動力總成臺架滑行阻力的設定方法

張海定　黃寅　蒙祖　管玉坤　蔡杰

關鍵詞：動力總成臺架；阻力分析；道路滑行阻力；臺架試驗

中圖分類號： U467.2 文獻標識碼：A

0 引言

在當今的汽車試驗中，準確地獲得滑行阻力相關參數，關系到整車排放、油耗等重要數據的獲取，因此在整車路試及整車轉轂試驗上都會有詳細的測試滑行阻力的要求。如何在路試、轉轂上獲取更加準確的滑行阻力數據，也成為普遍熱門的討論課題[1]。隨著試驗技術的發展，在臺架上模擬整車進行測試也變得愈發重要。設置好臺架的滑行阻力之后，總成臺架就能進行整車相關的部分性能、油耗測試，模擬整車難以實現的工況，為整車開發提供參考，甚至取代部分整車試驗。

若能在整車開發周期中充分利用總成臺架試驗的優勢，將能有效地縮短整車的開發周期，因此，在臺架上準確地設定滑行阻力也顯得愈發重要。而現狀是，將整車的道路滑行阻力參數輸入臺架的控制軟件中后，在臺架上滑行得到的阻力與整車相差較大，無法準確模擬整車的行駛工況，需要對整車道路滑行阻力系數進行補償。本文將對總成臺架常見的滑行阻力設定方法進行介紹，以及在誤差較大時該如何補償，使臺架上的滑行阻力與整車趨于一致。

1 總成在臺架上的阻力分析

在整車或轉轂上進行滑行阻力試驗時，為了得到準確的結果，需要詳細分析汽車的受力情況，如輪胎與地面的摩擦力、空氣阻力和傳動阻力等，且受試驗場地平整性、氣溫等因素的影響，需要綜合各種因素之后才能準確計算出汽車的滑行阻力。而臺架相較整車來說，由于總成輸出半軸通過萬向節等工裝直接與測功機連接，沒有與地面直接接觸，總成臺架運行時沒有受到風阻，總體結構較整車更為簡單，只需要考慮測功機內阻和傳動阻力。而測功機內阻和傳動阻力相對固定，因此在滑行阻力的計算過程中只需根據臺架滑行的結果不斷調整輸入的滑行阻力參數即可[2]。

在臺架上進行動力總成的相關試驗時，需要將整車的相關參數，如空載質量、滿載質量、輪距、軸距以及滑行阻力系數等輸入至臺架控制軟件中，使臺架盡可能模擬整車運行狀態，以便更加準確地考核總成的性能。由于各種因素的影響，當把整車的滑行阻力系數輸入至臺架控制軟件后，臺架運行得到的滑行阻力曲線與整車實際滑行阻力曲線會存在較大差。因此需要對臺架運行所得的滑行阻力數據進行補償修正，使臺架對整車滑行阻力的模擬更為準確。

2 動力總成臺架滑行阻力設定方法

2.1 測試設備

本次測試樣件為混合動力總成，測試設備主要包括2 臺電力測功機、電池模擬器、發動機冷卻液循環裝置和電機冷卻液循環裝置，臺架搭建方式如圖1 所示。

2.2 滑行阻力設定方法

在動力總成測試臺架中，設置有2 種滑行阻力的設定方法。

第一種是通過整車輸入的滑行阻力系數代入汽車行駛阻力基本公式，得到“車速- 阻力”對應關系，即車速為20 ～ 130 km/h，間隔10 km/h 計算出對應車速的阻力，將得到的對應關系輸入到臺架控制軟件中模擬滑行阻力。

結合表1、表3 的數據，帶入到公式（4）中，計算得到應補償數據如表4 所示。

將表4 中的補償數據輸入到臺架軟件中，再次滑行后，采集到的實際滑行數據如表5 所示。

再將表5 的數據帶入公式（3），得到補償后的實際滑行阻力如表6。

將表1 和表6 中的數據進行對比（圖3），補償后的滑行阻力和目標阻力之間的偏差范圍在±10 N，滿足要求。

3 結束語

根據試驗數據可以看出，直接將整車提供的汽車行駛阻力系數通過公式轉換成“車速- 阻力”的對應關系輸入到臺架后，實際滑行得到的真實阻力較目標阻力是偏大的。通過補償后誤差可以控制在很小的范圍內，說明通過“車速- 阻力”對應關系設置滑行阻力的方法是準確和有效的。

隨著動力總成技術的快速發展，動力總成臺架試驗的種類也在日益豐富，重要性也日益凸顯，在總成臺架上模擬整車進行相關的性能、油耗測試，除了能獲得總成自身的性能數據外，也能給整車設計、控制策略等提供數據參考，可縮短研發周期和節約研發成本。

作者簡介：

張海定，本科，工程師，主要研究方向為動力總成臺架測試。