動(dòng)力總成臺(tái)架滑行阻力的設(shè)定方法

張海定　黃寅　蒙祖　管玉坤　蔡杰

關(guān)鍵詞：動(dòng)力總成臺(tái)架；阻力分析；道路滑行阻力；臺(tái)架試驗(yàn)

中圖分類號(hào)： U467.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在當(dāng)今的汽車試驗(yàn)中，準(zhǔn)確地獲得滑行阻力相關(guān)參數(shù)，關(guān)系到整車排放、油耗等重要數(shù)據(jù)的獲取，因此在整車路試及整車轉(zhuǎn)轂試驗(yàn)上都會(huì)有詳細(xì)的測(cè)試滑行阻力的要求。如何在路試、轉(zhuǎn)轂上獲取更加準(zhǔn)確的滑行阻力數(shù)據(jù)，也成為普遍熱門的討論課題[1]。隨著試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，在臺(tái)架上模擬整車進(jìn)行測(cè)試也變得愈發(fā)重要。設(shè)置好臺(tái)架的滑行阻力之后，總成臺(tái)架就能進(jìn)行整車相關(guān)的部分性能、油耗測(cè)試，模擬整車難以實(shí)現(xiàn)的工況，為整車開(kāi)發(fā)提供參考，甚至取代部分整車試驗(yàn)。

若能在整車開(kāi)發(fā)周期中充分利用總成臺(tái)架試驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，將能有效地縮短整車的開(kāi)發(fā)周期，因此，在臺(tái)架上準(zhǔn)確地設(shè)定滑行阻力也顯得愈發(fā)重要。而現(xiàn)狀是，將整車的道路滑行阻力參數(shù)輸入臺(tái)架的控制軟件中后，在臺(tái)架上滑行得到的阻力與整車相差較大，無(wú)法準(zhǔn)確模擬整車的行駛工況，需要對(duì)整車道路滑行阻力系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償。本文將對(duì)總成臺(tái)架常見(jiàn)的滑行阻力設(shè)定方法進(jìn)行介紹，以及在誤差較大時(shí)該如何補(bǔ)償，使臺(tái)架上的滑行阻力與整車趨于一致。

1 總成在臺(tái)架上的阻力分析

在整車或轉(zhuǎn)轂上進(jìn)行滑行阻力試驗(yàn)時(shí)，為了得到準(zhǔn)確的結(jié)果，需要詳細(xì)分析汽車的受力情況，如輪胎與地面的摩擦力、空氣阻力和傳動(dòng)阻力等，且受試驗(yàn)場(chǎng)地平整性、氣溫等因素的影響，需要綜合各種因素之后才能準(zhǔn)確計(jì)算出汽車的滑行阻力。而臺(tái)架相較整車來(lái)說(shuō)，由于總成輸出半軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)等工裝直接與測(cè)功機(jī)連接，沒(méi)有與地面直接接觸，總成臺(tái)架運(yùn)行時(shí)沒(méi)有受到風(fēng)阻，總體結(jié)構(gòu)較整車更為簡(jiǎn)單，只需要考慮測(cè)功機(jī)內(nèi)阻和傳動(dòng)阻力。而測(cè)功機(jī)內(nèi)阻和傳動(dòng)阻力相對(duì)固定，因此在滑行阻力的計(jì)算過(guò)程中只需根據(jù)臺(tái)架滑行的結(jié)果不斷調(diào)整輸入的滑行阻力參數(shù)即可[2]。

在臺(tái)架上進(jìn)行動(dòng)力總成的相關(guān)試驗(yàn)時(shí)，需要將整車的相關(guān)參數(shù)，如空載質(zhì)量、滿載質(zhì)量、輪距、軸距以及滑行阻力系數(shù)等輸入至臺(tái)架控制軟件中，使臺(tái)架盡可能模擬整車運(yùn)行狀態(tài)，以便更加準(zhǔn)確地考核總成的性能。由于各種因素的影響，當(dāng)把整車的滑行阻力系數(shù)輸入至臺(tái)架控制軟件后，臺(tái)架運(yùn)行得到的滑行阻力曲線與整車實(shí)際滑行阻力曲線會(huì)存在較大差。因此需要對(duì)臺(tái)架運(yùn)行所得的滑行阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償修正，使臺(tái)架對(duì)整車滑行阻力的模擬更為準(zhǔn)確。

2 動(dòng)力總成臺(tái)架滑行阻力設(shè)定方法

2.1 測(cè)試設(shè)備

本次測(cè)試樣件為混合動(dòng)力總成，測(cè)試設(shè)備主要包括2 臺(tái)電力測(cè)功機(jī)、電池模擬器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液循環(huán)裝置和電機(jī)冷卻液循環(huán)裝置，臺(tái)架搭建方式如圖1 所示。

2.2 滑行阻力設(shè)定方法

在動(dòng)力總成測(cè)試臺(tái)架中，設(shè)置有2 種滑行阻力的設(shè)定方法。

第一種是通過(guò)整車輸入的滑行阻力系數(shù)代入汽車行駛阻力基本公式，得到“車速- 阻力”對(duì)應(yīng)關(guān)系，即車速為20 ～ 130 km/h，間隔10 km/h 計(jì)算出對(duì)應(yīng)車速的阻力，將得到的對(duì)應(yīng)關(guān)系輸入到臺(tái)架控制軟件中模擬滑行阻力。

結(jié)合表1、表3 的數(shù)據(jù)，帶入到公式（4）中，計(jì)算得到應(yīng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)如表4 所示。

將表4 中的補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到臺(tái)架軟件中，再次滑行后，采集到的實(shí)際滑行數(shù)據(jù)如表5 所示。

再將表5 的數(shù)據(jù)帶入公式（3），得到補(bǔ)償后的實(shí)際滑行阻力如表6。

將表1 和表6 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比（圖3），補(bǔ)償后的滑行阻力和目標(biāo)阻力之間的偏差范圍在±10 N，滿足要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，直接將整車提供的汽車行駛阻力系數(shù)通過(guò)公式轉(zhuǎn)換成“車速- 阻力”的對(duì)應(yīng)關(guān)系輸入到臺(tái)架后，實(shí)際滑行得到的真實(shí)阻力較目標(biāo)阻力是偏大的。通過(guò)補(bǔ)償后誤差可以控制在很小的范圍內(nèi)，說(shuō)明通過(guò)“車速- 阻力”對(duì)應(yīng)關(guān)系設(shè)置滑行阻力的方法是準(zhǔn)確和有效的。

隨著動(dòng)力總成技術(shù)的快速發(fā)展，動(dòng)力總成臺(tái)架試驗(yàn)的種類也在日益豐富，重要性也日益凸顯，在總成臺(tái)架上模擬整車進(jìn)行相關(guān)的性能、油耗測(cè)試，除了能獲得總成自身的性能數(shù)據(jù)外，也能給整車設(shè)計(jì)、控制策略等提供數(shù)據(jù)參考，可縮短研發(fā)周期和節(jié)約研發(fā)成本。

作者簡(jiǎn)介：

張海定，本科，工程師，主要研究方向?yàn)閯?dòng)力總成臺(tái)架測(cè)試。