重卡轉(zhuǎn)轂滑行阻力試驗(yàn)及擬合方法

王 磊

重卡轉(zhuǎn)轂滑行阻力試驗(yàn)及擬合方法

王 磊

（安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心重卡研究院，安徽 合肥 230601）

文章主要闡述重卡滑行阻力試驗(yàn)在整車開發(fā)中的作用，論述滑行阻力道路試驗(yàn)方法及轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)室滑行阻力擬合方法，結(jié)合某案例計(jì)算不同溫度壓力條件下滑行阻力擬合曲線。

柴油；滑行阻力曲線；空氣壓力；溫度

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-166-03

引言

汽車動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性是用戶購(gòu)買汽車的主要因素之一，而伴隨國(guó)家對(duì)排放要求的不斷提升，對(duì)車輛油耗限值的不斷降低，整車需要在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放綜合能力提升基礎(chǔ)上，在這三者間尋找合適的平衡點(diǎn)。

用戶在整車使用過(guò)程中會(huì)遇到不同配置、載荷、檔位、車速、坡度、風(fēng)阻、路面、溫度、壓力等諸多影響整車性能的因素。如何通過(guò)一定轉(zhuǎn)化關(guān)系，將實(shí)際行駛中的工況轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室工況，這對(duì)于提升整車開發(fā)效率具有極為重要的作用。世界各國(guó)汽車工程師在實(shí)際工況與試驗(yàn)室工況轉(zhuǎn)化方面做過(guò)大量研究，汽車的主要影響因素已經(jīng)清晰明了。如何在實(shí)踐過(guò)程中將成熟的汽車?yán)碚撝R(shí)高效應(yīng)用是現(xiàn)在中國(guó)汽車大部分工程師所要提升的地方。

重卡配置在汽車中最為豐富，使用工況極為寬泛，因此在實(shí)際應(yīng)用中遇到的工作種類最多，這對(duì)設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)也最大。重卡由于品類眾多，其產(chǎn)品開發(fā)受市場(chǎng)影響較大，周期較短，開發(fā)費(fèi)用低。因此平臺(tái)化、系列化、模塊化開發(fā)對(duì)重卡開發(fā)非常重要。即重卡按主要配置進(jìn)行分塊研究有特殊的意義。

本文主要論述典型滑行阻力道路試驗(yàn)方法及轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)室滑行阻力擬合方法，結(jié)合某實(shí)際案例進(jìn)行分析并指出整車慣量校正的影響。

1 滑行阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及評(píng)價(jià)方法

1）試驗(yàn)準(zhǔn)備

a）平均風(fēng)速≤2m/s，最大風(fēng)速≤3m/s，側(cè)向最大風(fēng)速≤2m/s；

b）氣溫：5℃～35℃范圍內(nèi)；

濕度：相對(duì)濕度≤80%；

c）路面：試驗(yàn)路面應(yīng)為干燥平整的混凝土或具有相同附著系數(shù)的其他路面；

d）面上不許有松散雜物，縱向坡度≤0.1%；

e）天氣：晴天或陰天，無(wú)雨無(wú)霧；

f）試驗(yàn)樣車經(jīng)過(guò)2500km～5000km磨合，磨合后全面保養(yǎng)；

g）試驗(yàn)前車輛需充分預(yù)熱，預(yù)熱行駛時(shí)間的長(zhǎng)短因車型和氣候條件而定，確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度和車輛后橋油溫處于正常狀態(tài)，運(yùn)行時(shí)間≥20min；

h）試驗(yàn)過(guò)程中關(guān)閉門窗及駕駛室通風(fēng)口，空調(diào)選擇為內(nèi)循環(huán)；

2）試驗(yàn)過(guò)程

a）汽車進(jìn)入滑行區(qū)域前加速至稍高于初始車速，然變速器空擋，離合踏板松開；

b）汽車滑行初始車速按M1/M2/N1類130km/h，N2類90 km/h滑行，記錄時(shí)間t及車速V。輸出車速為5km/h整數(shù)倍車速相關(guān)數(shù)據(jù)用于計(jì)算。

c）試驗(yàn)往返各滑行至少4次,計(jì)算滑行數(shù)據(jù)精度，如不滿足要求增加滑行次數(shù)直至滿足要求為止。具體精度計(jì)算方法見下文。

3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)精度計(jì)算

a）計(jì)算公式

式中：T，滑行時(shí)間，s；

S：樣本標(biāo)準(zhǔn)差；

n：試驗(yàn)次數(shù)；

t：經(jīng)驗(yàn)系數(shù)與試驗(yàn)次數(shù)關(guān)系見表1；

p：試驗(yàn)精度。

表1 試驗(yàn)次數(shù)與系數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系

b）精度計(jì)算范圍及評(píng)價(jià)依據(jù)

從可計(jì)算最高10km/h整數(shù)倍車速，每隔10km/h 進(jìn)行一次精度計(jì)算，計(jì)算整個(gè)單次滑行過(guò)程中各段精度。

計(jì)算出各個(gè)滑行過(guò)程中平均精度?；性囼?yàn)平均精度應(yīng)≤3%，試驗(yàn)精度達(dá)不到要求時(shí)應(yīng)增加滑行次數(shù)，直至數(shù)據(jù)合格。

2 滑行阻力通用性擬合方法

整車滑行阻力擬合表示為阻力f與車速為V的關(guān)系。具體擬合公式如下：

其中F0，F(xiàn)1，F(xiàn)2，為擬合系數(shù)；擬合方法為最小二乘法線性擬合；

3 溫壓校正阻力擬合方法

整車溫壓校正阻力擬合表示為原始阻力f1與車速為V的關(guān)系，具體擬合公式如下：

其中a,b為擬合系數(shù)；擬合方法為最小二乘法線性擬合；

溫壓校正阻力公式如下：

其中(1)中為擬合系數(shù)；P1，P2，T1，T2分別為試驗(yàn)前后大氣壓力及溫度；

4 轉(zhuǎn)轂滑行阻力擬合方法及案例

1）滑行阻力道路試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

表2 滑行阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 滑行阻力試驗(yàn)溫度風(fēng)速氣壓濕度

2）計(jì)算試驗(yàn)精度

表4 滑行阻力試驗(yàn)精度計(jì)算

以上分析滿足3%精度標(biāo)準(zhǔn)；

3）平均原始滑行阻力

其中Vi為車速，Ti為時(shí)間，M為整車重量；

4）轉(zhuǎn)轂滑行阻力計(jì)算

具體計(jì)算結(jié)果見表5。

表5 轉(zhuǎn)轂滑行阻力等計(jì)算結(jié)果

5）轉(zhuǎn)轂滑行阻力擬合系數(shù)。

表6 轉(zhuǎn)轂滑行阻力最小二乘法擬合

5 結(jié)論

1）本文結(jié)合實(shí)際案例明確了從試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集至標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)轂擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)方法。

2）國(guó)內(nèi)常見的方法是將原始數(shù)據(jù)通過(guò)增加發(fā)動(dòng)機(jī)部分慣量校正后阻力作為溫壓校正阻力進(jìn)行計(jì)算，該慣量校正阻力在轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)中會(huì)用到，在此處滑行擬合數(shù)據(jù)中經(jīng)筆者確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)慣量校正與溫壓矯正彼此獨(dú)立，工程師可根據(jù)自己需求加以以簡(jiǎn)化。

3）本文中的溫壓校正方法亦可以反向計(jì)算特殊溫度壓力下滑行阻力，為實(shí)際特殊條件下動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性計(jì)算提供參考依據(jù)。

4）該方法是整車動(dòng)力系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分，對(duì)于造型等影響需要重新試驗(yàn)。但該方法已大大簡(jiǎn)化不同造型、不同傳動(dòng)系在開發(fā)中的匹配驗(yàn)證工作。在實(shí)際工作中對(duì)于提升重卡開發(fā)效率具有重要意義。

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Analysis on heavy truck Coasting Resistance curve and fitting of the curve

Wang Lei
( Commerical Vehicle Rearch Institute, Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )

This paper elaborate the effect of coasting resistance curve in heavy truck development, and indicate the test procedure of coasting resistance and fitting of the curve. This paper calculate the fitting of the coasting resistance curve in difference of the air pressure and the temperature with a successful case.

diesel; Coasting Resistance curve; air pressure; temperature

U467

A

1671-7988 (2017)16-166-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.058

王磊，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心重卡研究院。