汽车动力性试验全方位解析-加速、爬坡、最高车速及滑行阻力试验

汽车动力性是汽车最基本的性能之一，是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的，所能达到的平均行驶速度。

汽车行驶遇到的阻力有滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。汽车必须有足够的驱动力来克服这些阻力，才能以较高的平均速度行驶。从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的动力性主要由三方面的指标来评定，即最高车速、加速度和最大爬坡度。

我国国家标准体系中涵盖最高车速、加速度和最大爬坡度三个评价指标的道路试验方法包括：

GB/T 12543 《汽车加速性能试验方法》

GB/T 12544 《汽车最高车速试验方法》

GB/T 18276 《汽车动力性台架试验方法和评价指标》

GB/T 18385 《电动汽车 动力性能 试验方法》

GB/T 19752 《混合动力电动汽车 动力性能 试验方法》

本文主要介绍加速性能试验、爬坡试验、最高车速试验和滑行阻力试验，分别从试验分类、试验设备、试验原理以及试验结果的应用等方面进行汽车动力性试验的全方位解析。

1、汽车加速性能试验

汽车加速性能是汽车在起步和超车使用条件下迅速提高行驶速度的能力。

汽车加速性能试验通常在汽车试验场的高速直线道上进行，利用五轮仪或车速仪记录汽车的车速与时间的关系曲线，测定汽车的原地起步换挡加速性能和超车加速性能。

加速性能的评价指标主要包括加速过程中的加速度、加速时间和加速距离。

（1）试验设备

非接触式车速仪：是接收全球卫星定位系统信号并实时确定地面车位置，在试验道路上测试车速；

非接触式汽车车速仪

非接触式五轮仪：采用使光通过特殊形状的栅照射到路面、接收反射光在试验道路上测试车速，因安装不方便已逐渐被市场淘汰；

转鼓试验台架：准确模拟出整车道路行驶阻力，高精度地测量出车速、距离、加速度等参数。

四轴五电机试验台架：其负载电机直接与汽车轮连，不需要和轮胎连接，消除了轮胎滑稳的影响，可精准测量汽车加速性能。

（2）试验项目

起步加速试验：将加速踏板踩到底，使车辆由静止状态加速至规定的末车速（轻型汽车100km/h，重型汽车80km/h），记录行驶时间和距离。

超车加速试验：将变速器置于超车加速要求的档位，车速稳定在低于起始车速 2~ 3km/h，然后将加速踏板踩到底进行加速，直至车速超过末速度时停止，记录起始车速至末车速对应的行驶时间和距离。

加速性能开发性试验：通过加速试验获得轮边驱动力、驱动功率等数据，分析整车动力特性曲线和传动效率等参数。

2、汽车爬坡试验

我国城市化的飞速发展下修建了较多的地下停车场坡道，车辆坡道起步性能尤为重要。我国住房和城乡建设部颁发的IGJ100-2015《车库建筑设计规范》，对不同机动车库坡道的最大纵向坡度进行了规定其中最大坡度为15%。

汽车爬坡试验依据坡度的大小和长度，又将爬坡试验分为爬陡坡试验（10%以上的陡坡路）和爬长坡试验（坡度12%以下的长坡路）。

（1）爬陡坡试验

试验方式：爬陡坡试验通常以道路上开展为主，转鼓上开展为辅。

试验道路：爬陡坡能力除了主要受到驱动力的影响，有时也会由轮胎与路面之间的附着系数决定计最大极限、应分别在干燥、坚实的高附路上及冰、雪等低附路上开展爬能坡验。

爬坡方式：规定坡道爬坡试验：从坡下平坦路处平稳起步后向上爬坡通过坡道；坡道起步试验：在坡路中途紧急停车之后再起步加速行驶通过坡道。

汽车试验坡道要求：测试路段坡道长度不小于20m，测试路段的前后设有渐变路段，坡前平直路段不小于8m，允许以表面平整、干燥、坚实、坡度均匀的自然坡道(沥青路面或混凝土路面)代替。测试路段的纵向坡度变化率不大于0.1%，横向变化率不大于3%。

汽车坡道示意图

最大爬坡度试验：如果爬坡能力有富余，可以爬更陡的坡，而此时又没有更陡规定坡度的坡道，则可通过增加装载质量或采用变速器较高一档进行试验。

坡道起步试验：当汽车处于测试路段时，靠自身制动系统停住，将变速杆放入空档，熄火2min，再起步爬坡，记录通过10m的时间和末车速。最大坡道起步试验方法可以参照最大爬坡度的质量调整方法。

（2）爬长坡试验

爬长坡试验一般在坡度小于10%（5.7°）的长坡路进行行驶能力试验，长坡路试验不仅测试动力性能，同时测试行驶时的发动机冷却水温度，各种润滑油温度及其各部分温度并进行整体的实用性评价。

爬长坡试验对动力性经济性、热平衡热害性能的开发有着重要的意义。一方面需要开展真实道路上的适应性试验，检验汽车能否更强地适应当地路况和环境；另一方面需要开展带环境模拟的转鼓试验台试验，可以准确重复模拟环境温度、光照强度、道路坡度等参数，便于试验开发过程中的方案选型验证。

3、汽车最高车速试验

最高车速反映了汽车依靠动力所能达到的车速极限，是指汽车在无风情况下，在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最大行驶速度，通常用连续行驶一定距离的平均最高车速来表征。

（1）测试方法

在符合试验条件的道路上，选择中间200m为测量路段，并用标杆做好标志，测量路段两端为试验加速区间。根据试验汽车加速性能的优劣，选定充足的加速区间(包括试车场内环形高速跑道)，使汽车在驶入测量路段前能够达到最高的稳定车速。

试验汽车在加速区间以最佳的加速状态行驶，在到达测量路段前保持变速器(及分动器)在汽车设计最高车速的相应挡位，油门全开，使汽车以最高的稳定车速通过测量路段。

（2）测试方式

最高车速试验可以分为道路试验法和转鼓试验法。

道路试验法：选择合适的试验场高速环道或直线道，保证道路有足够长的加速段使得车辆加速到最高车速且不超过道路的设计车速。

转鼓试验法：选择合适的转鼓试验台，保证转鼓试验台的设计车速大于车辆的最高车速，车辆在转鼓上，没有平移动能，只有驱动轮再现了道路上的旋转运动，安全风险远低于道路试验，且转鼓上不需要往返两个方向和多次测量，提高了试验效率。

4、汽车滑行阻力试验

汽车的滑行性能是指汽车行驶时利用车辆本身所具有的动能克服行驶阻力的能力，滑行试验经常要测定滑行距离和滑行阻力系数。

滑行是指汽车在路面上直线行驶时松开加速踏板、利用自身惯性继续向前行驶的式，包括空档滑行、带档滑行等。

（1）滑行距离的测定

选择长800～1000m的平整路段作为滑行区段，汽车在进入滑行区段前，车速应稍大于50 km/h，此时驾驶员将变速器排挡置入空挡，并松开离合器踏板，汽车开始滑行，在滑行过程中，驾驶员不得转动方向盘，直至完全停车为止。

（2）滑行阻力系数的测定

滑行阻力一般认为是汽车在平直路面上匀速行驶的行驶阻力，可以分解为底盘阻力空气阻力。底盘阻力为传动系、行驶系、转向系和制动系传递至轮边的阻力之和，又可分解为轮胎滚动阳力、变速器空档和后桥等传动系内摩擦阻力、轮毅轴承摩擦阻力、制器拖滞力和车轮定位前束阻力等。

滑行阻力包括滚动阻力、空气阻力和传动系摩擦阻力等。采用低速滑行试验，测量出滑行阻力系数，可近似看成由滚动阻力和空气阻力两部分组成，进而求出空气阻力系数。滑行阻力系数的测定，通常采用定距离测定法、定初速度测定法和负荷拖车测定法。

汽车滑行阻力分解

总而言之，动力性是汽车最基本的性能，通过动力性能各项评价指标的测定可以考察其是否符合设计要求，是否符合用户的使用要求，为改进设计提供依据。另外汽车的动力性还可以用于两种车型优劣的比较，以及生产质量的检查和科研等。