一種汽車傳動系阻力的測量裝置及測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車傳動系阻力的測量裝置及測量方法，屬于汽車整車性能測量【技術(shù)領(lǐng)域】。測量裝置包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速傳感器、兩組不同轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤；轉(zhuǎn)速傳感器用于測量轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速及發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，兩組不同轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤固定于驅(qū)動車輪上用于改變傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，測量的轉(zhuǎn)速信息由數(shù)據(jù)采集儀進行實時記錄；本發(fā)明可在整車條件下測量空載下的傳動系阻力，不需要將車輛拆解后對總成進行臺架試驗即可對整車的傳動系統(tǒng)進行總體的評價；本發(fā)明可對傳動系參數(shù)未知的車輛進行阻力的測量，不需要測量其傳動系的轉(zhuǎn)動慣量，在車輛的對標(biāo)過程中是相對簡單且易行的方法。
【專利說明】一種汽車傳動系阻力的測量裝置及測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于汽車整車性能測量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種汽車傳動系阻力的測量裝置及測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]按照近十年來汽車用油趨勢發(fā)展，未來中國將存在巨大的汽車用油缺口，汽車節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為未來汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決定性因素。隨著一汽自主品牌對于汽車節(jié)能技術(shù)研究的進一步深入，對整車總成及部件的性能控制和性能試驗驗證日益受到重視。在性能控制過程中如何簡單而準(zhǔn)確對性能目標(biāo)進行試驗驗證是一項急待研究和解決的問題。
[0003]汽車在行駛過程中，燃油燃燒所產(chǎn)生的大部分能量被發(fā)動機及其附件以熱能的形式散失到周圍環(huán)境當(dāng)中了，只有一部分被發(fā)動機轉(zhuǎn)化為機械能輸出給了傳動系。而這部分機械能，也會被變速箱和主減速器的潤滑、各部件之間的磨損所消耗掉一些，剩下的才被輸出到車輪用于汽車的行駛。
[0004]當(dāng)前對于傳動系統(tǒng)的摩擦損失、潤滑及攪油的損失主要是通過臺架試驗的手段對其進行評價，整車條件下對傳動系統(tǒng)效率的評價還是空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種汽車傳動系阻力的測量裝置及測量方法，主要是針對整車條件下變速箱至輪胎之間傳動系統(tǒng)的阻力進行測量評價，測量結(jié)果中包含軸承摩擦損失、傳動系攪油損失、齒輪傳動過程中的摩擦損失。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的，結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0007]—種汽車傳動系阻力的測量裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀1、轉(zhuǎn)速傳感器2、轉(zhuǎn)盤3，轉(zhuǎn)盤3固定在驅(qū)動車輪上，所述轉(zhuǎn)速傳感器2通過傳感器支架6固定，用于測量轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)速，所述數(shù)據(jù)采集儀I與轉(zhuǎn)速傳感器2相連，用于實時記錄所測量的轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)速。
[0008]所述轉(zhuǎn)盤3有不同轉(zhuǎn)動慣量的兩組。
[0009]兩組不同轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤3固定于驅(qū)動車輪上用于改變傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量，數(shù)據(jù)采集儀I (用于采集轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速w與時間t)進行實時記錄?？稍谡嚄l件下測量空載下的傳動系阻力，不需要將車輛拆解后對總成進行臺架試驗即可對整車的傳動系統(tǒng)進行總體的評價?？蓪鲃酉祬?shù)未知的車輛進行阻力的測量，不需要測量其傳動系的轉(zhuǎn)動慣量，在車輛的性能對比過程中是相對簡單且易行的方法。
[0010]一種汽車傳動系阻力的測量方法，包括以下步驟:
[0011]I)將已知轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤3固定在驅(qū)動輪上，控制發(fā)動機至一定轉(zhuǎn)速，脫開檔位，并迅速松開離合器踏板；
[0012]2)從低于脫檔轉(zhuǎn)速的某一固定轉(zhuǎn)速觸發(fā)至傳動系轉(zhuǎn)速為零為止，測量此過程中轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)速信號，并記錄時間；
[0013]3)重復(fù)試驗幾次，直至?xí)r間不再縮短為止；若試驗時間不斷減少，則需要對車輛再次進行預(yù)熱，并重新進行試驗；
[0014]4)更換不同轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤3，重復(fù)進行試驗，并記錄試驗結(jié)果；
[0015]5)將傳動系加速到一定轉(zhuǎn)速之后脫開檔位，讓車輪與傳動系自由轉(zhuǎn)動，傳動系阻力方程如下:
[0016]F(w) Xr= ((JcX !Lc^n1XJJn2 XJb)+n2J) X (-dw/dt) (I)
[0017]在上述式中: [0018]F(W),轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)速為w時的傳動系阻力；
[0019]r，輪胎半徑；
[0020]iQ，驅(qū)動橋主減速器傳動比。
[0021]Jc，傳動軸和變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)動慣量；
[0022]Jw,車輪轉(zhuǎn)動慣量；
[0023]Jb，制動鼓和輪轂總成的轉(zhuǎn)動慣量；
[0024]J,轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)動慣量；
[0025]Ii1,車輪數(shù)量；
[0026]n2,制動鼓和輪轂總成的數(shù)量；
[0027]t，時間；
[0028]W，轉(zhuǎn)盤3的角速度。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是:
[0030]可在整車條件下測量空載下的傳動系阻力，不需要將車輛拆解后對總成進行臺架試驗即可對整車的傳動系統(tǒng)進行總體的評價?？蓪鲃酉祬?shù)未知的車輛進行阻力的測量，不需要測量其傳動系的轉(zhuǎn)動慣量，在車輛的對標(biāo)過程中是相對簡單且易行的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明:
[0032]圖1是汽車傳動系阻力測量裝置的安裝示意圖；
[0033]圖中:1、數(shù)據(jù)采集儀；2、轉(zhuǎn)速傳感器；3、轉(zhuǎn)盤；4、信號線；5、千斤頂；6、傳感器支架；7、傳感器用反光條。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述:
[0035]一種汽車傳動系阻力的測量裝置，包括數(shù)據(jù)采集儀1、轉(zhuǎn)速傳感器2、轉(zhuǎn)盤3，轉(zhuǎn)盤3固定在驅(qū)動車輪上，所述轉(zhuǎn)速傳感器2固定在傳感器支架6上，用于測量轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)速，所述數(shù)據(jù)采集儀I與轉(zhuǎn)速傳感器2相連，用于實時記錄所測量的轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)速。
[0036]所述的轉(zhuǎn)盤3有不同的轉(zhuǎn)動慣量的兩組。
[0037](I)試驗條件:環(huán)境溫度不低于20°C，輪胎及傳動軸等部件做好動平衡。
[0038](2)試驗準(zhǔn)備:利用千斤頂?shù)葘④囕v驅(qū)動車輪支起足夠的高度，使其能夠脫離地面進行空轉(zhuǎn)，放入傳感器支架6，以防止由于千斤頂泄壓導(dǎo)致輪胎與地面摩擦。將固定轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤3固定在驅(qū)動車輪上，或?qū)④囕啿鹣?，將其直接固定在制動鼓上，之后安裝轉(zhuǎn)速傳感器2，轉(zhuǎn)速傳感器采用光電式轉(zhuǎn)速傳感器(也可以采用其他形式的傳感器)，將傳感器用反光條7貼在轉(zhuǎn)盤3的邊緣部分，一般用2~4個反光條，且均勻分布，然后把轉(zhuǎn)速傳感器2固定在傳感器支架6上，使其對準(zhǔn)傳感器用反光條7，并與傳感器用反光條7保持適當(dāng)?shù)木嚯x，參閱圖1，最后通過信號線4把轉(zhuǎn)速傳感器2與數(shù)據(jù)采集儀I連接，將數(shù)據(jù)采集儀I放置在方便試驗員操作的位置，在數(shù)據(jù)采集儀I中設(shè)定好轉(zhuǎn)速傳感器2的標(biāo)定系數(shù)，試驗準(zhǔn)備工作完成。
[0039](3)試驗過程:汽車掛入檔位，松開離合器踏板使傳動系及驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動，對傳動系進行預(yù)熱。試驗之前傳動系需要充分預(yù)熱20分鐘以上(有驅(qū)動力控制的車輛需要關(guān)閉驅(qū)動力控制系統(tǒng))。預(yù)熱后開始進行試驗，首先控制發(fā)動機至一定轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定之后，脫開檔位，并迅速松開離合器踏板。試驗從低于脫檔轉(zhuǎn)速的某一固定轉(zhuǎn)速觸發(fā)至傳動系轉(zhuǎn)速為零為止，測量此過程中轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)速信號，并記錄時間。重復(fù)試驗幾次，直至?xí)r間不再縮短為止。若試驗時間不斷減少，則需要對車輛再次進行預(yù)熱，并重新進行試驗。試驗結(jié)束后更換不同轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤3，重復(fù)進行試驗，并記錄試驗結(jié)果。
[0040](4)試驗處理:將傳動系加速到一定轉(zhuǎn)速之后脫開檔位讓車輪與傳動系自由轉(zhuǎn)動，傳動系阻力方程如下:
[0041]F(w) Xr= ((JcX !Lc^n1XJJn2 XJb)+n2J) X (-dw/dt)(I)
[0042]在上述式中:
[0043]F (W),轉(zhuǎn)盤3轉(zhuǎn)速為w時的傳動系阻力；
[0044]r，輪胎半徑；
[0045]iQ，驅(qū)動橋主減速器傳動比。
[0046]Jc，傳動軸和變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)動慣量；
[0047]Jw,車輪轉(zhuǎn)動慣量；
[0048]Jb，制動鼓和輪轂總成的轉(zhuǎn)動慣量；
[0049]J,轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)動慣量；
[0050]Ii1,車輪數(shù)量；
[0051]n2，制動鼓和輪轂總成的數(shù)量；
[0052]t，時間；
[0053]W，轉(zhuǎn)盤3的角速度。
[0054]改變轉(zhuǎn)盤3的轉(zhuǎn)動慣量J’，實現(xiàn)改變傳動系的轉(zhuǎn)動慣量的目的，得出方程:
[0055]F (w) X r= ((Jc X i。2+]^ X Jw+n2 X Jb) +n2J，) X (_dw，/dt)(2)
[0056]通過(I)，( 2 )兩個方程可得:
[0057]((Jc X 10^n1 X Jw+n2 X Jb) +n2J，) X (_dw，/dt) = ((Jc X 102+^ X Jw+n2 X Jb) +n2J) X (-dw/dt) (3)
[0058]制動鼓和輪轂總成的數(shù)量n2，主減速比k輪胎半徑轉(zhuǎn)速w和w’，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動慣量J和J’都是已知量，通過公示(3)可以求出傳動系轉(zhuǎn)動慣量JeX L2+Ii1X Jw+n2XJb。
[0059]求出傳動系轉(zhuǎn)動慣量JeXic^n1XJJn2XJb后，將值帶入公式(I)中，便可求得傳動系阻力F(W)。
[0060]6X4樣車傳動系滑行原始數(shù)據(jù):
【權(quán)利要求】
1.一種汽車傳動系阻力的測量裝置，由數(shù)據(jù)采集儀(I)、轉(zhuǎn)速傳感器(2)和轉(zhuǎn)盤(3)組成，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)盤(3)固定在驅(qū)動車輪上；所述轉(zhuǎn)速傳感器(2)通過傳感器支架(6)固定，用于測量轉(zhuǎn)盤(3)的轉(zhuǎn)速；所述數(shù)據(jù)采集儀(I)與轉(zhuǎn)速傳感器(2)相連，用于實時記錄所測量的轉(zhuǎn)盤(3)的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車傳動系阻力的測量裝置，其特征在于: 所述轉(zhuǎn)盤(3 )有不同的轉(zhuǎn)動慣量的兩組。
3.如權(quán)利要求1所述的一種汽車傳動系阻力的測量方法，包括以下步驟: 1)將已知轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤(3)固定在驅(qū)動輪上，控制發(fā)動機至一定轉(zhuǎn)速，脫開檔位，并迅速松開離合器踏板； 2)從低于脫檔轉(zhuǎn)速的某一固定轉(zhuǎn)速觸發(fā)至傳動系轉(zhuǎn)速為零為止，測量此過程中轉(zhuǎn)盤(3)的轉(zhuǎn)速信號，并記錄時間； 3)重復(fù)試驗幾次，直至?xí)r間不再縮短為止。若試驗時間不斷減少，則需要對車輛再次進行預(yù)熱，并重新進行試驗； 4)更換不同轉(zhuǎn)動慣量的轉(zhuǎn)盤(3)，重復(fù)進行試驗，并記錄試驗結(jié)果； 5)將傳動系加速到一定轉(zhuǎn)速之后脫開檔位，讓車輪與傳動系自由轉(zhuǎn)動，傳動系阻力方程如下:
F (w) X r= ((Jc X 10^n1 X Jw+n2 X Jb) +n2J) X (_dw/dt) 式中: F(w),轉(zhuǎn)盤(3)轉(zhuǎn)速為w時的傳動系阻力； r，輪胎半徑； L，驅(qū)動橋主減速器傳動比。 Jc，傳動軸和變速箱輸出軸的轉(zhuǎn)動慣量； Jw,車輪轉(zhuǎn)動慣量； Jb，制動鼓和輪轂總成的轉(zhuǎn)動慣量； J，轉(zhuǎn)盤(3)的轉(zhuǎn)動慣量； Ii1,車輪數(shù)量； n2，制動鼓和輪轂總成的數(shù)量； t，時間； w，轉(zhuǎn)盤(3)的角速度。
【文檔編號】G01L5/00GK103604542SQ201310581733
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月10日
【發(fā)明者】史彥博, 應(yīng)國增, 沈鐵軍, 黃毅, 付勝帥 申請人:中國第一汽車股份有限公司