汽车行驶阻力系数测量方法

2014-06-25胡志龙郭勇

汽车工程师 2014年9期

胡志龙郭勇

（1.天津一汽夏利汽车股份有限公司产品开发中心；2.海洋石油工程股份有限公司）

汽车在行驶中有滚动阻力、空气阻力、坡道阻力及加速阻力，在车速较低时，空气阻力较小，行驶阻力以滚动阻力为主。随车速升高，空气阻力所占比例加大。由于汽车的滚动阻力和空气阻力是消耗性行驶阻力。故方便、快捷及准确地测定汽车的这2项阻力对降低汽车油耗具有重要的意义。文章探讨了在道路上测量汽车行驶阻力并对滑行试验得到的数据进行处理，以及在底盘测功机上进行精确的模拟运算的方法[1]。

1 汽车行驶阻力试验

1.1 试验要求

道路应平直且具有足够长度，坡度必须恒定在±0.1%范围内，且不得超过1.5%。试验时平均风速必须小于3 m/s，最大风速小于5 m/s。试验道路的侧向风速分量必须小于2 m/s，风速应在高出路面0.7 m处测量。此外，道路必须干燥，试验时空气体积质量与基准状态（P=100 kPa，T=293.2 K）相差不得超过±7.5%。

汽车应处在正常运行状态，并在至少经过3000km磨合后进行调整；轮胎必须和汽车同时磨合，或其轮胎花纹深度为原始花纹深度的90%～50%；汽车装载至其基准质量；汽车水平应调整至载荷的重心位于前排外侧座椅两“R”点的中间，并位于通过这两点的直线上；汽车必须干净。试验开始前，采用适当的方式使汽车达到正常运行温度。道路试验时，车窗应关闭，空调系统及前照灯的罩盖也都应处于关闭位置。

1.2 试验方法

将汽车加速到比选定试验车速（V）高出10 km/h的车速后，将变速器置于“空挡”位置。利用五轮仪测量汽车从V+ΔV减速至V-ΔV所需时间（ΔV≤5 km/h），然后，在相反方向进行同样试验，设正反两方向所需时间的平均值为Ti。

1.3 试验结果

1.3.1 道路测量数据的计算与整理

p的定义为[1]：

式中：n——试验次数，n≥4；

s——标准偏差；

t——修正系数，如表1所示。

表1 统计准确度修正系数表

数据整理，选择p均满足要求的一组数据进行计算，得到速度与时间的关系表，如表2所示。

表2 汽车行驶阻力试验速度与时间关系表

1.3.2 在底盘测功机上进行滑行模拟

利用最小二乘法进行计算，得出目标行驶阻力系数：a=76.95 N，b=0.719 8 N/（km/h），c=0.029 01 N/（km/h）2。故汽车行驶总阻力为：F=a+bV+cV2。使用同一辆汽车在测功机上进行模拟滑行，计算出测功机需要进行模拟的阻力曲线公式为：F=38.52-0.381 8V+0.029 83V2。

1.4 试验结果分析（滑行法与标准法行驶阻力系数的区别）

GB18352.5—2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（III、IV）》规定：在整车经济性试验中既可以采用标准给出的行驶阻力系数，也可以采用道路滑行测得的行驶阻力系数，分别称为标准法和滑行法。

根据GB18352.5—2005中对汽车行驶阻力系数的规定，对于当量惯量为1 020 kg的汽车，行驶阻力系数a=6.1 N，b=0 N/（km/h），c=0.041 2 N/（km/h）2[2]。可知：由于2种方法的行驶阻力系数不同，在测功机上模拟时对汽车产生的行驶阻力是有一定差别的，最终造成同一辆车，分别使用2种方法进行经济性试验所得到的结果亦不同。滑行法与标准法测得的行驶阻力曲线比较，如图1所示。

通过图1可以清楚的看出，标准法和滑行法2条行驶阻力曲线在速度为40 km/h左右时有交点；在速度＜40 km/h时滑行法阻力相对较大；在速度＞40 km/h时标准法阻力相对较大。这就是造成同一辆车分别使用2种方法进行经济性试验所得到结果不同的原因。