CN1580728A - 底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法 - Google Patents

Abstract

底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法，无需使底盘测功机的当量惯量满足所检车辆的相应当量惯量。通过惯性飞轮轴承当量阻力系数可计算得到系统误差当量惯量相应惯性飞轮的轴承当量阻力，根据功能原理，采用空档自由、加载两次滑行法或增减惯量两次自由滑行法，可得到各个车速区间累积的模拟整车惯量的等效滑行距离。在单惯性飞轮的底盘测功机上，如果各种大小车型的误差惯量飞轮轴承当量阻力占系统阻力的较小比率，取平均比率对阻力进行修正，或者不对阻力进行修正，先检测车辆在固定当量惯量的底盘测功机上从初速度滑行至车速为0的距离，可换算得到模拟整车惯量的等效滑行距离。

Description

底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法

                             技术领域

本发明是汽车在底盘测功机上进行滑行距离检测的一种等效模拟方法，属于台试汽车性能检测技术领域。

                             背景技术

在国标GB18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》第12、5、1用底盘测功机检测滑行距离中，第12、5、1、2款规定：“根据测试汽车的基准质量选定底盘测功机的相应当量惯量，当底盘测功机所配备的飞轮系统的惯量级数不能准确满足测试汽车的当量惯量需要时，可选配与测试汽车整备质量最接近的转动惯量级，但应对检测结果作必要的修正”。由于汽车的型号繁多，基准质量相差甚大，受结构和操作的限制，即使采用众多飞轮组合结构也难以满足各种不同基准质量的汽车检测，我国现有生产的底盘测功机通常只有一个惯性飞轮，根本无法满足众多车型的检测要求，采用修正的方法通常难以满足检测精度。

                             发明内容

由于汽车滑行距离是汽车底盘传动系技术状况的一个综合指标，是汽车综合性能检测的一个重要项目，在现有一个惯性飞轮的底盘测功机上进行汽车滑行距离检测，根本无法满足标准所要求的惯量要求，本发明提供一种简单、快捷、准确的底盘测功机上汽车滑行距离等效模拟检测法。

1、等效模拟检测汽车滑行距离方法

1.1假设在底盘测功机主滚筒轴上有一个大飞轮，底盘测功机系统的当量惯量正好完全模拟所检车辆的相应当量惯量，车辆滑行时，在一个很小的车速区间内，根据功能原理可得下式

0.5(m+m_z)V² _i+1-0.5(m+m_z)V² _i-1＝F_i·L_i    ……(1)

m-所检车辆相应当量惯量(等于车辆基准质量)kg

m_z-汽车空档底盘传动系统当量惯量kg

V_i+1，V_i-1-第i+1和i-1两点的车速m/s

F_i-第i点，即V_i点的系统阻力，N V_i＝(V_i+1+V_i-1)/2

L_i-从V_i+1滑行至V_i-1时的滑行距离m

F_i是在V_i车速点，车辆底盘传动系阻力、车轮与滚筒摩擦阻力、底盘测功机阻力三者之和。

1.2、假设把大飞轮换成小飞轮，底盘测功机的系统当量惯量为m₁，在滑行过程中则

0.5(m₁+m_z)V² _i+1-0.5(m₁+m_z)V² _i-1＝F_1i·L_1i    ……(2)

F_1i-小飞轮时第i点，即V_i点的系统阻力N

L_1i-小飞轮时从V_i+1滑行至V_i-1时的滑行距离m

1.3、在不同的底盘测功机当量惯量系统时，相同的车速点，F_1i＝K_i·F_i

K_i-不同底盘测功机当量惯量系统时的相同各车速点阻力系数

由(2)式可得0.5(m₁+m_z)V² _i+1-0.5(m₁+m_z)V² _i-1＝K_i·F_i·L_1i    ……(3)在相同的车速区间，(1)式除以(3)式得：(m+m_z)/(m₁+m_z)＝L_i/K_i·L_1i得：L_i＝K_i·L_1i(m+m_z)/(m₁+m_z)

在每一个相同车速区间内该关系式成立，从初速度Vo滑行至车速为0，相加累积可得：L＝∑L_i＝[(m+m_z)/(m₁+m_z)]×∑K_i·L_1i    ……(4)

L-模拟整车惯量的等效滑行距离m。

在单惯性飞轮的底盘测功机上，通常m＞m₁，F_i＝F_1i+F_2i，

F_2i-m与m₁当量惯量差值惯性飞轮的轴承当量阻力N

所以，K_i＝F_1i/F_i＝(F_i-F_2i)/F_i＝F_1i/(F_1i+F_2i)    ……(5)

1.4、K_i和m_z的确定方法

a、在底盘测功机上，用车辆驱动滚筒至最高车速后，脱开惯性飞轮，任飞轮自由滑行，测量一定车速区间ΔV(km/h)内滑行时间Δt(S)，可得在各车速区间内平均车速点的惯性飞轮轴承当量阻力F_3i＝ΔV·m₂/3.6Δt N

m₂-惯性飞轮当量惯量kg，可根据飞轮转动惯量和滚筒半径计算而得。

从而可得惯性飞轮轴承各车速点当量阻力系数f_i＝F_3i/m₂·g g-重力加速度9.8m/s²。把f_i输入计算机，所以，F_2i＝f_i·(m-m₁)·g N

b、F_1i是当m＞m₁时的传动系统阻力，汽车空档通过自由、加载两次滑行法或增减惯量两次自由滑行法，可以得到m_z和各车速点的F_1i，并得到各车速点的K_i。从(4)式可得到各车速区间累积的L值，把L与标准限值比较判断合格与否。

2、车辆在30km/h车速以下检测滑行距离，如各车速点的K_i波动不大，为简化起见，可以取各车速点K_i的平均值K代替K_i来进行阻力修正，K为常数，从(4)式可得：

L＝∑L_i＝K·L₁(m+m_z)/(m₁+m_z)    ……(6)

L₁-车辆在惯量为m₁的底盘测功机上从初速度Vo滑行至车速为0的距离m

在单惯性飞轮的某些风冷式底盘测功机上，在30km/h车速以下，惯量飞轮轴承当量阻力系数约为0.001，并随车速降低而减小。由于系统阻力Fi相对较大，而且各种大小车型的F_2i在各车速点占系统阻力F_i的比率较小，通常在1～5％范围内，可以在各车速点取平均比率为F_2i＝3％F_i，可以设定：当m相对m₁误差在一定范围内，则K＝1；当m＞1.3m₁时K＝0.97；当m＜0.7m₁时，K＝1.03，从而可控制检测误差在±2％范围内。如检测精度要求不高或有惯性飞轮组时，可以不考虑阻力修正，K＝1，即F_1i＝F_i，甚至可以不考虑m_z，即m_z＝0。

                        具体实施方式

在(4)式中，车速区间通常为若干公里范围，L_1i是车辆在m₁底盘测功机系统上空档若干公里车速变化范围内的滑行距离，K_i是个变化值。在(6)式中，L₁是汽车在m₁底盘测功机系统上空档滑行，从初速度Vo直至车速为0时所测的滑行距离，可通过在车速范围内计算脉冲数来测量滑行距离，按国标规定：“根据测试汽车的基准质量选定底盘测功机的相应当量惯量”。m即为车辆基准质量。m₁是所用底盘测功机(带飞轮)的系统当量惯量，是底盘测功机的技术参数之一，可通过自由、加载两次滑行法或增减惯量两次自由滑行法测得。m_z是所检车辆空档底盘传动系当量惯量，通过空档自由、加载两次滑行法或增减惯量两次自由滑行法可得到系统的当量惯量、各车速点的阻力和损耗功率，系统的当量惯量减去m₁即得到m_z。如果在动力性检测中，自由、加载两次滑行或者增减惯量两次自由滑行检测系统损耗功率，则可同时检测m_z并计算得到L，无需再另外进行滑行距离检测。如果计算机已自动保留了每一种车型的m_z，只需滑行一次就可以检测得到L。

1、K_i确定方法实施举例

在某国产单个惯性飞轮的风冷式底盘测功机上，底盘测功机(不带惯性飞轮)当量惯量640kg，飞轮当量惯量710kg，滚简直径318mm，滚简中心距600mm。

(1)惯性飞轮滑行试验

惯性飞轮轴承当量阻力系数f_i＝F_3i/m²·g，见表一

F_3i-惯性飞轮轴承当量阻力N

m₂-惯性飞轮当量惯量kg g-重力加速度9.8m/S²                 表一

车速Vi km/h	70	60	50	40	30	20	10
								5公里车速区间滑行时间Δt S	86.7	94.9	107.8	116	131.8	151.5	184
飞轮轴承当量阻力F3i＝5m2/3.6Δt	11.37	10.39	9.15	8.50	7.48	6.51	5.36
								飞轮轴承当量阻力系数fi	0.0016	0.0015	0.0013	0.0012	0.0011	0.0009	0.00077

ΔV＝V_i+1-V_i-1＝5km/h，V_i＝(V_i+1+V_i-1)/2

(2)车辆检验台系统阻力检测

用一台东风EQ140货车(基准质量为4200kg)在该底盘测功机上，采用增减惯量两次自由滑行检测各车速点的系统(带惯性飞轮)的阻力F_1i见下表：

车速km/h	50	40	30	20	10
						系统阻力F1i N	1191	1014	864	736	620

(3)F_2i和K_i的计算及误差分析。

在该底盘测功机上，车辆需模拟的误差当量惯量即m-m₁＝4200-640-710＝2850kg，模拟误差当量惯量的飞轮轴承阻力F_2i＝f_i(m-m₁)g，N见下表：

车速km/h	50	40	30	20	10
						当量阻力系数fi	0.0013	0.0012	0.0011	0.0009	0.00077
误差当量惯量飞轮轴承当量阻力F2i	36.3	33.5	30.7	25.1	21.5
						系统阻力F1i	1191	1014	864	736	620
Ki＝F1i/(F1i+F2i)	0.970	0.968	0.966	0.967	0.966
						系统阻力误差δ1	2.96％	3.20％	3.43％	3.30％	3.35％

δ₁＝F_2i/(F_2i+F_1i)×100％，忽略模拟误差当量惯量飞轮轴承阻力，检测误差小于3.5％。

当车型更小的车辆在该底盘测功机上滑行试验表明：所模拟的误差飞轮当量惯量减少，而且车轮直径减小，车轮与滚简的当量阻力系数增大，系统阻力误差δ₁偏小。当车型更大的车辆在底盘测功机上滑行试验表明：车轮直径增加很小，车轮与滚简的当量阻力系数变化不大，虽然所模拟的误差飞轮当量惯量增大，但系统阻力F_1i与轴重相应正比增加，系统阻力误差δ₁也在4％左右，经过±3％的修正，可以保证误差在±2％范围内。

采用等效模拟检测汽车滑行距离方法，底盘测功机价格低、结构简单、检测精度高、操作方便。

Claims (5)

1、底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法，是汽车在底盘测功机上检测滑行距离，其特征在于：滑行检测时，无需使底盘测功机的当量惯量等于或约等于所检车辆的相应当量惯量，驱动滚筒至最高车速后，脱开惯性飞轮，任飞轮自由滑行，测量一定车速区间内的滑行时间，可得到在各车速区间内平均车速点的惯性飞轮轴承当量阻力F_3i，从而得到惯性飞轮轴承各车速点的当量阻力系数f_i，把f_i输入计算机，根据所检车辆的基准质量与底盘测功机系统当量惯量之差，可得m-m₁差值惯性飞轮的轴承当量阻力F_2i，汽车在不同当量惯量的底盘测功机上空档自由滑行，根据功能原理，可得相同车速区间L_i＝K_i·L_1i(m+mz)/(m₁+mz)，从初速度V₀滑行至车速为0，各车速区间相加累积可得：L＝[(m+mz)/(m₁+mz)]×∑K_i·L_1i，汽车空档自由、加载两次滑行或增减惯量两次自由滑行，可检测mz和各车速点的F_1i，可得K_i、L_1i、L_i和累积的L。

2、根据权利要求1所述的底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法，其特征是：车辆在30km/h车速以下检测滑行距离，如各车速点的K_i波动不大，为简化起见，可以取各车速点K_i的平均值K来进行阻力修正，K为常量代替K_i，可得L＝KL₁(m+mz)/(m₁+mz)。

3、根据权利要求1所述的底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法，其特征是：试验表明，在单惯性飞轮的某些风冷式底盘测功机上，在30km/h车速以下，如果各种大小车型的F_2i在各车速点占系统阻力F_i的比率在较小范围内，可以在各车速点取平均比率为F_2i＝3％F_i；可以设当m相对m₁误差在±30％范围内，则K＝1，当m＞1.3m₁时，K＝0.97，当m＜0.7m₁时，K＝1.03，从而可控制检测误差在较小的范围内。

4、根据权利要求1所述的底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法，其特征是：如检测精度要求不很高或有惯性飞轮组，可以不考虑阻力修正，K＝1，即F_1i＝F_i，甚至可以不考虑mz，即mz＝0。

5、根据权利要求1所述的底盘测功机上等效模拟检测汽车滑行距离方法，其特征是：如果在动力性检测中，自由、加载两次滑行或者增减惯量两次自由滑行检测系统损耗功率，则可同时检测mz并计算得到L，无需再另外进行滑行距离检测；如果计算机已自动保留了每一种车型的mz后，只需滑行一次就可以检测得到L。