车辆动力性试验检测方法及分析

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1、车辆动力性试验检测方法及分析摘要：车辆动力性作为车辆最基本的性能特征，对于车辆本身具有极其重要的地位，对于车 辆动力性的测试试验及其动力性的分析，是车辆研究与检测要求中最为重要的环节。本文基 于车辆动力性测试试验，论述车辆动力性试验的室外测试方法以及车辆动力性分析方法。关键词：车辆动力性；测试试验；方法；分析引言：车辆的动力性是用车辆在行驶过程中可以实现的最高车速、加速时间和最大爬坡度来表 征的，是车辆的基本性能。车辆是高速率的运载工具之一，运载速率的高低由车辆的动力性 直接决定。随着我国高等级优路况的公路总量的增长以及车辆性能的不断优化提高车辆行 驶速度有了极大程度的提高，但是随着车辆行驶里

2、程的增加，其动力性将逐渐衰退，这不仅影 响了车辆高速行驶的能力、车辆应有的运载速率还会导致公路的通过性下降,并且为交通安 全和行车安全埋下了隐患。1同时，在中国汽车飞速发展的今天，车辆的动力性日益成为消 费者购买车辆的重要评价标准之一，受到广泛关注，所以，车辆动力性的测试试验，成为了 车辆基本性能测试的最基本和最重要的一个组成部分，只有能达到这一测试标准的车辆才能 够进行其余检测。一. 车辆动力性能的分析车辆的动力性是指车辆在良好路面上直线行驶的时候由车辆所受到的纵向外力决定 的、所能达到的平均行驶速度。分析车辆的动力性主要包含以下三个方面：(1)车辆的最高 行驶车速uamax； (2)车辆加

3、速时间t； (3)车辆所拥有的最大爬坡度imax。1. 最高车速在水平良好的路面上，并且无风的条件下，车辆行驶的行驶阻力与驱动力平衡时达到的 持续稳定的车辆速度。根据车辆行驶平衡方程式：(1)式中：G车辆重力，Nf滚动阻力系数；二空气阻力系数；A车辆迎风横截面面积，m2；车辆速度，km/h；可得：=.一 一二一(2)2. 加速能力车辆的加速性能的分析主要分为原地起步加速和超车加速性能两个部分。车辆的加速性 能用车辆在水平良好路面上行驶时的加速度来分析评价。由于车辆在行驶时的加速度很难直 接测量出来，所以可以用车辆的加速时间来间接的表征车辆的加速性能，从而使得车辆的加 速性能可以更为直观和便捷的

4、表达和测量出来。车辆在水平良好路面上加速行驶时,根据车 辆行驶方程式可知：车j# rflfAmA)图1车辆驱动力一一行驶阻力平衡图dt 二一血根据图1和式(3)即可得出变速箱挂入各档位并且节气门保持完全开度时的加速度曲 线，从其中我们可以看出当挂入较高档位时，车辆的加速度相对较小，而变速箱挂入1档时 的加速度是所有档位加速度中最大的。根据该曲线图可求得车辆从某一已知车速加速到另一 较高车速过程中所经过的时间。设车辆的加速度为a,根据运动学方程可得到(4)加速时间便由此可以通过用计算机进行积分或图解积分的计算得出。使用图解解积分的 方法进行计算加速时间,可以将a- ua曲线化为1/a- ua曲线

5、，曲线下方两个速度区间下的面 积便是通过此速度区间的汽车加速时间。那么在车辆加速过程中的变速箱换档时刻就可以由 a-u曲线来分析确定。当变速箱1档与变速箱2档的车辆加速度倒数曲线有交点时，应该 在该交点处所对应的车速由1档换入2档。如果两条曲线并没有交点，那么就在变速箱1档 位时当加速行驶达到最高发动机转速时换入变速箱2档位。剩余的换挡原则也是根据以上 的方法。3. 最大爬坡度车辆的最大爬坡度是指车辆满载行驶在良好的路面上，克服驱动阻力(即滚动阻力与 空气阻力之和)之后，同时进行爬坡行驶时，克服坡度阻力Fi，并且以一定速度行驶达到 的最大爬坡度，此时d u/ d t = 0,故：二二- -(6

6、)式中：Ff = Gfcosao车辆的爬坡能力测试是以良好的路面状况为先决条件的，Ff值很小，并且cosa-1，所以 通过最大坡道角a，可以计算得到坡道度值(tana)。车辆的最大爬坡度通常是指变速箱在1 档位时的最大爬坡度。车辆的实际爬坡度一般会小于车辆的最大爬坡度。以上即为车辆动力性的全面分析方法，那么通过试验我们可以得到相关的数据与信息，再通过相应的计算，来得出一辆车辆的动力性，从而对其整体性能的评价提供相关依据。2二. 车辆动力性试验车辆动力性试验检测氛围室内和室外两种方式，室内主要是以底盘测功机进行道路模拟 来进行实验，底盘测功机是检测车辆动力性能的装置，通过在室内的车辆测试台架上分

7、析模 拟车辆在道路上的行驶状况，来进行分析测试车辆的动力性。此外，对车辆进行调试和故障 诊断也是底盘测功机的一项功能。但是，室内的更多是以模拟为主，要获得更为准确真实的 数据，还是要以室外试验为基准，本文主要以室外试验来进行车辆动力性的测试与分析。1. 试验仪器及试验条件（1）主要仪器车辆动力性道路试验常用仪器有第五轮仪，非接触速度仪等。为减小误差和地面不平的 影响，在该试验设计中我们采用非接触速度仪来进行动力性测试。（2）试验条件车辆准备：试验车辆要具备良好的车况，要求车体要端正，试验车辆转向盘的最大自由 转动量由中间向左或向右两方向小于或等于10 （设计最高车速大于100km/h）和15

8、（设 计最高车速小于100km/h的车辆），确保离合器踏板的自由行程没有问题。发动机运转平稳 等。进行试验前，应当对试验车辆的加速踏板开度、轮胎气压、车轮定位参数及车辆附属装 备等进行检查，保证以上各项都符合规定。3装载质量：一般条件下，试验车辆装载质量按规定最大装载质量装载，乘员质量可以使 用相同质量的重物代替，装载质量要求分布均匀，试验过程中不得晃动和颠离;保持环境恒 定防止其质量变化。试验应在干燥，清洁，平坦的沥青或混凝土的直线路面上进行，加速性能，最高车速试 验道路长2km3km,宽度不小于8m,纵向坡度在0.1%以内，试验操作应在相对湿度小于95%, 无雾、无雨天气下进行，空气温度在

9、040C范围瓦 风速小于3m/s。2. 试验内容（1）最高车速测试选取适宜的测试路段，此路段的两端应该为试验的车辆加速区间。加速路段应确保足够 长度，确保试验车在进入测量路段之前应该达到所能达到的最高车速并可以保持稳定的行驶 车速通过该测试路段。最高车速表征的是车辆自身能够能达到的速度极限，因此，在试验时，车窗等附加装置 是需要完全关闭的，由此来减少气流的影响。为了减小来自于道路振动的影响，提高测试的 精确性，需要进行往返两个方向的测试，行驶路段应该保持一致，试验结果取其两次测试结 果平均值。测试路段长度、时间、车速由如下关系：（7）式中：V车速，km/h;D测试路段长度，m；t时间，s。加速

10、性能测试车辆的加速性能一般由加速时间来体现，一般分为车辆原地起步加速时间测试和车辆超 车加速时间测试。车辆的原地起步加速时间，是指由规定的较低档位起动加速，并以最大的行驶加速度 （包括选择适当的换档时机）逐步换至最高档后，加速到某一规定的行驶速度所需要的时间， 对于轿车来说经常以080km/h或0100km/h加速时间来表征车辆的原地起步加速时间; 或者用规定的较低档起步加速，并以最大加速度逐步换到最高档后，达到规定的行驶距离所 需的时间,通常用行驶过0400m、0800m、01 000m的距离所通过的时间来表征，加速 时间越少，车辆的动力性就越好。4超车加速时间，是指车辆档位在最高档或次高档

11、，由一个确定车速开始加速，全力加速 至某一较高速所经过的时间。超车加速时间少，体现了更好的车辆的高档位动力性。（3）最大爬坡度测试试验坡道坡度应尽可能的接近试验车辆的的最大爬坡度。试验坡道的长度应当大于25m, 在车辆上坡前的路段应当设置有8m10m的水平直线路段作为加速和缓冲的路段应当用 水泥铺设坡度N30%的测试坡道;沥青材料则可以铺设坡度30%的测试坡道。5在试验开始 时，试验车辆应当处于最低档档位。启动加速后，节气门应当保持完全开度进行爬坡行驶, 测试并记录试验车辆通过测速路段的发动机转速和时间。三. 结语车辆动力性的检测是一项关系到道路行驶安全和通过能力的重要工作,国内外对于车 辆的动力性测试十分重视，规定了详尽的相关的检验标准和检验方案。所以，对车辆的动力 性能检测，作为车辆试验的一项最基本的测试试验，应当严格按照国家的标准定期地对车辆 的动力性进行检测，使车辆能够保持正常的安全稳定性和运载效率。参考文献：1何锋，杨宁.车辆动力学M.贵阳:贵州科技出版社,2003.2郭应时，袁伟.车辆试验学M.人民交通出版社，2006.3赵忠宪.车辆动力性分析的方法研究J.兰州石化职业技术学院学报.2004.4.4张杰飞.车辆动力性的检测J.车辆与船舶.2008.5.5陈春菊，王文林.越野车辆动力性和燃油经济性建模与仿真分析J.南昌大学学报（工 科版）.2010.4