CN1218179A - 公路车辆滚动阻力系数的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明是公路车辆滚动阻力系数f值的测试方法,它是通过被测车辆改变车辆总质量和车辆油门踏板位置,在同一试验路段路面上同向行驶两工况下获得相同稳定车速V_a值,测得车辆两工况的总质量G_a1、G_a2值及其车辆驱动车轮输出功率P_d1、P_d2值,再按(1)式计算f值,式中:P_d1、P_d2——分别为两工况的车辆驱动车轮的输出功率值(kw),G_a1、G_a2——分别为两工况的车辆总质量(N),V_a——为两工况下,车辆在同一路段同向行驶的稳定车速值(km/h)a——为试验路段的坡度角,本发明方法可按车辆真实行驶工况进行测试,影响因素便于排除,投资少、费用低。

Description

公路车辆滚动阻力系数的测试方法

本发明是公路车辆滚动阻力系数f值的测试方法，属车辆性能参数的测试技术。

测试车辆滚动阻力系数f值是研究分析车辆滚动阻力变化及车辆相关性能研究必不可少的。现有传统的方法是采用车辆被牵引进行测试和车辆以某一初速度开始滑行直至停止，经计时和测量滑行距离来求出。很显然，这与车辆正常行驶工况不符，原因是上述两种方法的被测试车辆的所有车论均处于从动工况，而正常行驶工况是车辆从动轮处于从动工况，车辆驱动车论则是传递驱动转矩和转速的驱动工况。现代车辆使用的都是充气轮胎，充气轮胎在硬路面上的滚动阻力主要由轮胎迟滞变形引起，驱动车轮上作用有驱动转矩和道路阻力矩，从动车轮上作用有道路阻力矩，两者的滚动阻力是完全不同的。可以说，现有采用传统的测试车辆滚动阻力系数的牵引法和滑行法都是在未有更切实际的方法的情况下采用的权宜的近似方法。用现有传统的方法所测的数据不符合真实行驶工况，对研究分析车辆有关性能会导致失真。

本发明的目的就是为了克服和解决现有测试车辆滚动阻力系数f值技术存在所测数据不符合车辆真实行驶工况，用来研究分析车辆的有关性能不妥的缺点和问题，研究发明一种能准确、真实地测得车辆实际正常行驶工况时的滚动阻力系数f值，更有利于研究车辆滚动阻力的变化规律以及与之相关的车辆性能的研究的车辆滚动阻力系数f值的测试方法。

本发明是通过下述的方法技术方案来实现的：本发明方法的原理是车辆行驶状态的功率平衡原理。它是通过被测试车辆改变车辆总质量和车辆油门踏板位置，在同一试验路段路面上同向行驶的两种行驶工况下，得到相同的稳定车速V_a1=V_a2=V_a值，测得车辆两工况的总质量G_a1、G_a2值及其两工况的车辆驱动车轮的输出功率P_d1、P_d2值，然后按下面(1)式计算该车速下被测试车辆的滚动阻力系数f值： $f=\frac{3600(P_{d1}-P_{d2})}{(G_{a1}-G_{a2})\mathrm{CoSaVa}}-----\left(1\right)$ 式中：P_d1、P_d2——分别为两工况的车辆驱动车轮的输出功率值(kw)

  G_a1、G_a2——分别为两工况的车辆总质量(N)

          a——为试验路段的坡度角

        V_a——为两工况下，车辆在同一路段同方向行驶的稳定车速值

               (km/h)。测试是在试验路面上通过改变车辆的装载质量得到两工况的不同车辆总质量G_a1和G_a2值，并分别在车辆总质量G_a1和G_a2的某一值时，调节车辆油门位置，在试验路段上多次稳定行驶，以达到期望的稳定车速V_a值；再测试两工况驱动车轮输出功率值P_d1、P_d2(建议用车辆的变速器直接挡行驶)，将两工况采样值代入(1)式，即可计算得出该车辆在V_a稳定车速下的滚动阻力系数f值；其具体步骤为：①给被测试车辆装载砂袋或重块，获得车辆总质量为G_a1(N)，总质量为G_a1(N)的车辆在试验路段(水平路面最好，路面材料据测试需要选择)，按油门固定位置Ⅰ匀速行驶获得稳定车速V_a1=V_a(kw/h)值；②卸下车上砂袋或重块，获得车辆总质量为G_a2(N)，在同一试验路段路面上，与步骤①车辆行驶方向相同，与步骤①车辆使用变速挡位相同，重新调节油门位置获得车辆匀速稳定车速V_a2=V_a，该工况油门位置称油门固定位置Ⅱ；③分别测得上述步骤①和步骤②两种工况的车辆驱动车轮输出功率值P_d1和P_d2(kw)；④根据车辆行驶功率平衡原理，车辆行驶的每一瞬间车辆驱动车轮的输出功率始终等于全部运动阻力所消耗的功率。公路车辆在试验路面上匀速行驶时受到的行驶阻力有车辆的滚动阻力、车辆的空气阻力和坡度阻力，而上述步骤①与步骤②两工况是同一辆试验车辆以同一匀速稳定车速V_a=V_a1=V_a2在同一试验路段按同一方向行驶的，故有：

         P_d1-P_d2=P_f1-P_f2    (2)

其中： $P_{f1}=\frac{G_{a1}{\mathrm{fCoSaV}}_a}{3600}\left(\mathrm{kw}\right),P_{f2}=\frac{G_{a2}{\mathrm{fCoSaV}}_a}{3600}\left(\mathrm{kw}\right)$

式中：P_f1、P_f2——分别为两工况车辆总质量不同时，滚动阻力消耗的功率值，

故滚动阻力系数f值计算式为： $f=\frac{3600(P_{d1}-P_{d2})}{(G_{a1}-G_{a2}){\mathrm{CoSaV}}_a}-----\left(1\right)$

本发明与现有技术相比有如下的优点和有益效果：①本测试方法符合公路车辆真实行驶工况，而且可按要求测不同车速下某车辆在不同材质路面行驶的滚动阻力系数；②本测试方法可利用各地区现已有的公路路段和现已有的道路运输车辆综合性能检测站的测试设备来测试公路车辆的滚动阻力系数f值。不需增加设备，不用增加投资，故采用本发明方法投资少。

本方法的实施方式也较为容易，只要按上面说明书所述的方法和具体步骤进行测量，便能较好地实施本发明。发明人曾用本发明方法对汽车的滚动阻力系数f值进行过多次测试，下面是一个测试实例：①测试车型及车况：广东省江门市汽车运输公司的一辆SY6480A型面包车，车牌号码：粤J.03082，车辆装用轮胎规格：前胎为185SR14，后胎为185R14C，轮胎气压：P_前左=P_前右=2.6kg/cm²,P_后左=P_后右=3.1kg/cm²，测试时门窗全部关好，车厢内装砂袋并乘坐测试人员；②试验路况：试验路段在广东省江门市郊S270省道里程碑034至039路段，匀速采样路段为036～037里程碑路段。路面为水平水泥良好路面，6车道宽；③试验时天气：晴，自然风很微小；④车辆装载砂袋时总质量为2420kg，用Ⅳ挡在试验路段行驶获得稳定车速V_a1=81kw/h，此时油门位置Ⅰ：卸下砂袋后车辆总质量为1930kg，用Ⅳ挡在试验路段调整油门位置直至车辆匀速稳定车速V_a2=81kw/h，此时油门位置Ⅱ；⑥分别测出两工况车辆驱动车轮输出的驱动功率值P_d1=13.093kw和P_d2=11.192kw。

按式(1)代入各采样值计算f值： $f=\frac{3600\×(13.093-11.192)}{9.81\×(2420-1930)\×1\×81}=0.01758$

Claims (1)

1、一种公路车辆滚动阻力系数f值的测试方法，其特征在于：它是通过被测试车辆改变车辆总质量和车辆油门踏板位置，在同一试验路段的路面上同向行驶的两种行驶工况下，得到相同的稳定车速V_a1=V_a2=V_A值，测得车辆两工况的总质量G_a1、G_a2值及其两工况的车辆驱动车轮的输出功率P_d1、P_d2值，然后按下面(1)式计算该车速下被测试车辆的滚动阻力系数f值： $f=\frac{3600(P_{d1}-P_{d2})}{(G_{a1}-G_{a2}){\mathrm{CoSaV}}_a}-----\left(1\right)$ 式中：P_d1、P_d2——分别为两工况的车辆驱动车轮的输出功率值(kw)

  G_a1、G_a2——分别为两工况的车辆总质量(N)

        V_a——为两工况下车辆在同一路段同方向行驶的稳定车速

             值(km/h)

          a——为试验路段的坡度角测试是在试验路面上通过改变车辆的装载质量得到两工况的不同车辆总质量G_a1和G_a2值，并分别在车辆总质量G_a1和G_a2的某一值时，调节车辆油门位置，在试验路段上多次稳定行驶，以达到期望的稳定车速V_a值；再测试两工况驱动车轮输出功率值P_d1、P_d2，将两工况采样值代入(1)式，即可计算得出该车辆在V_a稳定车速下的滚动阻力系数f值；其具体步骤为：①给被测试车辆装载砂袋或重块，获得车辆总质量为G_a1(N)，总质量为G_a1(N)的车辆在试验路段，按油门固定位置Ⅰ匀速行驶获得稳定车速V_a1=V_a(kw/h)值；②卸下车上砂袋或重块，获得车辆总质量为G_a2(N)，在同一试验路段路面上，与步骤①车辆行驶方向相同，与步骤①车辆使用变速挡位相同，重新调节油门位置获得车辆匀速稳定车速V_a2=V_a，该工况油门位置称油门固定位置Ⅱ；③分别测得上述步骤①和步骤②两种工况的车辆驱动车轮输出功率值P_d1和P_d2(kw)；④公路车辆在试验路面上匀速行驶时受到的行驶阻力有车辆的滚动阻力、车辆的空气阻力和坡度阻力，而上述步骤①与步骤②两工况是同一辆试验车辆，以同一匀速稳定车速V_a=V_a1=C_a2，在同一试验路段按同一方向行驶的，故有：

        P_d1-P_d2=P_f1-P_f2    (2)

其中： $P_{f1}=\frac{G_{a1}f{\mathrm{CoSaV}}_a}{3600}\left(\mathrm{kw}\right),P_{f2}=\frac{G_{a2}f{\mathrm{CoSaV}}_a}{3600}\left(\mathrm{kw}\right)$

式中：P_f1、P_f2——分别为两工况车辆总质量不同时，滚动阻力消耗的功率值，

故滚动阻力系数f值计算式为： $f=\frac{3600(P_{d1}-P_{d2})}{(G_{a1}-G_{a2}){\mathrm{CoSaV}}_a}-----\left(1\right)$