汽车动力性,作为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,所能达到的平均行驶速度。
这一速度受到汽车所受到的纵向外力的影响,这些外力包括滚动阻力、空气阻力、坡度阻力和加速阻力。为了克服这些阻力,汽车必须具备足够的驱动力,从而以更高的平均速度行驶。在评价汽车动力性时,我们主要关注三个指标:最高车速、加速度以及最大爬坡度。
我国国家标准体系中,涵盖了最高车速、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》以及GB/T 19752《混合动力电动汽车 动力性能 试验方法》。本文将深入探讨加速性能试验、爬坡试验、最高车速试验和滑行阻力试验,全方位解析汽车动力性试验的分类、设备、原理及结果应用。
首先,我们来了解汽车加速性能试验。汽车加速性能,即在起步和超车时迅速提升行驶速度的能力,是评价汽车动力性的重要指标。这种试验通常在汽车试验场的高速直线道上进行,通过五轮仪或车速仪记录车速与时间的关系曲线,从而测定汽车的原地起步换挡加速性能和超车加速性能。在评价过程中,我们主要关注加速过程中的加速度、加速时间和加速距离这三个指标。
此外,试验中所使用的非接触式车速仪,能够实时接收全球卫星定位系统信号并确定地面车辆位置,确保在试验道路上能够准确测试车速。
非接触式汽车车速仪:
非接触式五轮仪,通过使光束通过特殊设计的栅栏照射路面,并接收反射光来测试车速。然而,由于其安装不便,该方法已逐渐被市场淘汰。
转鼓试验台架,能够精确模拟汽车在道路上的行驶阻力,同时高精度地测量车速、行驶距离以及加速度等关键参数。
四轴五电机试验台架,其负载电机直接与汽车车轮相连,无需通过轮胎,从而消除了轮胎滑移对测试结果的影响,使得汽车加速性能的测量更加精准。
汽车转鼓试验台
(2)试验项目
起步加速试验:将加速踏板踩到底,使车辆由静止状态逐步加速至规定的末车速,轻型汽车为100km/h,重型汽车为80km/h,同时记录行驶的时间和距离。
超车加速试验:首先将变速器置于超车加速所需的档位,待车速稳定在低于起始车速2~3km/h的范围内,随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。在此过程中,需记录起始车速至末车速所对应的行驶时间和距离。
加速性能开发性试验:通过上述加速试验,获取轮边驱动力、驱动功率等关键数据,进而分析整车的动力特性曲线、传动效率等参数,为汽车性能的开发提供依据。
汽车爬坡试验
随着城市化的迅猛发展,地下停车场坡道日益增多,车辆在坡道上的起步性能显得愈发重要。根据我国住房和城乡建设部颁布的IGJ100-2015《车库建筑设计规范》,不同机动车库坡道的最大纵向坡度有着明确规定,其中最大坡度可达15%。
汽车爬坡试验则根据坡度的大小和长度进行分类,包括爬陡坡试验(针对10%以上的陡坡路)和爬长坡试验(针对坡度12%以下的长坡路)。通过这些试验,可以全面评估汽车在不同坡道条件下的爬坡性能。
汽车爬坡试验
(1)爬陡坡试验
试验方式:爬陡坡试验通常在道路上进行,同时转鼓试验也作为辅助手段。
试验道路:爬陡坡能力受到多种因素影响,其中驱动力和轮胎与路面间的附着系数是关键。因此,需要在不同附着系数的路面上进行试验,如干燥、坚实的高附路和冰、雪等低附路。
爬坡方式:试验包括规定坡道爬坡和坡道起步两种方式。在规定坡道上,车辆需从平坦路段平稳起步后爬坡;而坡道起步试验则要求在坡路中途紧急停车后,再起步加速行驶通过坡道。
汽车试验坡道要求:测试路段的坡道长度应不小于20米,且前后设有渐变路段。坡前平直路段长度应不小于8米。此外,测试路段应具备表面平整、干燥、坚实以及坡度均匀的特点,可以是自然坡道(沥青或混凝土路面),且纵向坡度变化率不超过1%,横向变化率不超过3%。
汽车坡道试验
(1)最大爬坡度试验
若汽车爬坡能力尚有富余,可尝试爬更陡峭的坡道。若缺乏相应坡道,可通过增加载重或选用较高挡位的变速器来进行试验。
(2)坡道起步试验
在测试路段,汽车需依靠自身制动系统停稳,变速杆置于空档,熄火等待2分钟后重新起步爬坡。记录汽车通过10米距离所需的时间和末速度。此外,最大坡道起步的试验方法可参照最大爬坡度的质量调整方案进行。
(2)爬长坡试验
长坡路试验在坡度小于10%的路段进行,旨在评估汽车在长距离爬坡时的动力性能及发动机冷却水温度、润滑油温度等各项指标。此试验对汽车的动力性、经济性以及热平衡性能的开发具有重要意义。
汽车最高车速试验
最高车速是汽车依靠动力所能达到的极限速度。在无风且路面条件良好的情况下,汽车能达到的最大行驶速度即为最高车速。通常,通过连续行驶一定距离并测量平均最高车速来表征汽车的最高车速。
高速环道试验
最高车速试验是评估汽车性能的重要环节,其试验方法可分为道路试验法和转鼓试验法。道路试验法需要在合适的试验场高速环道或直线道上进行,确保道路具备足够的加速段,使车辆能够安全、有效地加速至最高车速,同时不超过道路的设计车速。而转鼓试验法则是在专门的转鼓试验台上进行,该试验台的设计车速必须高于车辆的最高车速。在转鼓上,车辆仅通过驱动轮模拟道路上的旋转运动,无需平移,从而大大降低了安全风险。此外,转鼓试验法还简化了试验流程,无需往返测量,显著提高了试验效率。
汽车滑行阻力试验
滑行性能是汽车性能的重要指标之一,它反映了汽车在行驶过程中利用自身动能克服阻力的能力。滑行试验的关键在于测定滑行距离和滑行阻力系数。在长800至1000米的平整路段上,汽车以稍大于50公里的时速进入滑行区段,驾驶员将变速器置于空挡并松开离合器,汽车便开始滑行。在滑行过程中,驾驶员需保持方向盘不动,直至汽车完全停车。同时,滑行阻力系数的测定则涉及到底盘阻力、空气阻力等多个因素,可以通过低速滑行试验来近似求得。
汽车滑行阻力分解
综上所述,汽车的动力性是其最核心的性能指标。通过对其动力性能进行全面的评价和测定,我们可以深入了解汽车是否满足设计要求、能否满足用户的使用需求,并为汽车设计的改进提供有力的数据支持。同时,动力性还能用于不同车型之间的性能比较,以及生产质量控制和科研活动。
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