CN109297707B - 一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法 - Google Patents

一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法，连接测试系统硬件，热车，在测试车辆满载情况下，测试人员将变速器挂入一档或二档，并根据测试人员习惯进行实车道路起步试验，并在试验过程中不踩加速踏板，当车速在不低于该档最低稳定车速后停止试验；整车离合器传动效率由道路滑行阻力、加速阻力、轮边接受功率、发动机输出功率及整车离合器效率确定。本技术方案通过在实际道路开展整车离合器效率测试，具有操作方便、重复性强、测试可靠等优点。

Description

一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法
技术领域
本发明属于离合器性能测试技术领域，特别是指一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法。
背景技术
离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的构件，承担动力系统及传动系统的断开和结合的角色，故可以确保汽车起步时平稳起步，也可以确保换挡时的平顺，也防止了传动系统过载。较高的离合器效率才能更好的实现燃油经济性，离合器效率的高低可以综合反映其性能优劣，比如设计水平、制造工艺和相关零部件安装匹配精度等多种问题。
目前，离合器传动效率测试大多将离合器操作系统在操作台上按实车方式安装布置，通过在离合器操作系统系统分离轴承处和踏板处安装力传感器和位移传感器，测得实际踏板力和踏板行程；计算离合器踏板上的理论踏板力和踏板行程，在此基础上计算得到离合器操作系统动力传动效率和行程传动效率，最终通过校核验证，验证试验结果和整车上进行离合器传动效率的理论值存在一定偏差。
现有技术对离合器传动效率研究有以下两点缺陷：
现有技术以模拟安装实车机构开展的传动效率测试，所测试结果对整车离合器传动效率表征不准确、吻合度不高。
以分离安装的离合器系统为研究对象进行效率测试研究，试验因受试验场地稳定、环境单一、设备理想化等因素对离合器效率测试研究存在一定局限性，如：数据代表性不高等。
发明内容
本发明的目的是提供一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法，以解决现有技术对离合器效率测试的表征不准确及测试结果不真实的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法，包括以下步骤：
1)连接测试系统硬件，包括数据采集器、车载OBD及PC机；所述数据采集器一端通过OBD数据线与所述车载OBD连接，所述数据采集器通过USB接口与PC机连接；
2)热车，将测试车辆在测试场内达到测试条件；
3)在测试车辆满载情况下，测试人员将变速器挂入一档或二档，并根据测试人员习惯进行实车道路起步试验，并在试验过程中不踩加速踏板，当车速在不低于该档最低稳定车速后停止试验，数据采集器通过车载OBD采集车辆起步过程发动机转速、扭矩、车速及瞬时油耗数据并记录于PC机内；
4)整车离合器传动效率由道路滑行阻力、加速阻力、轮边接受功率、发动机输出功率及整车离合器效率确定；
通过发动机转速和车速关系计算公式、道路滑行阻力计算公式、加速阻力计算公式、轮边接受功率计算公式及发动机输出功率计算确定离合器传动效率计算公式。
所述起步过程包括离合器半联动静止、半联动起步及离合器结合加速三个阶段。
所述测试条件包括测试车辆自由行驶时间不少于30分钟，使得变速箱温度不低于70℃。
所述测试人员至少为两人。
所述PC机内是基于编制的MATLAB数据采集软件。
所述发动机转速和车速关系计算公式为：
其中，r为车轮半径，单位m；
ua为车速，单位km/h；
ig为变速箱各档位速比；
i0为主减速比；
n为发动机转速，单位rpm。
所述道路滑行阻力计算公式为：
其中，Froad为道路滑行阻力，单位N；
F0、F1、F2分别为道路滑行阻力系数的常数项、一次项和二次项，N、N/(km/h)、N/(km/h)2；
ua为车速，单位km/h。
所述加速阻力计算公式为：
其中，Facc为加速阻力，单位N；
mtot为总质量，单kg，包括飞轮和车轮当量质量；
△ua为车速变化量，单位km/h；
△t为时间间隔，单位s。
所述轮边接受功率计算公式为：
其中，Qw为轮边接受功率，单位KJ；
Facc为加速阻力，单位N；
Froad为道路滑行阻力，单位N；
△t为时间间隔，单位s；
ua为车速，单位km/h。
所述发动机输出功率计算公式为：
其中，Qe为发动机输出功率，单位KJ；
Ttq为发动机输出扭矩，单位Nm；
n为发动机转速，单位rpm；
△t为时间间隔，单位s。
所述离合器传动效率计算公式为：
其中，ηbm为机械效率；
ηc为离合器传动效率；
Qw为轮边接受功率；
Qe为发动机输出功率。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过在实际道路开展整车离合器效率测试，具有操作方便、重复性强、测试可靠等优点。
以整车离合器为对象进行效率测试，表征精度高，提高了测试的可靠性和可信度，对离合器研发具有重要指导意义。
附图说明
图1为整车离合器效率测试原理示意图；
图2为整车离合器效率测试系统硬件连接示意图；
图3为整车离合器效率处理流程图。
附图标记说明
1数据采集器，2 OBD数据线，3车载OBD，4 PC机，Fw空气阻力，Fj加速阻力，Ff1前轮滚动阻力，Ff2后轮滚动阻力。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本申请提供一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法，如图3所示，包括以下步骤：
1)连接测试系统硬件，如图1和图2所示，包括数据采集器1、车载OBD3及PC机4；数据采集器一端通过OBD数据线2与车载OBD连接，数据采集器通过USB接口与PC机连接；PC机内是基于编制的MATLAB数据采集软件，从而获得基于现有的道路滑行试验数据和发动机ECU输出的扭矩、转速及车速等信息。
2)热车，将测试车辆在测试场内达到测试条件；本申请的离合器传动效率测试至少需要两名经验丰富的驾驶员作为测试人员，并分别驾驶同一测试车辆进行测试，将测试后的结果取平均值作为最终结果。测试条件包括测试车辆自由行驶时间不少于30分钟，使得变速箱温度不低于70℃。
3)在测试车辆满载情况下，测试人员将变速器挂入一档或二档，并根据测试人员习惯进行实车道路起步试验，并在试验过程中不踩加速踏板，当车速在不低于该档最低稳定车速后停止试验，数据采集器通过车载OBD采集车辆起步过程发动机转速、扭矩、车速及瞬时油耗数据并记录于PC机内。
4)整车离合器传动效率由道路滑行阻力、加速阻力、轮边接受功率、发动机输出功率及整车离合器效率确定；
通过发动机转速和车速关系计算公式、道路滑行阻力计算公式、加速阻力计算公式、轮边接受功率计算公式及发动机输出功率计算确定离合器传动效率计算公式。
起步过程包括离合器半联动静止、半联动起步及离合器结合加速三个阶段。
发动机转速和车速关系计算公式为：
其中，r为车轮半径，单位m；
ua为车速，单位km/h；
ig为变速箱各档位速比；
i0为主减速比；
n为发动机转速，单位rpm。
整车离合器传动效率试验需要处理的数据主要以下几项：道路滑行阻力、加速阻力、轮边接受功率、发动机输出功率、整车离合器效率，另外，离合器结合加速阶段是刚性连接，传动效率接近100％，实际将半联动静止阶段和半联动起步阶段视为整个起步过程，其传动效率大小即为整车离合器传动效率值。
根据道路滑行试验报告获取道路滑行阻力系数，计算道路滑行阻力，道路滑行阻力计算公式为：
其中，Froad为道路滑行阻力，单位N；
F0、F1、F2分别为道路滑行阻力系数的常数项、一次项和二次项，N、N/(km/h)、N/(km/h)2；
ua为车速，单位km/h。
加速阻力计算公式为：
其中，Facc为加速阻力，单位N；
mtot为总质量，单kg，包括飞轮和车轮当量质量；
△ua为车速变化量，单位km/h；
△t为时间间隔，单位s。
轮边接受功率计算公式为：
其中，Qw为轮边接受功率，单位KJ；
Facc为加速阻力，单位N；
Froad为道路滑行阻力，单位N；
△t为时间间隔，单位s；
ua为车速，单位km/h。
发动机输出功率计算公式为：
其中，Qe为发动机输出功率，单位KJ；
Ttq为发动机输出扭矩，单位Nm；
n为发动机转速，单位rpm；
△t为时间间隔，单位s。
离合器传动效率计算公式为：
其中，ηbm为机械效率；
ηc为离合器传动效率；
Qw为轮边接受功率；
Qe为发动机输出功率。
以上公开的仅仅是发明的实施例，但并非用来限制其本身，任何熟悉本领域的技术人员，能根据其本质思想进行相关的设计、改进等，在不违背本发明精神的情况下，都应该落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)连接测试系统硬件，包括数据采集器、车载OBD及PC机；所述数据采集器一端通过OBD数据线与所述车载OBD连接，所述数据采集器通过USB接口与PC机连接；
2)热车，将测试车辆在测试场内达到测试条件；
3)在测试车辆满载情况下，测试人员将变速器挂入一档或二档，并根据测试人员习惯进行实车道路起步试验，并在试验过程中不踩加速踏板，当车速在不低于该档最低稳定车速后停止试验，数据采集器通过车载OBD采集车辆起步过程发动机转速、扭矩、车速及瞬时油耗数据并记录于PC机内；
4)整车离合器传动效率由道路滑行阻力、加速阻力、轮边接受功率、发动机输出功率及整车离合器效率确定；
通过发动机转速和车速关系计算公式、道路滑行阻力计算公式、加速阻力计算公式、轮边接受功率计算公式及发动机输出功率计算确定离合器传动效率计算公式；
所述轮边接受功率计算公式为：
其中，Qw为轮边接受功率，单位KJ；
Facc为加速阻力，单位N；
Froad为道路滑行阻力，单位N；
Δt为时间间隔，单位s；
ua为车速，单位km/h；
所述发动机输出功率计算公式为：
其中，Qe为发动机输出功率，单位KJ；
Ttq为发动机输出扭矩，单位Nm；
n为发动机转速，单位rpm；
Δt为时间间隔，单位s；
所述离合器传动效率计算公式为：
其中，ηbm为机械效率；
ηc为离合器传动效率；
Qw为轮边接受功率；
Qe为发动机输出功率。
2.根据权利要求1所述的在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，所述起步过程包括离合器半联动静止、半联动起步及离合器结合加速三个阶段。
3.根据权利要求1所述的在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，所述测试条件包括测试车辆自由行驶时间不少于30分钟，使得变速箱温度不低于70℃。
4.根据权利要求1所述的在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，所述测试人员至少为两人。
5.根据权利要求1所述的在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，所述发动机转速和车速关系计算公式为：
其中，r为车轮半径，单位m；
ua为车速，单位km/h；
ig为变速箱各档位速比；
i0为主减速比；
n为发动机转速，单位rpm。
6.根据权利要求1所述的在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，所述道路滑行阻力计算公式为：
其中，Froad为道路滑行阻力，单位N；
F0、F1、F2分别为道路滑行阻力系数的常数项、一次项和二次项，N、N/(km/h)、N/(km/h)2；
ua为车速，单位km/h。
7.根据权利要求1所述的在整车上进行离合器传动效率测试的方法，其特征在于，所述加速阻力计算公式为：
其中，Facc为加速阻力，单位N；
mtot为总质量，单位kg，包括飞轮和车轮当量质量；
Δua为车速变化量，单位km/h；
Δt为时间间隔，单位s。
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