一種汽車重心位置測量實用方法

陳曉輝，蔡瑀，趙艷霞

（風度（常州）汽車研發院有限公司，江蘇 常州 213033）

前言

在某車型開發過程中，對樣車重量進行了配重，需要測量驗證樣車重心與理論計算重心的匹配度，便于配重的調整。大多數汽車研發公司沒有專業的設備進行重心測量，需委托第三方機構，這就需要進行技術交流、商務談判、測量檔期預約、合同簽訂等，時間長，成本高，不方便配重的調整。根據國標GB/T 12538-2003《兩軸道路車輛 重心位置的測定》規定的測試條件、測試方法，利用質量反應法：將剛體繞固定轉軸轉動的原理，測量時，將汽車一端抬起，抬至不同角度，分別測量軸荷、軸距、輪距、車輪靜力半徑和汽車的傾斜角度，然后計算出重心位置；本文介紹如何利用車間常用的設備工具，將質量反應法轉化為在車間里可操作的便捷測量方法。

1 測試條件

根據國標GB/T 12538的要求，測量時，車輛應空載；油液加滿；輪胎氣壓充至規定范圍內；變速器處于空擋；松開駐車制動，鎖死懸架彈簧；車輪的滾動，需要三角木或其他方法阻止車輪滾動。通過對測量條件的分析，鎖死懸架彈簧，抬高車輛以及用三角木或其他方法阻止車輪滾動是測量中的難點。結合車間實際情況，需做如下準備：

1.1 設備工具準備

雙柱舉升機、叉車、前輪舉升托架（見1.3節詳解）、電子稱、鐵絲、方鋼、卷尺、直角尺。

1.2 懸架鎖死

質量反應法要求車輛懸架鎖死，避免車輛傾斜改變形狀狀況。測量過程中，懸架變形會對測量結果有較大影響，而懸架鎖死是重心測量中的一個難點。本文中介紹的測試方法為抬起前輪，測量后軸軸荷；故前軸軸荷減輕，懸架放松；后軸軸荷增大，懸架壓縮。下面的方法可以方便的對車輛懸架進行鎖死。

1.2.1 前懸架鎖死

車輛水平放置，前懸掛處于壓縮狀態，用鐵絲將前懸掛彈簧鎖死；測試時，逐步抬高前軸，此過程中，前軸承重逐步降低，前懸掛彈簧將會伸長，鐵絲將阻止彈簧伸長，使前懸架鎖死。

1.2.2 后懸架鎖死

車輛水平放置，測量后懸架限位塊與擺臂的垂直距離，制作出相同高度的方鋼，用雙柱舉升機將車輛舉起，將方鋼卡在后懸架與限位塊之間；測試時，逐步抬高前軸，后軸放置在電子稱上，此過程中，后軸承重會增加，后懸掛持續壓縮，方鋼可以阻止懸架的壓縮，使車輛后懸架鎖死。

1.3 車輛抬高及阻止車輛移動

在測量過程中，需要抬起前軸，常規乘用車前端沒有合適的吊點，起吊困難；在車輛抬高過程中，車輛傾斜會使車輪滾動，需要三角木或其他方法阻止車輪滾動，設計一個前輪舉升托架并帶有車輪滾動擋塊，既能方便托起前輪，又能阻止車輛掉落托架是一個比較好的選擇。

前輪舉升托架如圖1，其上平面a擱置前輪用；平面上三角塊b為車輪擋塊，擋塊前后位置使輪胎有滾動量即可；下部c為叉車前叉放置位置，可以防止車輛舉升過程中側翻，保障安全和車體平穩。

圖1 前輪舉升托架示意圖

圖2 車輛水平測量

2 測試過程

2.1 車輛水平放置如圖2

用舉升機依次抬起放下三次，測量記錄（序號1至8），根據GB/T 12538-2003計算（序號9至13）并求平均值如下：

表1 水平測量數據記錄、計算

2.2 用雙柱舉升機將車輛抬起

后輪放置電子稱上，前輪放置舉升托架上，用叉車將前輪抬起一定角度進行測量，如圖3所示：

圖3 測量方法示意圖

測量記錄（序號1至7），并計算（序號8至12）如下：

表2 抬起角度測量數據記錄、計算

其中tanθ的計算：

式中：θ為車輛抬高角度，其他字母含義見表2。

2.3 計算重心位置

式中：y為車輛縱向對稱平面與重心水平距離；x為前軸中心線距車輛重心距離；z重心離地高度；其他字母含義見表2。得出：

表3

表4

3 結論

通過對國標GB/T 12538-2003的解讀，利用車間現有的設備工具，加之簡易工裝的設計利用，并在數據處理上，用取平均值法提高數據的準確度，使該種測量方法方便實用。

[1] GB/T 12538-2003;兩軸道路車輛 重心位置的測定[S].