張海定　黃寅　蒙祖　管玉坤　蔡杰

關(guān)鍵詞：動力總成臺架；阻力分析；道路滑行阻力；臺架試驗

中圖分類號： U467.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

在當(dāng)今的汽車試驗中，準(zhǔn)確地獲得滑行阻力相關(guān)參數(shù)，關(guān)系到整車排放、油耗等重要數(shù)據(jù)的獲取，因此在整車路試及整車轉(zhuǎn)轂試驗上都會有詳細(xì)的測試滑行阻力的要求。如何在路試、轉(zhuǎn)轂上獲取更加準(zhǔn)確的滑行阻力數(shù)據(jù)，也成為普遍熱門的討論課題[1]。隨著試驗技術(shù)的發(fā)展，在臺架上模擬整車進(jìn)行測試也變得愈發(fā)重要。設(shè)置好臺架的滑行阻力之后，總成臺架就能進(jìn)行整車相關(guān)的部分性能、油耗測試，模擬整車難以實現(xiàn)的工況，為整車開發(fā)提供參考，甚至取代部分整車試驗。

若能在整車開發(fā)周期中充分利用總成臺架試驗的優(yōu)勢，將能有效地縮短整車的開發(fā)周期，因此，在臺架上準(zhǔn)確地設(shè)定滑行阻力也顯得愈發(fā)重要。而現(xiàn)狀是，將整車的道路滑行阻力參數(shù)輸入臺架的控制軟件中后，在臺架上滑行得到的阻力與整車相差較大，無法準(zhǔn)確模擬整車的行駛工況，需要對整車道路滑行阻力系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。本文將對總成臺架常見的滑行阻力設(shè)定方法進(jìn)行介紹，以及在誤差較大時該如何補(bǔ)償，使臺架上的滑行阻力與整車趨于一致。

1 總成在臺架上的阻力分析

在整車或轉(zhuǎn)轂上進(jìn)行滑行阻力試驗時，為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，需要詳細(xì)分析汽車的受力情況，如輪胎與地面的摩擦力、空氣阻力和傳動阻力等，且受試驗場地平整性、氣溫等因素的影響，需要綜合各種因素之后才能準(zhǔn)確計算出汽車的滑行阻力。而臺架相較整車來說，由于總成輸出半軸通過萬向節(jié)等工裝直接與測功機(jī)連接，沒有與地面直接接觸，總成臺架運(yùn)行時沒有受到風(fēng)阻，總體結(jié)構(gòu)較整車更為簡單，只需要考慮測功機(jī)內(nèi)阻和傳動阻力。而測功機(jī)內(nèi)阻和傳動阻力相對固定，因此在滑行阻力的計算過程中只需根據(jù)臺架滑行的結(jié)果不斷調(diào)整輸入的滑行阻力參數(shù)即可[2]。

在臺架上進(jìn)行動力總成的相關(guān)試驗時，需要將整車的相關(guān)參數(shù)，如空載質(zhì)量、滿載質(zhì)量、輪距、軸距以及滑行阻力系數(shù)等輸入至臺架控制軟件中，使臺架盡可能模擬整車運(yùn)行狀態(tài)，以便更加準(zhǔn)確地考核總成的性能。由于各種因素的影響，當(dāng)把整車的滑行阻力系數(shù)輸入至臺架控制軟件后，臺架運(yùn)行得到的滑行阻力曲線與整車實際滑行阻力曲線會存在較大差。因此需要對臺架運(yùn)行所得的滑行阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償修正，使臺架對整車滑行阻力的模擬更為準(zhǔn)確。

2 動力總成臺架滑行阻力設(shè)定方法

2.1 測試設(shè)備

本次測試樣件為混合動力總成，測試設(shè)備主要包括2 臺電力測功機(jī)、電池模擬器、發(fā)動機(jī)冷卻液循環(huán)裝置和電機(jī)冷卻液循環(huán)裝置，臺架搭建方式如圖1 所示。

2.2 滑行阻力設(shè)定方法

在動力總成測試臺架中，設(shè)置有2 種滑行阻力的設(shè)定方法。

第一種是通過整車輸入的滑行阻力系數(shù)代入汽車行駛阻力基本公式，得到“車速- 阻力”對應(yīng)關(guān)系，即車速為20 ～ 130 km/h，間隔10 km/h 計算出對應(yīng)車速的阻力，將得到的對應(yīng)關(guān)系輸入到臺架控制軟件中模擬滑行阻力。

結(jié)合表1、表3 的數(shù)據(jù)，帶入到公式（4）中，計算得到應(yīng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)如表4 所示。

將表4 中的補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到臺架軟件中，再次滑行后，采集到的實際滑行數(shù)據(jù)如表5 所示。

再將表5 的數(shù)據(jù)帶入公式（3），得到補(bǔ)償后的實際滑行阻力如表6。

將表1 和表6 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比（圖3），補(bǔ)償后的滑行阻力和目標(biāo)阻力之間的偏差范圍在±10 N，滿足要求。

3 結(jié)束語

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)可以看出，直接將整車提供的汽車行駛阻力系數(shù)通過公式轉(zhuǎn)換成“車速- 阻力”的對應(yīng)關(guān)系輸入到臺架后，實際滑行得到的真實阻力較目標(biāo)阻力是偏大的。通過補(bǔ)償后誤差可以控制在很小的范圍內(nèi)，說明通過“車速- 阻力”對應(yīng)關(guān)系設(shè)置滑行阻力的方法是準(zhǔn)確和有效的。

隨著動力總成技術(shù)的快速發(fā)展，動力總成臺架試驗的種類也在日益豐富，重要性也日益凸顯，在總成臺架上模擬整車進(jìn)行相關(guān)的性能、油耗測試，除了能獲得總成自身的性能數(shù)據(jù)外，也能給整車設(shè)計、控制策略等提供數(shù)據(jù)參考，可縮短研發(fā)周期和節(jié)約研發(fā)成本。

作者簡介：

張海定，本科，工程師，主要研究方向為動力總成臺架測試。