CN117030287B - 一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法及底盘测功机系统 - Google Patents

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CN117030287B CN202310943926.3A CN202310943926A CN117030287B CN 117030287 B CN117030287 B CN 117030287B CN 202310943926 A CN202310943926 A CN 202310943926A CN 117030287 B CN117030287 B CN 117030287B
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Abstract

本发明提供了一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法及底盘测功机系统。车辆行驶阻力和惯量的测量方法包括：S1、测量车辆的道路行驶总阻力、车辆质量、底盘测功机的基本惯量；S2、通过底盘测功机测量车辆在举升状态下的机械阻力以及转动惯量；S3、通过底盘测功机测量车辆在自由状态下的车辆轮胎的第一滚动阻力；S4、通过底盘测功机测量车辆在下拉状态下的车辆轮胎的第二滚动阻力；S5、根据道路行驶总阻力、车辆质量、底盘测功机的基本惯量、机械阻力、转动惯量、车辆轮胎的第一滚动阻力以及车辆轮胎的第二滚动阻力，分别计算底盘测功机需要模拟的惯量、底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力以及底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力。

Description

一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法及底盘测功机系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法及底盘测功机系统。
背景技术
近几年，随着车辆技术的进步和标准法规的加严，车辆的燃料消耗量限值越来越低，设计人员对车辆行驶阻力的测量精度要求越来越高。
在底盘测功机上进行燃料消耗量测量时，使用底盘测功机模拟车辆行驶的路面，同时模拟车辆行驶时的总阻力和惯性质量。
车辆的行驶阻力包括机械阻力、滚动阻力和气动阻力。使用目前的阻力测量系统，难以精确测量机械阻力、滚动阻力和气动阻力。从车辆设计上不能对产生阻力的零部件和形状结构进行有针对性的优化。
车辆的惯性质量包括车辆的平移惯性质量和旋转件的旋转惯性质量。平移惯性质量取决于车辆的行驶质量，旋转惯性质量多以经验参数或者进行零部件级的旋转惯量测量，与实际情况会有不小的差距。
行驶阻力和惯性质量的准确测量是车辆节能降碳设计的关键环节，是车辆行业实现“碳达峰碳中和”的重要手段。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法及底盘测功机系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，包括：S1、测量车辆的道路行驶总阻力、车辆质量、底盘测功机的基本惯量；S2、通过底盘测功机测量车辆在举升状态下的机械阻力以及转动惯量；S3、通过底盘测功机测量车辆在自由状态下的车辆轮胎的第一滚动阻力；S4、通过底盘测功机测量车辆在下拉状态下的车辆轮胎的第二滚动阻力；S5、根据所述道路行驶总阻力、所述车辆质量、所述底盘测功机的基本惯量、所述机械阻力、所述转动惯量、所述车辆轮胎的第一滚动阻力以及所述车辆轮胎的第二滚动阻力，分别计算底盘测功机需要模拟的惯量、底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力以及底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力。
采用本发明技术方案的有益效果是：举升车辆被测轴，使轮胎与滚筒之间的接触力足够小，实现被测轴轴承和传动系统的机械阻力测量，避免轮胎变形对机械阻力测量的干扰；通过测功机拖动被测轴进行加减速，实现车轮和传动系统转动惯量测量；下拉车辆被测轴，实现不同轴荷状态下的滚动阻力测量。通过举升或者下拉被测轴，实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量，避免轮胎变形对测量的干扰。能够准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量，为车辆行业的碳达峰碳中和提供技术支持。
进一步地，步骤S5中，通过下述公式计算底盘测功机需要模拟的惯量：底盘测功机需要模拟的惯量＝(车辆质量+转动惯量)-底盘测功机的基本惯量；通过下述公式计算底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力：底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力＝道路行驶总阻力-机械阻力-车辆轮胎的第一滚动阻力；通过下述公式计算底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力：底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力＝道路行驶总阻力-机械阻力-车辆轮胎的第二滚动阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：用道路行驶总阻力减去被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力，差值为车辆的风阻，即底盘测功机电机需要施加的阻力。实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量以及计算，得到准确的底盘测功机需要模拟的惯量、底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力以及底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力，避免轮胎变形对测量的干扰。
进一步地，步骤S2包括：拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴；将被测车辆固定在底盘测功机上，调整被测轴与底盘测功机轴线平行，调整轮胎最低点与底盘测功机的滚筒最高点接触；通过底盘测功机的称重传感器测量被测轴的轴重；将被测轴的桥管与剪式加载机构连接，并通过双缸液压臂举升车辆，使轮胎与滚筒接触，接触力足够带动轮胎转动且不打滑，轮胎无明显变形，且称重传感器读数接近零点；通过滚筒拖动被测轴进行加减速，并通过底盘测功机根据底盘测功机驱动力、加速度以及加速时间计算车轮的转动惯量；安装被测轴的传动半轴，变速器置空挡；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到被测轴轴承机械阻力与传动系统机械阻力之和；通过滚筒拖动被测轴进行加减速，并通过底盘测功机根据底盘测功机驱动力、加速度以及加速时间计算车轮和传动系统的转动惯量，得到车辆在举升状态下的转动惯量；安装被测轴的制动器，变速器置空挡；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆在举升状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力和制动器摩擦阻力之和，作为车辆在举升状态下的机械阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在举升状态下分别对被测轴的轴重、车轮的转动惯量、被测轴轴承机械阻力与传动系统机械阻力之和、车辆在举升状态下的转动惯量、车辆在举升状态下的机械阻力进行无干扰式测量，避免轮胎变形对测量的干扰。提高测量精度，得到不同参数数据，准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量。
进一步地，所述拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴的步骤，包括：标定底盘测功机的速度和力传感器的零点，标定底盘测功机称重传感器。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：测量前分别对底盘测功机的速度、力传感器以及称重传感器进行标定，提高测量精度。准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题。
进一步地，步骤S3包括：调整双缸液压臂，使称重传感器的读数为被测轴的轴重，变速器置空挡；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆在自由状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和；根据车辆在自由状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和以及车辆在举升状态下的机械阻力，得到车辆轮胎的第一滚动阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在自由状态下对测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和进行无干扰式测量，避免轮胎变形对测量的干扰。提高测量精度，得到不同参数数据，准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量。
进一步地，步骤S4包括：通过双缸液压臂下拉被测轴，以模拟在被测轴上施加载荷，变速器置空挡；通过称重传感器测量被测轴的轴重与载荷之和；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和；根据车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和以及车辆在举升状态下的机械阻力，得到车辆轮胎的第二滚动阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在下拉状态下对被测轴的轴重与载荷之和、辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和进行无干扰式测量，避免轮胎变形对测量的干扰。提高测量精度，得到不同参数数据，准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量。
进一步地，步骤S1中，通过滑行能量变化法或者扭矩仪法测量车辆的道路行驶总阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于用户根据实际需要选择合适的方法进行车辆的道路行驶总阻力测量，便于精准测量车辆的道路行驶总阻力。
此外，本发明还提供了一种用于实现上述任意一项所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法的底盘测功机系统，包括：转动部件、一对用于承载车辆并模拟车辆行驶路面的滚筒、底盘测功机框架、称重传感器、剪式加载机构，所述称重传感器安装在所述底盘测功机框架的底部，一对所述滚筒转动安装在所述底盘测功机框架上，所述转动部件与一对所述滚筒连接，所述剪式加载机构位于一对所述滚筒之间。
采用本发明技术方案的有益效果是：滚筒用于承载车辆，并模拟车辆行驶时的路面。称重传感器，用于测量被测车辆的轴载荷。监测称重传感器的读数变化，还可发现底盘测功机和车辆的异常振动。剪式加载机构为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。举升车辆被测轴，使轮胎与滚筒之间的接触力足够小，实现被测轴轴承和传动系统的机械阻力测量，避免轮胎变形对机械阻力测量的干扰；通过举升或者下拉被测轴，实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量，避免轮胎变形对测量的干扰。通过测功机拖动被测轴进行加减速，实现车轮和传动系统转动惯量测量；下拉车辆被测轴，实现不同轴荷状态下的滚动阻力测量。剪式加载机构安装于测功机滚筒之间的空间里，不仅能够实现对驱动轴的举升，减少驱动轴与滚筒之间的接触力，还能对驱动轴加载特定的载荷，模拟车辆的载荷状态。能够准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量，为车辆行业的碳达峰碳中和提供技术支持。通过控制转动部件的输入电流和电压、频率，模拟车辆行驶时的阻力和惯性质量。车辆被测轴轮胎与底盘测功机的滚筒之间的径向接触力，可通过称重传感器测量。车辆被测轴轮胎与底盘测功机的滚筒之间的切向接触力，可通过底盘测功机测力系统测量。
进一步地，所述剪式加载机构包括：底座、工作面、用于固定被测轴的桥管的固定绑带、剪刀臂、伸缩部件，所述剪刀臂安装在所述底座上，所述工作面安装在所述剪刀臂顶部，所述固定绑带安装在所述工作面上，所述伸缩部件与所述剪刀臂连接。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：固定绑带用于固定被测轴的桥管或其他刚性结构。双缸液压臂为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。
进一步地，所述转动部件为电机，所述伸缩部件为双缸液压臂。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过控制电机的输入电流和电压、频率，模拟车辆行驶时的阻力和惯性质量。双缸液压臂为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例提供的车辆行驶阻力和惯量的测量方法的示意性流程图之一。
图2为本发明实施例提供的车辆行驶阻力和惯量的测量方法的示意性流程图之二。
图3为本发明实施例提供的底盘测功机系统的结构示意图之一。
图4为本发明实施例提供的底盘测功机系统的结构示意图之二。
图5为本发明实施例提供的车辆举升状态时的轮胎变形示意图。
图6为本发明实施例提供的车辆自由状态时的轮胎变形示意图。
图7为本发明实施例提供的车辆下拉状态时的轮胎变形示意图。
附图标号说明：1、滚筒；2、底盘测功机框架；3、称重传感器；4、剪式加载机构；5、底座；6、工作面；7、固定绑带；8、剪刀臂；9、伸缩部件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，包括：S1、测量车辆的道路行驶总阻力、车辆质量、底盘测功机的基本惯量；S2、通过底盘测功机测量车辆在举升状态下的机械阻力以及转动惯量；S3、通过底盘测功机测量车辆在自由状态下的车辆轮胎的第一滚动阻力；S4、通过底盘测功机测量车辆在下拉状态下的车辆轮胎的第二滚动阻力；S5、根据所述道路行驶总阻力、所述车辆质量、所述底盘测功机的基本惯量、所述机械阻力、所述转动惯量、所述车辆轮胎的第一滚动阻力以及所述车辆轮胎的第二滚动阻力，分别计算底盘测功机需要模拟的惯量、底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力以及底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力。
采用本发明技术方案的有益效果是：举升车辆被测轴，使轮胎与滚筒之间的接触力足够小，实现被测轴轴承和传动系统的机械阻力测量，避免轮胎变形对机械阻力测量的干扰；通过测功机拖动被测轴进行加减速，实现车轮和传动系统转动惯量测量；下拉车辆被测轴，实现不同轴荷状态下的滚动阻力测量。通过举升或者下拉被测轴，实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量，避免轮胎变形对测量的干扰。能够准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量，为车辆行业的碳达峰碳中和提供技术支持。
进一步地，步骤S5中，通过下述公式计算底盘测功机需要模拟的惯量：底盘测功机需要模拟的惯量＝(车辆质量+转动惯量)-底盘测功机的基本惯量；通过下述公式计算底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力：底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力＝道路行驶总阻力-机械阻力-车辆轮胎的第一滚动阻力；通过下述公式计算底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力：底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力＝道路行驶总阻力-机械阻力-车辆轮胎的第二滚动阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：用道路行驶总阻力减去被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力，差值为车辆的风阻，即底盘测功机电机需要施加的阻力。实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量以及计算，得到准确的底盘测功机需要模拟的惯量、底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力以及底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力，避免轮胎变形对测量的干扰。
进一步地，步骤S2包括：拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴；将被测车辆固定在底盘测功机上，调整被测轴与底盘测功机轴线平行，调整轮胎最低点与底盘测功机的滚筒最高点接触；通过底盘测功机的称重传感器测量被测轴的轴重；将被测轴的桥管与剪式加载机构连接，并通过双缸液压臂举升车辆，使轮胎与滚筒接触，接触力足够带动轮胎转动且不打滑，轮胎无明显变形，且称重传感器读数接近零点；通过滚筒拖动被测轴进行加减速，并通过底盘测功机根据底盘测功机驱动力、加速度以及加速时间计算车轮的转动惯量；安装被测轴的传动半轴，变速器置空挡；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到被测轴轴承机械阻力与传动系统机械阻力之和；通过滚筒拖动被测轴进行加减速，并通过底盘测功机根据底盘测功机驱动力、加速度以及加速时间计算车轮和传动系统的转动惯量，得到车辆在举升状态下的转动惯量；安装被测轴的制动器，变速器置空挡；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆在举升状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力和制动器摩擦阻力之和，作为车辆在举升状态下的机械阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在举升状态下分别对被测轴的轴重、车轮的转动惯量、被测轴轴承机械阻力与传动系统机械阻力之和、车辆在举升状态下的转动惯量、车辆在举升状态下的机械阻力进行无干扰式测量，避免轮胎变形对测量的干扰。提高测量精度，得到不同参数数据，准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量。
进一步地，所述拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴的步骤，包括：标定底盘测功机的速度和力传感器的零点，标定底盘测功机称重传感器。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：测量前分别对底盘测功机的速度、力传感器以及称重传感器进行标定，提高测量精度。准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题。
进一步地，步骤S3包括：调整双缸液压臂，使称重传感器的读数为被测轴的轴重，变速器置空挡；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆在自由状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和；根据车辆在自由状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和以及车辆在举升状态下的机械阻力，得到车辆轮胎的第一滚动阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在自由状态下对测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和进行无干扰式测量，避免轮胎变形对测量的干扰。提高测量精度，得到不同参数数据，准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量。
进一步地，步骤S4包括：通过双缸液压臂下拉被测轴，以模拟在被测轴上施加载荷，变速器置空挡；通过称重传感器测量被测轴的轴重与载荷之和；通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和；根据车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和以及车辆在举升状态下的机械阻力，得到车辆轮胎的第二滚动阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：在下拉状态下对被测轴的轴重与载荷之和、辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和进行无干扰式测量，避免轮胎变形对测量的干扰。提高测量精度，得到不同参数数据，准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量。
进一步地，步骤S1中，通过滑行能量变化法或者扭矩仪法测量车辆的道路行驶总阻力。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：便于用户根据实际需要选择合适的方法进行车辆的道路行驶总阻力测量，便于精准测量车辆的道路行驶总阻力。
举升车辆被测轴，使轮胎与滚筒之间的接触力足够小，实现被测轴轴承和传动系统的机械阻力测量，避免轮胎变形对机械阻力测量的干扰；通过测功机拖动被测轴进行加减速，实现车轮和传动系统转动惯量测量；下拉车辆被测轴，实现不同轴荷状态下的滚动阻力测量；剪式加载机构安装于测功机(底盘测功机)的滚筒之间的空间里，不仅能够实现对驱动轴的举升，减少驱动轴与滚筒之间的接触力，还能对驱动轴加载特定的载荷，模拟车辆的载荷状态。该方法能够准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量，为车辆行业的碳达峰碳中和提供技术支持。
本发明实施例提供的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，包括：
使用滑行能量变化法或者扭矩仪法测量车辆的道路行驶总阻力。
使用底盘测功机系统在车辆举升状态下测量车辆各系统的机械阻力和转动惯量。
使用底盘测功机系统在车辆自由状态下测量车辆轮胎的滚动阻力(车辆轮胎的第一滚动阻力)。
使用底盘测功机系统在车辆下拉状态下测量车辆轮胎的滚动阻力(车辆轮胎的第二滚动阻力)。
使用车辆质量和行驶总阻力计算底盘测功机电机模拟的惯量和阻力。
在车辆举升状态下测量车辆各系统的机械阻力和转动惯量方法，包括：
标定底盘测功机速度和力传感器的零点，标定底盘测功机称重传感器，测量测功机的机械内阻和基本转动惯量。
拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴。
将被测车辆固定在底盘测功机上，被测轴与底盘测功机轴线平行，轮胎最低点与底盘测功机滚筒最高点接触；
此时底盘测功机的称重传感器显示被测轴的轴重。
使用固定绑带将被测轴的桥管或其他刚性结构与剪式加载机构连接。
调整双缸液压臂举升车辆，使轮胎与滚筒接触，接触力足够带动轮胎转动且不打滑，轮胎无明显变形。
此时底盘测功机的称重传感器读数接近零点。
由滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，该值为被测轴轴承机械阻力。
由滚筒拖动被测轴进行加减速，使用底盘测功机驱动力、加速度、加速时间等计算车轮的转动惯量。
安装被测轴的传动半轴，变速器置空挡，由滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，该值为被测轴轴承机械阻力与传动系统机械阻力之和。
由滚筒拖动被测轴进行加减速，使用底盘测功机驱动力、加速度、加速时间等计算车轮和传动系统的转动惯量。
车辆质量与车轮和传动系统的转动惯量之和与底盘测功机的基本惯量的差值，即为底盘测功机需模拟的惯性质量。
安装被测轴的制动器，变速器置空挡，由滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，该值为被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力和制动器摩擦阻力之和。
在车辆自由状态下测量车辆各系统的机械阻力和转动惯量方法，包括：
调整双缸液压臂，使称重传感器的读数为被测轴的轴重。
变速器置空挡，由滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，该值为被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和。
在车辆下拉状态下测量车辆各系统的机械阻力和转动惯量方法，包括：
调整双缸液压臂，在被测轴上施加特定的载荷，称重传感器的读数为被测轴的轴重与特定载荷之和。
变速器置空挡，由滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，该值为车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和。
如图2所示，1、汽车在底盘测功机上运行。21、得到汽车质量。22、得到汽车行驶阻力。
步骤21之后，211、车轮转动惯量。212、传动系统转动惯量。213、模拟总惯量。
步骤22之后，221、被测轴举升状态。步骤221之后包括：
2211、举升状态时，轴承机械阻力。2212、传动系统机械阻力。2213、制动器机械阻力。2214、气动阻力。2215、模拟总行驶阻力。
步骤221之后还包括：2221、下拉状态时，车辆空载时的轮胎滚动阻力。2222、不同车辆荷载(载荷)时的轮胎滚动阻力。之后执行步骤2214。
其中，步骤2211之后可以执行步骤211。步骤2212之后可以执行步骤212。
如图3至图7所示，本发明还提供了一种用于实现上述任意一项所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法的底盘测功机系统，包括：转动部件、一对用于承载车辆并模拟车辆行驶路面的滚筒1、底盘测功机框架2、称重传感器3、剪式加载机构4，所述称重传感器3安装在所述底盘测功机框架2的底部，一对所述滚筒1转动安装在所述底盘测功机框架2上，所述转动部件与一对所述滚筒1连接，所述剪式加载机构4位于一对所述滚筒1之间。
采用本发明技术方案的有益效果是：滚筒用于承载车辆，并模拟车辆行驶时的路面。称重传感器，用于测量被测车辆的轴载荷。监测称重传感器的读数变化，还可发现底盘测功机和车辆的异常振动。剪式加载机构为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。举升车辆被测轴，使轮胎与滚筒之间的接触力足够小，实现被测轴轴承和传动系统的机械阻力测量，避免轮胎变形对机械阻力测量的干扰；通过举升或者下拉被测轴，实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量，避免轮胎变形对测量的干扰。通过测功机拖动被测轴进行加减速，实现车轮和传动系统转动惯量测量；下拉车辆被测轴，实现不同轴荷状态下的滚动阻力测量。剪式加载机构安装于测功机滚筒之间的空间里，不仅能够实现对驱动轴的举升，减少驱动轴与滚筒之间的接触力，还能对驱动轴加载特定的载荷，模拟车辆的载荷状态。能够准确测量不同部件和系统产生的车辆行驶阻力和转动惯量，帮助技术人员查找问题，降低能量消耗量，为车辆行业的碳达峰碳中和提供技术支持。通过控制转动部件的输入电流和电压、频率，模拟车辆行驶时的阻力和惯性质量。车辆被测轴轮胎与底盘测功机的滚筒之间的径向接触力，可通过称重传感器测量。车辆被测轴轮胎与底盘测功机的滚筒之间的切向接触力，可通过底盘测功机测力系统测量。
如图3至图7所示，进一步地，所述剪式加载机构4包括：底座5、工作面6、用于固定被测轴的桥管的固定绑带7、剪刀臂8、伸缩部件9，所述剪刀臂8安装在所述底座5上，所述工作面6安装在所述剪刀臂8顶部，所述固定绑带7安装在所述工作面6上，所述伸缩部件9与所述剪刀臂8连接。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：固定绑带用于固定被测轴的桥管或其他刚性结构。双缸液压臂为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。
如图3至图7所示，进一步地，所述转动部件为电机，所述伸缩部件9为双缸液压臂。
采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过控制电机的输入电流和电压、频率，模拟车辆行驶时的阻力和惯性质量。双缸液压臂为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。
本发明实施例提供的一种底盘测功机系统，包括：底盘测功机电机(转动部件)和滚筒、底盘测功机框架、称重传感器、剪式加载机构。
底盘测功机由电机和滚筒组成，底盘测功机框架底部安装有称重传感器，底盘测功机左右滚筒中间位置安装剪式加载机构，剪式加载机构的剪刀臂由双缸液压臂支撑。
滚筒用于承载车辆，并模拟车辆行驶时的路面；
电机与滚筒之间刚性连接，通过控制电机的输入电流和电压、频率，模拟车辆行驶时的阻力和惯性质量。
电机与滚筒组合体安装在底盘测功机框架上，底盘测功机框架底部安装有称重传感器，用于测量被测车辆的轴荷。
本发明实施例还提供了剪式加载机构，包括：底座、工作面、固定绑带、剪刀臂、双缸液压臂；
剪式加载机构安装于底盘测功机左右滚筒中间的空间里，剪式加载机构的底座固定在地面上。
剪式加载机构的工作面为方框形稳定结构，工作面上预留卡槽，可安装固定绑带，用于固定被测轴的桥管或其他刚性结构。剪式加载机构不工作时，工作面与底盘测功机工作面平齐。
工作面与底座间使用剪刀臂连接，剪刀臂用连接轴串联在一起。
使用双缸液压臂将剪刀臂连接轴与地面连接。
双缸液压臂为双向运动结构，既可以实现车辆被测轴的举升，也可以实现被测轴的下拉。
通过举升或者下拉被测轴，实现机械阻力、滚动阻力和转动惯量的精确测量，避免轮胎变形对测量的干扰。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，其特征在于，包括：
S1、测量车辆的道路行驶总阻力、车辆质量、底盘测功机的基本惯量；
S2、通过底盘测功机测量车辆在举升状态下的机械阻力以及转动惯量；
步骤S2包括：
拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴；
将被测车辆固定在底盘测功机上，调整被测轴与底盘测功机轴线平行，调整轮胎最低点与底盘测功机的滚筒最高点接触；
通过底盘测功机的称重传感器测量被测轴的轴重；
将被测轴的桥管与剪式加载机构连接，并通过双缸液压臂举升车辆，使轮胎与滚筒接触，接触力足够带动轮胎转动且不打滑，轮胎无明显变形，且称重传感器读数接近零点；
通过滚筒拖动被测轴进行加减速，并通过底盘测功机根据底盘测功机驱动力、加速度以及加速时间计算车轮的转动惯量；
安装被测轴的传动半轴，变速器置空挡；
通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到被测轴轴承机械阻力与传动系统机械阻力之和；
通过滚筒拖动被测轴进行加减速，并通过底盘测功机根据底盘测功机驱动力、加速度以及加速时间计算车轮和传动系统的转动惯量，得到车辆在举升状态下的转动惯量；
安装被测轴的制动器，变速器置空挡；
通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆在举升状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力和制动器摩擦阻力之和，作为车辆在举升状态下的机械阻力；
S3、通过底盘测功机测量车辆在自由状态下的车辆轮胎的第一滚动阻力；
S4、通过底盘测功机测量车辆在下拉状态下的车辆轮胎的第二滚动阻力；
S5、根据所述道路行驶总阻力、所述车辆质量、所述底盘测功机的基本惯量、所述机械阻力、所述转动惯量、所述车辆轮胎的第一滚动阻力以及所述车辆轮胎的第二滚动阻力，分别计算底盘测功机需要模拟的惯量、底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力以及底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力。
2.根据权利要求1所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，其特征在于，步骤S5中，
通过下述公式计算底盘测功机需要模拟的惯量：
底盘测功机需要模拟的惯量＝(车辆质量+转动惯量)-底盘测功机的基本惯量；
通过下述公式计算底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力：
底盘测功机在车辆自由状态下需要模拟的第一阻力＝道路行驶总阻力-机械阻力-车辆轮胎的第一滚动阻力；
通过下述公式计算底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力：
底盘测功机在车辆载荷状态下需要模拟的第二阻力＝道路行驶总阻力-机械阻力-车辆轮胎的第二滚动阻力。
3.根据权利要求1所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，其特征在于，所述拆除车辆被测轴的制动器和传动半轴的步骤，包括：标定底盘测功机的速度和力传感器的零点，标定底盘测功机称重传感器。
4.根据权利要求1所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，其特征在于，步骤S3包括：
调整双缸液压臂，使称重传感器的读数为被测轴的轴重，变速器置空挡；
通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆在自由状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和；
根据车辆在自由状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和以及车辆在举升状态下的机械阻力，得到车辆轮胎的第一滚动阻力。
5.根据权利要求1所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，其特征在于，步骤S4包括：
通过双缸液压臂下拉被测轴，以模拟在被测轴上施加载荷，变速器置空挡；
通过称重传感器测量被测轴的轴重与载荷之和；
通过滚筒拖动被测轴转动，测量各速度点的阻力，得到车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和；
根据车辆载荷状态下的被测轴轴承机械阻力、传动系统机械阻力、制动器摩擦阻力和轮胎滚动阻力之和以及车辆在举升状态下的机械阻力，得到车辆轮胎的第二滚动阻力。
6.根据权利要求1所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法，其特征在于，步骤S1中，通过滑行能量变化法或者扭矩仪法测量车辆的道路行驶总阻力。
7.一种用于实现上述权利要求1至6任意一项所述的一种车辆行驶阻力和惯量的测量方法的底盘测功机系统，其特征在于，包括：转动部件、一对用于承载车辆并模拟车辆行驶路面的滚筒、底盘测功机框架、称重传感器、剪式加载机构，所述称重传感器安装在所述底盘测功机框架的底部，一对所述滚筒转动安装在所述底盘测功机框架上，所述转动部件与一对所述滚筒连接，所述剪式加载机构位于一对所述滚筒之间。
8.根据权利要求7所述的一种底盘测功机系统，其特征在于，所述剪式加载机构包括：底座、工作面、用于固定被测轴的桥管的固定绑带、剪刀臂、伸缩部件，所述剪刀臂安装在所述底座上，所述工作面安装在所述剪刀臂顶部，所述固定绑带安装在所述工作面上，所述伸缩部件与所述剪刀臂连接。
9.根据权利要求8所述的一种底盘测功机系统，其特征在于，所述转动部件为电机，所述伸缩部件为双缸液压臂。
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