重卡轉轂滑行阻力試驗及擬合方法

王 磊

重卡轉轂滑行阻力試驗及擬合方法

王 磊

（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心重卡研究院，安徽 合肥 230601）

文章主要闡述重卡滑行阻力試驗在整車開發中的作用，論述滑行阻力道路試驗方法及轉轂試驗室滑行阻力擬合方法，結合某案例計算不同溫度壓力條件下滑行阻力擬合曲線。

柴油；滑行阻力曲線；空氣壓力；溫度

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)16-166-03

引言

汽車動力經濟性是用戶購買汽車的主要因素之一，而伴隨國家對排放要求的不斷提升，對車輛油耗限值的不斷降低，整車需要在動力性、經濟性以及排放綜合能力提升基礎上，在這三者間尋找合適的平衡點。

用戶在整車使用過程中會遇到不同配置、載荷、檔位、車速、坡度、風阻、路面、溫度、壓力等諸多影響整車性能的因素。如何通過一定轉化關系，將實際行駛中的工況轉化為標準試驗室工況，這對于提升整車開發效率具有極為重要的作用。世界各國汽車工程師在實際工況與試驗室工況轉化方面做過大量研究，汽車的主要影響因素已經清晰明了。如何在實踐過程中將成熟的汽車理論知識高效應用是現在中國汽車大部分工程師所要提升的地方。

重卡配置在汽車中最為豐富，使用工況極為寬泛，因此在實際應用中遇到的工作種類最多，這對設計的挑戰也最大。重卡由于品類眾多，其產品開發受市場影響較大，周期較短，開發費用低。因此平臺化、系列化、模塊化開發對重卡開發非常重要。即重卡按主要配置進行分塊研究有特殊的意義。

本文主要論述典型滑行阻力道路試驗方法及轉轂試驗室滑行阻力擬合方法，結合某實際案例進行分析并指出整車慣量校正的影響。

1 滑行阻力試驗數據采集及評價方法

1）試驗準備

a）平均風速≤2m/s，最大風速≤3m/s，側向最大風速≤2m/s；

b）氣溫：5℃～35℃范圍內；

濕度：相對濕度≤80%；

c）路面：試驗路面應為干燥平整的混凝土或具有相同附著系數的其他路面；

d）面上不許有松散雜物，縱向坡度≤0.1%；

e）天氣：晴天或陰天，無雨無霧；

f）試驗樣車經過2500km～5000km磨合，磨合后全面保養；

g）試驗前車輛需充分預熱，預熱行駛時間的長短因車型和氣候條件而定，確保發動機工作溫度和車輛后橋油溫處于正常狀態，運行時間≥20min；

h）試驗過程中關閉門窗及駕駛室通風口，空調選擇為內循環；

2）試驗過程

a）汽車進入滑行區域前加速至稍高于初始車速，然變速器空擋，離合踏板松開；

b）汽車滑行初始車速按M1/M2/N1類130km/h，N2類90 km/h滑行，記錄時間t及車速V。輸出車速為5km/h整數倍車速相關數據用于計算。

c）試驗往返各滑行至少4次,計算滑行數據精度，如不滿足要求增加滑行次數直至滿足要求為止。具體精度計算方法見下文。

3）試驗數據精度計算

a）計算公式

式中：T，滑行時間，s；

S：樣本標準差；

n：試驗次數；

t：經驗系數與試驗次數關系見表1；

p：試驗精度。

表1 試驗次數與系數對應關系

b）精度計算范圍及評價依據

從可計算最高10km/h整數倍車速，每隔10km/h 進行一次精度計算，計算整個單次滑行過程中各段精度。

計算出各個滑行過程中平均精度。滑行試驗平均精度應≤3%，試驗精度達不到要求時應增加滑行次數，直至數據合格。

2 滑行阻力通用性擬合方法

整車滑行阻力擬合表示為阻力f與車速為V的關系。具體擬合公式如下：

其中F0，F1，F2，為擬合系數；擬合方法為最小二乘法線性擬合；

3 溫壓校正阻力擬合方法

整車溫壓校正阻力擬合表示為原始阻力f1與車速為V的關系，具體擬合公式如下：

其中a,b為擬合系數；擬合方法為最小二乘法線性擬合；

溫壓校正阻力公式如下：

其中(1)中為擬合系數；P1，P2，T1，T2分別為試驗前后大氣壓力及溫度；

4 轉轂滑行阻力擬合方法及案例

1）滑行阻力道路試驗數據采集

表2 滑行阻力試驗數據

表3 滑行阻力試驗溫度風速氣壓濕度

2）計算試驗精度

表4 滑行阻力試驗精度計算

以上分析滿足3%精度標準；

3）平均原始滑行阻力

其中Vi為車速，Ti為時間，M為整車重量；

4）轉轂滑行阻力計算

具體計算結果見表5。

表5 轉轂滑行阻力等計算結果

5）轉轂滑行阻力擬合系數。

表6 轉轂滑行阻力最小二乘法擬合

5 結論

1）本文結合實際案例明確了從試驗數據采集至標準轉轂擬合試驗數據方法。

2）國內常見的方法是將原始數據通過增加發動機部分慣量校正后阻力作為溫壓校正阻力進行計算，該慣量校正阻力在轉轂試驗中會用到，在此處滑行擬合數據中經筆者確認發動機慣量校正與溫壓矯正彼此獨立，工程師可根據自己需求加以以簡化。

3）本文中的溫壓校正方法亦可以反向計算特殊溫度壓力下滑行阻力，為實際特殊條件下動力經濟性計算提供參考依據。

4）該方法是整車動力系統開發的重要組成部分，對于造型等影響需要重新試驗。但該方法已大大簡化不同造型、不同傳動系在開發中的匹配驗證工作。在實際工作中對于提升重卡開發效率具有重要意義。

[1] 周鋒,尹權,許愛民等. 功率平衡法測試汽車的滾動阻力系數. [J]華南理工大學學報(自然科學版),1999.27(7)∶73～76.

[2] 韓宗奇,李亮.測定汽車滑行阻力系數的方法. [J]汽車工程,2002.24 (4)∶364～366.

[3] 衛修敬,龔標.道路與滾筒上汽車滾動阻力的試驗研究. [J]江蘇理工大學學報,1994.15(4)∶27～32.

[4] 趙恩庭,葉世俊.根據滑行試驗確定汽車滾動阻力與空氣阻力的方法. [J]世界汽車,l987(4)∶16-17.

[5] 張學利,何勇.汽車動力性檢測中的滾動阻力. [J]公路交通科技, 2000,17(5)∶93-96.

Analysis on heavy truck Coasting Resistance curve and fitting of the curve

Wang Lei
( Commerical Vehicle Rearch Institute, Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )

This paper elaborate the effect of coasting resistance curve in heavy truck development, and indicate the test procedure of coasting resistance and fitting of the curve. This paper calculate the fitting of the coasting resistance curve in difference of the air pressure and the temperature with a successful case.

diesel; Coasting Resistance curve; air pressure; temperature

U467

A

1671-7988 (2017)16-166-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.058

王磊，就職于安徽江淮汽車股份有限公司技術中心重卡研究院。