龍金世

奇瑞汽車股份有限公司

利用底盤測(cè)功機(jī)測(cè)試整車機(jī)械阻力的方法

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該方法是利用底盤測(cè)功機(jī)（轉(zhuǎn)鼓）測(cè)量整車行駛時(shí)機(jī)械阻力（或消耗功率）。將車輛置于轉(zhuǎn)鼓上，用剛性連接桿水平固定車輛，將變速箱置于空擋位置，使用轉(zhuǎn)鼓反拖車輛，讓轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)車輛在預(yù)熱穩(wěn)定后測(cè)量在某一勻速車速下的阻力（或功率），并能分解到變速箱、車輪、制動(dòng)器等傳動(dòng)系統(tǒng)部件上。測(cè)量結(jié)果一致性好，測(cè)量精度高，對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)車輛設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、鑒定等意義重大。

底盤測(cè)功機(jī)；整車機(jī)械阻力；反拖；一致性

引言

整車行駛阻力（含空氣阻力和機(jī)械阻力）直接影響整車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放、冷卻、溫度場(chǎng)、空調(diào)等的性能。行駛阻力可通過(guò)道路試驗(yàn)獲得，空氣阻力可通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)得，而代表整車設(shè)計(jì)制造水平的整車機(jī)械阻力雖然可采用整車行駛阻力減去空氣阻力計(jì)算得出，但由于行駛阻力受道路環(huán)境條件的影響，精度一致性不是很高，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果僅能初步評(píng)估用，其很多情況下風(fēng)洞試驗(yàn)由于條件限制無(wú)法進(jìn)行，進(jìn)而無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)其進(jìn)行定量分析與優(yōu)化。利用底盤測(cè)功機(jī)開展整車機(jī)械阻力的測(cè)試研究具有重要意義。

1 底盤測(cè)功（轉(zhuǎn)鼓）原理

利用轉(zhuǎn)鼓可以在室內(nèi)臺(tái)架上通過(guò)功率吸收裝置模擬道路行使工況對(duì)汽車進(jìn)行阻力加載，可改變?cè)囼?yàn)條件，進(jìn)行符合實(shí)際的復(fù)雜循環(huán)，再現(xiàn)汽車在不同負(fù)荷條件下的故障，便于進(jìn)行診斷。轉(zhuǎn)鼓是整車廠在汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放及熱管理性能開發(fā)中不可缺少的大型測(cè)試設(shè)備。

2 方法說(shuō)明及驗(yàn)證

2.1測(cè)試原理

主要是運(yùn)用轉(zhuǎn)鼓功率吸收原理，采用反拖法測(cè)試車輛在不同運(yùn)行工況下的輪邊阻力。

將車輛置于轉(zhuǎn)鼓上，用“剛性桿件固定裝置”水平固定車輛，將變速箱置于空擋，設(shè)置轉(zhuǎn)鼓為恒速模式，用轉(zhuǎn)鼓反拖車輛，先以一定的速度對(duì)車輛以進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱完成后，以一定的速度間隔連續(xù)測(cè)試，記錄該速度點(diǎn)在一定時(shí)間內(nèi)的輪邊力（功率）。若為兩驅(qū)轉(zhuǎn)鼓，前輪、后輪邊力需分別測(cè)量；若為四驅(qū)轉(zhuǎn)鼓，則可以同時(shí)測(cè)量前后輪的輪邊力（功率），車輛固定示意圖見圖一。

2.2測(cè)試方法及說(shuō)明

本方法適用于兩驅(qū)或四驅(qū)轉(zhuǎn)鼓開展試驗(yàn)，現(xiàn)以某四驅(qū)轉(zhuǎn)鼓為例，對(duì)實(shí)施方式作說(shuō)明。

2.2.1方法與步驟

轉(zhuǎn)鼓預(yù)熱：按使用說(shuō)明書要求對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行預(yù)熱?？稍诃h(huán)境艙內(nèi)設(shè)置一定的環(huán)境溫度對(duì)車輛進(jìn)行浸車處理；如果沒有環(huán)境艙，可以在環(huán)境溫度相對(duì)穩(wěn)定的條件下開展試驗(yàn)。

樣車固定：車輛預(yù)熱充分后，將試驗(yàn)車推上轉(zhuǎn)鼓，保證車輪在轉(zhuǎn)鼓上的前、后、左、右位置合適。轉(zhuǎn)鼓對(duì)中處理后，拉起手制動(dòng)，放下前、后轉(zhuǎn)鼓蓋板。用剛性桿件水平固定車輛，保證車輛固定桿處于水平狀態(tài)。車輛裝夾完成后，放下手制動(dòng)，見圖二。

車輛熱機(jī)：選擇轉(zhuǎn)鼓恒速模式，對(duì)車輛進(jìn)行預(yù)熱。

數(shù)據(jù)采集：以采樣頻率為2Hz，采樣時(shí)間50s為例，測(cè)量120-5km/h每隔一定速度下（例如5km/h）對(duì)應(yīng)的前、后輪力，逐步減小車速進(jìn)行測(cè)試。

結(jié)果判定：某一速度下，前、后輪阻力應(yīng)隨熱機(jī)時(shí)間逐漸減小并趨于穩(wěn)定。如果熱機(jī)過(guò)程的趨勢(shì)與此規(guī)律不同，則測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)效，需重新開展試驗(yàn)。

整車機(jī)械阻力變化規(guī)律：隨速度的降低，前、后輪邊力也會(huì)隨著降低，如果過(guò)程中輪邊力的趨勢(shì)與此規(guī)律不同，則測(cè)試數(shù)據(jù)無(wú)效，需要重新開展試驗(yàn)。

2.3測(cè)試結(jié)果的一致性

對(duì)某車開展不同人三次裝夾一致性試驗(yàn)，結(jié)果見表1、圖三。

表1 不同人不同次裝夾一致性測(cè)試結(jié)果

結(jié)果顯示，低速段力值最大偏差為2.0N,中高速段力值最大偏差為2.7N；前軸阻力平均最大偏差在1.1%內(nèi)，后軸阻力平均最大偏差在1.4%內(nèi)，試驗(yàn)一致性較好。

3 方法小結(jié)

小結(jié)：將車輛置于轉(zhuǎn)鼓上，用剛性連接桿水平固定車輛，將變速箱置于空擋，使用轉(zhuǎn)鼓反拖車輛，預(yù)熱穩(wěn)定后測(cè)量在某一勻速車速下的輪邊阻力（或功率），根據(jù)不同需求，可以測(cè)定車輛在不同狀態(tài)下的輪邊力或功率。

本方法意義：能夠測(cè)量整車在各速度下的機(jī)械阻力，并能分解到相關(guān)系統(tǒng)或零部件（變速箱、制動(dòng)、軸承等）進(jìn)行性能控制。測(cè)量結(jié)果一致性好，測(cè)量精度高，有助于生產(chǎn)制造過(guò)程車輛機(jī)械阻力一致性控制、性能問題排查、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量?jī)?yōu)化、車型性能鑒定等。

[1]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

[2]劉惟信，戈平等.汽車笈動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)最優(yōu)匹配的研究.汽車工程.1991，2：65—72

[3]錢人一.現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制[M].上海：上海交通大學(xué)出版社2004:104-109

龍金世（1979-），男，河南信陽(yáng)人，合肥工業(yè)大學(xué)在讀工程碩士，現(xiàn)任奇瑞汽車股份有限公司整車開發(fā)性能總監(jiān)，專業(yè)方向：車輛動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性、整車能量管理。