試析汽車行駛阻力試驗(yàn)中易發(fā)性問題的解決策略

【摘要】在進(jìn)行汽車行駛阻力試驗(yàn)過程中，一些易發(fā)性問題常會出現(xiàn)，這將影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文主要通過分析汽車行駛阻力的數(shù)學(xué)模型與試驗(yàn)方法，進(jìn)而研究在試驗(yàn)過程中存在的主要易發(fā)性問題及其原因，最后綜合所有易發(fā)性問題，給出相應(yīng)的解決策略。

【關(guān)鍵詞】汽車；行駛阻力；試驗(yàn)；易發(fā)性問題；解決策略

1、汽車行駛阻力的數(shù)學(xué)模型與試驗(yàn)方法分析

1.1汽車行駛阻力的數(shù)學(xué)模型

汽車在水平道路上直線行駛時，受到各種與行駛方向相反的作用力，汽車行駛的總阻力為：，其中Ff為車輪滾動阻力，F(xiàn)w為空氣阻力，F(xiàn)i為坡道阻力，F(xiàn)j為加速阻力[1]。汽車在道路上脫擋滑行時，只受到滾動阻力、空氣阻力和坡道阻力，行駛阻力的數(shù)學(xué)模型可以表達(dá)為：

1.2試驗(yàn)方法

汽車行駛阻力常用的試驗(yàn)方法有真空度法、等速扭矩法和滑行法。真空度法是指以進(jìn)氣管真空度來代表行駛阻力，通過試驗(yàn)車輛行駛車速及對應(yīng)的真空度，調(diào)整底盤測功機(jī)阻力，以再現(xiàn)不同行駛速度下的真空度值。等速扭矩試驗(yàn)法是指車輛勻速行駛，通過直接試驗(yàn)其車速及對應(yīng)的行駛扭矩，然后調(diào)整底盤測功機(jī)的阻力，以再現(xiàn)道路行駛各速度下的扭矩值?；蟹词瞧囋诘缆飞厦摀鯗p速滑行試驗(yàn)，一般指根據(jù)汽車由減速至的時間計(jì)算出相應(yīng)車速對應(yīng)的行駛阻力。

2、行駛阻力試驗(yàn)過程中易發(fā)性問題及原因分析

根據(jù)以上關(guān)于行駛阻力數(shù)學(xué)模型與試驗(yàn)方法的分析，發(fā)現(xiàn)在行駛阻力試驗(yàn)過程中，由于所含因變量較多，并且數(shù)據(jù)多而復(fù)雜，難免會產(chǎn)生多種問題?，F(xiàn)在依據(jù)整個試驗(yàn)流程，在不同的節(jié)點(diǎn)和細(xì)節(jié)來具體分析可能或容易產(chǎn)生的問題，并分析其產(chǎn)生的原因。

2.1試驗(yàn)條件差異性問題

在進(jìn)行駛阻力試驗(yàn)前，我們須明確兩大試驗(yàn)條件差異，即地域性差異與試驗(yàn)樣本車輛差異。

地域性差異主要表現(xiàn)在在不同的法規(guī)體系下對“車輛行駛阻力的試驗(yàn)”的規(guī)定也有所不同，尤其在歐洲、美洲與亞洲三大洲的差異性顯著。這里可分別以德國、美國和日本為例，其主要的區(qū)別在于以下兩點(diǎn)：一是車輛的用于計(jì)算力的質(zhì)量與旋轉(zhuǎn)部件當(dāng)量慣量的差異；二是歐洲與亞洲將行駛阻力規(guī)定為單項(xiàng)總阻力，而美洲則表示為機(jī)械阻力與空氣阻力之和[2]。

樣本車輛差異即指在進(jìn)行行駛阻力試驗(yàn)時，選用不同類型車輛作為樣車，試驗(yàn)原理雖然相同，但所需要的試驗(yàn)條件及產(chǎn)生的試驗(yàn)數(shù)據(jù)也會不同。

2.2試驗(yàn)方法的選取問題

目前在國際上較為流行的方法即為以上介紹的三種方法，其中真空度法所采用的試驗(yàn)儀器簡單且價格低廉，但是其行駛阻力試驗(yàn)精度較差，且重復(fù)性也差，且最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)容易受駕駛員的發(fā)揮效果與發(fā)動機(jī)調(diào)整的影響。等速扭矩試驗(yàn)法雖然試驗(yàn)的重復(fù)性好，但其所用的扭矩儀不僅構(gòu)造復(fù)雜，報價昂貴，而且安裝困難，同時試驗(yàn)結(jié)果容易受到駕駛員發(fā)揮效果的影響。相對而言，滑行法的試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性較好，不僅能保證直接算出行駛阻力，而且能較好地消除駕駛員對行駛阻力的影響，因此在國際上的應(yīng)用最為廣泛。

2.3試驗(yàn)儀器問題

行駛阻力試驗(yàn)儀器是在選取試驗(yàn)方法后，逐一配備的。目前國際上對于行駛阻力試驗(yàn)儀器的規(guī)定還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，只能將相關(guān)的參數(shù)確定在一定的范圍內(nèi)，使得在選擇時，沒有準(zhǔn)確的參考依據(jù)，最終影響行駛阻力試驗(yàn)結(jié)果。

2.4試驗(yàn)方案問題

在選好試驗(yàn)方法及備好試驗(yàn)儀器后，下一步就要確定試驗(yàn)方案，主要包括控制試驗(yàn)條件，確定樣車狀態(tài)，和試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，試驗(yàn)時的基本步驟、數(shù)據(jù)記錄與相關(guān)要求，試驗(yàn)后的數(shù)據(jù)處理與分析，和試驗(yàn)結(jié)果的整理與檢驗(yàn)。這個過程最為復(fù)雜，因此所產(chǎn)生的問題也較為分散繁多。易發(fā)問題主要有試驗(yàn)條件不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，試驗(yàn)前車輛沒做好預(yù)熱或試驗(yàn)設(shè)備不合格，試驗(yàn)時沒關(guān)車窗和通風(fēng)口，或沒有把握好因變量與常量的關(guān)系，沒有把握好外在因素的變化和影響，試驗(yàn)的時間間隔不統(tǒng)一，試驗(yàn)重復(fù)次數(shù)過少，車速行駛控制不穩(wěn)定等，都在很大程上影響著最終的試驗(yàn)結(jié)果。

2.5數(shù)據(jù)處理與計(jì)算問題

在進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算時，可能會出現(xiàn)各種技術(shù)上和過程上的漏洞和失誤。首先要明確，即使在恒定車速下樣車的發(fā)動機(jī)負(fù)荷，與道路上處于同樣擋位和車速的行駛狀態(tài)的車輛，在相應(yīng)數(shù)據(jù)上也存在著5%以內(nèi)的差異性[3]，所以試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際行駛阻力所存在的差異不可避免，而在不同車速時，其差異性將更為明顯。

其次根據(jù)行駛阻力試驗(yàn)原理，在測定其中各項(xiàng)分阻力時，根據(jù)分阻力具備不同的特質(zhì)，其決定性因素存在的不確定性，還存在一些非量化因素，在試驗(yàn)時也容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)的精確性問題。如滾動阻力與路面的類型與路況、行駛車速以及輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、充氣壓力、磨損情況等有關(guān)。不僅輪胎的氣壓會變化，而且樣本車在不同運(yùn)動狀態(tài)下，車輪與地面接觸區(qū)域法向反作用力分布的對稱性不一致，而行車速度也會影響到滾動阻力系數(shù)，使得試驗(yàn)結(jié)果存在誤差。

3、行駛阻力試驗(yàn)過程中易發(fā)性問題解決策略

對于以上存在的問題，可以從以下方面實(shí)施應(yīng)對策略，也即試驗(yàn)條件，試驗(yàn)要求，試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)方案。

在試驗(yàn)條件上，要依據(jù)試驗(yàn)的樣車選擇合適的場地，最好是足夠大的、平直的試驗(yàn)場地，沒有對道路載荷試驗(yàn)的可變性產(chǎn)生有害影響的障礙或風(fēng)障。

在試驗(yàn)要求方面，一方面處理好地域性差異，主要是依據(jù)本地試驗(yàn)要求和道路情況，選擇合適的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；另一方面試驗(yàn)不同載荷下的數(shù)據(jù)，使其在滿載或空載等不同的加載條件下，進(jìn)行行駛阻力試驗(yàn)，最后對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合性分析[4]。當(dāng)然在配備試驗(yàn)儀器時，可以收集同類或相似試驗(yàn)儀器采集的行駛阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并積累歷史試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)以作為選擇試驗(yàn)儀器的依據(jù)，采用精度符合要求的試驗(yàn)儀器。

在確定試驗(yàn)方案時，注意加強(qiáng)對細(xì)節(jié)的要求，依據(jù)試驗(yàn)原理，按照嚴(yán)格的邏輯設(shè)置每一個試驗(yàn)環(huán)節(jié)，并做好相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。同時還要嚴(yán)格要求試驗(yàn)人員素質(zhì)，以避免試驗(yàn)結(jié)果受人為因素的影響。

對于試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，應(yīng)嚴(yán)格分為數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的處理和數(shù)據(jù)的驗(yàn)證等三個階段，在收集數(shù)據(jù)時，應(yīng)按照試驗(yàn)方案，綜合考慮各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，仔細(xì)做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄；在處理數(shù)據(jù)時，要依照試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)采取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，如數(shù)據(jù)對比分析法，回歸分析法等，不得出現(xiàn)遺漏失誤等低級錯誤；在驗(yàn)證數(shù)據(jù)結(jié)果時，在依據(jù)試驗(yàn)要求選擇合適的檢驗(yàn)方法外，還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與反饋。

結(jié)語

在試驗(yàn)過程，出現(xiàn)試驗(yàn)條件與數(shù)據(jù)誤差或各類問題時，要事先備好動態(tài)調(diào)整方案，及時進(jìn)行修正。

參考文獻(xiàn)

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