理论教育 汽车燃油经济性台架试验方法,提升汽车使用性能与试验

汽车燃油经济性台架试验方法,提升汽车使用性能与试验

时间:2023-09-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:室内台架试验是以底盘测功机作活动路面,模拟汽车道路行驶阻力和车速,以进行汽车等速行驶燃油消耗量试验和循环工况燃油消耗量试验的方法。汽车燃油消耗量的台架试验是由底盘测功机和油耗仪配合使用完成的。汽车燃油消耗量测试结果的准确性除与油耗仪的测试精度有关外,还与底盘测功机对汽车行驶阻力的模拟是否准确,及所采用的试验循环是否合理有关。

汽车燃油经济性台架试验方法,提升汽车使用性能与试验

室内台架试验是以底盘测功机作活动路面,模拟汽车道路行驶阻力和车速,以进行汽车等速行驶燃油消耗量试验和循环工况燃油消耗量试验的方法。

汽车燃油消耗量的台架试验是由底盘测功机和油耗仪配合使用完成的。底盘测功机用于提供活动路面,并模拟汽车在道路上行驶时的阻力;油耗仪则用于燃油消耗量的测量。汽车燃油消耗量测试结果的准确性除与油耗仪的测试精度有关外,还与底盘测功机对汽车行驶阻力的模拟是否准确,及所采用的试验循环是否合理有关。

1.稳态工况燃油消耗量台架试验

根据GB 18565—2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》,用底盘测功机测试汽车等速百公里燃油消耗量时的测试条件如下。

(1)环境条件

①环境温度为0~40℃。

②环境湿度小于85%。

大气压力为80~110kPa。

(2)台架和车辆的准备

①测试前,车辆应预热至正常热状态,车辆轮胎规格和气压应符合该车技术条件的规定。

②应把底盘测功机预热到正常工作温度,底盘测功机和油耗仪应符合使用要求,工作正常。

③测量并记录环境温度、大气压力和燃料密度。

(3)等速百公里燃油消耗量测试方法

①在底盘测功机上设定测试车速:轿车为60km/h;其他车辆为50km/h。

②将被测汽车驱动轮平稳驶至底盘测功机滚筒上,起动汽车,逐步加速并换至直接档(无直接档换至最高档),使车速达到规定的车速。给测功机加载,功率PPAU,使其模拟汽车满载等速行驶在平坦良好路面时的行驶阻力功率P,计算式为

P=PPAU+PPL+PF

式中 P——汽车满载等速行驶在平坦良好路面时的行驶阻力功率(kW);

PPAU——底盘测功机吸收单元的吸收功率(kW);

PPL——测功机内部摩擦损失功率(kW);

PF——汽车驱动轮、传动系统等摩擦损失,由测功机使用者自行测定。

PPL+PFP时,则车辆不能在该测功机上进行测试;当PPL+PFP时,则需调整PPAU,使PPAU+PPL+PF=P

行驶阻力功率P可按有关规定试验测得,试验时的基准质量为车辆满载;也可以按汽车在平坦良好路面等速行驶所消耗的功率值计算得到。

采用台架试验计算汽车的等速百公里燃油消耗量时,应合理确定测功机的加载量,以模拟汽车在平直道路上以规定车速行驶时所受到的阻力,这极其重要。此时,汽车克服滚动阻力和空气阻力所消耗的驱动轮功率为

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式中 Pk——驱动轮输出功率(kW);

G——汽车总重(N);

f——滚动阻力系数;

CD——空气阻力系数;

A——迎风面积(m2);

v——试验车速(km/h)。

汽车底盘测功机上进行试验时,汽车驱动轮的输出功率应等于底盘测功机加载装置的加载功率与测功机内部摩擦阻力功率之和。对某一固定结构的底盘测功机而言,摩擦阻力功率为一常数。因此,合理确定公式中各个系数并求出试验车速下的驱动轮功率后,便可据此确定测功机的模拟加载量。

③待车速稳定后开始测量,要求测量不低于500m距离的燃油消耗量。连续测量2次并记录。

④计算等速百公里燃油消耗量和2次测试结果的算术平均值。

显然,在不同试验车速下,底盘测功机所对应的加载功率不同。若把汽车底盘测功机用作活动路面和汽车行驶阻力模拟装置,精确控制汽车驱动轮在底盘测功机滚筒上的运行速度,并模拟汽车在相应车速下的运行阻力,便可代替汽车燃油经济性的道路试验,在室内条件下进行各种不同车速的燃油消耗量试验。根据汽车在不同车速下的等速百公里燃油消耗量试验结果,便可作出汽车的等速百公里燃油消耗量特性曲线,如图4-1所示。

2.循环工况燃油消耗量台架试验

根据GB/T 12545.1—2008《汽车燃料消耗量试验方法第一部分乘用车燃料消耗量试验方法》,乘用车模拟城市工况循环燃油消耗量试验应在底盘测功机上进行,其试验循环工况如图4-5和表4-4所示。(www.daowen.com)

车辆试验质量:M1类车辆的试验质量为整车整备质量加上100kg;N1类车辆试验为整车整备质量加上180kg;当车辆的50%装载质量大于180kg时,测试质量为整车整备质量加上50%的装载质量(包括测量仪器和人员的质量)。

燃油消耗量的测量值由两个连续的模拟城市工况循环所消耗的燃料量来决定。进行循环之前,应使发动机在规定条件下进行足够次数(至少进行5次循环)的模拟城市工况循环试验,直到其工作温度稳定,特别应使机油温度稳定。发动机温度应保持在制造厂规定的正常工作范围内。

为了便于测量燃油消耗量,两个连续的模拟城市工况循环之间的间隔时间(怠速状态)不应超过60s。

试验结果:按模拟城市工况循环测量的燃油消耗量应等于按上述规定进行的3次连续测量的算术平均值。如果进行3次试验后的燃油消耗量极限值与平均值之差超过5%,则按上述规定继续试验,直至获得至少5%的测量精度为止。

根据测量结果和十五工况循环的累计行程,可以折算得到所测汽车城市工况循环下的百公里燃油消耗量。

GB/T 19233—2008《轻型汽车燃料消耗量试验方法》规定,在底盘测功机上模拟市区和市郊行驶工况进行汽车燃油消耗量试验;GB 19578—2004《乘用车燃料消耗量限值》规定,乘用车燃油消耗量限值试验规范由两部分构成:试验1部包括4个模拟市区条件下汽车的行驶工况循环(十五工况);试验2部是1个模拟市郊条件下汽车的行驶工况循环(十三工况),如图4-7所示。其试验车辆载荷为车辆基准质量,即整备质量加100kg。

汽车燃油消耗量室内模拟试验不受道路、气象条件的限制,可模拟复杂的汽车行驶工况,可采用质量法、容积法、碳平衡法中的任一方法测量燃油消耗量,试验条件可控,试验结果重复性好,可同时进行燃油经济性和排放污染物试验。

室内台架试验的主要不足是:能模拟汽车复杂行驶工况的底盘测功机价格昂贵;不易准确模拟汽车的道路行驶阻力;底盘测功机用电惯量机械惯量均难以准确、实时地模拟汽车加、减速行驶时的惯性阻力。如若设定底盘测功机模拟的行驶阻力与试验车道路试验时的实际行驶阻力差别太大,就会明显降低测试结果的可靠度和可比性。

3.燃油消耗量测试结果处理

(1)燃油消耗量测试数据的重复性

汽车的燃油消耗量测试数据必须满足的要求为

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式中 Qmax——百公里燃油消耗量量测试数据中的最大值(L/100km);

Qmin——百公里燃油消耗量量测试数据中的最小值(L/100km);

QA——百公里燃油消耗量量测试数据中的算术平均值(L/100km);

R——比例系数,其取值见表4-10。

表4-10 比例系数R的取值

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若测试数据的重复性达不到上述要求,必须排除测试仪器及发动机或底盘的有关故障后重新进行测试。

(2)燃油消耗量测试数据的修正

在测试条件下测得的汽车燃油消耗量测试数据应修正为标准状态下的数值。标准状态指:气温为20℃;气压为100kPa;汽油密度为0.742g/mL;柴油密度为0.830g/mL。修正公式为

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C1=1+0.0025(20-T

C2=1+0.0021(p-100)

C3=1+0.8(0.742-ρ)(汽油车)

C3=1+0.8(0.830-ρ)(柴油车)

式中 Qc——修正后的燃油消耗量(L/100km);

QA——实测的燃油消耗量均值(L/km);

C1——环境温度修正系数;

C2——大气压力修正系数;

C3——燃油密度修正系数;

T——试验时的环境温度(℃);

p——试验时的大气压力(kPa);

ρ——试验时的燃油密度(g/mL)。

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