汽車質(zhì)量參數(shù)測量及其不確定度評定

李占方，冀照通，李 偉

(中汽研(天津)汽車工程研究院有限公司 天津300300)

0 引 言

近年來隨著道路條件的完善，汽車速度的不斷提高，人們對車輛的安全性、操控性和穩(wěn)定性的要求越來越高[1]。車輛的質(zhì)量分布對其操縱穩(wěn)定性有著重要作用，是影響車輛安全的重要指標。因此，能夠準確測量車輛的質(zhì)量分布，確定測量過程中各不確定度分量的來源、各不確定度分量的定量方法以及合成不確定度的表示[2]，對汽車研發(fā)具有著重要的意義。

1 稱重測試

1.1 稱重儀

品牌 METTLER TOLEDO，型號 IND880，測量誤差為0.5kg。

使用地秤時，稱臺面積應能容納全部被測汽車車軸，稱臺出入口地面應與臺面保持水平。使用車輪負荷計時，應保證各車輪負荷計的上平面在同一水平面內(nèi)[3]。

1.2 測試條件

無雨無霧天氣，相對濕度小于 95%，氣溫 0～40℃，風速不大于3m/s。

測量時，車輛要停穩(wěn)，發(fā)動機熄火，變速箱置于空擋，制動器放松。測量空載和滿載2種情況。

1.3 測試步驟

使用地秤測量時，汽車先從一個方向低速駛上稱臺，依次測量各軸軸載質(zhì)量，整車質(zhì)量；然后汽車調(diào)頭，從相反的方向駛上稱臺，同時依次測量上述幾個參數(shù)。

使用車輪負荷計測量時，首先將各車輪負荷計標零；汽車駛向車輪負荷計，分別測出各軸軸荷質(zhì)量和整車質(zhì)量。

1.4 測試結(jié)果

整備質(zhì)量測試結(jié)果見表 1，滿載質(zhì)量測試結(jié)果見表 2。

表1 整備質(zhì)量測試結(jié)果(kg)Tab.1 Test results of no-load weight(kg)

表2 滿載質(zhì)量測試結(jié)果(kg)Tab.2 Test results of full load weight(kg)

2 不確定度的計算

2.1 數(shù)學模型

2.1.1 整車質(zhì)量G

其中：Gi為第i軸載質(zhì)量。

2.1.2 軸載質(zhì)量

第i軸軸載質(zhì)量Gi：

EFpsize,j為j類土地的足跡廣度，EFpsize,reg為區(qū)域內(nèi)各種土地利用類型所組成的生態(tài)足跡廣度。

其中：GLi為第 i軸左側(cè)輪的質(zhì)量；GRi為第 i軸右側(cè)輪的質(zhì)量。

2.2 不確定度來源

2.2.1 A類不確定度分量

根據(jù)表1整備質(zhì)量測試結(jié)果：利用貝塞爾公式得到第一軸荷的 A類標準不確定度0.074536kg；利用貝塞爾公式得到第二軸荷的 A類標準不確定度u2=0kg；利用貝塞爾公式得到總質(zhì)量的A類標準不確定度u3=0.074536kg。

根據(jù)表2滿載質(zhì)量測試結(jié)果：利用貝塞爾公式得到第一軸荷的 A類標準不確定度u4=0.111803kg；利用貝塞爾公式得到第二軸荷的 A類標準不確定度u5=0.083333kg；利用貝塞爾公式得到總質(zhì)量的A類標準不確定度u6=0.074536kg。

2.2.2 B類不確定度分量

①稱重傳感器 1#的擴展不確定度U1＝0.5kg，k＝2，其標準不確定度：

②稱重傳感器 2#的擴展不確定度U2＝0.5kg，k＝2，其標準不確定度：

③稱重傳感器 3#的擴展不確定度U3＝0.5kg，k＝2，其標準不確定度：

④稱重傳感器 4#的擴展不確定度U4＝0.5kg，k＝2，其標準不確定度：

⑤配載質(zhì)量的不確定度u11＝0.5kg

2.3 合成標準不確定度

①整備質(zhì)量合成標準不確定度

②滿載質(zhì)量合成標準不確定度

3 報告測量結(jié)果及擴展不確定度

3.1 整備質(zhì)量的擴展不確定度

整備質(zhì)量合成標準不確定度uc1＝0.51kg，k＝2。

整備質(zhì)量擴展不確定度：

整備質(zhì)量的擴展不確定度為 U整= 1 .02(k =2)。

3.2 滿載質(zhì)量的擴展不確定度

滿載質(zhì)量合成標準不確定度uc2＝0.72kg，k＝2。

滿載質(zhì)量擴展不確定度：

滿載質(zhì)量擴展不確定度為 U滿= 1 .44(k =2)。

4 分析與討論

從汽車質(zhì)量參數(shù)測量試驗及其不確定度評定分析可以得出，影響車輛稱重試驗測量結(jié)果的最主要因素為配載質(zhì)量、傳感器精度，故在車輛稱重測試時要特別注意配載質(zhì)量、傳感器精度，同時也要注意每次試驗前檢查傳感器精度是否在允許偏差范圍內(nèi)。