利用底盤測功機測試整車機械阻力的方法

龍金世

奇瑞汽車股份有限公司

利用底盤測功機測試整車機械阻力的方法

龍金世

奇瑞汽車股份有限公司

該方法是利用底盤測功機（轉鼓）測量整車行駛時機械阻力（或消耗功率）。將車輛置于轉鼓上，用剛性連接桿水平固定車輛，將變速箱置于空擋位置，使用轉鼓反拖車輛，讓轉鼓帶動車輛在預熱穩定后測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、制動器等傳動系統部件上。測量結果一致性好，測量精度高，對交通運輸行業車輛設計、生產、鑒定等意義重大。

底盤測功機；整車機械阻力；反拖；一致性

引言

整車行駛阻力（含空氣阻力和機械阻力）直接影響整車的動力性、經濟性、排放、冷卻、溫度場、空調等的性能。行駛阻力可通過道路試驗獲得，空氣阻力可通過風洞試驗測得，而代表整車設計制造水平的整車機械阻力雖然可采用整車行駛阻力減去空氣阻力計算得出，但由于行駛阻力受道路環境條件的影響，精度一致性不是很高，導致計算結果僅能初步評估用，其很多情況下風洞試驗由于條件限制無法進行，進而無法準確對其進行定量分析與優化。利用底盤測功機開展整車機械阻力的測試研究具有重要意義。

1 底盤測功（轉鼓）原理

利用轉鼓可以在室內臺架上通過功率吸收裝置模擬道路行使工況對汽車進行阻力加載，可改變試驗條件，進行符合實際的復雜循環，再現汽車在不同負荷條件下的故障，便于進行診斷。轉鼓是整車廠在汽車的動力性、燃油經濟性、排放及熱管理性能開發中不可缺少的大型測試設備。

2 方法說明及驗證

2.1測試原理

主要是運用轉鼓功率吸收原理，采用反拖法測試車輛在不同運行工況下的輪邊阻力。

將車輛置于轉鼓上，用“剛性桿件固定裝置”水平固定車輛，將變速箱置于空擋，設置轉鼓為恒速模式，用轉鼓反拖車輛，先以一定的速度對車輛以進行預熱，預熱完成后，以一定的速度間隔連續測試，記錄該速度點在一定時間內的輪邊力（功率）。若為兩驅轉鼓，前輪、后輪邊力需分別測量；若為四驅轉鼓，則可以同時測量前后輪的輪邊力（功率），車輛固定示意圖見圖一。

2.2測試方法及說明

本方法適用于兩驅或四驅轉鼓開展試驗，現以某四驅轉鼓為例，對實施方式作說明。

2.2.1方法與步驟

轉鼓預熱：按使用說明書要求對轉鼓進行預熱。可在環境艙內設置一定的環境溫度對車輛進行浸車處理；如果沒有環境艙，可以在環境溫度相對穩定的條件下開展試驗。

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

車輛熱機：選擇轉鼓恒速模式，對車輛進行預熱。

數據采集：以采樣頻率為2Hz，采樣時間50s為例，測量120-5km/h每隔一定速度下（例如5km/h）對應的前、后輪力，逐步減小車速進行測試。

結果判定：某一速度下，前、后輪阻力應隨熱機時間逐漸減小并趨于穩定。如果熱機過程的趨勢與此規律不同，則測試數據無效，需重新開展試驗。

整車機械阻力變化規律：隨速度的降低，前、后輪邊力也會隨著降低，如果過程中輪邊力的趨勢與此規律不同，則測試數據無效，需要重新開展試驗。

2.3測試結果的一致性

對某車開展不同人三次裝夾一致性試驗，結果見表1、圖三。

表1 不同人不同次裝夾一致性測試結果

結果顯示，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，后軸阻力平均最大偏差在1.4%內，試驗一致性較好。

3 方法小結

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

本方法意義：能夠測量整車在各速度下的機械阻力，并能分解到相關系統或零部件（變速箱、制動、軸承等）進行性能控制。測量結果一致性好，測量精度高，有助于生產制造過程車輛機械阻力一致性控制、性能問題排查、設計制造質量優化、車型性能鑒定等。

[1]余志生.汽車理論[M].北京:機械工業出版社,2000.

[2]劉惟信，戈平等.汽車笈動機與傳動系參數最優匹配的研究.汽車工程.1991，2：65—72

[3]錢人一.現代汽車發動機電子控制[M].上海：上海交通大學出版社2004:104-109

龍金世（1979-），男，河南信陽人，合肥工業大學在讀工程碩士，現任奇瑞汽車股份有限公司整車開發性能總監，專業方向：車輛動力性經濟性、整車能量管理。