水平道路上等速行驶时，必须克服来自地面的滚动阻力F:和来自周围空气的空

气阻力F。只要汽车行驶，该两个阻力即存在，并转化为热能消耗掉。汽车上坡时还必须

克服汽车重力沿坡道的分力，称为坡度阻力F:；当汽车下坡时，坡度阻力F:将转化为推力，

即为负值，它推动汽车向前行驶。汽车加速行驶时还必须克服汽车的惯性力，即加速阻力F。

汽车减速行驶时，加速阻力F。为负值，变为推动汽车行驶的力。因此汽车行驶时要克服的总

阻力为ΣF=F:+F。+F;+F。汽车在水平道路上行驶时，F:=0,等速行驶时，F。=0。

(1)滚动阻力F:车轮滚动时，轮胎与地面的接触部分将产生复杂的相互作用力，并

引起轮胎与地面的变形。在它们的变形过程中，由于其内部分子间摩擦的存在，将造成能量的损失，这种能量损失就是产生滚动阻力的原因。当轮胎在坚硬良好路面上滚动时，可以认为只有轮胎发生变形，也就是只有轮胎内部分子摩擦所引起的能量损失。轮胎在松软路面滚

第一章汽车的使用性能

动时将形成车撤，可以认为主要是松软土壤发生变形，土壤分子间的摩擦作用而形成的。

(2)空气阻力F:汽车行驶时，必然受到空气的阻碍作用，空气对汽车的作用力在行

驶方向的分力称为空气阻力。空气阻力由摩擦阻力和压力阻力两部分组成。空气分子相对于汽车表面发生摩擦所产生的摩擦力沿汽车行驶方向的分力称为摩擦阻力。空气分子作用于汽车表面的法向压力的合力沿汽车行驶方向的分力称为压力阻力，压力阻力又可分为形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力四部分。

(3)坡度阻力F:汽车上坡行驶时，汽车

重力沿坡道的分力与汽车行驶方向相反（如图1-2所示)，形成行驶阻力，故称为坡度阻力

F:,即

图1-2汽车的坡度阻力

F:=G·sina

(1.5)

道路坡度常用坡高h与底长之比来表示，即

hi==tan a

当坡度较小时可以认为

sina≈tana=i

故式(1.5)又可写成

F:=G·i

(4)加速阻力F：汽车加速行驶时需要克服其质量加速运动时的惯性力，这就是加速

阻力。汽车的质量分为平移质量与旋转质量两部分。汽车加速时不仅平移质量（汽车的总质量)产生惯性力，旋转质量（主要是发动机飞轮和车轮）也要产生惯性力偶矩。为了便于计算，一般把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量惯性力，并以系数作为旋转质量转换系数。因而汽车加速时的加速阻力为

Fj=6m du

dt

(1.6)

式中8一汽车旋转质量转换系数(8>1)：

m—汽车总质量，kg

dv一汽车行驶加速度，m/s2。dt

汽车旋转质量很多，如发动机飞轮，离合器压盘，变速器齿轮、轴，万向节、传动轴，主减速器齿轮、半轴及车轮等，其中飞轮和车轮的转动惯量很大，因而主要把飞轮和车轮的旋转惯性力偶矩转换成平移质量惯性力。

汽车在行驶过程中，滚动阻力和空气阻力是在任何条件下存在的，而坡度阻力和加速阻力只在汽车上坡或加速行驶时存在。因此在分析汽车受力时，必须考虑汽车的运动状态和行

驶条件（如图1-3所示）。图中，G表示汽车质量；表示道路坡度角；X2表示作用在前、

后轮上的地面切向反作用力；Z,、Z2表示作用在前、后轮上的地面法向反作用力；L表示

汽车轴距；a、b表示汽车质心至前、后轴之距离；hw表示风压中心高；hm表示汽车质心

高；M1、M2表示作用在前、后轮上的滚动阻力偶矩；M1、M2表示作用在前、后轮上的惯

汽车检测与诊断技术

性阻力偶矩。

de/dGsin

三、影响汽车动力性的因素

影响汽车动力性的主要因素可以从下列几个方面讨论。

(1)发动机。

①汽车单位总质量所具有的功率称为比

图1-3汽车加速上坡受力图

功率，即P./m(单位为kW/)。汽车的比功率愈大，其最高车速和加速度均高，因此动

力性愈好。比功率是一个经常用来评定汽车动力性最简单而又最具有综合性的指标。

动机的最大转矩与最大功率时转矩之比称为转矩适应性系数，即“，该比

大，汽车动力性愈好。因为汽车后备功率大，加速性好；汽车偶遇外界阻力增大，发动机转速将降低，但转矩升高。这有利于克服外界阻力，稳定汽车的行驶速度。

③发动机最大功率时的转速与最大转矩时转速之比值愈大，汽车偶遇外界阻力时发动机转速降低的允许值较大，这样飞轮放出的惯性力矩较大，有利于克服外界阻力，稳定汽车的行驶速度。

(2)驱动桥减速器主传动比：一辆汽车主减速器主传动比的选择必须与发动机和整车很好地匹配，才能使汽车动力性和燃油经济性取得满意的结果。

(3)变速器。

①变速器挡数增多会使汽车动力性提高。挡位增加得愈多，汽车的动力性愈好。当增加到无穷多个挡时，即所谓的无级变速。汽车在任何车速下，发动机都能在最大功率下工作，后备功率最大，具有理想的、最高的动力性。

②变速器工挡传动比的大小决定了汽车最大爬坡度和汽车最低稳定车速的大小。工挡传动比愈大，在附着条件允许的情况下，汽车的最大爬坡度愈大。汽车的最低稳定车速是越野汽车能否通过松软地区的重要参数之一，通常为3km/h左右。

(4)其他。

①汽车装载总质量愈多或牵引愈多，汽车的动力性愈差。

②汽车流线型愈差，空气阻力系数愈大，汽车动力性就愈差，这对高速汽车表现愈为突出。

③汽车的维护保养差，如发动机维护不好，动力不足；前束不合标准、轮胎气压不足、轮毂轴承调整不当等，均会降低汽车的动力性。

第二节汽车的操纵稳定性

汽车在其行驶过程中，碰到各种复杂的情况，有时沿直线行驶，有时沿曲线行驶。此外，汽车还要经受来自地面不平、坡道、大风等各种外部因素的干扰。一辆操纵性能良好的汽车必须具备以下的能力。

(1)根据道路、地形和交通情况的限制，汽车能够正确地遵循驾驶员通过操纵机构所给定的方向行驶的能力—一汽车的操纵性。

(2)汽车在行驶过程中具有抵抗力图改变其行驶方向的各种干扰、并保持稳定行驶的能

第一章汽车的使用性能

力—汽车的稳定性。

操纵性和稳定性有紧密的关系。操纵性差导致汽车侧滑、倾覆，汽车的稳定性就破坏了。如稳定性差，则会失去操纵性。因此，通常两者统称为汽车的操纵稳定性。

汽车的操纵稳定性是汽车的主要使用性能之一。随着汽车速度的提高，操纵稳定性显得越来越重要。它不仅影响着汽车的行驶安全，而且与运输生产率与驾驶员的疲劳强度有关。

第三节汽车的制动性

汽车的制动性是指汽车在行驶中能强制地降低行驶速度以至停车，或在下坡时维持一定速度的能力以及制动时保持汽车方向稳定性的能力。

汽车的制动性是汽车的主要性能之一。汽车的制动性直接关系到人员生命财产的安全，是汽车安全行驶的重要保障。只有汽车具有良好的制动性能，才能在安全的条件下充分发挥汽车动力性，提高行驶车速，获得高的运输生产率。

一、汽车制动性的评价指标

汽车制动性主要从下列几方面来评价。

(1)制动效能，即制动距离与制动减速度。

(2)制动效能的恒定性，即抗热衰退性能」

(3)制动时汽车的方向稳定性，即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能指标。

制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速度制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能最基本的评价指标。

汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度称为抗热衰退性能。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后能否保持在冷状态时的制动效能已成为设计制动器时要考虑的一个重要问题。此外，涉水行驶后，制动器还存在水衰退问题。

制动时汽车的方向稳定性常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径。

根据汽车技术和道路等的发展情况，世界各国都制定有相应的制动法规。我国颁布的

GB7258一2004《机动车运用安全技术条件》中便对上述有明确的要求。

二、汽车制动时车轮受力分析

汽车受到与行驶方向相反的外力时，才能从一定的速度制动到较小的车速或直至停车。这个外力只能由地面和空气提供。但由于空气阻力相对较小，所以实际上外力主要是由地面提供的，称为地面制动力。地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离也越短，所以地面制动力对汽车制动性具有决定性的影响。

下面分析一个车轮在制动时的受力状况，以说明影响汽车地面制动力的主要因素。

1.地面制动力

图1-4画出了在良好的硬路面上制动时车轮的受力情况。图中滚动阻力偶矩和减速时

的惯性力、惯性力偶矩均忽略不计。M.是车轮制动器中摩擦片与制动鼓或盘相对滑转时的

摩擦力矩，单位为N·m;Fb是地面制动力，单位为N;W为车轮垂直载荷、T。为车轴对

6

汽车检测与诊断技术

车轮的推力、F,为地面对车轮的法向反作用力，它们的

单位均为N。

显然，从力矩平衡得到

Fb=er

(1.7)

式中一车轮半径，m。

地面制动力是使汽车制动而减速行驶的外力，但是地面制动力取决于两个摩擦副的摩擦力：一个是制动器内制

F

动摩擦片与制动鼓或制动盘间的摩擦力，一个是轮胎与地图1-4车轮在制动时的受力情况面间的摩擦力一附着力。

2.制动器制动力

在轮胎周缘为了克服制动器摩擦力矩所需的力称为制动器制动力，以符号F,表示。它

相当于把汽车架离地面，并踩住制动踏板，在轮胎周缘沿切线方向推动车轮直至它能转动所需的力，显然

F、

M

(1.8)

式中M.制动器的摩擦力矩，N·m。

由式(1.8)可知，制动器制动力仅由制动器结构参数所决定，即取决于制动器的形

式、结构尺寸、制动器摩擦副以及

30

车轮半径，并与制动踏板力，即制动

前轮

后轮

20

系的液压或空气压力成正比。图

●

1-5是试验得到的某4座轿车的制动器制动力与踏板力的关系曲线。

3.地面制动力、制动器制动力

200

400

200

与附着力之间的关系

400

F /N

F /N

在制动时，若只考虑车轮的运

●--·左轮

00右轮

动为滚动与抱死拖滑两种状况。当

图1-5制动器制动力与制动踏板力的关系曲线

制动踏板力较小时，制动器摩擦力矩不大，地面与轮胎之间的摩擦力

即地面制动力，足以克服制动器摩擦力矩而使车轮滚动。显然，车轮滚动时的地面制动力就等于制动器制动力，且随踏板力的增长成正比地增长（如图1-6所示）；但地面制动力是滑动摩擦的约束反力，它的值不能超过附着力，即

Fh≤F。=Fe

或最大地面制动力Fxbmax为

当制动器踏板力F。或制动系液压力P上升到某一值（图1-6中P。)、地面制动力F知

达到附着力F。时，车轮即抱死不转而出现拖滑现象。制动系液压力P>P。时，制动器制动

力F,由于制动器摩擦力矩的增长而仍按直线关系继续上升。但是若作用在车轮上的法向载

荷为常数，地面制动力达到附着力的值后就不再增加。

···试读结束···