车辆工程专业实验指导书.docx
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车辆工程专业实验指导书
车辆工程专业学生实验指导书
车辆工程教研室
第一部分、《汽车构造》实验指导书
《汽车构造实验指导书》是在结合我院车辆工程专业培养目标、课程大纲要求以及实验室建设规划和现有设备条件的基础上，经过广泛征求各专业教研室教师建议，最后确定了如下三个实验项目：
（1）车辆结构认知实验；
（2）传动系部件拆装实验；（3）润滑系、冷却系、燃料供给系原理分析和演示实验。
《汽车构造》课程是实践性很强的课程，在完成课堂教学内容的同时，任课教师应在条件许可的情况下由上述实验中选择其中2个，并尽可能让学生亲自动手，以增强其感性认识、加深对课程理论讲解的理解。
实验一车辆结构认知实验
1、实验目的
通过对汽车总成件的实物观察和模型演示使学生加深对课堂教学内容的理解，逐步建立汽车整车的概念，明确各总成之间的相互关系，较为深入地掌握汽车结构的一般规律，以期取得举一反三、触类旁通的效果。
2、实验原理
汽车总体构造组成部分为：
发动机、底盘、车身三大部分。
本实验主要使学生较为深入的掌握发动机和底盘的主要构造。
A）发动机（两大机构、五大系统）：
机体、曲柄连杆机构、配气机构、供给系、润滑系、冷却系、点火系（汽油机）、起动系。
B）底盘：
传动系（将发动机的动力传给驱动轮）、行驶系（使汽车各总成及部件安装在适当的位置，对全车起支承作用，以保证汽车正常行驶：
车架或承载式车身及副车架、悬架、车桥和车轮等）、转向系、制动系。
3、实验内容
主要实验设备名称：
1）长春G—3技术教育装备XX生产的汽车动力构造与传动系教学系统。
2）XX华育公司生产的桑塔纳轿车电动程控示教板：
离合器、液压制动系等。
3）塑料发动机模型（汽油机、柴油机）。
由指导教师结合汽车发动机和底盘实物或模型，重点阐述发动机的各部分工作原理、功用和组成，发动机与底盘各总成之间的关系，底盘各总成的工作原理、功用和组成等。
4、实验要求
1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。
2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。
3）逐步熟悉汽车工程相关术语、建立汽车构造相关术语与汽车实物的联系，将汽车构造相关术语在模型中“对号入座”。
4）结合实验设备的具体情况，完成思考题。
5、实验步骤
1）观察发动机的工作过程，理解奥托（NikolausOtto）循环：
进气—压缩—做功—排气，确定汽油机的点火顺序。
理解曲柄连杆机构与配气机构的协调运动关系。
2）观察供给系、润滑系、冷却系、点火系（汽油机）、起动系的组成特点，明确各总成在发动机工作的必要性。
3）观察行驶系组成：
车架（承载式车身除外）、车桥、车轮和悬架等。
4）自转向盘开始观察转向系组成，即转向盘、万向节、转向器、转向传动机构（转向摇臂、转向垂臂、转向节、梯形臂、转向横拉杆等），理解方向盘自由行程、回正力矩、前轮前束及其调整等。
5）由离合器开始观察传动系组成，即离合器、变速器、分动器（4⨯4汽车，即越野车）、传动轴、主减速器、差速器等。
重点观察，变速器操纵机构（自锁装置、互锁装置）、万向传动轴的装配记号、主减速器齿轮的装配及其调整等。
6）由制动踏板开始观察行车制动系组成，如液压制动装置，主缸、轮缸等。
分析鼓式制动器、盘式制动器的结构特点。
对液压制动装置重点观察制动器制动间隙的调整方法、真空增压装置的连接管路及其故障判断方法等。
7）观察驻车制动系组成、传动路线和制动过程。
6、实验报告
在认真完成实验的基础上，由学生填写下表，并完成思考题。
（可做在实验报告纸上）。
实验名称
实验日期
班级
学生XX
实验设备名称
实验汽油机的点火顺序
供给系的组成
润滑系的组成
冷却系的组成
点火系（汽油机）的组成
起动系的组成
行驶系组成
转向系的主要组成
传动系组成
行车制动系组成
指导教师
评语
成绩
指导教师签名
日期
7、思考题
1）实验设备中的汽油发动机点火顺序为。
2）当节温器失效后冷却系（）
a）冷却系只有小循环b）冷却系只有大循环c）冷却系既有大循环又有小循环
d）电控风扇停转
3）实验设备中的车架为（）
a）边梁式车架；b）中梁式车架；c）综合式车架。
4）实验设备中悬架结构为：
a）纵梁式；b）横梁式；c）车轮沿主销移动的悬架（如烛式悬架，麦弗逊式悬架或滑柱连杆式悬架）
5）实验设备中汽车的总布置形式为：
a）FR（发动机前置，后轮驱动）；b）FF（发动机前置，前轮驱动）；c）RR（发动机后置，后轮驱动）；d）MR（发动机中置，后轮驱动）；e）全轮驱动（nWD）。
6）简述汽车传动系的组成和作用，传动系的布置方案、类型及其特点。
实验二传动系部件拆装实验
1、实验目的
通过对汽车传动系的实物观察和模型演示使学生加深对课堂教学内容的理解，不仅深入理解汽车动力构造及其动力传递路线，也对传动系各总成的构造有较详细的认识，同时还对传动系的修理工艺有初步认识。
2、实验原理
汽车传动系的基本功用是将发动机的动力传给驱动车轮。
以越野车为例，其主要组成是：
离合器、变速器、分动器（4⨯4汽车，即越野车所特有总成）、传动轴、主减速器、差速器等。
图越野车传动系原理图
各总成的功用是：
A）离合器是汽车传动系中直接和发动机相联系的部件，可保证汽车平稳起步，平顺换档并防止传动系过载等。
B）现代汽车广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化X围小，而复杂的使用条件那么要求汽车的牵引力和车速能在相当大的X围内变化，为解决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。
在多轴驱动的汽车上（如越野车），变速器之后还装有分动器，以便将转矩分别输送至各驱动桥。
C）万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，有时还加装中间支承。
汽车上任何一对轴线相交且相对位置经常变化的转轴之间的动力传递，均须通过万向传动装置实现。
D）减速器的功用是将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降速、增大转矩；改变转矩的方向；通过差速器保证内、外侧车轮以不同转速转向。
3、实验内容
主要实验设备（或装置）名称：
1）传动系零部件散件若干套。
2）XX华育公司生产的桑塔纳轿车电动程控示教板：
离合器等。
3）长春G—3技术教育装备XX生产的汽车动力构造与传动系教学系统。
由指导教师结合汽车底盘实物或模型，重点讲解传动系各总成的工作原理、功用和组成。
重点介绍离合器、变速器的拆卸和装配步骤，一般介绍的拆卸和装配步骤。
建议以拆卸和装配变速器实物为主。
4、实验要求
1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。
2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。
3）十分熟悉汽车传动系相关术语、并建立其与汽车实物的联系，将汽车传动系相关术语在模型中“对号入座”。
建立汽车动力构造及其动力传递路线的完整概念。
4）结合实验设备的具体情况，完成思考题。
5、实验步骤
1）由离合器开始观察传动系组成，即离合器、变速器、分动器（4⨯4汽车，即越野车）、传动轴、主减速器、差速器等。
2）重点观察离合器类型（膜片弹簧离合器、周布弹簧离合器、中央弹簧离合器）及组成，了解离合器的调整目的和方法。
3）观察变速器组成、档数、变速器操纵机构（自锁装置、互锁装置）组成。
确定汽车的驱动类型（前轮、后轮、全轮驱动等）。
4）观察万向传动装置类型及组成，明确万向传动轴的装配记号作用。
5）观察主减速器级数、了解主减速器齿轮的装配及其调整方法。
6）观察差速器主要组成，明确差速器的工作原理。
观察实验设备中汽车半轴支承形式（全浮式、半浮式）。
6、实验报告
在认真完成实验的基础上，由学生填写下表，并完成思考题。
（可做在实验报告纸上）。
实验名称
实验日期
班级
学生XX
实验设备名称
离合器类型
及组成
变速器档数
变速器
主要组成
万向传动装置类型
主减速器级数
差速器
主要组成
指导教师
评语
成绩
指导教师签名
日期
7、思考题
1）简述实验设备中汽车传动系的组成和作用，传动系的布置方案、类型及其特点。
2）汽车前进时，变速器倒档齿轮轴是否转动，为什么？
从齿轮传动角度，简述变速器倒档换向原理。
3）实验设备中汽车传动系是否有分动器，为什么？
4）简述差速器的工作原理。
5）实验设备中汽车半轴是全浮式半轴支承还是半浮式半轴支承？
6）主减速器空间齿轮在装配中为什么必须调整？
如何调整？
实验三润滑系、冷却系、燃料供给系原理分析和演示实验
1、实验目的
通过电动程控示教板对润滑系、冷却系和燃料供给系工作过程的演示，使学生熟悉润滑系、冷却系和燃料供给系的工作原理、功用；通过对塑料发动机模型的观察思考使学生较深入地了解润滑系、冷却系和燃料供给系的主要组成。
2、实验原理
发动机润滑系的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够的洁净润滑油输送到全部传动件的摩檫表面，并在摩檫表面之间形成油膜，实现液体摩檫，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。
其构造应满足功用的要求。
为此，发动机润滑系须有机油泵、机油滤清器、限压阀和机油冷却器等部件。
冷却系的功用是使发动机在所有的工况下都保持在适当的温度X围内。
冷却系既要防止发动机过热，又要防止冬季发动机过冷。
在冷发动机起动后，冷却系还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。
为此，发动机冷却系中，须通过水泵和节温器等使冷却水在不同的温度条件下分别实现大、小循环。
汽油机供给系的任务是，根据发动机各种不同工况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气供入气缸，使之在临近压缩终止时点火燃烧而膨胀作功。
最后，将燃烧产物：
废气排入大气中。
为此，汽油机供给系必须设置燃油供给装置（油箱、汽油滤清器、汽油泵、油管等），空气供给装置（空气滤清器），可燃混合气形成装置，即化油器（电喷发动机无化油器）。
可燃混合气供给和排出装置（进气管、排气管、排气消声器）。
3、实验内容
主要实验设备（或装置）名称：
1）桑塔纳轿车电动程控示教板：
发动机冷却系、润滑系、燃油供给系。
2）塑料发动机模型（汽油机、柴油机）。
实验指导教师通过电动程控示教板将汽车发动机润滑系、冷却系和燃料供给系工作过程进行演示、讲解，使学生理解润滑系、冷却系和燃料供给系的工作原理、功用和主要组成，并对上述各系统的流体介质运动的动力源、运动路线有明确的概念。
4、实验要求
1）预习实验指导书，了解实验内容、明确实验原理、实验步骤。
2）认真观察实验模型或实物，积极思考，踊跃的提出问题并努力回答问题。
3）十分熟悉发动机润滑系、冷却系和燃料供给系相关术语、并建立其与汽车实物的联系，将发动机润滑系、冷却系和燃料供给系相关术语在模型中“对号入座”。
建立发动机润滑系润滑油流向的清晰概念，建立发动机冷却系冷却水大、小循环的清晰概念，建立发动机燃料供给系的完整概念。
4）结合实验设备的具体情况，完成思考题。
5、实验步骤
1）观察润滑系的组成及各部件之间的连接关系，分析润滑流经的路线。
理解润滑系的动力源—机油泵的作用。
2）观察冷却系的组成及各部件之间的连接关系，分析冷却水流经的路线。
理解大、小循环。
理解冷却系的动力源—水泵的作用。
3）观察汽油机燃料供给系的组成及各部件之间的连接关系，分析燃料供给路线。
理解汽油机燃料供给系的动力源—汽油泵的作用。
6、实验报告
在认真完成实验的基础上，由学生填写下表，并完成思考题。
（可做在实验报告纸上）。
实验名称
实验日期
班级
学生XX
实验设备名称
供给系的组成
润滑系的组成
冷却系的组成
指导教师
评语
成绩
指导教师签名
日期
7、思考题
1）实验设备中的发动机润滑系有哪些零部件组成？
哪些润滑点是液体动压润滑？
2）实验设备中的发动机冷却系有哪些零部件组成？
当节温器失效后冷却系及至发动机温度如何变化？
不装节温器的发动机冷却系有何弊端？
3）实验设备中的汽油机燃油供给系由哪几部分组成及各部分的功用？
第二部分《汽车理论》实验指导书
实验一汽车动力性能实验
1、实验目的
汽车的动力性可由行驶最高速度，最大爬坡度和加速性等指标来评定。
本实验的目的是测定汽车在直接挡的加速性能。
2、实验所用仪器和设备
1）.第五车轮仪（或非接触式速度仪）
2）.皮卷尺
3）.秒表
4）.综合气象观测仪
5）.标杆
3、实验方法和步骤
实验前，选择并布置好实验路段，其长度视待试汽车而定，以不短于加速行程的两倍为宜。
在路段两端各竖两根标杆作为标志。
实验时，汽车先以直接挡的最低稳定速度行驶。
当汽车进入实验路段的起点时，试验人发出信号，驾驶员迅速将加速踏板踩到底使汽车加速行驶，同时在五轮仪的记录纸上也记下加速开始的时候。
一直加速到直接挡的最高车速的80%~100%为止。
这时，利用第五轮仪自动记录汽车在直接挡加速过程中的时间、行程和速度的关系。
以同样的方法在相反方向做第二次试验。
4、实验结果的处理
根据第五轮仪纸带记录的结果绘制加速性能曲线：
1）.速度—加速时间曲线
2）.速度—加速行程曲线
车速比例lmm＝
时间比例1mm
行程比例1mm＝
试验二汽车燃料经济性实验
1、实验目的
在道路条件下测定汽车等速行驶的燃料经济特性。
2、实验所用仪器和设备
1）.燃油流量计；
2）.皮卷尺；
3）.秒表；
4）.综合气象观测仪；
5）.标杆。
3、实验方法和步骤
本实验是测定在某一道路条件下，汽车单位行程的燃料消耗随速度而变化的关系曲线。
选定500m作为测量路段，两端应有足够的助跑路段。
并可迅速方便地使汽车调头。
实验时，汽车变速器挂上直接挡以稍高于最低稳定车速的速度，CA1091型汽车用1km/h的速度驶向测量路段起点前20~30m接通流量计，在测量路段起点和终点开启和关闭燃油流量计，同时测定汽车通过测量路段的时间。
同一速度往返各进行一次实验，并取测量结果的平均值，在可能达到的速度X围内，选取的速度点不少于6个，从低速开始每次提高行驶速度5~10km/h重复上述实验。
在整个实验过程中，发动机出水温度应保持在80℃~85℃X围内。
汽车的行驶速度在距测量路段100m以外即应达到规定值并保持稳定。
在实验现场按每次试验的燃油流量计读数和通过测量路段的时间，绘制监督曲线（每测完一点，记录一点），根据监督曲线，重新测定异常的点。
4、实验结果的处理
燃料消耗量的计算式为
L/100km
式中：
G—在测量路段内的燃料消耗量，mL；
L—测量路段长度，m；
K—流量计校正系数。
计算速度计算式为
式中：
L—测量路段长度，m；
t—汽车通过测量路段时间，s。
根据测量结果绘出汽车等速行驶燃料经济特性曲线。
燃料消耗量测量记录表
序号
行驶时间
速度表指示数（km/h时）
冷却水温度（℃）
燃料消耗量g（mL）
时间t（s）
测量路段长度（m）
实际车速V（km/h）
燃料消耗量Q（L/100km）
备注
实验三汽车制动性实验
1、实验目的
测定汽车的行车制动性能。
应用第五车轮仪测定汽车的制动性能参数和四轮滑移量。
2、实验所用的仪器和设备
1）.带测四轮滑移的第五车轮仪
2）.综合气象观测仪
3）.标杆
3、实验方法与步骤
本试验要求汽车在选定的道路上以一定的初速度（30km/h）开始紧急制动（使车轮“抱死”）。
实验时用第五车轮仪记录制动初速度，制动时间和制动距离以及四轮滑移量。
实验时，汽车以予定的稳定车至（30km/h，50km/h）行驶进入选定的路段。
当这稳定后发出讯号，通知驾驶员“紧急制动。
制动时，离合器分离或变速器置于空挡，直到汽车完全停止后，把五轮仪记录装置置于暂停位置，并记录各参数。
检查各参数及记录曲线，必要时应重新傲实验。
使汽车朝相反方向稳定行驶，重复上述实验。
在整个实验过程中，学生必须注意抓紧车厢板，以免跌伤或碰坏仪器。
实验时，应集中精力，操纵仪器要准确无误。
4、实验结果的处理
根据第五车轮仪记录纸带上的曲线确定制动时间、制动距离和制动初速度以及四轮滑移量。
将测得数据填在实验表格中。
制动性测量数据处理表
序号
试验方向
制动初速度V（km/h）
制动时间t（s）
制动距离S（m）
四轮滑移量（m）
前左轮
前右轮
后左轮
后右轮
《汽车理论》实验报告
实验报告
（一）
汽车动力性能试验记录表
汽车型号 底盘 发动机
出厂日期 天 气 气 温
试验地点 风 向 风速
路面状况 载质量 总 质 量
变速器挡位 试验日期
挡位
加速时间／加速距离（s/m）
试验序号
行驶方向
达到的速度（km/h）
10
20
30
40
50
60
70
根据记录结果绘制加速性能曲线：
1速度—加速时间曲线
2速度—加速行程尧线
实验报告
（二）
汽车燃料经济性试验记录表
汽车型号 底盘 发动机
出厂日期 天 气 气 温
试验地点 风 向 西南 风 速
路面状况 载质量 总 质 量
变速器挡位 试验日期
试验序号
行驶方向
速度表指示数（km/h）
冷却水温度（℃）
燃料消耗量g（mL）
时间t（s）
测量路段长度L（m）
实际车速V（km/h）
燃料消耗量Q（L/100km）
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
根据测量结果绘出汽车等速行驶燃料经济特性曲线
实验报告（三）
汽车制动性能试验记录表
汽车型号 底盘 发动机
出厂日期 天 气 气 温
试验地点 风 向 风 速
路面状况 载质 量 总 质 量
变速器挡位 试验日期
序号
试验方向
制动初速度V，（km/h）
制动时间t（s）
制动距离S（m）
四轮滑移量（m）
后轮
前轮
左轮
后轮
根据四轮滑移量分析制动效果。
第三部分《内燃机原理实验》指导书
安排内燃机原理实验的目的在于，使学生加深对课堂讲授内容的理解，并且初步掌握发动机特性测试的基本方法与技能。
了解从事科学研究的基本方法，为今后从事生产、科研或教学活动打下较牢固的基础。
本课程有4个课时的实验，可在发动机综合性能测试，如转速特性测试，油耗测试、尾气排放测试等实验中任选2个。
实验时，指导教师讲解仪器的基本原理、结构、操作方法，并悉心指导学生独立操作完成发动机性能实验。
实验后，由学生将记录好数据进行整理绘制出内燃机工作特性曲线，写出实验报告，由教师批改评分。
现就汽油机速度特性、汽油机负荷特性、汽油机排污特性、柴油机排烟特性、燃料燃烧特性与示功图实验性等5个具体实验项目介绍如下：
实验一、汽油机速度特性
（1）实验内容
在发动机节气门开度一定的情况下，测量不同转速下的有效扭矩、小时耗油量、有效耗油率和排气温度等。
（2）实验要求
掌握汽油机速度特性的实验方法，正确处理实验数据并绘制实验曲线，了解所用仪器的工作原理与操作方法；确定实验用发动机的最佳点火提前角度，写出符合规X的实验报告。
（3）实验设备名称
测功机、油耗仪、点火提前角测试仪。
实验二、汽油机负荷特性
（1）实验内容
在发动机转速一定的条件下，测量不同节气门开度下的有效扭矩、小时耗油量、有效耗油率和排气温度等。
（2）实验要求
掌握汽油机负荷特性的实验方法，正确处理实验数据并绘制实验曲线，了解所用仪器的工作原理与操作方法；确定实验用发动机的最佳点火提前角度，写出符合规X的实验报告。
（3）主要设备名称
测功机、油耗仪、点火提前角测试仪
实验三、汽油机排污特性
（1）实验内容
在发动机节气门开度与转速一定的条件下，测量发动机排气中的CO、HC、NOX及有效扭矩、小时耗油量、有效耗油率和排气温度等。
（2）实验要求
掌握汽油机排污特性的实验方法，正确处理实验数据并绘制
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