| 专利名称： | 一种汽车传动系阻力的测量装置及测量方法 | ||
| 专利名称(英文)： | An automobile transmission system resistance of the measuring apparatus and measuring method | ||
| 专利号： | CN201310581733.4 | 申请时间： | 20131118 |
| 公开号： | CN103604542B | 公开时间： | 20151125 |
| 申请人： | 中国第一汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 130011 吉林省长春市西新经济技术开发区东风大街2259号 | ||
| 发明人： | 史彦博; 应国增; 沈铁军; 黄毅; 付胜帅 | ||
| 分类号： | G01L5/00 | 主分类号： | G01L5/00 |
| 代理机构： | 长春吉大专利代理有限责任公司 22201 | 代理人： | 朱世林; 王寿珍 |
| 摘要： | 本发明公开了一种汽车传动系阻力的测量装置及测量方法，属于汽车整车性能测量技术领域。测量装置包括数据采集系统、转速传感器、两组不同转动惯量的转盘；转速传感器用于测量转盘的转速及发动机的转速，两组不同转动惯量的转盘固定于驱动车轮上用于改变传动系统的转动惯量，测量的转速信息由数据采集仪进行实时记录；本发明可在整车条件下测量空载下的传动系阻力，不需要将车辆拆解后对总成进行台架试验即可对整车的传动系统进行总体的评价；本发明可对传动系参数未知的车辆进行阻力的测量，不需要测量其传动系的转动惯量，在车辆的对标过程中是相对简单且易行的方法。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a measuring device and a measuring method for vehicle transmission system resistance, and belongs to the technical field of whole vehicle performance measurement of a vehicle. The measuring device comprises a data acquisition system, a rotating speed sensor and two groups of rotating disks with different rotating inertia. The rotating speed sensor is used for measuring rotating speed of the rotating disks and rotating speed of an engine. The two groups of rotating disks with different rotating inertia are fixed on driving wheels and used for changing the rotating inertia of a transmission system. The measured rotating speed information is recorded in real time by a data acquisition instrument. Transmission system resistance in the no-load state can be measured under the whole vehicle conditions, and an overall evaluation can be performed on the transmission system of the whole vehicle without performing a bench test on an assembly after detaching the vehicle. Resistance measurement can be performed on the vehicle whose transmission parameters are unknown, and the rotating inertia of the transmission system of the vehicle does not need to be measured so the measuring method is a relatively simple and easy method in the benchmarking process of the vehicle. | ||
1.一种汽车传动系阻力的测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）将已知转动惯量的转盘（3）固定在驱动轮上，控制发动机至一定转速，脱开档位，并迅速松开离合器踏板； 2）从低于脱档转速的某一固定转速触发至传动系转速为零为止，测量此过程中转盘（3）的转速信号，并记录时间； 3）重复试验几次，直至时间不再缩短为止；若试验时间不断减少，则需要对车辆再次进行预热，并重新进行试验； 4）更换不同转动惯量的转盘（3），重复进行试验，并记录试验结果； 5）将传动系加速到一定转速之后脱开档位，让车轮与传动系自由转动，传动系阻力方程如下： F(w)×r=((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J)×(-dw/dt) 式中： F(w)，转盘（3）转速为w时的传动系阻力； r，轮胎半径； i0，驱动桥主减速器传动比； Jc，传动轴和变速箱输出轴的转动惯量； Jw，车轮转动惯量； Jb，制动鼓和轮毂总成的转动惯量； J，转盘（3）的转动惯量； n1，车轮数量； n2，制动鼓和轮毂总成的数量； t，时间； w，转盘（3）的角速度。
1.一种汽车传动系阻力的测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）将已知转动惯量的转盘（3）固定在驱动轮上，控制发动机至一定转速，脱开档位，并迅速松开离合器踏板； 2）从低于脱档转速的某一固定转速触发至传动系转速为零为止，测量此过程中转盘（3）的转速信号，并记录时间； 3）重复试验几次，直至时间不再缩短为止；若试验时间不断减少，则需要对车辆再次进行预热，并重新进行试验； 4）更换不同转动惯量的转盘（3），重复进行试验，并记录试验结果； 5）将传动系加速到一定转速之后脱开档位，让车轮与传动系自由转动，传动系阻力方程如下： F(w)×r=((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J)×(-dw/dt) 式中： F(w)，转盘（3）转速为w时的传动系阻力； r，轮胎半径； i0，驱动桥主减速器传动比； Jc，传动轴和变速箱输出轴的转动惯量； Jw，车轮转动惯量； Jb，制动鼓和轮毂总成的转动惯量； J，转盘（3）的转动惯量； n1，车轮数量； n2，制动鼓和轮毂总成的数量； t，时间； w，转盘（3）的角速度。
翻译：技术领域
本发明专利属于汽车整车性能测量技术领域，特别涉及一种汽车传动系阻力的测量装置 及测量方法。
背景技术
按照近十年来汽车用油趋势发展，未来中国将存在巨大的汽车用油缺口，汽车节能技术 已经成为未来汽车产业发展的决定性因素。随着一汽自主品牌对于汽车节能技术研究的进一 步深入，对整车总成及部件的性能控制和性能试验验证日益受到重视。在性能控制过程中如 何简单而准确对性能目标进行试验验证是一项急待研究和解决的问题。
汽车在行驶过程中，燃油燃烧所产生的大部分能量被发动机及其附件以热能的形式散失 到周围环境当中了，只有一部分被发动机转化为机械能输出给了传动系。而这部分机械能， 也会被变速箱和主减速器的润滑、各部件之间的磨损所消耗掉一些，剩下的才被输出到车轮 用于汽车的行驶。
当前对于传动系统的摩擦损失、润滑及搅油的损失主要是通过台架试验的手段对其进行 评价，整车条件下对传动系统效率的评价还是空白。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种汽车传动系阻力的测量装置及测量方法，主要 是针对整车条件下变速箱至轮胎之间传动系统的阻力进行测量评价，测量结果中包含轴承摩 擦损失、传动系搅油损失、齿轮传动过程中的摩擦损失。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：
一种汽车传动系阻力的测量装置，包括数据采集仪1、转速传感器2、转盘3，转盘3固 定在驱动车轮上，所述转速传感器2通过传感器支架6固定，用于测量转盘3的转速，所述 数据采集仪1与转速传感器2相连，用于实时记录所测量的转盘3的转速。
所述转盘3有不同转动惯量的两组。
两组不同转动惯量的转盘3固定于驱动车轮上用于改变传动系统的转动惯量，数据采集 仪1(用于采集转盘转速w与时间t)进行实时记录。可在整车条件下测量空载下的传动系阻力， 不需要将车辆拆解后对总成进行台架试验即可对整车的传动系统进行总体的评价。可对传动 系参数未知的车辆进行阻力的测量，不需要测量其传动系的转动惯量，在车辆的性能对比过 程中是相对简单且易行的方法。
一种汽车传动系阻力的测量方法，包括以下步骤：
1）将已知转动惯量的转盘3固定在驱动轮上，控制发动机至一定转速，脱开档位，并 迅速松开离合器踏板；
2）从低于脱档转速的某一固定转速触发至传动系转速为零为止，测量此过程中转盘3 的转速信号，并记录时间；
3）重复试验几次，直至时间不再缩短为止；若试验时间不断减少，则需要对车辆再次 进行预热，并重新进行试验；
4）更换不同转动惯量的转盘3，重复进行试验，并记录试验结果；
5）将传动系加速到一定转速之后脱开档位，让车轮与传动系自由转动，传动系阻力方 程如下：
F(w)×r=((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J)×(-dw/dt)(1)
在上述式中：
F(w)，转盘3转速为w时的传动系阻力；
r，轮胎半径；
i0，驱动桥主减速器传动比。
Jc，传动轴和变速箱输出轴的转动惯量；
Jw，车轮转动惯量；
Jb，制动鼓和轮毂总成的转动惯量；
J，转盘3的转动惯量；
n1，车轮数量；
n2，制动鼓和轮毂总成的数量；
t，时间；
w，转盘3的角速度。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
可在整车条件下测量空载下的传动系阻力，不需要将车辆拆解后对总成进行台架试验即 可对整车的传动系统进行总体的评价。可对传动系参数未知的车辆进行阻力的测量，不需要 测量其传动系的转动惯量，在车辆的对标过程中是相对简单且易行的方法。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1是汽车传动系阻力测量装置的安装示意图；
图中：1、数据采集仪；2、转速传感器；3、转盘；4、信号线；5、千斤顶；6、传感 器支架；7、传感器用反光条。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
一种汽车传动系阻力的测量装置，包括数据采集仪1、转速传感器2、转盘3，转盘3固 定在驱动车轮上，所述转速传感器2固定在传感器支架6上，用于测量转盘3的转速，所述 数据采集仪1与转速传感器2相连，用于实时记录所测量的转盘3的转速。
所述的转盘3有不同的转动惯量的两组。
(1)试验条件：环境温度不低于20℃，轮胎及传动轴等部件做好动平衡。
(2)试验准备：利用千斤顶等将车辆驱动车轮支起足够的高度，使其能够脱离地面进行 空转，放入传感器支架6，以防止由于千斤顶泄压导致轮胎与地面摩擦。将固定转动惯量的 转盘3固定在驱动车轮上，或将车轮拆下，将其直接固定在制动鼓上，之后安装转速传感器 2，转速传感器采用光电式转速传感器（也可以采用其他形式的传感器），将传感器用反光条 7贴在转盘3的边缘部分，一般用2～4个反光条，且均匀分布，然后把转速传感器2固定在 传感器支架6上，使其对准传感器用反光条7，并与传感器用反光条7保持适当的距离，参 阅图1，最后通过信号线4把转速传感器2与数据采集仪1连接，将数据采集仪1放置在方 便试验员操作的位置，在数据采集仪1中设定好转速传感器2的标定系数，试验准备工作完 成。
(3)试验过程：汽车挂入档位，松开离合器踏板使传动系及驱动车轮转动，对传动系进 行预热。试验之前传动系需要充分预热20分钟以上（有驱动力控制的车辆需要关闭驱动力 控制系统）。预热后开始进行试验，首先控制发动机至一定转速，稳定之后，脱开档位，并 迅速松开离合器踏板。试验从低于脱档转速的某一固定转速触发至传动系转速为零为止，测 量此过程中转盘3的转速信号，并记录时间。重复试验几次，直至时间不再缩短为止。若试 验时间不断减少，则需要对车辆再次进行预热，并重新进行试验。试验结束后更换不同转动 惯量的转盘3，重复进行试验，并记录试验结果。
(4)试验处理：将传动系加速到一定转速之后脱开档位让车轮与传动系自由转动，传动 系阻力方程如下：
F(w)×r=((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J)×(-dw/dt)(1)
在上述式中：
F(w)，转盘3转速为w时的传动系阻力；
r，轮胎半径；
i0，驱动桥主减速器传动比。
Jc，传动轴和变速箱输出轴的转动惯量；
Jw，车轮转动惯量；
Jb，制动鼓和轮毂总成的转动惯量；
J，转盘3的转动惯量；
n1，车轮数量；
n2，制动鼓和轮毂总成的数量；
t，时间；
w，转盘3的角速度。
改变转盘3的转动惯量J’，实现改变传动系的转动惯量的目的，得出方程：
F(w)×r=((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J’)×(-dw’/dt)(2)
通过（1），（2）两个方程可得：
((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J’)×(-dw’/dt)=((Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb)+n2J)×(-dw/dt)（3）
制动鼓和轮毂总成的数量n2，主减速比i0，轮胎半径转速w和w’，转盘转动惯量J和J’ 都是已知量，通过公示（3）可以求出传动系转动惯量Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb。
求出传动系转动惯量Jc×i02+n1×Jw+n2×Jb后，将值带入公式（1）中，便可求得传动系 阻力F(w)。
6X4样车传动系滑行原始数据：
说明：车速是根据车轮转速换算过去的。
通过计算折算到轮边的传动系阻力数据：
车速，km/h 传动系阻力,N 100 559.1 95 531.5 90 505.8 85 481.7 80 459.0 75 437.4 70 416.8 65 396.9 60 377.4 55 358.2 50 339.0 45 319.5 40 299.7 35 279.2 30 257.9 25 235.4 20 211.6 15 186.2 10 159.1 5 129.9
