什么是道路阻力系数(一种用于转鼓工况试验的汽车道路阻力系数测定方法)

硕士研究生论文网络可以通过汽车道路滑行试验获得“速度-时间”曲线。经过非线性拟合，可以得到速度相对于时间的三次方程，并且可以得到减速相对于时间的二次方程和对， 下所的每个目标速度的时间，然后可以计算减速和道路阻力。路面阻力系数是对对“速度-路面阻力”曲线进行非线性二次拟合后得到的，用于设定转鼓(底盘测功机)工况试验前的阻力。关键词：滑动；转鼓。工作条件；道路阻力系数确定底盘测功机工作循环试验道路阻力系数的方法-魏1，-英2，-雄1，吴惠民2，方建2(1。东风商用车有限公司技术中心车辆检测部，十堰442000，中国；2.东风商用车有限公司技术中心车辆试验部(武汉430056)摘要：根据滑行试验，可以得到速度和时间的曲线，然后通过非线性拟合得到它们的三次方程。分别对三次方程进行求解和微分后，除了关于减速度和时间的二次方程外，还可以得到各目标速度下的时间来计算减速度和道路阻力。最后，在目标速度和路面阻力下，利用二次拟合得到路面阻力系数，用于底盘测功机测试工况前的阻力设定。周新伟毕业于燕山大学，本科学历，现任东风商用车有限公司技术中心总工程师，现为东风汽车公司一级人才库成员，主要研究兴趣为汽车测试。简介转鼓(底盘测功机)作为汽车台架试验的基本设备，已被各汽车制造商和汽车检测机构广泛使用。目前，转鼓设备广泛应用于汽车的双循环试验，如燃油经济性试验和排放试验。在工况测试前，应将被测车辆的道路阻力系数设置在转鼓上，以模拟其在道路上的行驶阻力。目前，测量汽车的道路阻力系数一般采用滑行法，关键是计算对， 下所各目标速度下的道路阻力，目前常用的道路阻力计算方法是“恒速法”(如GB/T 27840-2011附录C)，即滑行过程中某一减速段(10 km/h)的汽车减速度相同(匀速减速度)，然后计算减速段中间速度(目标速度)下的恒速行驶阻力。计算方法如下：Dv为目标车速v的速度偏差(km/h)，Dv5 km/h，t为试验车辆从v Dv减速至v-Dv的平均经过时间。然而，由于风速、路况、驾驶因素等的影响。汽车的减速过程是变速运动，并且减速度随着车速的降低而降低(图1)。显然，“等速法”所遵循的“在某一减速区间内减速相同”的原则与实际不符。介绍了一种用滑动法测量汽车道路阻力系数的新方法。通过道路滑行试验得到车速相对于时间的试验曲线后，通过最小二乘法的非线性拟合和方程的推导，可以得到车速和减速度相对于时间的方程，然后对方程进行求解，计算出汽车的道路阻力系数。该方法解决了“恒速法”计算的滑行减速度与实际情况不一致的问题。

1汽车滑行道行驶阻力方程，如果忽略摩擦，行驶阻力包括滚动阻力、空气阻力和加速阻力(惯性阻力)，力平衡方程可写成：其中，为加速阻力(n)，为转动质量转换系数，对一般为1.03 ~ 1.05，卡车为1.04，v为车速(km/h)。Mg(a bv)为滚动阻力(N)，bv为与车速线性相关的滚动阻力系数，A和B为常数；是空气阻力(n)，CD是空气阻力系数，a是汽车的迎风面积(m2)。将公式(2)写成公式(3)，即汽车在道路上滑行时的行驶阻力方程。2汽车道路阻力的鼓式模拟和常用设置方法2.1汽车道路阻力的鼓式模拟事实上，通过控制鼓式模拟的负载阻力，车辆在鼓式模拟上行驶的阻力与在道路上行驶的阻力相同。当车辆在转鼓上行驶时，车辆的阻力由三部分组成。(1)测量测功机对滚筒负载的阻力。(2)汽车轮胎与鼓表面的摩擦阻力。(3)汽车传动系统(包括传动轴万向节和变速器输出端等)的摩擦阻力。)。在转鼓上进行工况试验之前，有必要将试验车辆的道路阻力移植到转鼓上。为了保证仿真的准确性，有必要利用转鼓的Multi CoastDown功能对路面阻力进行多次修正，以消除摩擦等阻力的影响，使车辆在转鼓上行驶时的阻力与在路面上行驶时的阻力相同。因此，在转鼓上设置对试验车辆的道路阻力实际上是在对2.2转鼓上设置转鼓的负载阻力汽车道路阻力模拟的常用设置方法在转鼓上模拟汽车道路阻力时，常用的设置方法是“车速-道路阻力”函数系数(ABC)输入法，即汽车的道路阻力是以车速为变量的二次函数。输入汽车总质量和二次函数系数后，即可完成汽车道路阻力的鼓式模拟阻力设定。设置方法见图2。不难发现，图2中用转鼓模拟汽车道路阻力的原理与公式(3)相同。因此，只要得到“车速-道路阻力”二次函数中的常数项A、B、C，就可以完成汽车道路阻力的鼓式模拟阻力设定。3汽车道路阻力系数的求解过程3.1采样数据滤波为了提高计算精度，必须对采样的出租车数据(ti，vi)进行滤波，以减少数据波动，尽可能消除随机误差。方法获得5个连续采样速度的平均速度。公式中取3 ~ n-2，其中n为每组采样数据的个数，每组数据的ti为T3 ~ TN-2。3.2滑行数据的拟合车辆速度(v)相对于时间(t)的方程是通过在过滤后对每组滑行数据进行三次多项式拟合而获得的。在公式中，c，d，e和f都是常数项。减速()相对于时间的方程可以通过对公式(5)两侧的同时对时间t进行微分来获得。3.3通过求解对在目标速度下的时间和减速度来设定目标速度和数量，例如90-5公里/小时(假设初始滑行速度大于90公里/小时)，间隔为5公里/小时，则数量为18，分别为90、85、80 … 5公里/小时。利用Matlab或Excel的对公式(5)求解，分别计算出对， 下所各目标速度的时间tj，取1 ~ n1为目标速度数，如下图所示。通过将tj带入等式(6)，可以获得下所和对的每个目标车速的减速度j。3.4计算并求解道路阻力系数，利用公式(7)计算下所对，各目标车速下的道路阻力Fj，利用上述同样的数据处理方法，可以分别得到各组滑行数据下的道路阻力，以及下所各目标车速VJ下的平均道路阻力Fj

通过对对VJ和Fj数据进行二次多项式拟合得到的二次方程中的常项、一项和二项系数即为汽车的道路阻力系数。4试验和计算示例4.1滑行试验数据的取样为了验证该方法的可行性，在东风某车型(总质量10 500 kg)的襄阳试验轨道性能道路上进行了滑行试验。试验按照国标12534-90 《汽车道路试验方法通则》和国标12536-90 《汽车滑行试验方法》进行，车辆的道路、天气和技术条件均符合标准要求。使用测试设备以20Hz的采样频率记录速度和时间。试验路的方向是南北向，距离不够长。试验采用分段往复滑动，滑动初始速度为90公里/小时。试验结束后，将两个方向的滑行数据从高到低整合到“速度-时间”序列中，剔除(过滤)异常数据，得到两组滑行数据。4.2道路阻力系数求解过程根据公式(5)，通过对过滤后的两组滑行数据进行三次多项式拟合，可以得到车速相对于时间的曲线和方程，如图3和图4所示：设定目标车速为85、80、75.5公里/小时，并计算图3和图4中每个目标车速的对时间tj，其中I和J都是1 ~ 17。计算结果曲线如图5所示。通过使用公式(6)和公式(7)，可以获得每个目标速度所需的减速度j和道路阻力Fj。计算结果曲线如图6和图7所示。平均道路阻力可以通过平均对图7中的道路阻力获得，然后目标速度可以用二次多项式拟合。可以得到拟合曲线和方程，如图8: 5所示。结论(1)本文提出了一种测量汽车道路阻力系数的新方法。用这种方法得到的结果可以在转鼓(底盘测功机)试验前设定汽车道路的阻力，其数据处理方法新颖。(2)该方法反映了减速度随速度降低而降低的真实过程，解决了“恒速法”计算减速度与实际情况不一致的问题。