測(cè)功機(jī)上改變加載質(zhì)量對(duì)車(chē)輛加速性能影響的探究

業(yè)德明，譚佩瑾，喬曌，劉閃閃

（安徽江淮汽車(chē)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

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測(cè)功機(jī)上改變加載質(zhì)量對(duì)車(chē)輛加速性能影響的探究

業(yè)德明，譚佩瑾，喬曌，劉閃閃

（安徽江淮汽車(chē)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽車(chē)加速性能是評(píng)價(jià)汽車(chē)動(dòng)力性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。文章主要論述在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上改變加載質(zhì)量對(duì)加速性能的影響。通過(guò)對(duì)比說(shuō)明來(lái)如何在實(shí)際中應(yīng)用，增強(qiáng)試驗(yàn)的可對(duì)比性，為整車(chē)性能驗(yàn)證提供數(shù)據(jù)支持。

底盤(pán)測(cè)功機(jī)；加速性能；加載質(zhì)量

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.026

CLC NO.:U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)06-74-03

前言

在整車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證階段，通常在原有基本車(chē)型上改變發(fā)動(dòng)機(jī)或變速器或整套動(dòng)力總成，相應(yīng)的該變形車(chē)輛在整車(chē)質(zhì)量參數(shù)上會(huì)有所改變，根據(jù)所匹配的動(dòng)力總成情況，整車(chē)質(zhì)量的改變大小將會(huì)不同。在擁有原基本車(chē)型滑行數(shù)據(jù)情況下，為減少試驗(yàn)費(fèi)用，加速試驗(yàn)進(jìn)度，如何在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上模擬出車(chē)輛的性能，就顯得十分重要。

筆者通過(guò)在實(shí)際工作過(guò)程中的運(yùn)用，在通過(guò)道路滑行獲取原基本車(chē)型滑行數(shù)據(jù)后，通過(guò)改變底盤(pán)測(cè)功機(jī)上變型車(chē)輛的加載質(zhì)量參數(shù) RW，模擬出車(chē)輛的加速性能，為整車(chē)性能試驗(yàn)提供數(shù)據(jù)支持。

1、車(chē)輛滑行阻力在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上的模擬

在當(dāng)今的汽車(chē)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證和質(zhì)量檢驗(yàn)中，很多道路試驗(yàn)項(xiàng)目已被實(shí)驗(yàn)室底盤(pán)測(cè)功機(jī)所代替，用底盤(pán)測(cè)功機(jī)模擬路面，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)輪放在鼓面上，再配以可調(diào)風(fēng)速的供風(fēng)系統(tǒng)提供汽車(chē)迎面行駛風(fēng)，就可模擬道路試驗(yàn)。

在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上運(yùn)行的汽車(chē)受到的力歸納起來(lái)有三部分：測(cè)功機(jī)功率吸收單元的制動(dòng)力FPAU，測(cè)功機(jī)內(nèi)部的摩擦損耗Fn以及汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系、傳動(dòng)系的摩擦損耗F￡（Fn+F￡合稱為總摩擦損耗FLOSS），此三部分之和等于道路滑行阻力FR。因此底盤(pán)測(cè)功機(jī)上道路阻力的設(shè)定就是調(diào)整功率吸收單元所吸收的制動(dòng)力FPAU，使得：

FR=FPAU+FLOSS

通常在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上通過(guò)設(shè)定加載質(zhì)量參數(shù) RW和加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2控制測(cè)功機(jī)吸收功率，使得：

FPAU=FO+ F1V+ F2V2

FR=FPAU+FLOSS= FO+ F1V+ F2V2+ FLOSS

1.1總摩擦損耗FLOSS的論述

對(duì)于在原基本型車(chē)輛上單獨(dú)匹配新的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱或匹配新的動(dòng)力總成，不改變其傳動(dòng)系、驅(qū)動(dòng)系后，總摩擦損耗一般都是相同的。如表1所示為一車(chē)輛基本型（發(fā)動(dòng)機(jī)為4G93D）設(shè)計(jì)最大總質(zhì)量為1950kg，變型車(chē)（發(fā)動(dòng)機(jī)為4GB2）設(shè)計(jì)最大總質(zhì)量為1800kg，測(cè)量在變型車(chē)加載兩組不同質(zhì)量和原基本型最大總質(zhì)量三種狀態(tài)下的滑行阻力及對(duì)應(yīng)的總摩擦損耗。考慮到試驗(yàn)誤差的影響，其總摩擦損耗 FLOSS可認(rèn)為是相同的。

表1　三種質(zhì)量狀態(tài)下的滑行阻力FR和總摩擦損耗FLOSS

1.2質(zhì)量改變后保持相同加載阻力控制系數(shù)的可行性分析

車(chē)輛滑行時(shí)，受到的阻力主要為滾動(dòng)阻力Ff，空氣阻力FW，由基本型更換新的動(dòng)力總成后，可認(rèn)為空氣阻力 FW未變，主要變化在體現(xiàn)在滾動(dòng)阻力Ff，以RIO為例，將車(chē)輛更換新動(dòng)力總成后其質(zhì)量改變50kg，理論計(jì)算其滾動(dòng)阻力變化約為5N（取滾動(dòng)阻力系數(shù)為0.01）。一方面相對(duì)于整車(chē)滑行阻力幾百牛頓來(lái)說(shuō)，變化較?。ㄈ绫?中RIO質(zhì)量相差50kg時(shí)滑行阻力平均變化約4N，占整個(gè)滑行阻力的1.08%，整車(chē)滑行阻力變化較?。涣硪环矫?，由于車(chē)輛全油門(mén)加速時(shí)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力遠(yuǎn)大于其滾動(dòng)阻力的變化，5N的變化相對(duì)較?。ㄈ绫?，當(dāng)滾動(dòng)阻力變化5N時(shí)，只相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)力的0.41%，可基本忽略其影響）。

因此當(dāng)整車(chē)質(zhì)量改變較小時(shí)，進(jìn)行全油門(mén)加速性能試驗(yàn)，由質(zhì)量改變引起的總的滑行阻力變化對(duì)整車(chē)加速性能的影響可基本忽略。

表2　RIO三種質(zhì)量狀態(tài)下的滑行阻力

表3　RIO三種質(zhì)量狀態(tài)下Ⅳ檔全油門(mén)加速時(shí)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)力

由于變型車(chē)滑行阻力和原基本型滑行阻力相當(dāng)，在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上模擬時(shí)，由于其總摩擦損耗 FLOSS基本一致，可認(rèn)為測(cè)功機(jī)模擬的加載阻力FPAU相同，相應(yīng)在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上設(shè)定的加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2相同。在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上模擬車(chē)輛的加速性能時(shí)，只需改變?cè)拘偷募虞d質(zhì)量參數(shù)RW，加載阻力控制系數(shù) FO、F1、F2可保持與原基本型加載阻力控制系數(shù)相同。

值得注意的是，當(dāng)整車(chē)質(zhì)量改變較大時(shí)，一方面由于車(chē)輛底盤(pán)降低，空氣阻力變化，特別是高速時(shí)的空氣阻力變化較大，同時(shí)由于車(chē)輛質(zhì)量發(fā)生改變其滾動(dòng)阻力也將發(fā)生較大變化，整車(chē)的滑行阻力將會(huì)發(fā)生較大變化，其在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上設(shè)定的加載阻力控制系數(shù)也將會(huì)不同。因此當(dāng)整車(chē)質(zhì)量改變較大時(shí)，不可取相同的加載阻力控制系數(shù)。如表1、2所示，當(dāng)質(zhì)量改變較大時(shí)，整車(chē)滑行阻力變化較大，測(cè)功機(jī)模擬的加載阻力控制系數(shù)也將會(huì)不同。

2、試驗(yàn)驗(yàn)證情況說(shuō)明

2.1質(zhì)量改變相差50kg時(shí)對(duì)加速性能的影響

表4　加速性能測(cè)試數(shù)據(jù)（一）

同樣以RIO為例，若在原動(dòng)力總成上更換自產(chǎn)動(dòng)力總成，質(zhì)量將減輕50kg。按滿載1480kg滑行在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上獲得一組加載阻力控制系數(shù)，設(shè)為 F（表示為加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2），按1430kg滑行在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上獲得一組加載阻力控制系數(shù)設(shè)為 F'（表示為加載阻力控制系數(shù)FO'、F1'、F2'）。分別在兩種質(zhì)量狀態(tài)、不同加載阻力系數(shù)組合下測(cè)得加速時(shí)間，如表4所示。

試驗(yàn)說(shuō)明，當(dāng)用基本型質(zhì)量為1480kg時(shí)的加載阻力控制系數(shù)時(shí)，改變加載質(zhì)量參數(shù)1430kg，可基本能夠準(zhǔn)確反映變型車(chē)質(zhì)量為1430kg時(shí)的加速性能。

2.2質(zhì)量改變相差150kg時(shí)對(duì)加速性能的影響

例如某一車(chē)型，將原先東安動(dòng)力總成更換成自產(chǎn)動(dòng)力總成，同時(shí)減少后兩排兒童座椅，由七座改為五座，總質(zhì)量將有原先1950kg變?yōu)?800kg。按滿載1950kg滑行在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上獲得一組加載阻力控制系數(shù)，設(shè)為 F（表示為加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2），按1800kg滑行在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上獲得一組加載阻力控制系數(shù)設(shè)為 F'（表示為加載阻力控制系數(shù)FO'、F1'、F2'）。分別在兩種質(zhì)量狀態(tài)、不同加載阻力系數(shù)組合下測(cè)得加速時(shí)間，如表5所示：

表5　加速性能測(cè)試數(shù)據(jù)（二）

試驗(yàn)說(shuō)明，保持加載質(zhì)量參數(shù) RW一致，改變不同質(zhì)量下的加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2對(duì)車(chē)輛的加速性能影響較??；保持加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2一致，改變加載質(zhì)量參數(shù) RW對(duì)加速性能影響較大，在加速過(guò)程中由質(zhì)量改變引起加速阻力的變化是影響車(chē)輛的加速性能的主要因素。

在原有基本型上改變新動(dòng)力總成后，且已有原基本型加載阻力控制系數(shù)后，當(dāng)整車(chē)質(zhì)量變化較小時(shí)，在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上可通過(guò)改變加載質(zhì)量參數(shù)RW來(lái)模擬變型車(chē)輛的加速性能，當(dāng)整車(chē)質(zhì)量改變較大時(shí)，應(yīng)綜合實(shí)際情況考慮質(zhì)量對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響，以此來(lái)決定是否重新進(jìn)行滑行來(lái)獲取滑行數(shù)據(jù)后模擬車(chē)輛的動(dòng)力性能。

3、總結(jié)

通過(guò)已有的原基本型車(chē)輛的測(cè)功機(jī)加載阻力控制系數(shù)FO、F1、F2和新的變型車(chē)輛整車(chē)加載質(zhì)量參數(shù) RW就可以在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上模擬出變型車(chē)輛的加速性能，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較高，避免了每臺(tái)車(chē)都需要滑行后來(lái)模擬，可以大幅縮短試驗(yàn)時(shí)間和試驗(yàn)費(fèi)用，加速試驗(yàn)驗(yàn)證工作，同時(shí)也加強(qiáng)了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可對(duì)比性，對(duì)整車(chē)性能問(wèn)題的分析提供了有效的參考依據(jù)。

當(dāng)今各汽車(chē)企業(yè)一般在基本型上變更出較多的變型車(chē)型，整車(chē)質(zhì)量參數(shù)一般變化較小，可以通過(guò)改變加載質(zhì)量參數(shù) RW來(lái)模擬車(chē)輛的加速性能，但當(dāng)整車(chē)質(zhì)量參數(shù)變化較大時(shí)，需綜合考慮變化部分對(duì)加速性能的影響。

[1] 余志生.汽車(chē)?yán)碚?3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10.

[2] 汽車(chē)工程手冊(cè)編輯委員會(huì).汽車(chē)工程手冊(cè).試驗(yàn)篇.北京:人民交通出版社,2000.12.

[3] 中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)化所.汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)匯編.2000版.

Position on the impact of changing load quality on vehicle acceleration

Ye Deming, Tan Peijin, Qiao Zhao, Liu Shanshan
（Anhui Jianghuai Automotive Co. Ltd., Anhui Hefei 230601）

The vehicle acceleration is one of the key indicators of automobile dynamic performance evaluation. This paper mainly discusses on the chassis dynamometer change loading quality affect the performance of acceleration. By comparing how to in the actual application, can enhance test comparative, provide data support for the vehicle performance verification.

chassis dynamometer; Acceleration; Loading quality

業(yè)德明，就職于安徽江淮汽車(chē)股份有限公司。

U467.4

A

1671-7988 （2016）06-74-03