北京科技大学汽车拖拉机实验实验报告.docx
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北京科技大学汽车拖拉机实验实验报告
汽车拖拉机试验学实验报告
一、实验目的
1、认识和了解汽车传感器的工作特点和原理，掌握不同传感器的测量方法;
2、测试在恒定力矩作用下汽车方向盘的转角；
3、了解不同转速下汽车自身X、Y、Z方向的振动状况；
4、通过实验掌握汽车传感器的基本匸作原理和应用；
二、实验器材
汽车三轴陀螺仪、汽车加速度计、试验台、直流电源、数字式万用表、方向盘转矩一一转角测量仪
三、实验内容
（1）汽车方向盘在恒定力矩输入下的转角实验
1、测量汽车方向盘在2N-m恒定力矩输入下的转角。
首先启动汽车，使得直流电源进行供电，将方向盘转矩一一转角测量仪固定在汽车方向盘上，接通直流电源，之后将测量仪上的吸盘吸附在前挡风玻璃上
2、单方向转动测量仪上的转盘，输入恒定力矩2N-m,当测量仪上的转矩读数固定在2N・m时，读取测量仪上的角度示数并记录；使汽车方向盘复位，沿反方向转动测量仪上的转盘，同样输入恒定力矩2N-m,当测量仪上的转矩示数稳定在2N•m时，读取测量仪上的角度示数并记录
3、重复第2步，再次测量2组数据
（2）汽车在不同转速下车身在X、Y、Z方向的振动状况实验
1、首先将三轴陀螺仪以及汽车加速度计等传感器连接在汽车指定位置，连接好测量电路，接通电源
2、测量汽车在怠速（600r/min）状况下汽车X、Y、Z方向的加速度数据随时间的变化，并通过计算机转化为“加速度一一频率”数据记录下来
3、测量汽车在1500r/min转速下汽车X、Y、Z方向的加速度数据随时间的变化，重复第2步的实验内容
4、测量汽车在3000r/min转速下汽车X、Y、Z方向的加速度数据随时间的变化，重复第2步的实验内容
四、实验数据处理
（1）
在2N・m的恒定力矩输入下，
（15+75）/2=45°
（3+80）/2=41.5°
（14+83）/2=48.5°
第一组数据汽车方向盘转角平均值（pl
第二组数据汽车方向盘转角平均值甲2
笫三组数据汽车方向盘转角平均值（p3
（2）以下是汽车在不同转速下各方向的加速度一一频率图（即振动状况）
怠速（600r/min）频谱图
1500200025003000
频率/Hz
1000
5
3
O
•
O
3525150
020100
♦
♦ooo
00
5
局部放大视图
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
Y方向
0.014
0.012
0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
0
局部放大视图
0.014
0.012
0.01
0.008
0.006
0.004
0.002
0
200400
60080010001200
z方向
0.04
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
50010001500200025003000
频率/Hz
局部放大视图
0.04
0.035
0-03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
♦
■
■■■■
20
40
60
80100120140
1500r/min频谱图
x方向
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
050010001500200025003000
频率/Hz
局部放大视图
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
020406080100120140160
Y方向
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
050010001500200025003000
局部放大视图
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
020040060080010001200
0z方向
0.002
局部放大视图
0.016
0.014
0.012
0.01
0.008
0.006
02004006008001000120014001600
0.004
3000r/min频谱图
0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
50010001500200025003000
局部放大视图
频率/Hz
Z方向
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
050010001500200025003000
频率/Hz
局部放大视图
3•实验方法本身存在对实验结果有影响的因素，如取平均值虽然可以消除一定的误差，但并不能完全保证实验的精度；
4.其他非人为因素如温度对传感器之类的电子元件的影响造成了实验的误差
（2）实验二分析与讨论：
'"1转速为600r/min时，通过对实验结果的分析可知X、Y、Z方向均岀现了明显高于其他频率下对应的加速度的峰值加速度，当汽车频率和激励频率相同或者十分接近时，其振动便会显著增加。
因此，X、Y方向频率为20Hz以及Z方向频率为25Hz时，均出现振动更为剧烈的现象，汽车加速度显著增大。
而对于其他频率，振动并不明显。
'"1转速为1500r/min时，汽车X、Y方向均出现多个峰值加速度，且高于Z方向的峰值加速度，并且Y、Z方向均表现出了明显的高频振动
当转速为3000r/min时，汽车也在X、Y、Z方向表现出明显的拓频振动
山于实验所用汽车本身就是一个复杂的多质量系统，故存在多个共振频率,当激励频率和汽车某一质量系统的共振频率相同或十分接近时，便会出现共振现象，即某一方向振动加速度显著增加。
也正因为汽车是一多质量系统，在实验时会出现多个频率下均会有加速度显著增加的现象。
当然，此实验也可能存在外界其他因素产生的扰动对实验结果的影响
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