CN104165837B - 一种越野路面运动阻力系数的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种越野路面运动阻力系数的测定方法，其包括以下步骤：S1：测得履带车辆行动系统效率与车速的关系η2；S2：获得不同车速下的发动机驱动力矩扣除辅助系统的损耗后的驱动力矩T；S3：计算越野路面的运动阻力系数f＝(Tη1η2/r‑FA)/G，其中f为运动阻力系数，η1为发动机传动系统效率，r为履带车辆主动轮半径，FA为车辆受到的空气阻力，G为履带车辆的车重。本发明通过简单有效的方法，将行动系统内阻力，车速对阻力系数的影响等因素考虑在内，精确的测得了越野路面运动阻力系数，对工程应用和研究都有很好的指导意义。

Description

一种越野路面运动阻力系数的测定方法
技术领域
本发明属于军用履带车辆、各种履带式工程车辆相关技术领域，涉及一种越野路面运动阻力系数的测定方法。
背景技术
对于履带式军用车辆、工程车辆总体设计，确定越野路面运动阻力系数具有重要的意义，因为越野路面阻力系数将影响车辆的平均越野速度，进而影响车辆总体设计者关于动力装置的选型。以往对于履带式车辆设计使用的越野路面运动阻力系数的测定方法主要有牵引法和惯性法，但上述两种测定方法测出的运动阻力不仅仅是地面变形产生的，其中也包含了负重轮与履带间的摩擦、负重轮轴承的摩擦等行动系统的内阻力部分，并且未考虑车速的影响，测出的越野路面运动阻力系数为一与车速无关的常值，结果不够十分精确。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种越野路面运动阻力系数的测定方法实现所测得的阻力系数不包含行动系统内阻力，其中包含车速对阻力系数的影响，使得阻力系数测量更精确。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种越野路面运动阻力系数的测定方法，其包括以下步骤：
S1：将履带车辆停放在电驱动实验台上，由实验台上皮带带动履带车辆运动，测得履带车辆行动系统效率与车速的关系η2；其中，履带车辆行动系统效率为履带车辆主动轮的输出功率除以实验台驱动电机的驱动功率；
S2：将履带车辆开至待测的越野路面，保持车辆匀速运动，测得履带车辆发动机驱动力矩；换不同车速进行实验，并记录发动机驱动力矩；进一步获得不同车速下的发动机驱动力矩扣除辅助系统的损耗后的驱动力矩T；其中，所述辅助系统包括散热风扇、发动机进气排气、水泵及油泵系统；
S3：计算越野路面的运动阻力系数
f＝(Tη1η2/r-FA)/G
其中f为运动阻力系数，η1为发动机传动系统效率，r为履带车辆主动轮半径，FA为车辆受到的空气阻力，G为履带车辆的车重。
优选地，所述实验台包括框架结构和安装在所述框架结构上的滚轮、支撑轮，滚轮和支撑轮安装皮带，支撑轮用于支撑履带车辆，由实验台驱动电机驱动滚轮带动皮带运动。
优选地，所述步骤S1具体包括：
在电驱动实验台上，固定履带车辆的车身，切断履带车辆动力传动系统与主动轮的动力传递关系，在主动轮上加装测功设备，通过实验台驱动电机的驱动带动履带车辆履带的旋转，此时测定不同车速下，实验台驱动电机的驱动功率及主动轮上的输出功率，进一步计算不同车速下履带车辆行动系统效率。
优选地，所述步骤S2中，发动机驱动力矩通过以下方法获得：
履带车辆在待测越野路面上运动时，通过调节油门实现车辆匀速运动，记录下发动机的油门开度、发动机转速、车速，变速箱的档位，通过发动机转速和油门开度及发动机驱动力矩的函数关系得到发动机的驱动力矩。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的越野路面运动阻力系数的测定方法，通过简单有效的方法，将行动系统内阻力，车速对阻力系数的影响等因素考虑在内，精确的测得了越野路面运动阻力系数，对工程应用和研究都有很好的指导意义。
附图说明
图1为本发明实施例中所使用的实验台结构示意图；
图2为本发明实施例测定方法的流程图。
图中，1-测功设备，2-支撑轮，3-皮带，4-滚轮，5-实验台。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为了实现所测得的履带车辆阻力系数不包含行动系统内阻力，其中包含车速对阻力系数的影响，使得阻力系数测量更精确，本发明提供了一种越野路面运动阻力系数的测定方法，参照图1和图2所示，其具体包括以下步骤：
(1)测量履带车辆行动系统效率与车速的关系
首先将履带车辆停放在如下图1所示的电驱动实验台5上并固定，该实验台5由滚轮4、支撑轮2、皮带3及框架结构组成，滚轮4、支撑轮2、皮带3均安装在框架结构上，皮带3安装在滚轮4和支撑轮2上，滚轮4用于动力传动，支撑轮2用于支撑放置在皮带3上的履带车辆，由实验台驱动电机通过减速机构驱动滚轮4带动皮带3运动。
在履带车辆主动轮上加装一测功设备1，并断开履带车辆动力传动系统与主动轮的动力传递关系，使得履带车辆的运动仅依靠实验台来实现。
调节实验台驱动电机的驱动功率得到不同的履带车辆主动轮转速，并记录此时测功设备1测得的履带车辆主动轮输出功率，主动轮输出功率除以实验台驱动电机的驱动功率记为履带车辆行动系统效率，由上述数据拟合得到履带车辆行动系统效率与车速的关系，通过该关系能够直接获得任意车速所对应的履带车辆行动系统效率。
(2)测量发动机驱动力矩
将履带车辆开至待测的越野路面，通过调节油门实现保持车辆以匀速运动，记录下发动机的油门开度、发动机转速、车速，变速箱的档位，则发动机的驱动力矩可由发动机转速和油门开度与发动机驱动力矩的函数关系得到。换不同车速进行实验，记录下上述数据，得到车速与发动机驱动力矩的关系。其中，发动机转速和油门开度与发动机驱动力矩的函数关系可通过测试得到，对于每一台发动机都有一个对应的该函数关系，其测试方法为常规技术手段，在此不予赘述。
(3)计算越野路面的运动阻力系数
将所测定的不同车速下的发动机驱动力矩扣除散热风扇、发动机进气排气、水泵、油泵等辅助系统的损耗，按下式计算越野路面的运动阻力系数
f＝(Tη1η2/r-FA)/G
其中f为运动阻力系数，T为扣除辅助系统损耗的驱动力矩，η1为发动机传动系统效率，η2为上述步骤测出的履带车辆行动系统效率，r为履带车辆主动轮半径，FA为车辆受到的空气阻力，G为履带车辆的车重。其中，发动机传动系统效率η1可按经验公式计算或根据试验结果取值，对于每一台发动机，有其对应的传动系统效率，可根据发动机的驱动功率和输出效率来直接测得；车辆受到的空气阻力FA可根据车辆迎风面的面积、车速等参数测得，其具体测得方法也是本领域的常规技术手段。
上述驱动力矩T、传动系统效率η1、行动系统效率η2、空气阻力FA按对应车速取值即可得到所测试越野路面的阻力系数随车速的变化关系曲线，得到该关系曲线后，即可根据车速直接获得越野路面的阻力系数，更简单直接。
由上述技术方案可以看出，本发明通过简单有效的方法，将行动系统内阻力，车速对阻力系数的影响等因素考虑在内，精确的测得了越野路面运动阻力系数，对工程应用和研究都有很好的指导意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种越野路面运动阻力系数的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将履带车辆停放在电驱动实验台上，由实验台上皮带带动履带车辆运动，测得履带车辆行动系统效率与车速的关系η2；其中，履带车辆行动系统效率为履带车辆主动轮的输出功率除以实验台驱动电机的驱动功率；
S2：将履带车辆开至待测的越野路面，保持车辆匀速运动，测得履带车辆发动机驱动力矩；换不同车速进行实验，并记录发动机驱动力矩；进一步获得不同车速下的发动机驱动力矩扣除辅助系统的损耗后的驱动力矩T；其中，所述辅助系统包括散热风扇、发动机进气排气、水泵及油泵系统；
S3：计算越野路面的运动阻力系数
f＝(Tη1η2/r-FA)/G
其中f为运动阻力系数，η1为发动机传动系统效率，r为履带车辆主动轮半径，FA为车辆受到的空气阻力，G为履带车辆的车重；
所述步骤S1具体包括：
在电驱动实验台上，固定履带车辆的车身，切断履带车辆动力传动系统与主动轮的动力传递关系，在主动轮上加装测功设备，通过实验台驱动电机的驱动带动履带车辆履带的旋转，此时测定不同车速下，实验台驱动电机的驱动功率及主动轮上的输出功率，进一步计算不同车速下履带车辆行动系统效率；
所述步骤S2中，发动机驱动力矩通过以下方法获得：
履带车辆在待测越野路面上运动时，通过调节油门实现车辆匀速运动，记录下发动机的油门开度、发动机转速、车速，变速箱的档位，通过发动机转速和油门开度及发动机驱动力矩的函数关系得到发动机的驱动力矩。
2.如权利要求1所述的越野路面运动阻力系数的测定方法，其特征在于，所述实验台包括框架结构和安装在所述框架结构上的滚轮、支撑轮，滚轮和支撑轮安装皮带，支撑轮用于支撑履带车辆，由实验台驱动电机驱动滚轮带动皮带运动。
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