龙金世
奇瑞汽车股份有限公司
利用底盘测功机测试整车机械阻力的方法
龙金世
奇瑞汽车股份有限公司
该方法是利用底盘测功机（转鼓）测量整车行驶时机械阻力（或消耗功率）。将车辆置于转鼓上，用刚性连接杆水平固定车辆，将变速箱置于空挡位置，使用转鼓反拖车辆，让转鼓带动车辆在预热稳定后测量在某一匀速车速下的阻力（或功率），并能分解到变速箱、车轮、制动器等传动系统部件上。测量结果一致性好，测量精度高，对交通运输行业车辆设计、生产、鉴定等意义重大。
底盘测功机；整车机械阻力；反拖；一致性
引言
整车行驶阻力（含空气阻力和机械阻力）直接影响整车的动力性、经济性、排放、冷却、温度场、空调等的性能。行驶阻力可通过道路试验获得，空气阻力可通过风洞试验测得，而代表整车设计制造水平的整车机械阻力虽然可采用整车行驶阻力减去空气阻力计算得出，但由于行驶阻力受道路环境条件的影响，精度一致性不是很高，导致计算结果仅能初步评估用，其很多情况下风洞试验由于条件限制无法进行，进而无法准确对其进行定量分析与优化。利用底盘测功机开展整车机械阻力的测试研究具有重要意义。
1 底盘测功（转鼓）原理
利用转鼓可以在室内台架上通过功率吸收装置模拟道路行使工况对汽车进行阻力加载，可改变试验条件，进行符合实际的复杂循环，再现汽车在不同负荷条件下的故障，便于进行诊断。转鼓是整车厂在汽车的动力性、燃油经济性、排放及热管理性能开发中不可缺少的大型测试设备。
2 方法说明及验证
2.1测试原理
主要是运用转鼓功率吸收原理，采用反拖法测试车辆在不同运行工况下的轮边阻力。
将车辆置于转鼓上，用“刚性杆件固定装置”水平固定车辆，将变速箱置于空挡，设置转鼓为恒速模式，用转鼓反拖车辆，先以一定的速度对车辆以进行预热，预热完成后，以一定的速度间隔连续测试，记录该速度点在一定时间内的轮边力（功率）。若为两驱转鼓，前轮、后轮边力需分别测量；若为四驱转鼓，则可以同时测量前后轮的轮边力（功率），车辆固定示意图见图一。
2.2测试方法及说明
本方法适用于两驱或四驱转鼓开展试验，现以某四驱转鼓为例，对实施方式作说明。
2.2.1方法与步骤
转鼓预热：按使用说明书要求对转鼓进行预热。可在环境舱内设置一定的环境温度对车辆进行浸车处理；如果没有环境舱，可以在环境温度相对稳定的条件下开展试验。
样车固定：车辆预热充分后，将试验车推上转鼓，保证车轮在转鼓上的前、后、左、右位置合适。转鼓对中处理后，拉起手制动，放下前、后转鼓盖板。用刚性杆件水平固定车辆，保证车辆固定杆处于水平状态。车辆装夹完成后，放下手制动，见图二。
车辆热机：选择转鼓恒速模式，对车辆进行预热。
数据采集：以采样频率为2Hz，采样时间50s为例，测量120-5km/h每隔一定速度下（例如5km/h）对应的前、后轮力，逐步减小车速进行测试。
结果判定：某一速度下，前、后轮阻力应随热机时间逐渐减小并趋于稳定。如果热机过程的趋势与此规律不同，则测试数据无效，需重新开展试验。
整车机械阻力变化规律：随速度的降低，前、后轮边力也会随着降低，如果过程中轮边力的趋势与此规律不同，则测试数据无效，需要重新开展试验。
2.3测试结果的一致性
对某车开展不同人三次装夹一致性试验，结果见表1、图三。
表1 不同人不同次装夹一致性测试结果
结果显示，低速段力值最大偏差为2.0N,中高速段力值最大偏差为2.7N；前轴阻力平均最大偏差在1.1%内，后轴阻力平均最大偏差在1.4%内，试验一致性较好。
3 方法小结
小结：将车辆置于转鼓上，用刚性连接杆水平固定车辆，将变速箱置于空挡，使用转鼓反拖车辆，预热稳定后测量在某一匀速车速下的轮边阻力（或功率），根据不同需求，可以测定车辆在不同状态下的轮边力或功率。
本方法意义：能够测量整车在各速度下的机械阻力，并能分解到相关系统或零部件（变速箱、制动、轴承等）进行性能控制。测量结果一致性好，测量精度高，有助于生产制造过程车辆机械阻力一致性控制、性能问题排查、设计制造质量优化、车型性能鉴定等。
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龙金世（1979-），男，河南信阳人，合肥工业大学在读工程硕士，现任奇瑞汽车股份有限公司整车开发性能总监，专业方向：车辆动力性经济性、整车能量管理。
