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輕型汽車道路滑行試驗(yàn)

2019-04-16 23:07:27·  來源：Careol 灰飛電的啊車  
　
滑行試驗(yàn)的必要性滑行試驗(yàn)，也就是所謂的coastdown試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的就是測(cè)試車輛的行駛過程中的阻力大小。測(cè)量行駛阻力的原因是為了在底盤測(cè)功機(jī)上模擬車輛在實(shí)
  1. 滑行試驗(yàn)的必要性
滑行試驗(yàn)，也就是所謂的coast down試驗(yàn)。試驗(yàn)的目的就是測(cè)試車輛的行駛過程中的阻力大小。測(cè)量行駛阻力的原因是為了在底盤測(cè)功機(jī)上模擬車輛在實(shí)際道路上行駛的阻力，這樣就可以進(jìn)行很多實(shí)路上不能進(jìn)行（或者精確測(cè)量）的試驗(yàn)，比如說排放、油耗、EV能耗試驗(yàn)等。這些試驗(yàn)往往是由于測(cè)量設(shè)備太多太復(fù)雜、對(duì)車輛行駛工況有嚴(yán)格的要求以及對(duì)試驗(yàn)環(huán)境的要求，所以必須在底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)。打個(gè)比方，底盤測(cè)功機(jī)就是汽車的跑步機(jī)。
    
當(dāng)前，滑行試驗(yàn)是根據(jù)國五來進(jìn)行試驗(yàn)的。計(jì)劃于2020年7月1日實(shí)施的國六對(duì)滑行試驗(yàn)的要求也更加詳細(xì)具體，車輛工況、試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)工況以及結(jié)果的處理都有了說明。看到這個(gè)實(shí)施日期，不少車企都已經(jīng)瑟瑟發(fā)抖了，汽車排放要求太高了，所以不管是合資的還是自主的，豪華品牌還是大眾品牌都在推廣普及混動(dòng)車型。明年愚人節(jié)實(shí)施的雙積分管理辦法也算是中間的過渡，僅僅這一政策就促進(jìn)了江淮大眾、眾泰福特、東風(fēng)雷諾等新能源汽車合資公司的成立?？粗找鎳?yán)苛的排放法規(guī)，你也就能理解車企的壓力了。
 
2. 滑行試驗(yàn)結(jié)果F0、f1、f2
滑行試驗(yàn)的結(jié)果一般是三個(gè)系數(shù)，也可以兩個(gè)系數(shù)，兩種表示方法對(duì)結(jié)果的差別可以忽略不計(jì)。但是為了后續(xù)分析，用三個(gè)系數(shù)F0、f1、f2表示。汽車行駛的阻力值可以用三個(gè)系數(shù)和速度來表示，F(xiàn)=F0+f1*v+ f2*v.^2。因此也可以繪制阻力速度曲線，類似如下
圖1 阻力速度曲線
結(jié)合汽車?yán)碚摰闹R(shí)，汽車滑行過程中所受的外力為滾動(dòng)阻力、風(fēng)阻和坡道阻力，所受的內(nèi)力為傳動(dòng)系統(tǒng)的阻力。滑行試驗(yàn)中，對(duì)試驗(yàn)道路的坡道要求很高，國五標(biāo)準(zhǔn)要求縱向坡道在±0.1%以內(nèi)，且不超過1.5%。國六的要求就更具體了，具體可見第四部分對(duì)比。所以坡度阻力可以忽略不計(jì)。因此，車輛行駛過程中消耗能量的阻力為滾動(dòng)阻力、傳動(dòng)阻力和風(fēng)阻。F0代表的是車輛的滾動(dòng)阻力，f1 表示的是傳動(dòng)系統(tǒng)的阻尼系數(shù)，f2表示的是風(fēng)阻系數(shù)。
       
初步觀察這三個(gè)系數(shù)?？梢源蟾艑?duì)比下同一車型不同試驗(yàn)次數(shù)下的試驗(yàn)結(jié)果，大概通過對(duì)比下三個(gè)系數(shù)的大小來分析三部分的阻力。但是，但是阻力畢竟是三個(gè)系數(shù)的綜合作用結(jié)果，所以對(duì)比分析需要結(jié)合起來。
 
3. 滑行結(jié)果分析
試驗(yàn)結(jié)果分析主要有兩種方法。
第一種，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的三個(gè)系數(shù)可以繪制圖1的阻力速度曲線，該曲線的優(yōu)點(diǎn)是直觀的看到阻力隨車速的變化趨勢(shì)。你也可以把三部分阻力分開繪制曲線，單獨(dú)看各部分阻力隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。對(duì)于同一車輛，你可以把不同滑行試驗(yàn)結(jié)果繪制在一張表格上，這樣來對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)劣。
  
第二種，根據(jù)滑行試驗(yàn)的結(jié)果，結(jié)合試驗(yàn)工況，來計(jì)算滑行能量。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是更客觀具體，直接可以得到某一工況下車輛消耗的能量（在不考慮動(dòng)力輸出部分的損耗）。同一車型的不同試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果優(yōu)劣對(duì)比更清晰。
    
通常，試驗(yàn)結(jié)果處理的時(shí)候，需要結(jié)合兩種方法來對(duì)比和完成試驗(yàn)報(bào)告。
       
至于第二種方法，滑行能量計(jì)算的過程，可以用Matlab程序繪制某一試驗(yàn)工況的速度時(shí)間曲線，根據(jù)滑行阻力 F=F0+f1*v+ f2*v.^2，阻力對(duì)位移積分，ds=v×dt，轉(zhuǎn)換后即可速度對(duì)時(shí)間的積分，即可得到滑行能量，這在程序中是很容易實(shí)現(xiàn)的。把得到的三部分能量分別與對(duì)應(yīng)的系數(shù)相乘即為滑行能量。 最重要的NEDC工況下，滑行能量后期補(bǔ)在評(píng)論上 。FTP工況下的能量表示為
E [kJ] = 79.0424×F0+2621.27×f1+101190×f2
4. 滑行結(jié)果的重要性
滑行結(jié)果直接關(guān)系到車輛的排放和能耗。面對(duì)國際上日益嚴(yán)苛的汽車排放法規(guī)，車企排放不達(dá)標(biāo)怎么辦？大眾是安裝應(yīng)對(duì)排放檢測(cè)的作弊軟件，三菱就來得更直接了，車輛申報(bào)認(rèn)證的時(shí)候直接修改滑行試驗(yàn)結(jié)果。三菱把三個(gè)系數(shù)都直接調(diào)小，這樣車輛的行駛阻力比實(shí)際偏小，然后車輛在臺(tái)架試驗(yàn)的排放就會(huì)更低。還有就是在去年三菱事發(fā)的時(shí)候，日企另外一家車企也因?yàn)榛性囼?yàn)結(jié)果被調(diào)查了，原因是試驗(yàn)結(jié)果的天氣狀況不符合要求，測(cè)試的時(shí)候試驗(yàn)場(chǎng)橫風(fēng)過大，不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。這算是用反面教材說明了滑行結(jié)果的重要性了。
 
其實(shí)，國內(nèi)這一部分算是漏洞百出，油耗能耗作假是很容易的。
 
以上部分對(duì)于想了解國五車輛滑行試驗(yàn)的來說已經(jīng)足夠了，想了解國五國六可以繼續(xù)往下看。
 
5. 國五國六對(duì)比
由于國六針對(duì)滑行提供了兩種滑行方法，此處選擇固定風(fēng)速儀滑行法，車載風(fēng)速儀滑行法不討論。但是差別也不大，感興趣的可以看GB18352.6-2016附件CC，其中也有介紹使用扭矩儀測(cè)行駛阻力的。
兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比，分試驗(yàn)前期準(zhǔn)備、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理來進(jìn)行。 不能繪制表格，那就偷懶貼圖了哈哈。
 
4.1 前期準(zhǔn)備
基準(zhǔn)條件、道路條件、大氣條件、車輛條件。
圖2 滑行前期準(zhǔn)備對(duì)比
4.2 試驗(yàn)步驟對(duì)比
試驗(yàn)步驟流程沒有變化，只有試驗(yàn)的要求有一些變化，比如說滑行開始的速度可能從135kph滑行至15kph了。
圖3 試驗(yàn)步驟對(duì)比
4.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
國五和國六試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理變化還是不少的。但是作為汽車試驗(yàn)工程師的你是不需要知道具體的計(jì)算方法，了解下即可。這些都是測(cè)試軟件負(fù)責(zé)處理的，所以滑行設(shè)備軟件硬件供應(yīng)商需要知道。對(duì)比如下貼圖。
圖4 國五滑行數(shù)據(jù)處理
圖5 國六滑行數(shù)據(jù)處理
其實(shí)國內(nèi)針對(duì)滑行軟硬件供應(yīng)商不多，做起來不難。重點(diǎn)是硬件，這方面有想法的可以試試。數(shù)據(jù)輸入就是速度計(jì)，這個(gè)對(duì)精確度要求很高，一般都是一級(jí)供應(yīng)商（kelter）提供。然后是數(shù)據(jù)處理設(shè)備，軟硬件需要自己解決。至于輸出一般是連接設(shè)備的PC了，處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)輸出結(jié)果。
圖6 滑行試驗(yàn)速度計(jì) 
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