测功机上改变加载质量对车辆加速性能影响的探究

业德明，谭佩瑾，乔曌，刘闪闪

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）



测功机上改变加载质量对车辆加速性能影响的探究

业德明，谭佩瑾，乔曌，刘闪闪

（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽 合肥 230601）

汽车加速性能是评价汽车动力性能的关键指标之一。文章主要论述在底盘测功机上改变加载质量对加速性能的影响。通过对比说明来如何在实际中应用，增强试验的可对比性，为整车性能验证提供数据支持。

底盘测功机；加速性能；加载质量

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.06.026

CLC NO.:U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)06-74-03

前言

在整车试验验证阶段，通常在原有基本车型上改变发动机或变速器或整套动力总成，相应的该变形车辆在整车质量参数上会有所改变，根据所匹配的动力总成情况，整车质量的改变大小将会不同。在拥有原基本车型滑行数据情况下，为减少试验费用，加速试验进度，如何在底盘测功机上模拟出车辆的性能，就显得十分重要。

笔者通过在实际工作过程中的运用，在通过道路滑行获取原基本车型滑行数据后，通过改变底盘测功机上变型车辆的加载质量参数 RW，模拟出车辆的加速性能，为整车性能试验提供数据支持。

1、车辆滑行阻力在底盘测功机上的模拟

在当今的汽车开发验证和质量检验中，很多道路试验项目已被实验室底盘测功机所代替，用底盘测功机模拟路面，汽车驱动轮放在鼓面上，再配以可调风速的供风系统提供汽车迎面行驶风，就可模拟道路试验。

在底盘测功机上运行的汽车受到的力归纳起来有三部分：测功机功率吸收单元的制动力FPAU，测功机内部的摩擦损耗Fn以及汽车驱动系、传动系的摩擦损耗F￡（Fn+F￡合称为总摩擦损耗FLOSS），此三部分之和等于道路滑行阻力FR。因此底盘测功机上道路阻力的设定就是调整功率吸收单元所吸收的制动力FPAU，使得：

FR=FPAU+FLOSS

通常在底盘测功机上通过设定加载质量参数 RW和加载阻力控制系数FO、F1、F2控制测功机吸收功率，使得：

FPAU=FO+ F1V+ F2V2

FR=FPAU+FLOSS= FO+ F1V+ F2V2+ FLOSS

1.1总摩擦损耗FLOSS的论述

对于在原基本型车辆上单独匹配新的发动机、变速箱或匹配新的动力总成，不改变其传动系、驱动系后，总摩擦损耗一般都是相同的。如表1所示为一车辆基本型（发动机为4G93D）设计最大总质量为1950kg，变型车（发动机为4GB2）设计最大总质量为1800kg，测量在变型车加载两组不同质量和原基本型最大总质量三种状态下的滑行阻力及对应的总摩擦损耗。考虑到试验误差的影响，其总摩擦损耗 FLOSS可认为是相同的。

表1　三种质量状态下的滑行阻力FR和总摩擦损耗FLOSS

1.2质量改变后保持相同加载阻力控制系数的可行性分析

车辆滑行时，受到的阻力主要为滚动阻力Ff，空气阻力FW，由基本型更换新的动力总成后，可认为空气阻力 FW未变，主要变化在体现在滚动阻力Ff，以RIO为例，将车辆更换新动力总成后其质量改变50kg，理论计算其滚动阻力变化约为5N（取滚动阻力系数为0.01）。一方面相对于整车滑行阻力几百牛顿来说，变化较小（如表2中RIO质量相差50kg时滑行阻力平均变化约4N，占整个滑行阻力的1.08%，整车滑行阻力变化较小）；另一方面，由于车辆全油门加速时产生的驱动力远大于其滚动阻力的变化，5N的变化相对较小（如表3，当滚动阻力变化5N时，只相当于驱动力的0.41%，可基本忽略其影响）。

因此当整车质量改变较小时，进行全油门加速性能试验，由质量改变引起的总的滑行阻力变化对整车加速性能的影响可基本忽略。

表2　RIO三种质量状态下的滑行阻力

表3　RIO三种质量状态下Ⅳ档全油门加速时车辆驱动力

由于变型车滑行阻力和原基本型滑行阻力相当，在底盘测功机上模拟时，由于其总摩擦损耗 FLOSS基本一致，可认为测功机模拟的加载阻力FPAU相同，相应在底盘测功机上设定的加载阻力控制系数FO、F1、F2相同。在底盘测功机上模拟车辆的加速性能时，只需改变原基本型的加载质量参数RW，加载阻力控制系数 FO、F1、F2可保持与原基本型加载阻力控制系数相同。

值得注意的是，当整车质量改变较大时，一方面由于车辆底盘降低，空气阻力变化，特别是高速时的空气阻力变化较大，同时由于车辆质量发生改变其滚动阻力也将发生较大变化，整车的滑行阻力将会发生较大变化，其在底盘测功机上设定的加载阻力控制系数也将会不同。因此当整车质量改变较大时，不可取相同的加载阻力控制系数。如表1、2所示，当质量改变较大时，整车滑行阻力变化较大，测功机模拟的加载阻力控制系数也将会不同。

2、试验验证情况说明

2.1质量改变相差50kg时对加速性能的影响

表4　加速性能测试数据（一）

同样以RIO为例，若在原动力总成上更换自产动力总成，质量将减轻50kg。按满载1480kg滑行在底盘测功机上获得一组加载阻力控制系数，设为 F（表示为加载阻力控制系数FO、F1、F2），按1430kg滑行在底盘测功机上获得一组加载阻力控制系数设为 F'（表示为加载阻力控制系数FO'、F1'、F2'）。分别在两种质量状态、不同加载阻力系数组合下测得加速时间，如表4所示。

试验说明，当用基本型质量为1480kg时的加载阻力控制系数时，改变加载质量参数1430kg，可基本能够准确反映变型车质量为1430kg时的加速性能。

2.2质量改变相差150kg时对加速性能的影响

例如某一车型，将原先东安动力总成更换成自产动力总成，同时减少后两排儿童座椅，由七座改为五座，总质量将有原先1950kg变为1800kg。按满载1950kg滑行在底盘测功机上获得一组加载阻力控制系数，设为 F（表示为加载阻力控制系数FO、F1、F2），按1800kg滑行在底盘测功机上获得一组加载阻力控制系数设为 F'（表示为加载阻力控制系数FO'、F1'、F2'）。分别在两种质量状态、不同加载阻力系数组合下测得加速时间，如表5所示：

表5　加速性能测试数据（二）

试验说明，保持加载质量参数 RW一致，改变不同质量下的加载阻力控制系数FO、F1、F2对车辆的加速性能影响较小；保持加载阻力控制系数FO、F1、F2一致，改变加载质量参数 RW对加速性能影响较大，在加速过程中由质量改变引起加速阻力的变化是影响车辆的加速性能的主要因素。

在原有基本型上改变新动力总成后，且已有原基本型加载阻力控制系数后，当整车质量变化较小时，在底盘测功机上可通过改变加载质量参数RW来模拟变型车辆的加速性能，当整车质量改变较大时，应综合实际情况考虑质量对试验数据的影响，以此来决定是否重新进行滑行来获取滑行数据后模拟车辆的动力性能。

3、总结

通过已有的原基本型车辆的测功机加载阻力控制系数FO、F1、F2和新的变型车辆整车加载质量参数 RW就可以在底盘测功机上模拟出变型车辆的加速性能，且试验数据准确性较高，避免了每台车都需要滑行后来模拟，可以大幅缩短试验时间和试验费用，加速试验验证工作，同时也加强了试验数据的可对比性，对整车性能问题的分析提供了有效的参考依据。

当今各汽车企业一般在基本型上变更出较多的变型车型，整车质量参数一般变化较小，可以通过改变加载质量参数 RW来模拟车辆的加速性能，但当整车质量参数变化较大时，需综合考虑变化部分对加速性能的影响。

[1] 余志生.汽车理论.3版.北京：机械工业出版社，2000.10.

[2] 汽车工程手册编辑委员会.汽车工程手册.试验篇.北京:人民交通出版社,2000.12.

[3] 中国汽车技术研究中心标准化所.汽车标准汇编.2000版.

Position on the impact of changing load quality on vehicle acceleration

Ye Deming, Tan Peijin, Qiao Zhao, Liu Shanshan
（Anhui Jianghuai Automotive Co. Ltd., Anhui Hefei 230601）

The vehicle acceleration is one of the key indicators of automobile dynamic performance evaluation. This paper mainly discusses on the chassis dynamometer change loading quality affect the performance of acceleration. By comparing how to in the actual application, can enhance test comparative, provide data support for the vehicle performance verification.

chassis dynamometer; Acceleration; Loading quality

业德明，就职于安徽江淮汽车股份有限公司。

U467.4

A

1671-7988 （2016）06-74-03