我國汽車滑行試驗標準分析與改進建議

張富興，劉桂彬，高海洋，郝劍虹

Zhang Fuxing, Liu Guibin, Gao Haiyang, Hao Jianhong

（中國汽車技術研究中心，天津 300162）

汽車滑行是指汽車在水平路面且無風的條件下加速至某預定速度后，摘擋脫開發動機，利用汽車的動能繼續行駛的減速運動[1]。

汽車底盤測功機試驗、汽車性能仿真計算、汽車底盤故障檢查均要進行道路滑行試驗，以客觀確定汽車行駛阻力或檢查評價汽車傳動系阻力狀況。關于汽車滑行試驗求解滾動阻力與空氣阻力也有部分研究[2]，但如何簡潔準確的用于工程化實際測試，還有待于相關機構的進一步研究與確認。

汽車產品檢測中，汽車滑行試驗是整車基本性能試驗項目之一，也是底盤測功機試驗中道路行駛阻力測量的常用方法[3]。目前我國關于汽車滑行試驗方法的標準有GB/T 12536—1990《汽車滑行試驗方法》[4]和GB 18352.3—2005《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）》中附件CC[5]。前者是專門針對汽車道路滑行試驗制定的標準，適用于各類汽車；后者中的滑行試驗內容是為輕型汽車在底盤測功機上設定行駛阻力制訂的，適用于輕型汽車。

1 現有滑行試驗方法分析

1.1 GB/T 12536—1990

GB/T 12536—1990作為我國專門的汽車道路滑行試驗方法標準，由清華大學起草。其規定的汽車滑行試驗方法適用于各類汽車，要求變速器置空擋，以 50 km/h的初速度滑行，記錄滑行初速度和滑行距離。試驗至少往返各一次。

滑行試驗是汽車產品定型試驗項目之一，試驗結果反映汽車的基本性能，最重要的試驗結果即滑行距離。根據中機函[2010]145號文件，汽車新產品公告時，對滑行試驗項目的檢驗依據仍然是GB/T 12536—1990。同時汽車整車大修標準也引用了滑行試驗方法驗證維修狀況[6]，按照GB/T 12536—1990的方法進行檢驗。

由于GB/T 12536—1990是根據20世紀80年代的道路條件、汽車技術和測試技術編制的標準，其內容簡短，滑行初速度設定為50 km/h，試驗儀器主要述及第五輪儀，未對汽車的多種配置尤其是輪胎、上裝形式等進行限定，試驗方法略顯陳舊。

同時道路試驗受環境條件影響較大，不同溫度及氣壓下汽車的行駛阻力亦不相同，測量的滑行距離也會不一樣。GB/T 12536—1990未規定試驗數據的環境校正，試驗數據的處理有待完善。

1.2 GB 18352.3—2005滑行試驗部分

GB 18352.3—2005是輕型汽車排放方面的標準法規，由中國汽車技術研究中心等單位起草。該標準的修改采用歐盟（EU）指令，涉及的滑行試驗目的是測量汽車在道路上行駛時的阻力，以便設定底盤測功機進行污染物排放或燃料消耗量試驗。

GB 18352.3—2005規定將汽車變速器置空擋，加速到比選定試驗車速V高出10 km/h的車速，測量汽車從V2=V+ΔV減速至V1=V-ΔV所需要的時間t1，相反的方向進行同樣試驗測t2，取t1和t2平均值Ti，其中ΔV≤5 km/h。重復上述試驗數次，直到數次平均值Ti的統計準確度不超過2%，作為試驗結束的標志。

GB 18352.3—2005規定滑行試驗是為了測量輕型汽車的行駛阻力，假設 2ΔV對應的時間內汽車做勻減速運動。最重要的試驗結果是時間平均值Ti，據此計算測定功率，并規定了環境校正系數K，將測定功率校正到基準狀態下，然后用于底盤測功機的設定。

因為底盤測功機阻力的設定直接影響到污染物排放和燃料消耗量的測試結果，所以標準對統計準確度要求較高，同時將測定功率校正到統一的基準狀態。實際試驗中，輕型汽車在充分熱車的情況下，通常需要進行6～15次滑行試驗才能滿足統計準確度要求。

2 汽車滑行試驗的改進建議

2.1 道路試驗速度測試儀器的安裝

目前汽車道路試驗多采用光學非接觸式速度傳感器測速系統或全球衛星定位系統（GPS）。非接觸式速度傳感器安裝稍顯繁瑣，但信號穩定，準確可靠；GPS安裝方便，車外僅一個接收天線，置于車頂即可，但是在信號易受干擾的地方容易丟失信號。

我國的標準法規中并沒有限定非接觸式速度傳感器的安裝位置，可以根據試驗車的結構選擇合適的地方安裝，如圖 1傳感器安裝在汽車前部。

當汽車高速行駛時，安裝的汽車前部或側部的傳感器構件會明顯影響汽車的空氣阻力，為減少測試儀器對試驗的影響，速度傳感器最好安裝在試驗車的后部。GPS的外置天線非常小，對試驗的影響可以忽略不計，安裝到容易接收信號的位置即可。

2.2 試驗條件的合理設置

為得知汽車的基本性能而進行的滑行試驗，最關心預定速度下的滑行距離。對試驗結果的環境校正比追求良好的重復性更有意義，所以測試汽車基本性能的滑行試驗重復次數不必太多，但要根據環境條件校正試驗結果。試驗道路應盡量選擇試驗場的直線性能路，某些不太關注滑行性能的車型（如專用作業車）限于試驗條件，也可在合適的場外道路上試驗。

為設定底盤測功機而進行的滑行試驗，最關心“選定試驗車速V”時的減速時間平均值Ti。為了準確得到汽車的行駛阻力，必須選擇理想的試驗道路，通常在汽車試驗場的直線性能路上進行，如圖2是交通部公路交通試驗場的長直線性能路。試驗重復進行足夠的次數，以滿足重復性要求，GB 18352.3—2005中用統計準確度保證試驗的重復性。

重型汽車暫時沒有現行的相關規范，為配合國家推薦標準《重型商用車輛燃料消耗量測量方法》的出臺而進行的重型汽車滑行試驗方法研究[7]，述及了重型汽車的滑行試驗，并推薦了低于輕型汽車的重復性要求。

隨著重型汽車技術的發展，重型底盤測功機裝備數量逐漸上升，為重型汽車開展室內試驗奠定了基礎。底盤測功機模擬道路行駛狀況，不可避免地需要道路行駛阻力參數，所以重型汽車底盤測功機試驗也需要配套的滑行試驗方法。

道路試驗的困難在于找到合適的試驗道路，使汽車處于正常的試驗狀態，在適宜的環境條件下完成試驗。試驗條件滿足的情況下，GB/T 12536—1990可以向 GB 18352.3—2005所述的方法靠攏，且根據試驗車的種類選定不同的滑行初速度，將試驗次數增加到往返各2～3次，并對試驗結果引入環境校正。重型汽車亦可修改采用GB 18352.3—2005所述的試驗方法。

2.3 輕型汽車和重型汽車分述試驗方法

由于輕型汽車和重型汽車最高車速差別較大，GB/T 12536—1990用于輕型汽車，顯然規定50km/h的滑行初速度太低，不符合汽車的正常使用狀態。建議將輕型汽車和重型汽車根據類型細分，按照汽車用途，規定不同的滑行初速度。

為得到汽車的道路行駛阻力，輕型汽車滑行試驗方法可按 GB 18352.3—2005中附件 CC進行。限于道路長度，實際操作中一般采取高速段和低速段分段滑行的方法，進行數次試驗滿足統計準確度要求后結束試驗。

道路行駛阻力測量方面，重型汽車目前沒有現行的滑行試驗規范。由于其種類繁多，用途廣泛，外廓尺寸變化大，廠定最大總質量跨度大，最高車速分布范圍廣，根據汽車類型選定滑行初速度尤為重要，且試驗風速的測量點要高于輕型汽車，離地 1.5 m較為合適。相對于輕型汽車，重型汽車準備周期長，熱車慢，試驗速度慢，滑行試驗實施難度大。參照GB 18352.3—2005的試驗方法時，其 2%統計準確度難以實現。綜合考慮試驗操作及工作量，重型汽車應根據關注的速度范圍設定不同的統計準確度要求，且相對于輕型汽車要有所降低。

根據經驗，中型客車滑行試驗重復性好，容易達到較高的統計準確度，預計可以規定比貨車嚴格的統計準確度要求。

GB 18352.3—2005中規定的試驗結果的環境校正，經具體試驗驗證，校正系數計算式不能完全適用于重型汽車。由此，輕型汽車和重型汽車試驗結果的校正需要區別對待。

2.4 試驗數據的環境校正

2.4.1 環境校正的必要性

道路試驗是反映汽車產品性能的重要途徑，只要方法得當，其結果客觀公正，具有更高的可信度。但限于試驗道路所處的地理環境及試驗時間的不同，汽車道路行駛阻力的測試結果會隨著溫度及氣壓等環境參數的變化而有較大的差異，勢必影響到試驗時得到的滑行距離或滑行時間。周圍環境的溫度提高10℃時，汽車列車總行駛阻力大約降低8%～10%[8]，但文獻并沒有給出環境校正方法。

無論從試驗結果的客觀性還是從同類車型性能的可比性來說，都需要對試驗結果進行校正，統一到基準狀態（20℃，100 kPa）。

2.4.2 輕型汽車校正系數的計算

GB 18352.3—2005引入了環境校正系數K，對測定功率P測定進行校正，得到P校正。

環境校正系數K綜合考慮了試驗時的溫度、氣壓、空氣密度，將試驗結果校正到基準狀態（20℃，100 kPa）。校正系數K的計算如公式（2），各參數意義參見GB 18352.3—2005。

GB 18352.3—2005已實施多年，輕型汽車道路行駛阻力的環境校正方法已得到行業認可。

2.4.3 重型汽車校正系數的計算

重型汽車可以參考輕型汽車的環境校正形式，但要修訂計算式中不適用于重型汽車的參數。

GB 18352.3—2005中滾動阻力與總運行阻力的比值 RR/RT計算方法不適合重型汽車。如V=20km/h，汽車質量為 2 486kg情況下計算的RR/RT等于1；試驗時如果汽車制造廠不能提供該比值，則推薦根據汽車理論中的經驗公式分別計算滾動阻力和空氣阻力，進而計算比值 RR/RT，且該方法用于工程測試是可行的[9]。

因輪胎差異較大，GB 18352.3—2005中滾動阻力的溫度校正系數 KR不能確定適合重型汽車，經參閱相關國內外標準，推薦采用0.006/℃。

將密度比值根據理想氣體狀態方程推導為溫度與氣壓的關系，進而可計算重型汽車道路行駛阻力的環境校正系數K。校正式如公式（3）

式中：P0為基準狀態下大氣壓力；T0為基準狀態下大氣溫度，K；P為試驗時大氣壓力；T為試驗時大氣溫度，K；其他參數意義參見 GB 18352.3—2005。

2.4.4 滑行距離的校正計算

GB/T 12536—1990規定的試驗方法僅關心最終的滑行距離 S，依據該標準方法進行的滑行試驗，可考慮直接引用環境校正系數K，來校正滑行距離，如公式（4）。

式中，S校正為基準狀態下（20℃，100 kPa）滑行距離，m；S測定為試驗時滑行距離，m；為測速范圍內平均環境校正系數。

由此，整車基本性能滑行試驗的滑行距離可以進行環境校正。

3 結束語

我國汽車新產品公告中的汽車基本性能檢驗項目有滑行試驗內容，汽車進行室內動態試驗設定底盤測功機時也需要滑行試驗獲得道路行駛阻力。同時汽車大修、整車檢驗、汽車性能研究及仿真計算同樣需要相應的試驗方法，取得準確的滑行試驗結果意義重大。

我國專門的汽車道路滑行試驗標準 GB/T 12536—1990編制較早，規定滑行初速度單一，未列入汽車的多種配置情況，試驗次數偏少，缺少試驗結果的環境校正步驟，試驗數據的規范性和同類車型的相比性不足。其作為考查汽車傳動副狀況的簡單方法，依然具有較好的實用價值。

GB 18352.3—2005修改采用歐盟（EU）指令，相關的滑行試驗程序已得到大量驗證，具備一定的參考價值。我國的輕型汽車可以根據該標準規定的方法進行試驗，并積累試驗數據，必要時進行修訂，以適應我國汽車行業的實際情況。

道路行駛阻力的測量方面，重型汽車目前沒有現行的滑行試驗規范，可以修改采用 GB 18352.3—2005的類似方法，使得重型汽車道路行駛阻力有一個可行的測試方法。重型汽車類型繁多，應根據汽車用途，分別規定滑行初速度等具體條款。

汽車道路試驗受環境條件影響較大，對于滑行試驗來說，采取合適的方法對試驗結果進行環境校正，將試驗結果統一到基準狀態非常必要。為此結合試驗經驗，討論了重型汽車的環境校正計算，同時提出了滑行距離的校正計算方法。

[1]余志生. 汽車理論[M]. 北京：清華大學出版社，2000.

[2]韓宗奇，李亮. 測定汽車滑行阻力系數的方法[J]. 汽車工程，2002，24（4），364-366.

[3]方茂東. 道路行駛阻力的滑行法測量及其在底盤測功機上的設定[J]. 汽車技術，1996，（2）：22-27.

[4]GB/T 12536—1990，汽車滑行試驗方法[S].

[5]GB 18352.3—2005，輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ階段）[S].

[6]GB/T 15746.1—1995，汽車修理質量檢查評定標準整車大修[S].

[7]張富興，吳瑞，高海洋，等. 重型汽車滑行試驗方法的研究[J].北京汽車，2010（3）：1-4.

[8]張艷輝. 環境溫度對汽車滑行阻力的影響及校正[J]. 中國汽車保修設備，1992（1）：42-43.

[9]高海洋，陶臣軍，張富興. 重型汽車滑行阻力的校正方法. [C].天津：2010，171-175.