淺談汽車質量與質心參數測定方法

關維佳

(黑龍江省交通干部學校)

1 質量參數測定方法

車輛先從一個方向駛上秤臺依次測量前軸、后軸質量。當臺面較大時，可依次測量前軸、整車和后軸質量。然后，車輛掉頭從反方向駛上秤臺按上述程序重復測試前述幾個參數。以兩次平均值作為測量結果。為保證測量精度、秤臺人口地面應與臺面保持同一水平面。

測量時，車輛要停穩、發動機熄火、變速器置于空擋、制動器放松、不允許用三角木頂車輪。貨廂內的載荷物裝載應均勻、駕駛員和乘客坐椅上放置65 kg的砂袋代替乘員質量。

2 質心參數測定

(1)質心水平位置測定方法。根據前面測定的軸載質量和軸距，按下式計算出汽車質心離前軸或后軸中心線距離為

式中:L為軸距，mm;a、b為車輛質心至前軸、后軸中心線距離，mm;m1、m2為前軸、后軸軸載質量，kg。

(2)質心高度測定方法。車輛質心高度測定方法，采用搖擺法或質量反應法。

①搖擺法

將車輛開上試驗臺的舉升平臺，使車輛縱向質心對準平臺中心線，其偏差應不大于5 mm車輛停穩后拉緊駐車制動器，并在前后輪胎外緣處卡緊角以防止車輪滾動或晃動。舉升平臺、掛上四條長擺的鋼鏈、降下舉升托架，此時停放有被測車輛的平面擺架應處于水平位置，無明顯傾角，否則應重新對準車輛質心與平面中心線的位置。

擺動平臺擺架使之在1'范圍內擺振，待擺振穩定后，連續測量10個周期的長擺擺振時間，試驗進行3次，各次的單擺周期的平均值之差應小于5 s/萬。長擺測定后，再次舉升托架，使平臺擺架升高至設計規定的短擺高度，掛上4條短擺鋼鏈，重復上述操作，測定短擺擺振周期。最后，舉升平臺托架，卸下鋼鏈，降下平臺至地平面，試驗結束。

根據測定的試驗數據先分別計算長、短擺擺振周期的平均值為

式中:T1、T2為長、短擺周期的均值，s;T10、T20為長、短擺 10個周期的擺振時間，s。

式中:J1、J2為試驗臺長、短擺平臺框架繞試驗臺刀口的轉動慣量，kg·mm·s2;I1、I2為試驗臺長、短擺平臺框架自身質心至刀口距離，mm;m0為平臺框架自身總質量，kg;m為被測車輛總質量，kg;g為重力加速度，mm/s2;H1、H2為試驗臺長、短擺平臺臺面至試驗臺刀的距離，mm。

汽車繞自身質心橫軸的轉動慣量用下式計算。

式中:J0為汽車繞自身質心橫軸轉動慣量，kg·mm·s2。

②質量反應法

測試前將懸架彈簧按空載狀態卡緊鎖死。首先，在水平狀態下測量軸載質量等有關參數。將后軸放置于已調整好的秤臺上，前軸停放在另一秤臺的支承物上，并保持在同一水平面內，稱出后軸載質量m2。然后，使車輛保持在某一縱向傾角狀態下，測量軸載質量等有關參數。抬高汽車前軸使其縱向傾角分別為16°、18°、20°。測量每次抬高到規定角度時后軸載質量m2分別測量每次抬高到規定角度時左右記號點離地高度，計算出前后軸左右記號點的垂直高度的平均值h1、h2。

根據測得的試驗數據，先計算車輪靜負荷半徑為

式中:ha為汽車在某一縱向傾角時，左右記號點垂直位移增量均值絕對值之和，mm;Δ、Δ為汽車在某一縱向傾角時，前后軸左右記號點垂直位移增量均值，mn。

最后，根據上述計算結果，計算出汽車質心高度為