一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，其包括以下步驟：S1：測得履帶車輛行動系統(tǒng)效率與車速的關(guān)系η2；S2：獲得不同車速下的發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩扣除輔助系統(tǒng)的損耗后的驅(qū)動力矩T；S3：計(jì)算越野路面的運(yùn)動阻力系數(shù)f＝(Tη1η2/r-FA)/G，其中f為運(yùn)動阻力系數(shù)，η1為發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)效率，r為履帶車輛主動輪半徑，F(xiàn)A為車輛受到的空氣阻力，G為履帶車輛的車重。本發(fā)明通過簡單有效的方法，將行動系統(tǒng)內(nèi)阻力，車速對阻力系數(shù)的影響等因素考慮在內(nèi)，精確的測得了越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)，對工程應(yīng)用和研究都有很好的指導(dǎo)意義。
【專利說明】—種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于軍用履帶車輛、各種履帶式工程車輛相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對于履帶式軍用車輛、工程車輛總體設(shè)計(jì)，確定越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)具有重要的意義，因?yàn)樵揭奥访孀枇ο禂?shù)將影響車輛的平均越野速度，進(jìn)而影響車輛總體設(shè)計(jì)者關(guān)于動力裝置的選型。以往對于履帶式車輛設(shè)計(jì)使用的越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法主要有牽引法和慣性法，但上述兩種測定方法測出的運(yùn)動阻力不僅僅是地面變形產(chǎn)生的，其中也包含了負(fù)重輪與履帶間的摩擦、負(fù)重輪軸承的摩擦等行動系統(tǒng)的內(nèi)阻力部分，并且未考慮車速的影響，測出的越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)為一與車速無關(guān)的常值，結(jié)果不夠十分精確。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](一 )要解決的技術(shù)問題
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法實(shí)現(xiàn)所測得的阻力系數(shù)不包含行動系統(tǒng)內(nèi)阻力，其中包含車速對阻力系數(shù)的影響，使得阻力系數(shù)測量更精確。
[0005]( 二 )技術(shù)方案
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，其包括以下步驟:
[0007]S1:將履帶車輛停放在電驅(qū)動實(shí)驗(yàn)臺上，由實(shí)驗(yàn)臺上皮帶帶動履帶車輛運(yùn)動,測得履帶車輛行動系統(tǒng)效率與車速的關(guān)系H2 ;其中，履帶車輛行動系統(tǒng)效率為履帶車輛主動輪的輸出功率除以實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動功率；
[0008]S2:將履帶車輛開至待測的越野路面，保持車輛勻速運(yùn)動，測得履帶車輛發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩；換不同車速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩；進(jìn)一步獲得不同車速下的發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩扣除輔助系統(tǒng)的損耗后的驅(qū)動力矩T ;其中，所述輔助系統(tǒng)包括散熱風(fēng)扇、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣排氣、水泵及油泵系統(tǒng)；
[0009]S3:計(jì)算越野路面的運(yùn)動阻力系數(shù)
[0010]f = (Τ η ! η 2/r-FA) /G
[0011]其中f為運(yùn)動阻力系數(shù)，Il1為發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)效率，r為履帶車輛主動輪半徑，F(xiàn)a為車輛受到的空氣阻力，G為履帶車輛的車重。
[0012]優(yōu)選地，所述實(shí)驗(yàn)臺包括框架結(jié)構(gòu)和安裝在所述框架結(jié)構(gòu)上的滾輪、支撐輪，滾輪和支撐輪安裝皮帶，支撐輪用于支撐履帶車輛，由實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動滾輪帶動皮帶運(yùn)動。
[0013]優(yōu)選地,所述步驟SI具體包括:
[0014]在電驅(qū)動實(shí)驗(yàn)臺上，固定履帶車輛的車身，切斷履帶車輛動力傳動系統(tǒng)與主動輪的動力傳遞關(guān)系，在主動輪上加裝測功設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動帶動履帶車輛履帶的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)測定不同車速下，實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動功率及主動輪上的輸出功率，進(jìn)一步計(jì)算不同車速下履帶車輛行動系統(tǒng)效率。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟S2中，發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩通過以下方法獲得:
[0016]履帶車輛在待測越野路面上運(yùn)動時(shí)，通過調(diào)節(jié)油門實(shí)現(xiàn)車輛勻速運(yùn)動，記錄下發(fā)動機(jī)的油門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速，變速箱的檔位，通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度及發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩的函數(shù)關(guān)系得到發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力矩。
[0017](三)有益效果
[0018]上述技術(shù)方案所提供的越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，通過簡單有效的方法，將行動系統(tǒng)內(nèi)阻力，車速對阻力系數(shù)的影響等因素考慮在內(nèi)，精確的測得了越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)，對工程應(yīng)用和研究都有很好的指導(dǎo)意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例測定方法的流程圖。
[0021]圖中，1-測功設(shè)備，2-支撐輪，3-皮帶，4-滾輪，5-實(shí)驗(yàn)臺。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]為了實(shí)現(xiàn)所測得的履帶車輛阻力系數(shù)不包含行動系統(tǒng)內(nèi)阻力，其中包含車速對阻力系數(shù)的影響，使得阻力系數(shù)測量更精確，本發(fā)明提供了一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，參照圖1和圖2所示，其具體包括以下步驟:
[0024](I)測量履帶車輛行動系統(tǒng)效率與車速的關(guān)系
[0025]首先將履帶車輛停放在如下圖1所示的電驅(qū)動實(shí)驗(yàn)臺5上并固定，該實(shí)驗(yàn)臺5由滾輪4、支撐輪2、皮帶3及框架結(jié)構(gòu)組成，滾輪4、支撐輪2、皮帶3均安裝在框架結(jié)構(gòu)上，皮帶3安裝在滾輪4和支撐輪2上，滾輪4用于動力傳動，支撐輪2用于支撐放置在皮帶3上的履帶車輛，由實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動滾輪4帶動皮帶3運(yùn)動。
[0026]在履帶車輛主動輪上加裝一測功設(shè)備1，并斷開履帶車輛動力傳動系統(tǒng)與主動輪的動力傳遞關(guān)系，使得履帶車輛的運(yùn)動僅依靠實(shí)驗(yàn)臺來實(shí)現(xiàn)。
[0027]調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動功率得到不同的履帶車輛主動輪轉(zhuǎn)速，并記錄此時(shí)測功設(shè)備I測得的履帶車輛主動輪輸出功率，主動輪輸出功率除以實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動功率記為履帶車輛行動系統(tǒng)效率，由上述數(shù)據(jù)擬合得到履帶車輛行動系統(tǒng)效率與車速的關(guān)系，通過該關(guān)系能夠直接獲得任意車速所對應(yīng)的履帶車輛行動系統(tǒng)效率。
[0028](2)測量發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩
[0029]將履帶車輛開至待測的越野路面，通過調(diào)節(jié)油門實(shí)現(xiàn)保持車輛以勻速運(yùn)動，記錄下發(fā)動機(jī)的油門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速，變速箱的檔位，則發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力矩可由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度與發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩的函數(shù)關(guān)系得到。換不同車速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄下上述數(shù)據(jù)，得到車速與發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩的關(guān)系。其中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度與發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩的函數(shù)關(guān)系可通過測試得到，對于每一臺發(fā)動機(jī)都有一個(gè)對應(yīng)的該函數(shù)關(guān)系，其測試方法為常規(guī)技術(shù)手段，在此不予贅述。
[0030](3)計(jì)算越野路面的運(yùn)動阻力系數(shù)
[0031]將所測定的不同車速下的發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩扣除散熱風(fēng)扇、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣排氣、水泵、油泵等輔助系統(tǒng)的損耗，按下式計(jì)算越野路面的運(yùn)動阻力系數(shù)
[0032]f = (Τ η ! n2/r-FA) /G
[0033]其中f為運(yùn)動阻力系數(shù)，T為扣除輔助系統(tǒng)損耗的驅(qū)動力矩，Il1為發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)效率，H2為上述步驟測出的履帶車輛行動系統(tǒng)效率，r為履帶車輛主動輪半徑，F(xiàn)a為車輛受到的空氣阻力，G為履帶車輛的車重。其中，發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)效率H1可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算或根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果取值，對于每一臺發(fā)動機(jī)，有其對應(yīng)的傳動系統(tǒng)效率，可根據(jù)發(fā)動機(jī)的驅(qū)動功率和輸出效率來直接測得；車輛受到的空氣阻力Fa可根據(jù)車輛迎風(fēng)面的面積、車速等參數(shù)測得，其具體測得方法也是本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)手段。
[0034]上述驅(qū)動力矩T、傳動系統(tǒng)效率Il1、行動系統(tǒng)效率n2、空氣阻力Fa按對應(yīng)車速取值即可得到所測試越野路面的阻力系數(shù)隨車速的變化關(guān)系曲線，得到該關(guān)系曲線后，即可根據(jù)車速直接獲得越野路面的阻力系數(shù)，更簡單直接。
[0035]由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明通過簡單有效的方法，將行動系統(tǒng)內(nèi)阻力，車速對阻力系數(shù)的影響等因素考慮在內(nèi)，精確的測得了越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)，對工程應(yīng)用和研究都有很好的指導(dǎo)意義。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:將履帶車輛停放在電驅(qū)動實(shí)驗(yàn)臺上，由實(shí)驗(yàn)臺上皮帶帶動履帶車輛運(yùn)動，測得履帶車輛行動系統(tǒng)效率與車速的關(guān)系H2 ;其中，履帶車輛行動系統(tǒng)效率為履帶車輛主動輪的輸出功率除以實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動功率； 52:將履帶車輛開至待測的越野路面，保持車輛勻速運(yùn)動，測得履帶車輛發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩；換不同車速進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記錄發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩；進(jìn)一步獲得不同車速下的發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩扣除輔助系統(tǒng)的損耗后的驅(qū)動力矩T ;其中，所述輔助系統(tǒng)包括散熱風(fēng)扇、發(fā)動機(jī)進(jìn)氣排氣、水泵及油泵系統(tǒng)； 53:計(jì)算越野路面的運(yùn)動阻力系數(shù)
f = (Tn1 n2/r-FA)/G 其中f為運(yùn)動阻力系數(shù)，η !為發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)效率，r為履帶車輛主動輪半徑，F(xiàn)a為車輛受到的空氣阻力，G為履帶車輛的車重。
2.如權(quán)利要求1所述的越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)臺包括框架結(jié)構(gòu)和安裝在所述框架結(jié)構(gòu)上的滾輪、支撐輪，滾輪和支撐輪安裝皮帶，支撐輪用于支撐履帶車輛，由實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動滾輪帶動皮帶運(yùn)動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，其特征在于，所述步驟SI具體包括: 在電驅(qū)動實(shí)驗(yàn)臺上，固定履帶車輛的車身，切斷履帶車輛動力傳動系統(tǒng)與主動輪的動力傳遞關(guān)系，在主動輪上加裝測功設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動帶動履帶車輛履帶的旋轉(zhuǎn)，此時(shí)測定不同車速下，實(shí)驗(yàn)臺驅(qū)動電機(jī)的驅(qū)動功率及主動輪上的輸出功率，進(jìn)一步計(jì)算不同車速下履帶車輛行動系統(tǒng)效率。
4.如權(quán)利要求3所述的越野路面運(yùn)動阻力系數(shù)的測定方法，其特征在于，所述步驟S2中，發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩通過以下方法獲得: 履帶車輛在待測越野路面上運(yùn)動時(shí)，通過調(diào)節(jié)油門實(shí)現(xiàn)車輛勻速運(yùn)動，記錄下發(fā)動機(jī)的油門開度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速，變速箱的檔位，通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門開度及發(fā)動機(jī)驅(qū)動力矩的函數(shù)關(guān)系得到發(fā)動機(jī)的驅(qū)動力矩。
【文檔編號】G01N19/00GK104165837SQ201410409277
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】李劍峰, 范知友, 肖磊, 康忠, 崔巖, 范鳳明, 葛立坤, 李睿 申請人:中國北方車輛研究所