測功機上改變加載質量對車輛加速性能影響的探究

業德明，譚佩瑾，喬曌，劉閃閃

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

?

測功機上改變加載質量對車輛加速性能影響的探究

業德明，譚佩瑾，喬曌，劉閃閃

（安徽江淮汽車股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽車加速性能是評價汽車動力性能的關鍵指標之一。文章主要論述在底盤測功機上改變加載質量對加速性能的影響。通過對比說明來如何在實際中應用，增強試驗的可對比性，為整車性能驗證提供數據支持。

底盤測功機；加速性能；加載質量

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

在整車試驗驗證階段，通常在原有基本車型上改變發動機或變速器或整套動力總成，相應的該變形車輛在整車質量參數上會有所改變，根據所匹配的動力總成情況，整車質量的改變大小將會不同。在擁有原基本車型滑行數據情況下，為減少試驗費用，加速試驗進度，如何在底盤測功機上模擬出車輛的性能，就顯得十分重要。

筆者通過在實際工作過程中的運用，在通過道路滑行獲取原基本車型滑行數據后，通過改變底盤測功機上變型車輛的加載質量參數 RW，模擬出車輛的加速性能，為整車性能試驗提供數據支持。

1、車輛滑行阻力在底盤測功機上的模擬

在當今的汽車開發驗證和質量檢驗中，很多道路試驗項目已被實驗室底盤測功機所代替，用底盤測功機模擬路面，汽車驅動輪放在鼓面上，再配以可調風速的供風系統提供汽車迎面行駛風，就可模擬道路試驗。

在底盤測功機上運行的汽車受到的力歸納起來有三部分：測功機功率吸收單元的制動力FPAU，測功機內部的摩擦損耗Fn以及汽車驅動系、傳動系的摩擦損耗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。因此底盤測功機上道路阻力的設定就是調整功率吸收單元所吸收的制動力FPAU，使得：

FR=FPAU+FLOSS

通常在底盤測功機上通過設定加載質量參數 RW和加載阻力控制系數FO、F1、F2控制測功機吸收功率，使得：

FPAU=FO+ F1V+ F2V2

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

1.1總摩擦損耗FLOSS的論述

對于在原基本型車輛上單獨匹配新的發動機、變速箱或匹配新的動力總成，不改變其傳動系、驅動系后，總摩擦損耗一般都是相同的。如表1所示為一車輛基本型（發動機為4G93D）設計最大總質量為1950kg，變型車（發動機為4GB2）設計最大總質量為1800kg，測量在變型車加載兩組不同質量和原基本型最大總質量三種狀態下的滑行阻力及對應的總摩擦損耗。考慮到試驗誤差的影響，其總摩擦損耗 FLOSS可認為是相同的。

表1　三種質量狀態下的滑行阻力FR和總摩擦損耗FLOSS

1.2質量改變后保持相同加載阻力控制系數的可行性分析

車輛滑行時，受到的阻力主要為滾動阻力Ff，空氣阻力FW，由基本型更換新的動力總成后，可認為空氣阻力 FW未變，主要變化在體現在滾動阻力Ff，以RIO為例，將車輛更換新動力總成后其質量改變50kg，理論計算其滾動阻力變化約為5N（取滾動阻力系數為0.01）。一方面相對于整車滑行阻力幾百牛頓來說，變化較小（如表2中RIO質量相差50kg時滑行阻力平均變化約4N，占整個滑行阻力的1.08%，整車滑行阻力變化較小）；另一方面，由于車輛全油門加速時產生的驅動力遠大于其滾動阻力的變化，5N的變化相對較小（如表3，當滾動阻力變化5N時，只相當于驅動力的0.41%，可基本忽略其影響）。

因此當整車質量改變較小時，進行全油門加速性能試驗，由質量改變引起的總的滑行阻力變化對整車加速性能的影響可基本忽略。

表2　RIO三種質量狀態下的滑行阻力

表3　RIO三種質量狀態下Ⅳ檔全油門加速時車輛驅動力

由于變型車滑行阻力和原基本型滑行阻力相當，在底盤測功機上模擬時，由于其總摩擦損耗 FLOSS基本一致，可認為測功機模擬的加載阻力FPAU相同，相應在底盤測功機上設定的加載阻力控制系數FO、F1、F2相同。在底盤測功機上模擬車輛的加速性能時，只需改變原基本型的加載質量參數RW，加載阻力控制系數 FO、F1、F2可保持與原基本型加載阻力控制系數相同。

值得注意的是，當整車質量改變較大時，一方面由于車輛底盤降低，空氣阻力變化，特別是高速時的空氣阻力變化較大，同時由于車輛質量發生改變其滾動阻力也將發生較大變化，整車的滑行阻力將會發生較大變化，其在底盤測功機上設定的加載阻力控制系數也將會不同。因此當整車質量改變較大時，不可取相同的加載阻力控制系數。如表1、2所示，當質量改變較大時，整車滑行阻力變化較大，測功機模擬的加載阻力控制系數也將會不同。

2、試驗驗證情況說明

2.1質量改變相差50kg時對加速性能的影響

表4　加速性能測試數據（一）

同樣以RIO為例，若在原動力總成上更換自產動力總成，質量將減輕50kg。按滿載1480kg滑行在底盤測功機上獲得一組加載阻力控制系數，設為 F（表示為加載阻力控制系數FO、F1、F2），按1430kg滑行在底盤測功機上獲得一組加載阻力控制系數設為 F'（表示為加載阻力控制系數FO'、F1'、F2'）。分別在兩種質量狀態、不同加載阻力系數組合下測得加速時間，如表4所示。

試驗說明，當用基本型質量為1480kg時的加載阻力控制系數時，改變加載質量參數1430kg，可基本能夠準確反映變型車質量為1430kg時的加速性能。

2.2質量改變相差150kg時對加速性能的影響

例如某一車型，將原先東安動力總成更換成自產動力總成，同時減少后兩排兒童座椅，由七座改為五座，總質量將有原先1950kg變為1800kg。按滿載1950kg滑行在底盤測功機上獲得一組加載阻力控制系數，設為 F（表示為加載阻力控制系數FO、F1、F2），按1800kg滑行在底盤測功機上獲得一組加載阻力控制系數設為 F'（表示為加載阻力控制系數FO'、F1'、F2'）。分別在兩種質量狀態、不同加載阻力系數組合下測得加速時間，如表5所示：

表5　加速性能測試數據（二）

試驗說明，保持加載質量參數 RW一致，改變不同質量下的加載阻力控制系數FO、F1、F2對車輛的加速性能影響較小；保持加載阻力控制系數FO、F1、F2一致，改變加載質量參數 RW對加速性能影響較大，在加速過程中由質量改變引起加速阻力的變化是影響車輛的加速性能的主要因素。

在原有基本型上改變新動力總成后，且已有原基本型加載阻力控制系數后，當整車質量變化較小時，在底盤測功機上可通過改變加載質量參數RW來模擬變型車輛的加速性能，當整車質量改變較大時，應綜合實際情況考慮質量對試驗數據的影響，以此來決定是否重新進行滑行來獲取滑行數據后模擬車輛的動力性能。

3、總結

通過已有的原基本型車輛的測功機加載阻力控制系數FO、F1、F2和新的變型車輛整車加載質量參數 RW就可以在底盤測功機上模擬出變型車輛的加速性能，且試驗數據準確性較高，避免了每臺車都需要滑行后來模擬，可以大幅縮短試驗時間和試驗費用，加速試驗驗證工作，同時也加強了試驗數據的可對比性，對整車性能問題的分析提供了有效的參考依據。

當今各汽車企業一般在基本型上變更出較多的變型車型，整車質量參數一般變化較小，可以通過改變加載質量參數 RW來模擬車輛的加速性能，但當整車質量參數變化較大時，需綜合考慮變化部分對加速性能的影響。

[1] 余志生.汽車理論.3版.北京：機械工業出版社，2000.10.

[2] 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊.試驗篇.北京:人民交通出版社,2000.12.

[3] 中國汽車技術研究中心標準化所.汽車標準匯編.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

業德明，就職于安徽江淮汽車股份有限公司。

U467.4

A

1671-7988 （2016）06-74-03