- 滑行試驗的必要性
滑行試驗,也就是所謂的coast down試驗。試驗的目的就是測試車輛的行駛過程中的阻力大小。測量行駛阻力的原因是為了在底盤測功機上模擬車輛在實際道路上行駛的阻力,這樣就可以進行很多實路上不能進行(或者精確測量)的試驗,比如說排放、油耗、EV能耗試驗等。這些試驗往往是由于測量設(shè)備太多太復雜、對車輛行駛工況有嚴格的要求以及對試驗環(huán)境的要求,所以必須在底盤測功機上進行試驗。打個比方,底盤測功機就是汽車的跑步機。
當前,滑行試驗是根據(jù)國五來進行試驗的。計劃于2020年7月1日實施的國六對滑行試驗的要求也更加詳細具體,車輛工況、試驗環(huán)境、試驗工況以及結(jié)果的處理都有了說明??吹竭@個實施日期,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車型。明年愚人節(jié)實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了江淮大眾、眾泰福特、東風雷諾等新能源汽車合資公司的成立。看著日益嚴苛的排放法規(guī),你也就能理解車企的壓力了。
2. 滑行試驗結(jié)果F0、f1、f2
滑行試驗的結(jié)果一般是三個系數(shù),也可以兩個系數(shù),兩種表示方法對結(jié)果的差別可以忽略不計。但是為了后續(xù)分析,用三個系數(shù)F0、f1、f2表示。汽車行駛的阻力值可以用三個系數(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)合汽車理論的知識,汽車滑行過程中所受的外力為滾動阻力、風阻和坡道阻力,所受的內(nèi)力為傳動系統(tǒng)的阻力?;性囼炛?,對試驗道路的坡道要求很高,國五標準要求縱向坡道在±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比。所以坡度阻力可以忽略不計。因此,車輛行駛過程中消耗能量的阻力為滾動阻力、傳動阻力和風阻。F0代表的是車輛的滾動阻力,f1 表示的是傳動系統(tǒng)的阻尼系數(shù),f2表示的是風阻系數(shù)。
初步觀察這三個系數(shù)。可以大概對比下同一車型不同試驗次數(shù)下的試驗結(jié)果,大概通過對比下三個系數(shù)的大小來分析三部分的阻力。但是,但是阻力畢竟是三個系數(shù)的綜合作用結(jié)果,所以對比分析需要結(jié)合起來。
3. 滑行結(jié)果分析
試驗結(jié)果分析主要有兩種方法。
第一種,根據(jù)試驗結(jié)果的三個系數(shù)可以繪制圖1的阻力速度曲線,該曲線的優(yōu)點是直觀的看到阻力隨車速的變化趨勢。你也可以把三部分阻力分開繪制曲線,單獨看各部分阻力隨時間變化的趨勢。對于同一車輛,你可以把不同滑行試驗結(jié)果繪制在一張表格上,這樣來對比試驗結(jié)果的優(yōu)劣。
第二種,根據(jù)滑行試驗的結(jié)果,結(jié)合試驗工況,來計算滑行能量。這種方法的優(yōu)點是更客觀具體,直接可以得到某一工況下車輛消耗的能量(在不考慮動力輸出部分的損耗)。同一車型的不同試驗試驗結(jié)果優(yōu)劣對比更清晰。
通常,試驗結(jié)果處理的時候,需要結(jié)合兩種方法來對比和完成試驗報告。
至于第二種方法,滑行能量計算的過程,可以用Matlab程序繪制某一試驗工況的速度時間曲線,根據(jù)滑行阻力 F=F0+f1*v+ f2*v.^2,阻力對位移積分,ds=v×dt,轉(zhuǎn)換后即可速度對時間的積分,即可得到滑行能量,這在程序中是很容易實現(xiàn)的。把得到的三部分能量分別與對應的系數(shù)相乘即為滑行能量。 最重要的NEDC工況下,滑行能量后期補在評論上 。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。面對國際上日益嚴苛的汽車排放法規(guī),車企排放不達標怎么辦?大眾是安裝應對排放檢測的作弊軟件,三菱就來得更直接了,車輛申報認證的時候直接修改滑行試驗結(jié)果。三菱把三個系數(shù)都直接調(diào)小,這樣車輛的行駛阻力比實際偏小,然后車輛在臺架試驗的排放就會更低。還有就是在去年三菱事發(fā)的時候,日企另外一家車企也因為滑行試驗結(jié)果被調(diào)查了,原因是試驗結(jié)果的天氣狀況不符合要求,測試的時候試驗場橫風過大,不滿足標準要求。這算是用反面教材說明了滑行結(jié)果的重要性了。
其實,國內(nèi)這一部分算是漏洞百出,油耗能耗作假是很容易的。
以上部分對于想了解國五車輛滑行試驗的來說已經(jīng)足夠了,想了解國五國六可以繼續(xù)往下看。
5. 國五國六對比
由于國六針對滑行提供了兩種滑行方法,此處選擇固定風速儀滑行法,車載風速儀滑行法不討論。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行駛阻力的。
兩個標準的對比,分試驗前期準備、試驗步驟、試驗數(shù)據(jù)處理來進行。 不能繪制表格,那就偷懶貼圖了哈哈。
4.1 前期準備
基準條件、道路條件、大氣條件、車輛條件。
圖2 滑行前期準備對比
4.2 試驗步驟對比
試驗步驟流程沒有變化,只有試驗的要求有一些變化,比如說滑行開始的速度可能從135kph滑行至15kph了。
圖3 試驗步驟對比
4.3 試驗數(shù)據(jù)處理
國五和國六試驗數(shù)據(jù)處理變化還是不少的。但是作為汽車試驗工程師的你是不需要知道具體的計算方法,了解下即可。這些都是測試軟件負責處理的,所以滑行設(shè)備軟件硬件供應商需要知道。對比如下貼圖。
圖4 國五滑行數(shù)據(jù)處理
圖5 國六滑行數(shù)據(jù)處理
其實國內(nèi)針對滑行軟硬件供應商不多,做起來不難。重點是硬件,這方面有想法的可以試試。數(shù)據(jù)輸入就是速度計,這個對精確度要求很高,一般都是一級供應商(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,處理試驗數(shù)據(jù)輸出結(jié)果。
圖6 滑行試驗速度計