汽车滑行阻力系数的测定方法

一种确定汽车滑行阻力系数的方法王、刘(中国汽车工程研究院有限公司天津分公司天津300461)文摘利用VBOX进行滑行试验，可以获得极其精确的试验数据，通过对试验数据进行二次回归计算，可以得到滑行阻力系数。可以获得更精确的车辆道路阻力模型。关键词：汽车滑动阻力系数一种确定车辆滑行阻力系数的方法王、刘中国汽车工程研究院有限公司天津分公司文摘利用VBOX进行滑行试验，我们可以获得极其准确的试验数据。提出了一种利用二次回归计算推导下滑系数的方法。从而确定底盘测功机模拟的准确数据。关键词：车辆滑行阻力系数1前言1.1测试目的和背景理论在排放试验中，有必要在底盘测功机上模拟道路行驶阻力。底盘测功机的阻力可通过标准GB18351.3-2005中规定的数学模型来描述。模型是：(公式1.1)其中，A代表与速度无关的常数项阻力(如道路摩擦等)。)，B代表与速度的主要项相关的阻力(例如传动系阻力)，而C代表与速度的次要项相关的阻力(例如风阻等)。)1。底盘测功机模拟道路行驶阻力，需要在测功机上设置A、B和C系数。这三个系数需要事先确定。测试程序的原型是SAE J 1164底盘发电机仪表模拟道路负载使用滑行技术(发布于1995-04)和GB18352-2005轻型车辆排气污染物的限值和测量方法。该方法给出了一种利用滑行技术在底盘测功机上模拟道路载荷的方法。本规程是在规程原型的基础上进行补充和完善的，给出了利用VBOX道路性能测试仪进行滑跑试验的试验技术和利用滑跑数据测量测功机动态参数A、B、C的可操作方法。滑行是一种道路测试，允许车辆在特定环境和特定地点断开动力链输出的情况下，从高速自由减速至低速，并记录必要的数据(每个减速阶段的时间、开始和结束速度等)。)在减速过程中。滑行技术是根据标准的物理模型和适当的数学方法，使用滑行的测量数据，计算模型中的动态参数a、b、c的测试技术。具体来说，滑行技术可以表达如下。根据相关标准和文献1，汽车在滑行过程中受到的阻力可以表示为(公式1.2)这是一个微分方程。为了便于处理，微分方程在速度v的一些局部区域中被微分测试车以车辆速度滑行至车辆速度。当行驶速度的变化很小时(按照法律法规的规定)，我们可以把这个过程看作一个均匀的减速运动。你可以写出下面的等式(公式1.3)其中，它代表从车速到过程的平均减速度，即当车速为时间的时刻的减速度。表示从车速减速到的过程时间长度；是选定降速间隔的速度中点。这样，速度为1.2的制动力可以通过将(公式1.3)代入(公式1.2)来获得(公式1.4)因此，滑行试验的目的是使用适当的仪器和方法获得并记录一系列等速下降过程的速度下降区间的中点，以及从高速到低速断开动力链的自由减速过程中各过程的时间。根据记录的数据，建立一系列关于动态参数a、b、c的三元一次方程(与选定的记录处理组的数目相同)以形成方程。根据该方程组，通过二元回归等方法求解最优动态参数a、b、c，为底盘测功机提供准确的道路阻力模拟设置。1.2与测试技术记录器、现场和方法相关的问题滑行试验需要三项必要的技术，以确保准确的速度-时间记录和一个平坦且足够长的场地，以在仪器和场地的有限条件下测试可行的操作方法。速度-时间记录可以通过使用先进的全球定位系统道路综合性能测试仪VBOX3i来完成。VBOX3i利用卫星定位技术测量车速、位置等参数，然后通过计算得到其他导出参数。速度采样频率可达100赫兹，速度记录精度可达0.1公里/小时(0.0278米/秒)，并可记录完整的速度-时间曲线，便于后续处理。滑行测试中最关键的问题是需要一条长而平坦的跑道，这样测试车就有足够的时间从125公里/小时的高速滑行到5公里/小时的“步行”速度。这个速度范围可以定制，不需要跨越那么长的距离，但需要足够长的场地。2由于滑行试验的场地限制，不可能一次完成从要求的起动高速到要求的结束低速的滑行，因此有必要设计一种合适的方法。根据实际情况，整个测试可以采用速度分段-多次滑动的方法来完成。假设测试需要从125公里/小时的高速滑行到5公里/小时的低速，并且由于场地限制不能一次完成，那么速度可以分为125公里/小时85公里/小时、90公里/小时50公里/小时和55公里/小时50公里/小时三个部分，并且可以使用场地一次进行一个阶段的测试。正反向测试可以在这个过程中穿插进行。12测试数据处理方法和原则根据(公式1.4)。该数据处理方法可以对试验数据进行二次回归计算，得到三个待定系数a、B、c、B和c(公式1.4)中的两个参数对的N组可以在滑行试验中获得。将参数代入方程，I=1，2，n，n是数据集的数目，可以得到关于a，b，c的n个基本方程，它们形成关于a，b，c的线性方程。用二次回归求解a，b，c，b，c。二次回归的原理和方法如下。3最小偏差标准：最小残差标准用于创建回归直线y=ax b，它满足n个控制点(x1，y1)，(x2，y2)处从控制点到直线的垂直距离的最小平方和。(xn，yn)。参见图2.1。图2.1回归线、控制点和垂直距离示意图构建回归直线就是找到合适的A和B，使距离的平方和最小。最小偏差准则用于构造二次回归曲线类似地，最小残差标准也可以用于创建二次回归曲线，使得从控制点到二次曲线的垂直距离的平方和在n个控制点(x1，y1)、(x2，y2)处最小化，(xn，yn)。该算法的目的是获得待定系数a、b和c，以便S=(公式2.1)求a，b，c，b和c值下的最小值。通过(等式2.1)，S可以表示为A的二次多项式(认为B和C是常数)，并且相应地，S可以表示为B和C的二次多项式(认为其他两个变量是常数)。也就是说，SS(a，b，c)是一个关于a，b，c的三次二次多项式函数。a，b，c的取值范围，即s的域是整个实数域。求待定系数a，b，c使S最小，就是求域上S(a，b，c)的最小点。从S的偏差平方和的属性可以知道，S的最大值是最小值，而不是最大值。如果S(a，b，c)在(am，bm，cm)上得到最小值，那么(am，bm，cm)要么在域的边界，要么在停滞点。S的域是整实数域，边界上的值是无穷的，不能是最小值。因此，最小值(am，bm，cm)位于s的驻点A、B、C的偏导数函数分别对S进行计算并取零，得到以A、B、C为未知数的三元一次方程组。组织，获得(公式2.2)这个线性方程组的解有两种情况：没有解，只有唯一解。这个方程组的解是函数S(a，b，c)在域上的稳定点。从前面的结论来看，最小值(am，bm，cm)在S的驻点，所以：当解是唯一的时，最小点在唯一的稳定点，解是域上函数S(a，b，c)的最小值。当没有解时，函数S(a，b，c)在域中没有最小值(即没有a，b，c，所以f可以表示为)。最小二乘法是线性方程可以用克莱姆定律来求解。3滑行试验和结果计算3.1测试准备1道路要求道路应是笔直的，并有足够的长度来进行以下规定的测量。斜率必须在0.1%以内保持不变，并且不得超过1.5%。2大气条件2.1风试验期间，平均风速必须小于3米/秒，最大风速必须小于5米/秒。此外，试验道路的横向风速分量必须小于，风速应在路面以上0.7米处测量。2.2温度道路必须干燥。3大气压力和温度在试验过程中，空气密度和参考状态之间的差值(P=100千帕，T=293.2K千帕)不得超过7.5%3.2滑行测试1.测试环境和车辆参数位置/路况气候条件风速轮胎状况汽车整备质量天津港保税区/干路面多云191.2米/秒轮胎压力240千帕2520千克2.测试准备2.1在车辆上安装VBOX，并设置VBOX，以便记录车辆运行的速度和时间。2.2车辆装载至其参考质量。应调整车辆水平，以使负载的重心位于前外侧座椅的两个“R”点之间的中间，并位于穿过这两个点的直线上。2.3窗户应关闭。空调系统盖和前照灯也应处于关闭位置。2.4车辆必须清洁。2.4试验开始前，车辆应以适当的方式达到正常工作温度。3种测试方法3.1测试速度列表V1(公里/小时)13070V2(公里/小时)70103.2加速车辆至V1。3.3将变速器置于“空档”位置。3.4当车辆减速至V2时停止。3.5在相反方向进行相同的试验。3.6重复3.1至3.5次。3.7每组车速的测试3.1至3.6。3.8取=5，通过VBOX提取v 5滑至V5所需的时间，求出其平均值T=，求出各车速下的阻力FI=2 * M0/T，并获得以下数据记录表。请注意，制动力的计算需要将速度转换为米/秒，使用公式F=2*m0*dv/td，其中dv=5公里/小时=5/3.6米/秒。表1出租车数据记录表减速间隔和中速公里/小时统计值减速过程时间T秒出口金额制动力N1251201156.741009.54105100959.75697.9285807515.22447.0565605524.25280.5845403551.87131.19252015171.6339.653.3数据操作将得到的数据表带入(公式2.2)中，得到a、b、c、b、c的基本方程。为了自动求解问题，制作了一个EXCEL解表，该解表由EXCEL的MDETERM函数利用clem规则实现。用二次曲线拟合的方法绘制了垂直和垂直数据点的趋势线，所得结果与方程计算一致。求解方程，得到滑行阻力参数a=13.8，b=0.18，c=0.0672，即F=13.80.18v0.0672 v2。图表如下。图3.1 F-v拟合图(横坐标：速度公里/小时，纵坐标：制动力N)图3.2 EXCEL计算表结论利用全球定位系统道路综合性能测试仪VBOX3i获得极其精确的滑动试验数据，并将其纳入滚动阻力、空气阻力和传动系阻力的计算模型。用代数方法求解二次回归，计算出三个阻力系数。这样，可以自动完成试验数据的处理和计算，得到更准确的车辆道路阻力模型。参考1陈春梅，用滑动法确定底盘测