CN103439040A - 基准温度汽车传动系台架阻力检测方法 - Google Patents

Abstract

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，是汽车在底盘测功机上规定车速点，按试验统计技术状况良好车辆的基准温度车轮滚筒阻力系数和传动系阻率，按登录的车辆信息和驱动轴重，自动计算规定车速点的所检车辆额定传动系台架阻力，车辆在底盘测功机上空挡自由滑行测量传动系台架阻力后，计算得到基准温度状态的所检车辆实际传动系台架阻力，用实际阻力与额定阻力比较来检测和判断所检车辆的传动系技术状况，使检测和判断具有在基准温度条件下的统一性，有准确性高、操作性好等优点。

Description

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法

技术领域

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，是汽车在底盘测功机上空挡滑行，测量基准温度的实际传动系台架阻力，计算额定传动系台架阻力，把实际阻力与额定阻力进行比较来检测汽车传动系技术状况，属于汽车性能台试检测方法技术领域。

背景技术

现有技术检测汽车传动系技术状况有三种方法，第一种是测量汽车在底盘测功机上的滑行距离，由于滑行距离是系统惯量与阻力相互作用的结果，底盘测功机惯量较单一，众多车型难以通过在台架上的滑行距离来准确检测汽车传动系技术状况。第二种是用拉力传感器拉动(或用压力传感器推动)被试车辆，记录传感器的力值，这种方法的操作性不好，而且是在低速状态下，难以准确检测车辆实际行驶车速的传动系技术状况。第三种是在滚筒制动台上测量车轮阻滞力，用很大量程的力传感器难以准确测量较小的车轮阻滞力，低速状态下也难以反映实际行驶车速状态。为克服现有技术的不足，采用基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，计算所检汽车的额定传动系台架阻力，检测车辆台架整个系统的阻力并换算成基准温度的实际传动系台架阻力，从而准确检测和判断所检车辆传动系的技术状况。

发明内容

各种不同车型传动系技术状况良好车辆在底盘测功机上的空挡系统阻力不同，但相同类型车轮与滚筒的阻力系数近似相等，规定车速点空挡传动系阻率也近似相等，可以通过试验得到规定车速点基准温度状态下相同类型车轮与滚筒的阻力系数fc，按GB／T18566-2011《道路运输车辆燃料消耗量检测评价方法》，可得汽车在50km／h和60km／h的不同类型车轮的fc，子午轮胎断面宽度小于8.25in的fc=0.0105，子午轮胎断面宽度大于等于8.25in的fc=0.009，斜交胎的fc=0.015。底盘测功机在规定车速点的台架内阻Ftc是一个定值，可以测量得到或按GB／T18566-2011推荐值确定。通过试验可以统计传动系技术状况良好各种车型在底盘测功机上的传动系阻率η(对应驱动力为传动系效率)，其试验步骤如下：

1、测量技术状况良好车辆驱动轴重mc和环境气温t。

2、技术状况良好车辆在底盘测功机上，使车速较高于规定车速V_g后挂空挡任车辆自由滑行，测量(Vg+5)km／h的车速和滑行时间，计算V_g车速点的减速度A，单位m／s²。

A=(V₁-V₂)／(3.6×(t2-t1))，Fs=(m1+m2)×A；

式中：V₁=(V_g+5)km／h，V₂=(V_g-5)km／h；t1为车速V₁时刻，t2为车速V₂时刻，单位为s。

Fs－V_g规定车速点空挡车辆和台架系统在驱动轮上的阻力，单位为N；

m1－被检车辆空挡时，传动系转动件的当量惯量，结合其它相关试验可取，大于等于6米长的客车取0.015×m3、箱式或油罐货车取0.02×m3，其它车辆取0.025×m3，m3为车辆整备质量或基准质量，单位为kg。

m2－底盘测功机台架转动件的已知基本质量，单位为kg；

3、计算车轮滚筒阻力F_z，由于F_z是与环境气温t成反比，气温越高F_z越小，借用车轮路面滚动阻力随温度变化因素，对车轮滚筒阻力系数进行修正，由于台试环境气温规范在0℃～40℃范围，可以取中间值设定基准温度t0为气温20℃，温度修正因素K=1+(t-t0)×0.00864，t为试验环境气温，单位为℃，把基准气温状态下的车轮滚筒阻力系数fc换算成试验气温状态下的车轮滚筒阻力系数f_ck，f_ck=fc／K，从而可得试验气温状态下的车轮滚筒阻力F_z=f_ck×m_c×g，m_c为驱动轴质量，单位kg，g为重力加速度，可取g=9.81m／s²。

4、计算传动系阻力Fd和阻率η，F_d=Fs-F_z-F_tc，F_tc为已知的台架内阻，传动系阻率η=(f_ck×m_c×g+F_tc)／Fs，或者不考虑F_tc定值，设阻率η₁=f_ck×m_c×g／(Fs-F_tc)，在台架中速传动系技术状况良好车辆试验统计的η通常在0.75～0.86范围，η₁小于η，η₁通常在0.70～0.84范围，单级主传动取偏大值，双级主传动取偏小值，车型越大取偏大值。

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，为保证检测和比较的统一性，减小环境温度影响，在中间温度的基准温度状态下，先假定所检车辆的技术状况良好，按试验统计的基准温度车轮滚筒阻力系数fc和传动系阻率η，计算规定车速点的车辆额定传动系台架阻力Fe=(fc×m_c×g+F_tc)／η，m_c为驱动轴质量，g为重力加速度，F_tc为台架内阻，η为试验统计的所检车辆技术状况良好的传动系阻率；按登录的车辆信息确定所检车辆的空挡传动系转动件的当量惯量，台试使车速较高于规定车速V_g后，挂空挡任车辆自由滑行，测量车辆传动系和台架在规定车速点的减速度A，单位m／s²，可得传动系台架阻力Fs=(m1+m2)×A，m1是按登录的车型和整备质量或基准质量计算的车辆空挡传动系转动件当量惯量，单位kg，m2为已知的底盘测功机台架的基本质量，单位kg，计算基准温度状态与检测温度状态下的车轮滚筒阻力差ΔFc=(fc-f_ck)×m_c×g，f_ck=fc／K，K=1+(t-t0)×0.00864，t为检测环境的气温，单位℃，t0为设定的基准温度，单位℃，通常可以设定t0为20℃；得到基准温度状态的车辆实际传动系台架阻力F_T=(Fs+ΔFc)，或者不考虑F_tc定值取传动系阻率η₁=f_ck×m_c×g／(Fs-F_tc)，F_e1=fc×m_c×g／η₁，F_T1=Fs-F_tc+ΔFc，用实际阻力与额定阻力比较来检测和判断所检车辆的传动系技术状况。

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，是汽车在底盘测功机上空挡滑行测量规定车速点基准温度的传动系台架阻力，检测汽车传动系技术状况的方法，其特征在于：在规定车速点，按试验统计技术状况良好车辆的基准温度车轮滚筒阻力系数fc和传动系阻率η，计算所检车辆规定车速点的额定传动系台架阻力Fe=(fc×m_c×g+F_tc)／η，m_c为驱动轴质量，g为重力加速度，F_tc为已知的台架内阻，车辆在底盘测功机上空挡自由滑行测量传动系台架阻力Fs，计算基准温度状态与检测温度状态下的车轮滚筒阻力差ΔFc，得到基准温度状态的车辆实际传动系台架阻力F_T=Fs+ΔFc，或者不考虑F_tc定值取传动系阻率η₁=f_ck×m_c×g／(Fs-F_tc)，f_ck为检测温度状态下的车轮滚筒阻力系数，车辆额定传动系台架阻力F_e1=fc×m_c×g／η₁，车辆实际传动系台架阻力F_T1=Fs-F_tc+ΔFc，把FT与Fe比较或者把F_T1与F_e1比较来检测和判断车辆的传动系技术状况。有以下技术优点：

(1)试验统计的η或η₁是换算在基准温度下的传动系阻率，η大于η₁，F_T与Fe或者F_T1与F_e1也是换算在基准温度的力值，消除了环境气温对传动系台架阻力的严重影响，使检测和判断具有良好的统一性，通常台架内阻和车辆传动系阻率与检测环境温度无关。

(2)轻型车台架的滚筒直径偏小，车轮滚筒阻力相应增大，但滚筒中心距和车轮安置角偏小，车轮滚筒阻力相应减小，两因素互相抵消；重型车台架的直径偏大，但滚筒中心距和车轮安置角也偏大，两因素互相抵消，所以，忽略滚筒直径和中心距次要因素影响。

(3)车轮在两滚筒中间自由滑行时，车轮对主副滚筒的正压力相等，都为m_c×g/(2×cosψ)，ψ为车轮在两滚筒上的安置角，假设最大车轮直径与最小车轮直径在两滚筒上的安置角分别为20°和30°，cos20°=0.9397，cos30°=0.8660，离散范围为(0.9397-0.866)／0.866=0.085=8.5％，取中间值在±4.5％误差。如果借用车轮路面滚动阻力的温度修正因素，环境温度变化1℃，车轮滚动阻力变化0.864％，在0℃～40℃的离散范围为40×0.864％=0.346=34.6％，取中间值在±17.5％误差，温度对车轮滚筒阻力影响很大应修正。

(4)可以把F_T与Fe两者相除，当大于δ则可判断所检车辆的传动系技术状况不好，通常δ可在1.1～1.2范围内选择。或者把F_T1与F_e1两者相除，设定δ₁略大于δ。

(5)检测的操作性很好，只需在车辆动力性或燃料经济性或工况法废气排放检测完后，使车速较高于规定车速后挂空档自由滑行即可。

(6)当车辆燃料经济性检测不合格时，可把F_T与Fe进行比较或把F_T1与F_e1进行比较，可以诊断确定维修发动机或者传动系或者两者都需维护。

具体实施方式

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法的具体实施方式如下：

1、试验统计在台架上车辆空挡滑行传动系阻率η或η₁。

用技术状况良好的一台车型系列5117箱式货车，轮胎为斜交胎，整备质量为6205kg，驱动轴质量为5429kg，检测环境气温t=18℃，设定基准环境温度t0为20℃，规定车速V_g为50km／h，车辆空挡传动系转动件当量惯量系数为0.02，转动件当量惯量为0.02×6205=124kg，温度修正因素K=1+(18-20)×0.00864=0.983，按国标GB／T18566-2011，斜交胎基准温度状态下的车轮滚筒阻力系数Fc=1.5×0.01=0.015，试验气温下的车轮滚筒阻力系数f_ck=fc／K=0.015／0.983=0.0153。试验底盘测功机的基本惯量为710kg，测量车辆空挡从55km／h滑行至45km／h的车速和时间，得到50km／h车速点的系统减速度为1.2789m／s²，计算得到50km／h车速点的空挡车辆和台架阻力Fs=(710+124)×1.2789=1067N，试验气温状态下的车轮滚筒阻力F_z=0.0153×5429×9.81=815N，底盘测功机在50km／h车速点的台架内阻F_tc=100N，传动系阻力F_d=1067-815-100=152N，传动系阻率η=(815+100)／1067=0.858，或者不考虑F_tc定值，设η₁=815／(1067-100)=0.843，通过不同车型技术状况良好车辆的试验后进行统计。

2、在基准温度状态下检测和判断汽车传动系台架阻力。

用一台车型系列5081在用箱式货车在上述相同基本质量710kg底盘测功机上检测，车轮为斜交胎，整备质量5905kg，驱动轴质量3594kg，检测环境气温24℃，K=1+(24-20)×0.00864=1.0346，f_ck=fc／K=0.015／1.0346=0.0145，试验得到50km／h车速点的减速度A=1.1498，车辆空挡转动件当量惯量为0.02×5905=118kg。设定中值η=0.80，计算50km／h车速点车辆额定传动系台架阻力Fe=(0.015×3594×9.81+100)／0.8=786N。测量传动系台架阻力Fs=(710+118)×1.1498=952N，车辆基准温度20℃与检测温度24℃的车轮滚筒阻力差ΔFc=(0.015-0.0145)×3594×9.81=18N，得到在基准温度20℃的车辆实际传动系台架阻力F_T=952+18=970N，或者不考虑F_tc定值取中值η₁=0.77，F_e1=0.015×3594×9.81／0.77=687N，F_T1=952-100+18=870，F_T与Fe之比等于970／786=1.234，F_T1与F_e1之比等于870／687=1.266，如果规定δ为1.15或者δ₁为1.18，则可判断该车辆传动系的技术状况较差。

基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，保证了在统一基准温度状态下计算额定阻力和测量实际阻力，具有良好准确性、操作性等优点。

Claims (1)

1.基准温度汽车传动系台架阻力检测方法，是汽车在底盘测功机上空挡滑行测量规定车速点基准温度的传动系台架阻力，检测汽车传动系技术状况的方法，其特征在于：在规定车速点，按试验统计技术状况良好车辆的基准温度车轮滚筒阻力系数fc和传动系阻率η，计算所检车辆规定车速点的额定传动系台架阻力Fe=(fc×m_c×g+F_tc)／η，m_c为驱动轴质量，g为重力加速度，F_tc为已知的台架内阻，车辆在底盘测功机上空挡自由滑行测量传动系台架阻力Fs，计算基准温度状态与检测温度状态下的车轮滚筒阻力差ΔFc，得到基准温度状态的车辆实际传动系台架阻力FT=Fs+ΔFc，或者不考虑F_tc定值取传动系阻率η₁=f_ck×m_c×g／(Fs-F_tc)，f_ck为检测温度状态下的车轮滚筒阻力系数，车辆额定传动系台架阻力Fe1=fc×m_c×g／η₁，车辆实际传动系台架阻力F_T1=Fs-F_tc+ΔFc，把FT与Fe比较或者把F_T1与F_e1比较来检测和判断车辆的传动系技术状况。