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轻型汽车道路滑行试验

2019-04-16 23:07:27·  来源：Careol 灰飞电的啊车  
　
滑行试验的必要性滑行试验，也就是所谓的coastdown试验。试验的目的就是测试车辆的行驶过程中的阻力大小。测量行驶阻力的原因是为了在底盘测功机上模拟车辆在实
  1. 滑行试验的必要性
滑行试验，也就是所谓的coast down试验。试验的目的就是测试车辆的行驶过程中的阻力大小。测量行驶阻力的原因是为了在底盘测功机上模拟车辆在实际道路上行驶的阻力，这样就可以进行很多实路上不能进行（或者精确测量）的试验，比如说排放、油耗、EV能耗试验等。这些试验往往是由于测量设备太多太复杂、对车辆行驶工况有严格的要求以及对试验环境的要求，所以必须在底盘测功机上进行试验。打个比方，底盘测功机就是汽车的跑步机。
    
当前，滑行试验是根据国五来进行试验的。计划于2020年7月1日实施的国六对滑行试验的要求也更加详细具体，车辆工况、试验环境、试验工况以及结果的处理都有了说明。看到这个实施日期，不少车企都已经瑟瑟发抖了，汽车排放要求太高了，所以不管是合资的还是自主的，豪华品牌还是大众品牌都在推广普及混动车型。明年愚人节实施的双积分管理办法也算是中间的过渡，仅仅这一政策就促进了江淮大众、众泰福特、东风雷诺等新能源汽车合资公司的成立。看着日益严苛的排放法规，你也就能理解车企的压力了。
 
2. 滑行试验结果F0、f1、f2
滑行试验的结果一般是三个系数，也可以两个系数，两种表示方法对结果的差别可以忽略不计。但是为了后续分析，用三个系数F0、f1、f2表示。汽车行驶的阻力值可以用三个系数和速度来表示，F=F0+f1*v+ f2*v.^2。因此也可以绘制阻力速度曲线，类似如下
图1 阻力速度曲线
结合汽车理论的知识，汽车滑行过程中所受的外力为滚动阻力、风阻和坡道阻力，所受的内力为传动系统的阻力。滑行试验中，对试验道路的坡道要求很高，国五标准要求纵向坡道在±0.1%以内，且不超过1.5%。国六的要求就更具体了，具体可见第四部分对比。所以坡度阻力可以忽略不计。因此，车辆行驶过程中消耗能量的阻力为滚动阻力、传动阻力和风阻。F0代表的是车辆的滚动阻力，f1 表示的是传动系统的阻尼系数，f2表示的是风阻系数。
       
初步观察这三个系数。可以大概对比下同一车型不同试验次数下的试验结果，大概通过对比下三个系数的大小来分析三部分的阻力。但是，但是阻力毕竟是三个系数的综合作用结果，所以对比分析需要结合起来。
 
3. 滑行结果分析
试验结果分析主要有两种方法。
第一种，根据试验结果的三个系数可以绘制图1的阻力速度曲线，该曲线的优点是直观的看到阻力随车速的变化趋势。你也可以把三部分阻力分开绘制曲线，单独看各部分阻力随时间变化的趋势。对于同一车辆，你可以把不同滑行试验结果绘制在一张表格上，这样来对比试验结果的优劣。
  
第二种，根据滑行试验的结果，结合试验工况，来计算滑行能量。这种方法的优点是更客观具体，直接可以得到某一工况下车辆消耗的能量（在不考虑动力输出部分的损耗）。同一车型的不同试验试验结果优劣对比更清晰。
    
通常，试验结果处理的时候，需要结合两种方法来对比和完成试验报告。
       
至于第二种方法，滑行能量计算的过程，可以用Matlab程序绘制某一试验工况的速度时间曲线，根据滑行阻力 F=F0+f1*v+ f2*v.^2，阻力对位移积分，ds=v×dt，转换后即可速度对时间的积分，即可得到滑行能量，这在程序中是很容易实现的。把得到的三部分能量分别与对应的系数相乘即为滑行能量。 最重要的NEDC工况下，滑行能量后期补在评论上 。FTP工况下的能量表示为
E [kJ] = 79.0424×F0+2621.27×f1+101190×f2
4. 滑行结果的重要性
滑行结果直接关系到车辆的排放和能耗。面对国际上日益严苛的汽车排放法规，车企排放不达标怎么办？大众是安装应对排放检测的作弊软件，三菱就来得更直接了，车辆申报认证的时候直接修改滑行试验结果。三菱把三个系数都直接调小，这样车辆的行驶阻力比实际偏小，然后车辆在台架试验的排放就会更低。还有就是在去年三菱事发的时候，日企另外一家车企也因为滑行试验结果被调查了，原因是试验结果的天气状况不符合要求，测试的时候试验场横风过大，不满足标准要求。这算是用反面教材说明了滑行结果的重要性了。
 
其实，国内这一部分算是漏洞百出，油耗能耗作假是很容易的。
 
以上部分对于想了解国五车辆滑行试验的来说已经足够了，想了解国五国六可以继续往下看。
 
5. 国五国六对比
由于国六针对滑行提供了两种滑行方法，此处选择固定风速仪滑行法，车载风速仪滑行法不讨论。但是差别也不大，感兴趣的可以看GB18352.6-2016附件CC，其中也有介绍使用扭矩仪测行驶阻力的。
两个标准的对比，分试验前期准备、试验步骤、试验数据处理来进行。 不能绘制表格，那就偷懒贴图了哈哈。
 
4.1 前期准备
基准条件、道路条件、大气条件、车辆条件。
图2 滑行前期准备对比
4.2 试验步骤对比
试验步骤流程没有变化，只有试验的要求有一些变化，比如说滑行开始的速度可能从135kph滑行至15kph了。
图3 试验步骤对比
4.3 试验数据处理
国五和国六试验数据处理变化还是不少的。但是作为汽车试验工程师的你是不需要知道具体的计算方法，了解下即可。这些都是测试软件负责处理的，所以滑行设备软件硬件供应商需要知道。对比如下贴图。
图4 国五滑行数据处理
图5 国六滑行数据处理
其实国内针对滑行软硬件供应商不多，做起来不难。重点是硬件，这方面有想法的可以试试。数据输入就是速度计，这个对精确度要求很高，一般都是一级供应商（kelter）提供。然后是数据处理设备，软硬件需要自己解决。至于输出一般是连接设备的PC了，处理试验数据输出结果。
图6 滑行试验速度计 
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