CN103728133A

CN103728133A - 一种汽车传动系阻力分布的试验方法

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Publication number: CN103728133A
Application number: CN201410033598.4A
Authority: CN
Inventors: 莫易敏; 章德平; 常淯舟; 刘卫
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-04-16

Abstract

本发明提出一种汽车传动系阻力分布的试验方法。该试验方法以多个车辆状态进行单一变量控制测试，基于转鼓试验台进行，采用以转鼓反拖法为基础的单点速度稳态测试和滑行测试两种方法测试汽车传动系阻力，考虑汽车不同磨合里程对传动系性能的影响，选择在新车和磨合里程300km、1000km、2000km四种形式下分别进行测试，并针对汽车实际运行中的启动工况和正常行驶工况分别测试其冷态和热态两种情况，采用逐级拆减的方法，分别进行整车测试、拆除制动蹄片测试、断开传动轴测试和拆除主减速器主动齿四种状态的测试。本发明的试验方法安全可控，重复度高，受不确定因素影响小，所测得的试验数据准确全面。

Description

一种汽车传动系阻力分布的试验方法

技术领域

本发明涉及汽车性能测试领域，尤其涉及一种汽车传动系阻力分布的试验方法。

背景技术

传动系统在将发动机输出的驱动力传递到驱动轮的过程中，需克服传动系各部件的阻力，使得最终传递到车轮的功率会小于发动机输出给传动系统的功率。降低传动系统的阻力，不仅可以改善传动系统性能，且对汽车整车的动力性、燃油经济性和尾气排放均有很大的影响。

现行的汽车行业通常采用道路试验的汽车滑行法来获取汽车滑行距离，并以其作为评定汽车传动系阻力的标准。道路试验测定滑行距离的方法直观，简便易测，但滑行试验的测试值受到滚动阻力和风阻的影响，导致检测参数的可控性和灵敏性低，使得试验的对比性和重复性降低；并且滑行距离只针对整车的整体性能的评定，无法获取传动系各部件阻力的分布情况及变化规律，继而难以针对性地完成传动系统性能的改善，而单独对各部件进行台架实验又无法将实际工况中的各种影响添加在其中。故亟待提供一种侧重于能够准确测出汽车传动系阻力分布的试验方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种汽车传动系阻力分布的试验方法，避免现有技术测量传动系阻力易受不确定因素影响，可控性和重复性低，无法获取传动系各部件阻力分布及变化规律等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种汽车传动系阻力分布的试验方法，包括如下按顺序进行的步骤：

S1，测试车辆与转鼓试验台的试验前准备，测试车辆的磨合状态为新车；

S2，在冷态下分别进行单点速度稳态测试和滑行测试；

S3，在热态下分别进行单点速度稳态测试和滑行测试；

S4，拆除新车轮毂处的制动蹄片，恢复车辆状态，重复步骤S2和S3的实验内容，完成拆除制动蹄片状态的测试；

S5，拆除新车驱动桥动力输入端的传动轴万向节，恢复车辆状态，重复步骤S2和S3的实验内容，完成断开传动轴状态的测试；

S6，拆除新车主减速器被动齿，主减速器输入轴保持密封，恢复车辆状态，重复步骤S2和S3的实验内容，完成拆除主减速器状态的测试；

S7，解除新车固定装置，将车辆移出转鼓试验台，恢复至整车状态；

S8，设置多个不同测试车辆磨合里程参数，按照由小到大的顺序，在各测试车辆磨合里程参数下完成步骤S1～S7的试验内容；

S9，处理数据，按照最小二乘法进行拟合，得到进行单点速度稳态测试时，整车状态下测得的阻力值为F_d1，拆除制动蹄片状态下测得的阻力值为F_d2，断开传动轴状态下测得的阻力值为F_d3，拆除主减速器状态下测得的阻力值为F_d1；进行滑行测试时，整车状态下测得的阻力值为F_h1，拆除制动蹄片状态下测得的阻力值为F_h2，断开传动轴状态下测得的阻力值为F_h3，拆除主减速器状态下测得的阻力值为F_h4；

S10，依照步骤S9可得，进行单点速度稳态测试时，制动蹄片对传动系阻力的影响为ΔF_t1=F_d1－F_d2，传动轴对传动系阻力的影响为ΔF_t2=F_d1－F_d3，主减速器对传动系阻力的影响为ΔF_t3=F_d1－F_d4；进行滑行测试时，制动蹄片对传动系阻力的影响为ΔF_t1′=F_h1－F_h2，传动轴对传动系阻力的影响为ΔF_t2′=F_h1－F_h3，主减速器对传动系阻力的影响为ΔF_t3′=F_h1－F_h4。

按上述技术方案，所述步骤S1中，实验前准备包括将测试车辆的驱动轮放置在转鼓试验台的滚筒上，在举升装置辅助下调整测试车轮的位置，固定装置对车辆非驱动轮和车身进行固定，车辆变速器置于空挡，操作驻车制动为松开状态。

按上述技术方案，所述步骤S2中，分别取20Km/h、30Km/h、40Km/h、50Km/h、60Km/h速度点进行单点速度稳态测试，测得各速度点的阻力值；进行滑行测试时，记录滑行速度从60km/h滑行至停止，速度每下降10km/h所需时间，计算出滑行阻力；单点速度稳态测试和滑行测试均试验三次，取三次的平均值。

按上述技术方案，所述步骤S8中，设置三个不同测试车辆磨合里程参数300km、1000km和2000km，将测试车辆进行测试车辆磨合里程参数为300km的磨合，完成步骤S1～S7的试验内容；将测试车辆磨合里程参数增至1000km，完成步骤S1～S7的试验内容；将测试车辆磨合里程参数增至2000km，完成步骤S1～S7的试验内容。

按上述技术方案，所述步骤S3中，热态是用转鼓以80km/h的速度对测试车辆反拖预热20min。

按上述技术方案，所述步骤S3中，热态下的单点速度稳态测试，记录所测得20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h、70km/h、80km/h、90km/h、100km/h、110km/h、120km/h速度点的阻力值；进行热态下的滑行测试，记录滑行速度从120km/h滑行直至停止，速度每下降10km/h所需时间，即滑行速度和时间的数据，计算得滑行阻力；单点速度稳态测试和滑行测试均试验三次，取三次的平均值。

本发明的有益效果是：1、采用以转鼓反拖法为基础的单点速度稳态测试和滑行测试两种方法，所测试的两组数据可相互对比，以检验试验数据的准确性，另外转鼓试验的可控性和重复性高，能有效阻止不确定因素的影响，如风阻。

2、充分考虑汽车不同磨合情况与行驶工况对传动性能的影响，设定多个车辆状态进行单一变量控制测试，试验数据更加全面，确信度高。

3、采用逐级拆解传动系部件的方法，经数据处理，能得到单一或部分组件对传动系阻力的影响，方法科学可靠，有效避免了滚动阻力对数据的影响。

附图说明

图1为车辆在转鼓试验台上试验的模型示意图。

图2为汽车传动系阻力分布试验操作流程图。

其中：测试车辆1，轮胎固定装置2，转鼓3，传感器4，升速箱5，测功机6，变速器7，传动轴8，驱动桥9。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

汽车传动系阻力会受到多个因素影响，且传动系统各部件的阻力大小以及变化规律并不相同。为了准确测试车辆传动系阻力的分布情况，本发明设定以多个车辆状态进行单一变量控制测试的试验，将影响试验结果的因素进行严格控制，如试验时始终保持恒温恒湿的试验室环境，采用同种变速器和后桥的润滑油，轮胎胎压保持一定等。试验充分考虑汽车不同磨合里程对传动系性能的影响，选择以新车和磨合里程300km，1000km，2000km共四种形式下分别进行测试，并针对汽车实际运行中的起动工况和正常行驶工况分别测试其冷态和热态两种情况，共计测试车辆八种状态的阻力分布情况。

本发明主要测试传动系的制动蹄片、传动轴8和变速器7、主减速器以及半轴等部件的阻力分布及变化规律。本发明的基本思想是采用逐级拆减传动系部件的方法来进行试验，然后对比拆减某部件前后的阻力测试值，经一定的数据处理后，获得该部件的阻力。逐级拆减测试的具体方法是首先进行整车测试，之后拆除制动蹄片，以此分离出制动蹄片对传动系阻力的影响，并测试该状态下的阻力，同理，继续断开传动轴8和拆除主减速器主动齿，分别测试其拆减后的车辆阻力，共计整车测试、拆除制动蹄片测试、断开传动轴测试和拆除主减速器主动齿等四组不同传动系拆减状态的测试数据。

本发明是基于转鼓试验台进行的，采用以反拖法为基础的单点速度稳态测试和滑行测试两种方法测试汽车传动系阻力。通过单点速度稳态测试来评定车辆传动系统在稳态工作时需要提供的动力大小，此测量值即为该速度下汽车的行驶阻力；滑行测试是利用转鼓试验台模拟滑行来评定车辆传动系统的滑行阻力大小，然后根据测试结果确定阻力与速度的变化规律。两种方法均能得出车辆传动系阻力，但测试结果反映的侧重点不同，同时可达到验证试验的准确性，减少误差的作用。

本发明采用的单点速度稳态测试是将转鼓试验台设定在定速度模式下，设定车速点以20km/h为起始值，以10km/h为增量值，冷态时测量20～60km/h共5个点，热态时测量20～120km/h共11个点。试验时变速器7置于空档，测功机6作为源动力，使滚筒反拖车辆驱动轮连同传动系转动，测速传感器测定运行速度，稳定后由测力传感器记录滚筒提供给汽车驱动轮的动力。

滑行测试是将转鼓试验台设定在模拟实际运行模式，滚筒反拖车辆至一定速度（冷态时为70km/h，热态时为130km/h），解除控制和动力输入，启动计时装置与测速装置，使车辆做惯性滑行直至停止，记录从滑行开始后车速每降低l0km/h所花的滑行时间，然后根据v-t（速度-时间）数据关系获得相应速度下车辆行驶阻力值。

两种测试方法均进行三次，取平均值，然后根据最小二乘法拟合测试数据，得到各部分单点速度稳态测试的阻力F_d与速度V的数学关系方程和滑行测试的阻力F_h与速度V的数学关系方程，其中，传动系阻力符合方程F_d=A+B×V（A-滚动阻力系数，B-传动系内阻系数，V-滑行速度）；滑行阻力符合方程F_h=F₀+F₁×V+F₂×V²（F₀-滚动阻力当量值，F₁-测功机内阻当量值，F₂-空气阻力当量值，V-滑行速度）。

无论是单点速度稳态测试还是滑行测试，本发明所直接测得的阻力值都不能完全等同于车辆传动系阻力F_t，测量值还包括轮胎滚动阻力F_f。由于轮胎滚动阻力F_f与滚动阻力系数、车辆载荷和速度有关，本发明控制滚动阻力系数如轮胎与滚筒的接触面性能、轮胎胎压、车辆载荷等保持不变，可知在相同运行速度点时，轮胎滚动阻力F_f相等。

本发明通过拆减传动系部件，对比拆减某部件前后两个传动系状态在同一速度点的阻力测量值，两者差值即为该部件所引起的传动系阻力F_t，以此测得各传动系部件的阻力分布及变化规律。

试验所测得的值由滚动阻力F_f和传动系阻力F_t组成，而根据轮胎滚动阻力F_f在不同测试状态的相同速度点具有相等的值这一原理，将拆减某部件前后两个传动系状态在同一速度点的阻力测量值相减，其差值即为该部件所引起的传动系阻力F_t，即F_t=F-F_f，以此试验方案，本发明总共能够测试出制动蹄片、传动轴8和主减速器等传动系部件阻力的分布及变化规律，整车状态时的单点速度稳态测试与滑行测试测量值分别为F_d1、F_h1，拆除制动蹄片状态下为F_d2、F_h2，拆除驱动桥动力输入端的传动轴万向节状态下为F_d3、F_h3,拆除新车主减速器被动齿状态下为F_d4、F_h4,且实际传动系阻力F_t与测量值F和滚动阻力F_f之间关系满足F_t=F－F_f。

对比两个测试状态可知，单点速度稳态测试得出的制动蹄片对传动系阻力的影响为ΔF_t1=(F_d1－F_f)－(F_d2－F_f)=F_d1－F_d2，而在滑行测试下其影响为ΔF_t1′＝(F_h1－F_f)－(F_h2－F_f)＝F_h1－F_h2，依此类推，单点速度稳态测试得出的传动轴对传动系阻力的影响为ΔF_t2=F_d1－F_d3，而在滑行测试下其影响为ΔF_t2′＝F_h1－F_h3，单点速度稳态测试得出的主减速器对传动系阻力的影响为ΔF_t3=F_d1－F_d4，而在滑行测试下其影响为ΔF_t3′＝F_h1－F_h4，经针对性地改善相应传动系部件的相关参数后，整车传动系统阻力会明显降低，传动效率显著提升。

Claims

1.一种汽车传动系阻力分布的试验方法，其特征在于，包括如下按顺序进行的步骤：

S2，在冷态下分别进行单点速度稳态测试和滑行测试；

S3，在热态下分别进行单点速度稳态测试和滑行测试；

S8，设置多个不同测试车辆磨合里程参数，测试车辆磨合里程参数范围为300km～2000km，按照由小到大的顺序，在各测试车辆磨合里程参数下完成步骤S1～S7的试验内容；

2.如权利要求1所述的汽车传动系阻力分布的试验方法，其特征在于，所述步骤S1中，实验前准备包括将测试车辆的驱动轮放置在转鼓试验台的滚筒上，在举升装置辅助下调整测试车轮的位置，固定装置对车辆非驱动轮和车身进行固定，车辆变速器置于空挡，操作驻车制动为松开状态。

3.如权利要求2所述的汽车传动系阻力分布的试验方法，其特征在于，所述步骤S2中，分别取20Km/h、30Km/h、40Km/h、50Km/h、60Km/h速度点进行单点速度稳态测试，测得各速度点的阻力值；进行滑行测试时，记录滑行速度从60km/h滑行至停止，速度每下降10km/h所需时间，计算出滑行阻力；单点速度稳态测试和滑行测试均试验三次，取三次的平均值。

4.如权利要求2所述的汽车传动系阻力分布的试验方法，其特征在于，所述步骤S8中，设置三个不同测试车辆磨合里程参数300km、1000km和2000km，将测试车辆进行测试车辆磨合里程参数为300km的磨合，完成步骤S1～S7的试验内容；将测试车辆磨合里程参数增至1000km，完成步骤S1～S7的试验内容；将测试车辆磨合里程参数增至2000km，完成步骤S1～S7的试验内容。

5.如权利要求2或3或4所述的汽车传动系阻力分布的试验方法，其特征在于，所述步骤S3中，热态是用转鼓以80km/h的速度对测试车辆反拖预热20min。

6.如权利要求5所述的汽车传动系阻力分布的试验方法，其特征在于，所述步骤S3中，热态下的单点速度稳态测试，记录所测得20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h、70km/h、80km/h、90km/h、100km/h、110km/h、120km/h速度点的阻力值；进行热态下的滑行测试，记录滑行速度从120km/h滑行直至停止，速度每下降10km/h所需时间，即滑行速度和时间的数据，计算得滑行阻力；单点速度稳态测试和滑行测试均试验三次，取三次的平均值。