一种汽车重心位置测量实用方法

陈晓辉，蔡瑀，赵艳霞

（风度（常州）汽车研发院有限公司，江苏 常州 213033）

前言

在某车型开发过程中，对样车重量进行了配重，需要测量验证样车重心与理论计算重心的匹配度，便于配重的调整。大多数汽车研发公司没有专业的设备进行重心测量，需委托第三方机构，这就需要进行技术交流、商务谈判、测量档期预约、合同签订等，时间长，成本高，不方便配重的调整。根据国标GB/T 12538-2003《两轴道路车辆 重心位置的测定》规定的测试条件、测试方法，利用质量反应法：将刚体绕固定转轴转动的原理，测量时，将汽车一端抬起，抬至不同角度，分别测量轴荷、轴距、轮距、车轮静力半径和汽车的倾斜角度，然后计算出重心位置；本文介绍如何利用车间常用的设备工具，将质量反应法转化为在车间里可操作的便捷测量方法。

1 测试条件

根据国标GB/T 12538的要求，测量时，车辆应空载；油液加满；轮胎气压充至规定范围内；变速器处于空挡；松开驻车制动，锁死悬架弹簧；车轮的滚动，需要三角木或其他方法阻止车轮滚动。通过对测量条件的分析，锁死悬架弹簧，抬高车辆以及用三角木或其他方法阻止车轮滚动是测量中的难点。结合车间实际情况，需做如下准备：

1.1 设备工具准备

双柱举升机、叉车、前轮举升托架（见1.3节详解）、电子称、铁丝、方钢、卷尺、直角尺。

1.2 悬架锁死

质量反应法要求车辆悬架锁死，避免车辆倾斜改变形状状况。测量过程中，悬架变形会对测量结果有较大影响，而悬架锁死是重心测量中的一个难点。本文中介绍的测试方法为抬起前轮，测量后轴轴荷；故前轴轴荷减轻，悬架放松；后轴轴荷增大，悬架压缩。下面的方法可以方便的对车辆悬架进行锁死。

1.2.1 前悬架锁死

车辆水平放置，前悬挂处于压缩状态，用铁丝将前悬挂弹簧锁死；测试时，逐步抬高前轴，此过程中，前轴承重逐步降低，前悬挂弹簧将会伸长，铁丝将阻止弹簧伸长，使前悬架锁死。

1.2.2 后悬架锁死

车辆水平放置，测量后悬架限位块与摆臂的垂直距离，制作出相同高度的方钢，用双柱举升机将车辆举起，将方钢卡在后悬架与限位块之间；测试时，逐步抬高前轴，后轴放置在电子称上，此过程中，后轴承重会增加，后悬挂持续压缩，方钢可以阻止悬架的压缩，使车辆后悬架锁死。

1.3 车辆抬高及阻止车辆移动

在测量过程中，需要抬起前轴，常规乘用车前端没有合适的吊点，起吊困难；在车辆抬高过程中，车辆倾斜会使车轮滚动，需要三角木或其他方法阻止车轮滚动，设计一个前轮举升托架并带有车轮滚动挡块，既能方便托起前轮，又能阻止车辆掉落托架是一个比较好的选择。

前轮举升托架如图1，其上平面a搁置前轮用；平面上三角块b为车轮挡块，挡块前后位置使轮胎有滚动量即可；下部c为叉车前叉放置位置，可以防止车辆举升过程中侧翻，保障安全和车体平稳。

图1 前轮举升托架示意图

图2 车辆水平测量

2 测试过程

2.1 车辆水平放置如图2

用举升机依次抬起放下三次，测量记录（序号1至8），根据GB/T 12538-2003计算（序号9至13）并求平均值如下：

表1 水平测量数据记录、计算

2.2 用双柱举升机将车辆抬起

后轮放置电子称上，前轮放置举升托架上，用叉车将前轮抬起一定角度进行测量，如图3所示：

图3 测量方法示意图

测量记录（序号1至7），并计算（序号8至12）如下：

表2 抬起角度测量数据记录、计算

其中tanθ的计算：

式中：θ为车辆抬高角度，其他字母含义见表2。

2.3 计算重心位置

式中：y为车辆纵向对称平面与重心水平距离；x为前轴中心线距车辆重心距离；z重心离地高度；其他字母含义见表2。得出：

表3

表4

3 结论

通过对国标GB/T 12538-2003的解读，利用车间现有的设备工具，加之简易工装的设计利用，并在数据处理上，用取平均值法提高数据的准确度，使该种测量方法方便实用。

[1] GB/T 12538-2003;两轴道路车辆 重心位置的测定[S].