專利名稱：一種汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車性能測試，特別是一種汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，牽引性能試驗(yàn)大多采用在道路上利用牽引桿聯(lián)接試驗(yàn)車和負(fù)荷拖車，參見 圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)的道路法測試汽車牽引性能方法流程圖。試驗(yàn)時(shí)，牽引桿應(yīng)保持水平， 牽引桿縱軸線應(yīng)與行車方向保持一致。汽車牽引性能試驗(yàn)時(shí)，汽車起步，加速換檔至試驗(yàn)需 要的檔位，油門全開，加速到該檔位最高車速的80%左右。負(fù)荷拖車施加負(fù)荷，在發(fā)動(dòng)機(jī)正 常使用的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，測取5 6個(gè)間隔均勻的穩(wěn)定車速和該車速時(shí)的拖鉤牽弓I力，測量時(shí) 車速必須穩(wěn)定IOs以上。往返各一次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)記入牽引性能試驗(yàn)記錄表中。最大拖鉤牽引 力試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)處于最大傳動(dòng)比位置，驅(qū)動(dòng)輪均處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，油門全開， 以該工況最高車速的80%左右的車速行駛，負(fù)荷拖車施加負(fù)荷，試驗(yàn)車車速平穩(wěn)下降，直至 發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或驅(qū)動(dòng)輪完全滑轉(zhuǎn)為止，從自動(dòng)記錄牽引力計(jì)上，讀取最大拖鉤牽引力。往返各 進(jìn)行一次相同的試驗(yàn)，以二個(gè)方向的最大拖鉤牽引力的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。這種方法在 道路條件下需要專門的試驗(yàn)場地，需要牽引車和負(fù)荷拖車共同配合，實(shí)現(xiàn)起來比較麻煩。而目前在室內(nèi)試驗(yàn)中利用底盤測功機(jī)所采用的恒速法(設(shè)定底盤測功機(jī)為恒速 狀態(tài)，通過加速踏板踩到底實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)工況)，參見圖2，圖2為現(xiàn)有技術(shù)的底盤測功機(jī)法測試 汽車牽引性能方法流程圖。該方法通過預(yù)置測量最高車速和最低車速，以及測量速度點(diǎn)數(shù)， 一般從該檔最大車速的80%起向下取5 8個(gè)間隔均勻的速度點(diǎn)，測量其對(duì)應(yīng)的牽引阻力。 試驗(yàn)時(shí)汽車將變速器掛在所需要的檔位，將加速踏板踩到底，底盤測功機(jī)從預(yù)置的最低車 速開始勻速運(yùn)行，當(dāng)測功機(jī)指示的阻力穩(wěn)定后，計(jì)算機(jī)開始采集速度和阻力值，在每一個(gè)速 度點(diǎn)的采樣時(shí)間不低于10s，直至預(yù)置的最高車速點(diǎn)。恒速法沒有真實(shí)模擬道路上的行駛條 件，未能將道路行駛阻力因素考慮進(jìn)去，因而得到的牽引力也非實(shí)際的拖鉤牽引力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，能完整地 測出汽車牽引鉤上的實(shí)際汽車牽引力且測試結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，包括道路滑 行設(shè)備、性能測試設(shè)備和數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備分別與所述道路滑行 設(shè)備和所述性能測試設(shè)備連接，所述的道路滑行設(shè)備用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，所述性能測試設(shè) 備包括用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備數(shù)據(jù)測試單元、用于測試最大拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)的最大拖 鉤牽引性能測試單元和用于測試各檔拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)的各檔拖鉤牽引性能測試單元，所 述數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備用于采集處理所述道路滑行設(shè)備及所述性能測試設(shè)備測得的所述準(zhǔn) 備數(shù)據(jù)、所述最大拖鉤牽弓I性能數(shù)據(jù)和所述各檔拖鉤牽弓I性能數(shù)據(jù)。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，所述的性能測試設(shè)備為底盤測功機(jī)。為了更好地實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，利用權(quán)利要求1所述的汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)完成，該汽車牽引性能試驗(yàn)方法依次包括準(zhǔn)備 步驟、最大拖鉤牽引力測試步驟和各檔拖鉤牽引性能測試步驟，還包括數(shù)據(jù)采集處理步驟， 所述準(zhǔn)備步驟包括取得道路滑行阻力系數(shù)步驟、獲得功率吸收設(shè)定系數(shù)步驟和設(shè)置坡度步 驟，所述最大拖鉤牽引力測試步驟包括T坡度測試步驟和0坡度測試步驟，所述各檔拖鉤牽 引性能測試步驟包括T坡度測試步驟和0坡度測試步驟。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，所述取得道路滑行阻力系數(shù)步驟包括確認(rèn) 車輛試驗(yàn)狀態(tài)步驟、道路行駛阻力滑行試驗(yàn)步驟和判斷試驗(yàn)結(jié)果步驟。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，所述獲得功率吸收設(shè)定系數(shù)步驟包括預(yù)熱 準(zhǔn)備步驟、滑行步驟和判斷試驗(yàn)結(jié)果步驟。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，所述設(shè)置坡度步驟還包括調(diào)節(jié)坡度步驟。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，所述整理數(shù)據(jù)步驟還包括繪制牽引性能曲 線步驟。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟中的T坡 度測試步驟包括汽車II檔測試步驟、汽車III檔測試步驟、汽車IV檔測試步驟和汽車V檔 測試步驟。上述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其中，所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟中的0坡 度測試步驟包括汽車II檔測試步驟、汽車III檔測試步驟、汽車IV檔測試步驟和汽車V檔 測試步驟。本發(fā)明的有益功效在于本發(fā)明利用兩次坡度法在底盤測功機(jī)上進(jìn)行，即利用室 內(nèi)底盤測功機(jī)試驗(yàn)條件，通過施加坡度的方法模擬道路上的負(fù)荷拖車，與道路上的負(fù)荷拖 車法相比，在室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓上控制和操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)；與在底盤測功機(jī)上用恒速法相比，這 種方法充分考慮了汽車在平直路面上的行駛阻力，完整地測出了在牽引鉤上能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí) 際汽車牽引力，且該測試系統(tǒng)及方法測試結(jié)果準(zhǔn)確、操作簡單、易于實(shí)現(xiàn)。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1現(xiàn)有技術(shù)的道路法汽車牽引性能測試方法步驟框圖；圖2現(xiàn)有技術(shù)的底盤測功機(jī)法汽車牽引性能測試方法步驟框圖；圖3本發(fā)明汽車牽引性能測試系統(tǒng)框圖；圖4本發(fā)明汽車牽引性能測試方法步驟框圖；圖5本發(fā)明汽車牽引性能測試方法流程圖；
圖6本發(fā)明的某車型牽引力-速度(F-V)曲線圖。
其中，附圖標(biāo)記100道路滑行設(shè)備200性能測試設(shè)備201準(zhǔn)備數(shù)據(jù)測試單元202最大拖鉤牽引性能測試單元203各檔拖鉤牽引性能測試單元300數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備
1 二檔牽引性能2三檔牽引性能3四檔牽引性能4五檔牽引性能SOl S04、S041 步驟SOll S013、S0131 步驟SOlll S0113、S0121 S0123 步驟S021、S022、S031、S032 步驟S0311 S0314、S0321 S0324 步驟
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述參見圖1，本發(fā)明所稱的牽引性能試驗(yàn)包括最大拖鉤牽引力和各檔拖鉤牽引性能。 本發(fā)明的汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括道路滑行設(shè)備100、性能測試設(shè)備200和數(shù)據(jù)采集處 理設(shè)備300，所述數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備300分別與道路滑行設(shè)備100和性能測試設(shè)備200連 接，所述的道路滑行設(shè)備100用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，可以是符合試驗(yàn)條件的場地或者平直的 道路。所述性能測試設(shè)備200包括準(zhǔn)備數(shù)據(jù)測試單元201，用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)；最大拖鉤牽 引性能測試單元202，用于測試最大拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)；各檔拖鉤牽引性能測試單元203， 用于測試各檔拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)，本實(shí)施例中，該性能測試設(shè)備200為底盤測功機(jī)。所述數(shù) 據(jù)采集處理設(shè)備300用于采集處理所述道路滑行設(shè)備100及所述性能測試設(shè)備200測得的 所述準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、所述最大拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)和所述各檔拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)。本發(fā)明的底盤 測功機(jī)在道路模擬條件下勻速行駛，模擬最大坡度對(duì)應(yīng)的力減去模擬零坡度時(shí)對(duì)應(yīng)的力， 就是拖鉤牽引力的方法。測試的基本原理如下1、汽車?yán)脿恳^牽引拖車時(shí)行駛阻力分析依據(jù)汽車?yán)碚?，汽車在道路上行駛不牽引拖車時(shí)受力情況如下Ft = Ff+F.+Fi+Fj........................................................................①其中，F(xiàn)t——汽車輪邊驅(qū)動(dòng)力；Ff——滾動(dòng)阻力；Fw——空氣阻力；Fi——坡度阻力；Fj——加速阻力；汽車在平直道路上勻速行駛時(shí)，其受力情況如下Fto = Ff+Fw..............................................................................② Fto——汽車在平直道路上勻速行駛時(shí)汽車輪邊驅(qū)動(dòng)力當(dāng)汽車在道路上通過牽引鉤牽引拖車行駛時(shí)，其受力情況如下Ft = Ff+F^Fi+Fj+F 牽引...............................................................③其中，F(xiàn)gl表示牽引車的牽引鉤所受到的被牽引車輛的牽引阻力，和牽引車在平直 道路上的牽引力大小相等，方向相反。因此，測得Fgl即得出牽引車在各狀態(tài)下的牽引能力。當(dāng)汽車在平直良好道路上按照規(guī)定載重量等要求，通過牽引鉤以最大驅(qū)動(dòng)力牽引 車輛以速度Ua行駛時(shí)，坡度阻力Fi及加速阻力Fj均為零，這時(shí)輪邊驅(qū)動(dòng)力最大，發(fā)揮的牽 引力也最大，受力情況可表示如下Ftfflax = Ff+Fw+F 牽引隱=Ft0+F 牽引隱...................................................④假定道路附著系數(shù)足夠，可以提供車輛對(duì)應(yīng)的最大驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)的附著力，負(fù)荷拖 車的吸收功率足夠，可以實(shí)現(xiàn)牽引車輛的最大驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)牽引車處于I檔且發(fā)動(dòng)機(jī)油門全 開狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)的F@lmax即為最大拖鉤牽引力，各檔各穩(wěn)定車速下對(duì)應(yīng)的Fglmax形成的曲 線即描述了該牽引車的牽引性能。2、汽車在底盤測功機(jī)上的行駛阻力分析對(duì)于目前主流的交流電力底盤測功機(jī)，可以準(zhǔn)確模擬道路行駛阻力，即汽車在底 盤測功機(jī)上的輪邊驅(qū)動(dòng)力等于汽車在道路上行駛的輪邊驅(qū)動(dòng)力。Ft' = Ft = Ff+F.+Fi+Fj........................................................................⑤Ft'——汽車在底盤測功機(jī)上的輪邊驅(qū)動(dòng)力；當(dāng)模擬汽車在平直道路上勻速行駛道路阻力時(shí)，有下式Fto' =Fto.................................................................................⑥Fto'——汽車在底盤測功機(jī)上模擬在平直道路上勻速行駛的輪邊驅(qū)動(dòng)力；當(dāng)?shù)妆P測功機(jī)通過設(shè)置最大坡度，模擬爬坡，實(shí)現(xiàn)汽車最大負(fù)荷狀態(tài)，并且保持勻 速Ua時(shí)，汽車受力情況等于在平直道路上勻速行駛受到的阻力再加上模擬爬坡施加的阻 力，表示如下Ftfflax' =Fto' +Fifflax'...............................................................⑦其中，F(xiàn)tfflax'——汽車在底盤測功機(jī)上模擬最大坡度、勻速行駛時(shí)輪邊驅(qū)動(dòng)力。 Fifflax'——通過設(shè)置最大爬坡度模擬爬坡，底盤測功機(jī)施加的阻力。3、汽車在底盤測功機(jī)上模擬牽引性能試驗(yàn)的原理分析對(duì)于同一輛汽車，在道路及底盤測功機(jī)附著力都滿足汽車驅(qū)動(dòng)力的情況下，汽車 在道路上和在底盤測功機(jī)上使用同一檔位時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)力相等，對(duì)于在平直道路上通過牽 引鉤牽引汽車以最大驅(qū)動(dòng)力勻速行駛來說，有如下等式Ftfflax = Ftfflax'..............................................................................⑧聯(lián)立得FtQ+F 牽引 max = FtQ' +Fifflax'.........................................................⑨得F牽引· = Fimax' = Ftfflax' -Fto'................................................⑩簡要地說，對(duì)于牽引性能試驗(yàn)來說，F(xiàn)tfflax'表示底盤測功機(jī)在道路模擬狀態(tài)最大爬坡度時(shí)，底盤測功機(jī)測得并顯示的 輪邊驅(qū)動(dòng)力；Fto'表示在Ftmax‘相同車速下，在底盤測功機(jī)上設(shè)置坡度為0時(shí)，底盤測功機(jī)在道 路模擬狀態(tài)下測得并顯示的輪邊驅(qū)動(dòng)力；也就是說，在底盤測功機(jī)對(duì)道路行駛阻力模擬的前提下，通過設(shè)置最大坡度和零 坡度分別進(jìn)行勻速行駛，通過兩次試驗(yàn)測得的驅(qū)動(dòng)力差值，即得出汽車通過牽引鉤牽引車輛時(shí)的最大拖鉤牽引力及各檔牽引性能。下面對(duì)底盤測功機(jī)利用模擬坡度的方法進(jìn)行牽引性能試驗(yàn)做進(jìn)一步的描述。參見 圖3及圖4，圖3為本發(fā)明測試汽車牽引性能方法步驟框圖，圖4為本發(fā)明測試汽車牽引性 能方法流程圖。首先，要確定好牽引狀態(tài)下的車輛裝載等要求，并根據(jù)實(shí)際道路滑行所得道 路阻力系數(shù)在底盤測功機(jī)上再進(jìn)行滑行，獲得底盤測功機(jī)上吸收功率設(shè)定系數(shù)。然后，要根 據(jù)實(shí)驗(yàn)檔位預(yù)設(shè)的車速或轉(zhuǎn)速，通過微調(diào)模擬坡度，并保持加速踏板踩到底，使得車輛達(dá)到 相應(yīng)速度的最大負(fù)荷狀態(tài)，記錄底盤測功機(jī)采集的驅(qū)動(dòng)力，以及相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定車速。再將底 盤測功機(jī)的模擬坡度設(shè)置為零，在模擬零坡度下記錄相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力。最后用調(diào)整模擬坡 度狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)力減去模擬零坡度狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)力，即得到對(duì)應(yīng)檔位在對(duì)應(yīng)車速下的最大 拖鉤牽引力。其余狀態(tài)及檔位下的實(shí)驗(yàn)依此進(jìn)行。具體來說，本試驗(yàn)方法的實(shí)施主要包括以下幾個(gè)步驟準(zhǔn)備步驟S01、最大拖鉤牽 引力測試步驟S02、各檔拖鉤牽引性能測試步驟S03和整理數(shù)據(jù)步驟S04，所述準(zhǔn)備步驟SOl 包括取得道路滑行阻力系數(shù)步驟S011、獲得功率吸收設(shè)定系數(shù)步驟S012和設(shè)置坡度步驟 SO13，所述最大拖鉤牽引力測試步驟S02包括T坡度測試步驟S021和0坡度測試步驟S022， 所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟S03包括T坡度測試步驟S031和0坡度測試步驟S032，所 述取得道路滑行阻力系數(shù)步驟SOll包括確認(rèn)車輛試驗(yàn)狀態(tài)步驟S0111、道路行駛阻力滑行 試驗(yàn)步驟S0112和判斷試驗(yàn)結(jié)果步驟S0113，所述獲得功率吸收設(shè)定系數(shù)步驟S012包括預(yù) 熱準(zhǔn)備步驟SO121、滑行步驟SO122和判斷試驗(yàn)結(jié)果步驟SO123，所述設(shè)置坡度步驟SO13還 包括調(diào)節(jié)坡度步驟S0131，所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟S03還包括繪制牽引性能曲線 步驟S033，所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟S03中的T坡度測試步驟S031包括汽車II檔 測試步驟S0311、汽車III檔測試步驟S0312、汽車IV檔測試步驟S0313和汽車V檔測試步 驟S0314，所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟S03中的0坡度測試步驟S032包括汽車II檔測 試步驟S0321、汽車III檔測試步驟S0322、汽車IV檔測試步驟S0323和汽車V檔測試步驟 S0324。其中，各步驟中均通過數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備300自動(dòng)采集記錄數(shù)據(jù)，或者人工記錄數(shù) 據(jù)。關(guān)鍵步驟的具體操作過程如下1、準(zhǔn)備步驟SOl 道路滑行及底盤測功機(jī)滑行汽車牽引性能試驗(yàn)主要用于確定汽車牽引掛車的動(dòng)力性。在底盤測功機(jī)上做牽引 性能試驗(yàn)前應(yīng)該先獲得車輛在實(shí)際道路上做滑行試驗(yàn)所得的實(shí)際道路阻力系數(shù)。實(shí)際道路 阻力系數(shù)是通過步驟SOll取得道路滑行阻力系數(shù)步驟獲得的，即在實(shí)際道路上進(jìn)行道路 阻力滑行試驗(yàn)所得到的。實(shí)際道路滑行試驗(yàn)操作步驟簡述如下，在汽車試驗(yàn)場或符合條件 的平直道路上選取合適距離作為滑行區(qū)段，選取試驗(yàn)車速(試驗(yàn)車速根據(jù)試驗(yàn)需要確定)， 進(jìn)行多次連續(xù)滑行試驗(yàn)。汽車進(jìn)入滑行區(qū)段前車速應(yīng)稍大于試驗(yàn)車速。汽車駛?cè)牖袇^(qū)段 前，駕駛員將變速器排檔放入空檔(松開離合踏板)，汽車開始滑行，技術(shù)員按下數(shù)據(jù)采集 處理設(shè)備300的開始鍵，當(dāng)車速降低到試驗(yàn)要求車速時(shí)，數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備300開始自動(dòng)采 集，直至汽車完全停止，結(jié)束采集。打印并處理該測試結(jié)果。該測試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確度小于 2%作為判斷該道路滑行阻力合格的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)各次滑行在不同速度段的時(shí)間段，以及車輛 的質(zhì)量，計(jì)算出道路行駛阻力和車速的關(guān)系，并通過最小二乘法擬合成二次三項(xiàng)式，各項(xiàng)系 數(shù)即對(duì)應(yīng)的道路阻力系數(shù)目標(biāo)值(具體方法可參考相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn))。在底盤測功機(jī)上試 驗(yàn)時(shí)，首先，確定車輛在實(shí)際道路上滑行的裝載質(zhì)量并在底盤測功機(jī)上設(shè)置相同的裝載質(zhì)量，再把實(shí)際道路上滑行的道路行駛阻力系數(shù)輸入底盤測功機(jī)上，在底盤測功機(jī)上進(jìn)行滑 行試驗(yàn)，得到底盤測功機(jī)吸收功率的設(shè)定系數(shù)，即獲得功率吸收設(shè)定系數(shù)步驟S012。首先是 將底盤測功機(jī)設(shè)置為滑行狀態(tài)(Coast Down)，輸入實(shí)際道路阻力系數(shù)目標(biāo)值，設(shè)置滑行的 車速范圍，車速范圍應(yīng)與實(shí)際道路進(jìn)行滑行試驗(yàn)時(shí)保持一致。然后開始進(jìn)行滑行，得出車輛 和轉(zhuǎn)鼓的系統(tǒng)內(nèi)阻對(duì)應(yīng)的二次三項(xiàng)式(即系統(tǒng)內(nèi)阻系數(shù))，由底盤測功機(jī)將道路阻力系數(shù) 的目標(biāo)值分別減去系統(tǒng)內(nèi)阻系數(shù)，得到底盤測功機(jī)吸收功率的設(shè)定系數(shù)。轉(zhuǎn)鼓滑行與道路模擬的精確度由底盤測功機(jī)依據(jù)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷(如轉(zhuǎn)鼓 滑行模擬的目標(biāo)值與道路實(shí)際的目標(biāo)值偏差小于)，如果超出偏差，底盤測功機(jī)將會(huì)以 “*”或其它符號(hào)予以提示。2、最大拖鉤牽引力測試步驟S022. IT坡度測試步驟S021 最大驅(qū)動(dòng)力測試試驗(yàn)時(shí)汽車變速器掛入所需要的檔位，將加速踏板踩到底，施加底盤測功機(jī)的模 擬坡度，施加到車輛達(dá)到最大負(fù)荷狀態(tài)，勻速行駛不低于10秒，當(dāng)?shù)妆P測功機(jī)顯示的驅(qū)動(dòng) 力穩(wěn)定后，計(jì)算機(jī)開始采集對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定車速Ua和驅(qū)動(dòng)力值Ft。坡度取值范圍在試驗(yàn)前通過 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩、各檔速比等傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)大致估算出輪邊驅(qū)動(dòng)力，再通過輪邊驅(qū)動(dòng)力和 模擬的車輛質(zhì)量來推算出的最大的模擬坡度值。不同檔位下，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速(車速)的坡度值 G(%)可以利用下式進(jìn)行估算G = tan {arcsin[ (Ftmax-Fto' )/Μ· g]}.................. (11)其中，F(xiàn)tfflax——根據(jù)傳動(dòng)系參數(shù)估算的最大扭矩點(diǎn)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速的輪邊驅(qū)動(dòng)力；M——模擬的汽車質(zhì)量；g——重力加速度；在試驗(yàn)過程施加坡度時(shí)，實(shí)際施加的模擬坡度應(yīng)參考上述坡度的數(shù)值。在坡度調(diào) 整過程中，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與模擬坡度，在轉(zhuǎn)速接近最大扭矩點(diǎn)，或模擬坡度接近式 (11)估算的限值時(shí)，應(yīng)以底盤測功機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的坡度設(shè)置的最小分度值來調(diào)整，以便盡可 能小的增加汽車行駛的模擬爬坡阻力。車輛的試驗(yàn)范圍轉(zhuǎn)速可以計(jì)算出輪邊驅(qū)動(dòng)力。對(duì)于最大牽引力試驗(yàn)來說，最佳取 值點(diǎn)均在最大扭矩點(diǎn)附近，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)揮最大扭矩的工況，對(duì)應(yīng)的牽引力為最大牽引力。 因此在最大扭矩點(diǎn)附近測點(diǎn)時(shí)，坡度調(diào)整的步長應(yīng)相應(yīng)縮小，以避免越過測點(diǎn)。坡度取值范圍在試驗(yàn)前通過發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和扭矩、各檔速比等傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)大 致估算出輪邊驅(qū)動(dòng)力，再通過輪邊驅(qū)動(dòng)力和模擬的車輛質(zhì)量來推算出的理論坡度值，獲得 不同轉(zhuǎn)速、車速與坡度的近似對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于試驗(yàn)時(shí)參考輸入。車輛的試驗(yàn)范圍轉(zhuǎn)速可以計(jì)算出輪邊驅(qū)動(dòng)力。設(shè)置取值范圍在發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率 點(diǎn)轉(zhuǎn)速到最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速之間。最佳取值點(diǎn)均在最大扭矩點(diǎn)附近，因此在最大扭矩點(diǎn)附近 測點(diǎn)時(shí)，坡度調(diào)整的步長應(yīng)相應(yīng)縮小，以避免越過測點(diǎn)。2. 20坡度測試步驟S022 零坡度時(shí)驅(qū)動(dòng)力測試在得到最大負(fù)荷狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)力值Ft和對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定車速隊(duì)后，將底盤測功機(jī)的模 擬坡度設(shè)置為零，由車輛驅(qū)動(dòng)底盤測功機(jī)運(yùn)行，用加速踏板控制底盤測功機(jī)運(yùn)行速度與在 車輛最大負(fù)荷狀態(tài)下得到的穩(wěn)定車速Ua—致，待車速穩(wěn)定后，數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備300記錄 下相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力值，此時(shí)得到車輛在模擬零坡度狀態(tài)下的驅(qū)動(dòng)力值。其他檔位及狀態(tài)依此進(jìn)行，可以測得車輛最大牽弓I力。3、各檔拖鉤牽引性能測試步驟S03同最大拖鉤牽引力試驗(yàn)類似，在底盤測功機(jī)上用模擬坡度進(jìn)行各檔拖鉤牽引性能 試驗(yàn)。首先進(jìn)行T坡度測試步驟S031，通過測試各檔位、各車速下的Ftmax‘，并記錄穩(wěn)定車 速Ua(穩(wěn)定車速點(diǎn)也可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍來選擇，一般一個(gè)檔位要求5 8個(gè)點(diǎn))，再 進(jìn)行0坡度測試步驟S032，設(shè)置坡度為零，測試出Fto'，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的牽引力。4、數(shù)據(jù)采集處理步驟S04測試過程需要記錄時(shí)間、驅(qū)動(dòng)力、車速、轉(zhuǎn)速和施加的模擬坡度、檔位信息等數(shù)據(jù)， 驅(qū)動(dòng)力等數(shù)據(jù)可通過自動(dòng)采集的數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備300得到，模擬坡度和檔位信息應(yīng)及時(shí) 進(jìn)行手工記錄，參見表1，表1為某車型汽車各檔拖鉤牽引性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)。最后，最大拖鉤牽引力等于底盤測功機(jī)調(diào)整坡度使車輛達(dá)到最大負(fù)荷狀態(tài)下的驅(qū) 動(dòng)力值Ft減去底盤測功機(jī)坡度設(shè)置為零時(shí)的驅(qū)動(dòng)力值。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理 后，接著進(jìn)行繪制牽引性能曲線步驟S041，根據(jù)各牽引力與車速，描繪出牽引力-速度曲線 (F-V)，最后將各個(gè)檔位的最大牽引力——速度曲線描繪到同一坐標(biāo)軸上，即得出該車輛的 牽引特性曲線，參見圖5，圖5為本發(fā)明的牽引力-速度(F-V)曲線圖，需要說明的是，本實(shí) 施例中僅給出了汽車在II檔、III檔、IV檔和V檔時(shí)的測試方法及數(shù)據(jù)，其余各擋的測試方 法與所述各擋的測試方法相同，在此不做贅述。本發(fā)明的牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)及方法涉及道路和底盤測功機(jī)等試驗(yàn)條件，以下幾點(diǎn) 需要說明(1)取得道路滑行阻力數(shù)據(jù)并能夠在底盤測功機(jī)上進(jìn)行模擬，進(jìn)行道路滑行時(shí)，不 需要利用拖鉤牽引車輛，這也是本系統(tǒng)和方法的便捷之處；所選擇的道路條件應(yīng)為較長平 直的水泥或浙青等良好路面；(2)就目前底盤測功機(jī)顯示的驅(qū)動(dòng)力數(shù)值而言，有的顯示功率吸收裝置的數(shù)值 (不包括汽車傳動(dòng)系統(tǒng)和底盤測功機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)阻)，有的顯示驅(qū)動(dòng)輪輸出的最大底盤輸出 功率的數(shù)值(包括汽車傳動(dòng)系統(tǒng)和底盤測功機(jī)的系統(tǒng)內(nèi)阻)。本發(fā)明針對(duì)兩種顯示方式的 測功機(jī)都適用。因?yàn)閮纱螠y得的驅(qū)動(dòng)力都包含或不包含系統(tǒng)內(nèi)阻，兩值相減之后進(jìn)行了抵 消，得出的值與包含或不包含系統(tǒng)內(nèi)阻是無關(guān)的。(3)載荷狀態(tài)和底盤測功機(jī)的要求，道路滑行時(shí)裝載要求應(yīng)和牽引車輛利用牽引 鉤進(jìn)行道路牽引作業(yè)時(shí)要求一致；在底盤測功機(jī)上試驗(yàn)時(shí)，裝載量應(yīng)根據(jù)底盤測功機(jī)附著 系數(shù)，牽引車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)，確定加載量，以保證輪邊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)的最大牽引力；對(duì) 于底盤測功機(jī)，要根據(jù)車輛傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)估算輪邊力和驅(qū)動(dòng)功率，依據(jù)底盤測功機(jī)可以實(shí) 現(xiàn)的吸收功率，確定試驗(yàn)的范圍。(4)對(duì)于要求在牽引性能試驗(yàn)過程中進(jìn)行油耗測試的，可以通過連接油耗儀進(jìn)行 測試，油耗試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)和驅(qū)動(dòng)力等試驗(yàn)數(shù)據(jù)同步采集。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。表1某車型汽車各檔拖鉤牽引性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
一種汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括道路滑行設(shè)備、性能測試設(shè)備和數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，所述數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備分別與所述道路滑行設(shè)備和所述性能測試設(shè)備連接，所述的道路滑行設(shè)備用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，所述性能測試設(shè)備包括用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備數(shù)據(jù)測試單元、用于測試最大拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)的最大拖鉤牽引性能測試單元和用于測試各檔拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)的各檔拖鉤牽引性能測試單元，所述數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備用于采集處理所述道路滑行設(shè)備及所述性能測試設(shè)備測得的所述準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、所述最大拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)和所述各檔拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的性能測試設(shè)備為 底盤測功機(jī)。
3.一種汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1所述的汽車牽引性能試 驗(yàn)系統(tǒng)完成，該汽車牽引性能試驗(yàn)方法依次包括準(zhǔn)備步驟、最大拖鉤牽引力測試步驟和各 檔拖鉤牽引性能測試步驟，還包括數(shù)據(jù)采集處理步驟，所述準(zhǔn)備步驟包括取得道路滑行阻 力系數(shù)步驟、獲得功率吸收設(shè)定系數(shù)步驟和設(shè)置坡度步驟，所述最大拖鉤牽引力測試步驟 包括T坡度測試步驟和0坡度測試步驟，所述各檔拖鉤牽引性能測試步驟包括T坡度測試 步驟和0坡度測試步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，所述取得道路滑行阻力 系數(shù)步驟包括確認(rèn)車輛試驗(yàn)狀態(tài)步驟、道路行駛阻力滑行試驗(yàn)步驟和判斷試驗(yàn)結(jié)果步驟。
5.如權(quán)利要求3所述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，所述獲得功率吸收設(shè)定 系數(shù)步驟包括預(yù)熱準(zhǔn)備步驟、滑行步驟和判斷試驗(yàn)結(jié)果步驟。
6.如權(quán)利要求3所述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，所述設(shè)置坡度步驟還包 括調(diào)節(jié)坡度步驟。
7.如權(quán)利要求3所述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，所述整理數(shù)據(jù)步驟還包 括繪制牽引性能曲線步驟。
8.如權(quán)利要求3所述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，所述各檔拖鉤牽引性能 測試步驟中的T坡度測試步驟包括汽車II檔測試步驟、汽車III檔測試步驟、汽車IV檔測 試步驟和汽車V檔測試步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車牽引性能試驗(yàn)方法，其特征在于，所述各檔拖鉤牽引性能 測試步驟中的0坡度測試步驟包括汽車II檔測試步驟、汽車III檔測試步驟、汽車IV檔測 試步驟和汽車V檔測試步驟。
全文摘要
一種汽車牽引性能試驗(yàn)系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括道路滑行設(shè)備、性能測試設(shè)備和數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備，數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備分別與道路滑行設(shè)備和性能測試設(shè)備連接，道路滑行設(shè)備用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，性能測試設(shè)備用于測試準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、最大拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)和各檔拖鉤牽引性能數(shù)據(jù)，所述方法包括準(zhǔn)備步驟、最大拖鉤牽引力測試步驟、各檔拖鉤牽引性能測試步驟和整理數(shù)據(jù)步驟。本發(fā)明利用底盤測功機(jī)，通過施加坡度的方法模擬道路上的負(fù)荷拖車，與在道路上用負(fù)荷拖車法相比，其在室內(nèi)轉(zhuǎn)鼓上控制和操作簡單，易于實(shí)現(xiàn)；與在底盤測功機(jī)上用恒速法相比，其充分考慮了汽車在平直路面上的行駛阻力，可完整地測出在牽引鉤上能夠?qū)崿F(xiàn)的實(shí)際汽車牽引力。
文檔編號(hào)G01L5/13GK101995338SQ20091009101
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者吳瑞, 張憲, 梅振華, 陶臣軍 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司