仝晓平，刘元鹏，陈南峰

（1.交通运输部公路科学研究院，北京 100088；2.石家庄华燕交通科技有限公司，河北 石家庄 050277）

0 引 言

汽车滑行性能是评价汽车在道路行驶时各转动部件转动阻力大小的技术指标，常通过滑行距离进行评价。滑行距离缩短，表明行驶阻力增大，油耗增加。为控制车辆燃料消量耗，保持车辆正常技术状况，国内综合性能检测站执行的GB 18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》[1]中规定了两种汽车滑行性能检测方法和评价指标：在道路上进行初速度为30km/h时的滑行距离试验[2]；在测功机上进行初速度为30km/h时的滑行距离试验。但这两种方法在实践中存在技术操作上的障碍，因此，需要对汽车滑行性能的指标和方法进行重新研究和探索。

1 滑行性能检测方法的分析

1.1 道路试验

1.1.1 道路试验方法

依据GB 18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》，汽车在道路上进行滑行距离试验的方法如下：

（1）应在平坦（纵向坡度不应超过1%）、干燥和清洁的硬路面上进行，风速≤3m/s；

（2）车辆空载，轮胎气压应符合规定值；

（3）被试车辆行驶速度高于30km/h后，置变速器于空挡，开始滑行，当速度为30km/h时用速度计或第五轮仪测量滑行距离；

（4）试验至少往返各滑行一次，往返区段尽量重合；

（5）检验结果应符合表1的要求。

表1 车辆滑行距离要求

1.1.2 存在的问题

作为综合性能检测站，不具备进行车辆道路试验的条件与能力，且检测时间节拍也不能满足检测要求，该方法作为对年检几千至上万台车次的检测站并无操作性。

1.2 汽车底盘测功机台架试验

1.2.1 台架试验方法

依据GB 18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》，汽车在底盘测功机台架上进行滑行距离试验的方法如下：

（1）汽车轮胎气压应符合规定值，传动系润滑油油温不低于50℃；

（2）根据测试汽车的基准质量选定底盘测功机的相应当量惯量，当底盘测功机所配备的飞轮系统惯量级数不能准确满足测试汽车的当量惯量需要时，可选配与测试汽车整备质量最接近的转动惯量级，但应对检测结果作必要的修正；

（3）将试验车辆驱动轮置于底盘测功机滚筒上，启动汽车，按引导系统提示加速至高于规定车速（30 km/h）后，置变速器于空挡，利用车辆贮藏的动能，使其运转直至车轮停止转动；

（4）记录汽车从30km/h开始的滑行距离；（5）检验结果应符合表1的要求。

1.2.2 存在的问题

（1）道路试验与台架试验的阻力条件分析[3]。在道路试验时，汽车总质量加各转动件当量惯量之和为m的汽车在初速度V=30 km/h时的动能（mV2/2）被风阻、驱动轮及各从动轮与路面间的滚动阻力、汽车传动系阻力所消耗。设路面滑行过程中各速度下的平均阻力为F，滑行距离为S，则mV2/2=F·S。

汽车在滚筒半径为R的测功机上作台架试验时，设测功机台架旋转件及汽车驱动轮和传动系总惯量为J，汽车在初速度V=30 km/h时的动能JV2（/2R2）被驱动轮与滚筒间的滚动阻力、汽车传动系阻力、测功机台架内部阻力所消耗。设台架滑行过程中各速度下的平均阻力为Ft，滑行距离为St，则JV2（/2R2）=F·tSt。

（2）道路试验与台架试验的初始能量分析。要使在同一初速度下的台架试验与路试时的初始能量一致，应使JV2（/2R2）=mV2/2，即m=J/R2；

令J/R2=K

测功机应设计不同惯量的飞轮，使其惯量匹配后的K值等于被测车辆的当量惯量m。但因汽车质量的分布范围较大，采用机械惯量模拟无法满足要求，GB 18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》虽然要求“应对检测结果作必要的修正”，但并未给出修正的方法和条件，若采用电惯量模拟则制造成本过高。

（3）阻力条件分析[4]。道路试验阻力与测功机台架试验阻力差异很大，测功机台架试验阻力无法代替道路试验阻力，导致测功机台架试验得出的滑行距离无法与道路试验的滑行距离等效评价。如用测功机通过加载来模拟道路阻力，前提需是道路阻力已知，需先进行道路滑行试验，也就失去了再进行台架试验的意义。

2 道路与台架滑行试验比对分析

2.1 汽车底盘测功机

试验采用滚筒直径370mm、台架当量惯量807kg的底盘测功机，通过两次滑行法测取不同速度下的台架内部阻力[5]。

2.2 试验车辆

试验选用了5辆试验车，试验车在路试时的技术参数见表2。

2.3 试验方法

试验现场如图1所示。

表2 试验车路试状态技术参数

图1 试验现场

（1）将试验车后部装上五轮仪，在道路上往返行驶滑行各3次，测取初速度为30km/h的滑行距离。

（2）将试验车驱动轴、非驱动轴分别停在底盘测功机滚筒上，用反拖电机拖动到30km/h以上开始滑行，各进行3次，测取滑行距离。试验时测功机只使用基本惯量，不挂接其他飞轮。

（3）将试验车驱动轴、非驱动轴分别停在底盘测功机滚筒上，用反拖电机拖动，分别测取5，10，15，20，25，30km/h速度点的阻力，减去相应速度点的测功机内部阻力，计算得到被测轴滚动阻力。

（4）根据测功机台架测得的车轮滚动阻力与滑行距离，计算得到各车轴的转动惯量（见表2）。

2.4 试验结果

依据2.3试验方法，试验得到路试滑行距离与测功机台架试验滑行距离，计算出各自的均值。依据能量守恒原理，通过测功机台架试验测取各轴滚筒阻力，估算风阻系数计算出滑行距离。数据见表3、表4。

3 试验数据分析

3.1 道路滑行距离与汽车底盘阻力的关系分析

依据能量守恒原理，汽车在路面行驶时，滑行的初始动能=mV2/2，被滑行阻力F×滑行距离S做功消耗。在已知当量惯量m，滑行阻力F时，可计算出滑行距离S[6]。

为较精确地计算能量消耗的过程，将滑行速度区间分为 6 段：30～25km/h、25～20km/h、20～15km/h、15～10 km/h、10～5 km/h、5～0 km/h。在已测试和计算得到汽车当量惯量后，可依据各段的平均风阻和各段平均底盘阻力计算出各段的滑行距离，最终计算得到30 km/h滑行到0 km/h的滑行距离S。计算结果见表3。

表3中，按车头形状目测估算，取风阻系数计算结果如下[7]：

（1）昌河车为双排小客货车，近似为平头车，风阻系数取0.7时，与道路试验的误差为1.9%；

（2）捷达王轿车车头近似流线型，风阻系数取0.4时，与道路试验的误差为-4.9%；

（3）依维柯车车头风阻较小，风阻系数取0.5时，与道路试验的误差为3%；

（4）跃进车车头近似平头，风阻系数取0.8时，与道路试验的误差为5%；

（5）东风车车头近似平头，风阻系数取0.8时，与道路试验的误差为4.0%。

上述计算得到的30km/h至0km/h的滑行距离与实际道路试验结果的误差，由风阻系数粗略取值的误差造成，如适当调整风阻系数的取值，使其更加接近实际值，理论计算的滑行距离与实际道路试验结果将会进一步接近。

表3 路试与测功机台架试验滑行距离比较

表4 测功机台试测取的各测速点滑行阻力

3.2 汽车滑行阻力占整车质量百分比分析

车轮与底盘传动系阻力的构成主要为轴承阻力、车轮表面滚动阻力等，转动件表面风阻影响较小。在表4中计算出的各测试速度点下，汽车底盘滑行阻力占整车质量百分比随着车速的增加而增加；但随着速度的增加，速度等间隔增加时其阻力增量在减小，阻力变化趋于稳定。在该次试验的各试验车中，汽车底盘滑行阻力占整车质量百分比的最大值：最高车速速度30km/h时不超过3%，在5km/h时不超过2%。

4 结束语

汽车在滑行过程中存在风阻、轮胎与地面滚动阻力、车轮总成阻力及传动部件阻力等影响因素。依据上述试验数据和计算结果，验证了汽车在道路滑行时，滑行距离与汽车滑行阻力之间的相关关系。其中在道路滑行时，滑行阻力中的风阻是不会随着汽车技术状况而改变的（除非改变车身形状），车轮总成阻力及传动部件阻力就成为影响汽车滑行性能的唯一变量。因此，车轮阻滞力与滑行性能具相关性，除滑行距离外，车轮阻滞力也是评价汽车滑行性能的重要指标。

目前，GB 18565-2001《营运车辆综合性能要求和检验方法》、GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》规定的汽车各轮阻滞力占所在轴荷百分比不得超过5%。如同轴左、右均为5%，轴阻滞力将达所在轴荷的10%；各轴均达10%，则整车阻滞力将达整车质量的10%。以东风EQ1090为例，试验中整车试验状态时的空载质量为3773kg，底盘阻力最大将允许3698N，且是在滚筒反力式制动台上以2.5km/h时的测试允许值。若在额定功率工况约80km/h时速下，估计将达5000N左右，此时空载运行的汽车底盘阻力损耗功率将达到111.1kW，显然车轮阻滞率要求过低，不能满足控制汽车底盘阻力，以达到减少燃料消耗量的要求和目的[8]。

根据试验与其他相关试验数据分析，在2.5km/h的滚筒反力式制动台上检测时，各车轮阻滞力一般应在轴荷的2%以下（该阻力是轮胎与滚筒表面的滚动阻力与车轮总成、传动部件的正常阻力之和，阻滞力超过轴荷的2%以上部分即为非正常阻力），这与抽取的2500份综检报告单中的数据基本吻合。考虑到车况差异与滚筒反力式制动台的测试误差（目前JJG 906-2009《滚筒反力式制动检验台》允许误差±3%），建议空载检测时，控制整车车轮阻滞力在整车空载质量的5%以下，并以此作为汽车滑行性能的考核指标之一。

[1]GB 18565—2001营运车辆综合性能要求和检验方法[S].北京：中国标准出版社，2001.

[2]GB 7258—2004机动车运行安全技术条件[S].北京：中国标准出版社，2004.

[3]JJG 906—2009滚筒反力式制动检验台[S].北京：中国计量出版社，2009.

[4]李丹，钱国刚.分两段进行滑行试验的数据处理方法探讨[J].天津汽车，2008（10）：36-39.

[5]顾洪建，李腾腾.混合动力客车道路滑行试验研究[J].拖拉机与农用运输车，2010（6）：22-27.

[6]张富兴，吴瑞.重型汽车滑行试验方法的研究[J].北京汽车，2010（3）：20-23.

[7]高有山，李兴虎.汽车滑行阻力分析[J].汽车技术，2008（4）：56-59.

[8]刘浩学，林彩霞，马强骏，等.基于台架检测汽车滑行距离的修正模型[J].长安大学学报：自然科学版，2006（2）：85-89.