【技術(shù)分享】低滾阻輪胎節(jié)能效果的驗(yàn)證

2019-03-05 09:43:10· 來源：《客車技術(shù)與研究》作者：廈門金龍旅行車有限公司王延克

摘要:對某2款純電動客車進(jìn)行滑行測試，獲得低滾阻輪胎與普通輪胎客車的滑行數(shù)據(jù); 對滑行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，算出普通輪胎和低滾阻輪胎客車的滑行阻力系數(shù); 在底盤

摘要: 對某2款純電動客車進(jìn)行滑行測試，獲得低滾阻輪胎與普通輪胎客車的滑行數(shù)據(jù); 對滑行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，算出普通輪胎和低滾阻輪胎客車的滑行阻力系數(shù); 在底盤測功機(jī)上進(jìn)行整車測試，驗(yàn)證低滾阻輪胎的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞: 純電動客車; 低滾阻輪胎; 滑行測試; 底盤測功機(jī)

車輛輪胎阻力的大小是影響車輛能耗的一個(gè)重要因素。為了能夠進(jìn)一步降低我司車輛的能耗，輪胎配套廠家專門推出了針對我司車輛的低滾阻輪胎。本文就低滾阻輪胎裝車后的實(shí)際節(jié)能效果進(jìn)行驗(yàn)證。

一、試驗(yàn)準(zhǔn)備

1．1 試驗(yàn)車輛及輪胎的選型

為了檢驗(yàn)低滾阻輪胎的節(jié)能效果，特選定了我司主要車型中的2款車，一輛10m純電動城市客車( 輪胎型號275 /70Ｒ22. 5，輪胎氣壓830kPa，6 條) 和一輛9 m的純電動旅游車( 輪胎型號215 /75Ｒ17. 5，輪胎氣壓830kPa，6條) 分別裝配普通輪胎和低滾阻輪胎來進(jìn)行測試。

10m純電動城市客車的整備質(zhì)量為11000kg，最大總質(zhì)量為17500kg，測試質(zhì)量為15550kg; 9m純電動旅游車的整備質(zhì)量為6100kg，最大總質(zhì)量為9850kg，測試質(zhì)量為8540kg。

1. 2 試驗(yàn)方法

本文采用道路滑行法［1－2］來進(jìn)行車輛行駛阻力的估算，該行駛阻力包含風(fēng)阻、輪胎與地面的摩擦阻力以及車輛發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)的摩擦阻力等。

車輛的滑行測試在海南汽車試驗(yàn)場進(jìn)行，測試車輛狀態(tài)、環(huán)境、場地符合GB/T 12536—2017［3］的要求。

滑行前依照GB/T 18386—2017［4］，按照車輛最大裝載質(zhì)量的65%進(jìn)行加載。

受測試車輛自身配置條件限制，10m城市客車滑行測試的起始車速確定為65km/h，9m旅游車滑行測試的起始車速確定為75km/h。

二、試驗(yàn)結(jié)果及分析

2. 1 滑行試驗(yàn)對比

在性能測試道路上分段滑行，往返各進(jìn)行2次，用GPS(Vbox) 每隔5km/h記錄一次滑行時(shí)間、車速。

滑行時(shí)盡量確保裝配普通輪胎與低滾阻輪胎的磨損程度、試驗(yàn)場地、環(huán)境氣溫、壓力、風(fēng)速等因素相同?；星€如圖1所示。

圖1 滑行時(shí)間曲線

從圖1可以看出9m、10m客車裝配低滾阻輪胎的滑行時(shí)間均比裝配普通輪胎的滑行時(shí)間要長。由此可知，車輛裝配低滾阻輪胎滑行過程中受到的阻力要小于裝配普通輪胎時(shí)的阻力( 可假定兩者的其他阻力相同) 。

2. 2 滑行數(shù)據(jù)分析

假定車輛滑行過程中在各減速段內(nèi)均為勻減速的狀態(tài)( 即車輛受到的綜合外力F恒定) ，從圖1中的數(shù)據(jù)可知相應(yīng)的減速段的時(shí)間t，通過式(1) 可得到相應(yīng)速度段的減速度a［5］。

式中: ▽V為恒定的車速變化量，10km/h; m為滑行車輛質(zhì)量。

從而可以計(jì)算出車輛在使用普通輪胎和低滾阻輪胎進(jìn)行滑行時(shí)在不同減速段內(nèi)受到的阻力值，如圖2所示。

圖2 滑行阻力曲線

由上面的滑行結(jié)果可以看出，2輛客車使用低滾阻輪胎時(shí)，車輛在滑行時(shí)受到的阻力明顯小于使用普通輪胎受到滑行阻力。由于在進(jìn)行2種輪胎滑行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員盡可能地確保環(huán)境條件、路面條件、車輛配置( 輪胎除外) 、駕駛?cè)藛T、儀器設(shè)備等都基本一致，且車輛受到的風(fēng)阻也是基本一樣，所以可以斷定輪胎差異應(yīng)該是引起車輛滑行阻力差異的主要因素。

2. 3 阻力系數(shù)的計(jì)算

車輛在行駛過程中的阻力可以近似地看成是一個(gè)以車速為變量的二次多項(xiàng)式［6－7］，如式( 2) 所示。

式中: F為車輛在行駛過程中受到的阻力; A為常數(shù)項(xiàng)系數(shù)，代表不隨車速變化的恒定阻力( 如軸承、密封圈、輪胎等) ; B為一次項(xiàng)系數(shù)，代表所有隨速度線性變化的阻力( 如驅(qū)動系、差速器等) ; C為二次項(xiàng)系數(shù)，代表隨速度平方變化的阻力( 如風(fēng)阻、輪胎變形阻力等) ; X為變量，代表車速。

將圖2中的數(shù)據(jù)帶入到Excel 表中，使用Excel 中自帶的插圖工具和二次多項(xiàng)式擬合工具可得10m城市客車、9m旅游客車分別裝配普通輪胎和低滾阻輪胎時(shí)的滑行阻力系數(shù)［8］，見表1。

表1 滑行阻力系數(shù)

三、低滾阻輪胎節(jié)能效果驗(yàn)證

3. 1 能耗及續(xù)駛里程測試

車輛使用低滾阻輪胎的最終目的是為了降低車輛的能耗，增加其續(xù)駛里程。因此，為了進(jìn)一步驗(yàn)證低滾阻輪胎的效能，依據(jù)GB /T 18386—2017 ，使用通過以上方法計(jì)算出來的滑行阻力系數(shù)在我司的底盤測功機(jī)上設(shè)置車輛的行駛阻力［9－10］，采用勻速法進(jìn)行能耗和續(xù)駛里程測試，從而進(jìn)一步驗(yàn)證低滾阻輪胎的節(jié)能效果。測試結(jié)果見表2。

表2 能耗及續(xù)駛里程

由表2中的測試數(shù)據(jù)可知，就勻速法而言，10m和9m 2款純電動客車，在65%的加載質(zhì)量下，裝配低滾阻輪胎比裝配普通輪胎的續(xù)駛里程分別增加了7. 7%和10. 7%，百公里能耗分別減少了7. 3% 和9. 4%。

3. 2 低滾阻輪胎節(jié)能效果的進(jìn)一步驗(yàn)證

為了進(jìn)一步驗(yàn)證低滾阻輪胎確實(shí)有著較好的節(jié)能效果，特選定這2輛純電動客車不同的測試質(zhì)量，依照以上方法進(jìn)行測試，測試結(jié)果見表3。

表3 百公里能耗

表3的測試結(jié)果表明，就這2款純電動客車而言，在不同裝載質(zhì)量下，相較于普通輪胎，低滾阻輪胎確實(shí)有著較為顯著的節(jié)能效能。10m城市客車低滾阻輪胎的平均節(jié)能效率在7. 7%左右，9m旅游車低滾阻輪胎的平均節(jié)能效率在9. 4%左右。且由輪胎廠家提供的信息可知，低滾阻輪胎和普通輪胎的使用壽命基本一致，而在價(jià)格上也相差無幾。

四、結(jié)論

?通過以上的測試分析不難看出，與普通輪胎相比，配套廠家為這2款純電動客車專門研發(fā)的低滾阻輪胎，不論是從滑行結(jié)果來看，還是從勻速法的實(shí)車能耗、續(xù)駛里程測試結(jié)果來看，確實(shí)是有著降低車輛能耗、提升續(xù)駛里程的功能。

后續(xù)將進(jìn)一步通過GB/T 18386—2017中的工況法來檢驗(yàn)低滾阻輪胎的節(jié)能效果。

本文來自期刊《客車技術(shù)與研究》

作者：廈門金龍旅行車有限公司王延克

整理編輯：Zoe

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