汽车质量参数测量及其不确定度评定

李占方，冀照通，李 伟

(中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司 天津300300)

0 引 言

近年来随着道路条件的完善，汽车速度的不断提高，人们对车辆的安全性、操控性和稳定性的要求越来越高[1]。车辆的质量分布对其操纵稳定性有着重要作用，是影响车辆安全的重要指标。因此，能够准确测量车辆的质量分布，确定测量过程中各不确定度分量的来源、各不确定度分量的定量方法以及合成不确定度的表示[2]，对汽车研发具有着重要的意义。

1 称重测试

1.1 称重仪

品牌 METTLER TOLEDO，型号 IND880，测量误差为0.5kg。

使用地秤时，称台面积应能容纳全部被测汽车车轴，称台出入口地面应与台面保持水平。使用车轮负荷计时，应保证各车轮负荷计的上平面在同一水平面内[3]。

1.2 测试条件

无雨无雾天气，相对湿度小于 95%，气温 0～40℃，风速不大于3m/s。

测量时，车辆要停稳，发动机熄火，变速箱置于空挡，制动器放松。测量空载和满载2种情况。

1.3 测试步骤

使用地秤测量时，汽车先从一个方向低速驶上称台，依次测量各轴轴载质量，整车质量；然后汽车调头，从相反的方向驶上称台，同时依次测量上述几个参数。

使用车轮负荷计测量时，首先将各车轮负荷计标零；汽车驶向车轮负荷计，分别测出各轴轴荷质量和整车质量。

1.4 测试结果

整备质量测试结果见表 1，满载质量测试结果见表 2。

表1 整备质量测试结果(kg)Tab.1 Test results of no-load weight(kg)

表2 满载质量测试结果(kg)Tab.2 Test results of full load weight(kg)

2 不确定度的计算

2.1 数学模型

2.1.1 整车质量G

其中：Gi为第i轴载质量。

2.1.2 轴载质量

第i轴轴载质量Gi：

EFpsize,j为j类土地的足迹广度，EFpsize,reg为区域内各种土地利用类型所组成的生态足迹广度。

其中：GLi为第 i轴左侧轮的质量；GRi为第 i轴右侧轮的质量。

2.2 不确定度来源

2.2.1 A类不确定度分量

根据表1整备质量测试结果：利用贝塞尔公式得到第一轴荷的 A类标准不确定度0.074536kg；利用贝塞尔公式得到第二轴荷的 A类标准不确定度u2=0kg；利用贝塞尔公式得到总质量的A类标准不确定度u3=0.074536kg。

根据表2满载质量测试结果：利用贝塞尔公式得到第一轴荷的 A类标准不确定度u4=0.111803kg；利用贝塞尔公式得到第二轴荷的 A类标准不确定度u5=0.083333kg；利用贝塞尔公式得到总质量的A类标准不确定度u6=0.074536kg。

2.2.2 B类不确定度分量

①称重传感器 1#的扩展不确定度U1＝0.5kg，k＝2，其标准不确定度：

②称重传感器 2#的扩展不确定度U2＝0.5kg，k＝2，其标准不确定度：

③称重传感器 3#的扩展不确定度U3＝0.5kg，k＝2，其标准不确定度：

④称重传感器 4#的扩展不确定度U4＝0.5kg，k＝2，其标准不确定度：

⑤配载质量的不确定度u11＝0.5kg

2.3 合成标准不确定度

①整备质量合成标准不确定度

②满载质量合成标准不确定度

3 报告测量结果及扩展不确定度

3.1 整备质量的扩展不确定度

整备质量合成标准不确定度uc1＝0.51kg，k＝2。

整备质量扩展不确定度：

整备质量的扩展不确定度为 U整= 1 .02(k =2)。

3.2 满载质量的扩展不确定度

满载质量合成标准不确定度uc2＝0.72kg，k＝2。

满载质量扩展不确定度：

满载质量扩展不确定度为 U满= 1 .44(k =2)。

4 分析与讨论

从汽车质量参数测量试验及其不确定度评定分析可以得出，影响车辆称重试验测量结果的最主要因素为配载质量、传感器精度，故在车辆称重测试时要特别注意配载质量、传感器精度，同时也要注意每次试验前检查传感器精度是否在允许偏差范围内。