10.16638/jki.1671-7988.2021.01.058
何卫，覃兰珺，林欢
（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007）
摘要：通过对预研车型子系统如风阻、重量、轮胎滚阻系数等目标参数进行分析，结合参考车型道路滑行和转鼓滑行的试验数据，利用汽车相关理论原理，提出了三种计算预研车型的理论滑行阻力的方法，用于前期仿真和排放试验摸底。
关键词：滑行阻力；滚动阻力；空气阻力；传动系阻力比亚迪汽车多少钱
中图分类号：U467 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2021)01-185-04
A Theoretical Calculation Method of Vehicle Sliding Resistance
He Wei, Qin Lanjun, Lin Huan
（SAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd, Guangxi Liuzhou 545007）
Abstract:Through the wind resistance of pre-research vehicle subsystems, such as weight, tire rolling resistance coefficient of target parameters is analyzed, combining with the reference models slide way and drum coasting test data, using the theory of automobile related principle, put forward three kinds of methods for calculating the pre-research models the theory of sliding resistance, used in the early stage of the simulation and emission test touch bottom.
Keywords: Sliding resistance; Rolling resistance; Air resistance; Transmission resistance
CLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2021)01-185-04
前言
在整车前期开发过程中，准确的滑行阻力对整车动力性、经济性前期仿真分析，以及转鼓排放性能测试具有举足轻重的影响，然而预研车型未量产前，无法通过实车测试获得整车滑行阻力，因此需要通过理论计算方法等间接方法求取整车滑行阻力，本文从车辆动力学的角度出发，利用预研车型子系统目标参数和参考车型试验数据，提出了一种行之有效的理论计算方法，用于支撑整车开发过程。
1 基于参考车型阻力函数换算
在生产企业里，一款车型更新换代时，有时会基于量产车型进行动力中期改进或者年度改款，由于外形或者动力总成系统未发生重大改变，这种情况下，利用已有的量产车型滑行试验参数和预研车型的总布置参数，比较容易获得预研车型的理论滑行阻力，即利用参考车型已有的阻力函数换算。
1.1 参考车型阻力函数获得
参考车型包括厂内量产车型和竞品车型，采用固定式风速仪滑行法可获得不同试验质量下的阻力系数F0、F1、F2，其中动力性试验质量乘用车和家用车按半载计算，商用车和货车按满载计算，经济性试验质量可以按国家标准GB 18352.6-2016里的要求计算。
1.2 参考车型风阻参数获得
风阻系数Cd和迎风面积A可由风洞试验程序获得，也可基于Fluent的通过仿真的方法获得理论值。
1.3 预研车型试验质量、风阻参数获得
根据前期动力性或经济性仿真需要，可以通过预研车型的质量目标和风阻目标确认滑行阻力计算所需的试验质量和风阻参数。
作者简介：何卫，就职于上汽通用五菱汽车股份有限公司。
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汽车实用技术
186 1.4 阻力函数换算
预研车型的滑行阻力函数可按公式（1）计算：
石家庄限号2021最新限号6月（1）
式中：
F act —预研车型的滑行阻力，单位为牛（N ）； M act —预研车型的试验质量，单位为牛（N ）； M ref —参考车型的试验质量，单位为牛（N ）； F 0—参考车型滑行阻力常数项系数； F 1—参考车型滑行阻力一次项系数； F 2—参考车型滑行阻力二次项系数； V —车速，单位为千米每小时（km/h ）； C d,act —预研车型的风阻系数目标值；
A act —预研车型的迎风面积目标值，单位为每平方米（m 2）；
C d,ref —参考车型的风阻系数；
A ref —参考车型的迎风面积，单位为每平方米（m 2）。
2 忽略传动系阻力，基于滚动阻力和空气阻力计算 在整车阻力传统方法求取过程中，一般采用整车滑
行阻力系数直接求取，此方法忽略了传动系阻力，包括传动系、轮毂轴承等内摩擦阻力因素[1]。大量试验数据表明，此方法适用于手动挡车型，对于自动档车型尤其是带变矩器的自动挡车型偏差会比较大。 2.1 滚动阻力计算
整车环境中轮胎的滚动阻力系数并非是一个常数，而是随着车辆速度变化而逐渐非线性增加的变量[2]。美国汽车工程学会（SAE ）通过在不同载荷、充气胎压、车速等多种试验条件组合下测试的轮胎滚动阻力数值，可获得滚动阻力三元特性表达式中的α、β、a 、b 、c 的值，滚动阻力可按下面公式（2）计算：
（2）
式中：
F r —滚动阻力，单位为牛（N ）； p —轮胎胎压，单位为千帕（kpa ）； F a —单个轮胎载荷，单位为牛（N ）；
α、β、a 、b 、c —轮胎滚动阻力逐步衰减检测法系数值； V —车速，单位为千米每小时（km/h ）。 2.2 空气阻力计算
根据前文提到的仿真方法可获得预研车型的风阻系数Cd 和迎风面积A 参数，空气阻力按公式（3）计
算：
（3） 式中：
F w —预研车型的空气阻力，单位为牛（N ）； C d —预研车型的风阻系数；比亚迪汉 预计售价
A —预研车型的迎风面积，单位为每平方米（m 2）； V —车速，单位为千米每小时（km/h ）。 2.3 整车滑行阻力计算
忽略传动系阻力计算整车滑行阻力，预研车型的滑行阻力即为滚动阻力和空气阻力之和，即公式（4）。
（4）
式中：
F act —预研车型的滑行阻力，单位为牛（N ）；
F r —预研车型的滚动阻力，单位为牛（N ），由公式（2）获得；
F w —预研车型的空气阻力，单位为牛（N ），由公式（3）获得。
2.4 整车滑行阻力函数获取
在不同试验质量下计算的动力性滑行阻力或经济性整车滑行阻力填入下表1中，对不同车速对应的整车滑行阻力进
行拟合，可获得滑行阻力与车速的函数，如公式（5）所示。
（5）
式中：
F 0—常数项拟合系数； F 1—一次项拟合系数； F 2—二次项拟合系数。
3 考虑传动系阻力，基于空气阻力、滚动阻力和
传动系阻力计算
对于自动挡车型，由于传动效率较手动变速器低，在计算整车滑行阻力时，需考虑传动系阻力，目前传动系阻力的求取方法时根据道路或转鼓的试验数据采用数学工具进行高级处理获得[3]。 3.1 空气阻力计算
参照公式3可获得空气阻力。 3.2 滚动阻力计算
滚动阻力为滚动阻力系数和车轮负荷的乘积，为方便计算常简化成常量[4]，若预研车型的滚动阻力系数已知可直接获得滚动阻力，如公式（6），若预研车型的滚动阻力系数未知，可按照6.3.4获得。
（6）
式中：
F f —滚动阻力，单位为牛（N ）；
m —车轮驱动轮和从动轮负荷，不考虑坡度时即为车重，
单位为千克（kg ）；
何卫 等：整车滑行阻力理论计算方法
力帆320多少钱187
g —重力加速度，单位为米每二次方秒（m/s 2）； f —滚动阻力系数。 3.3 传动系阻力计算
首先，需要通过道路滑行法获得参考车型的道路阻力函数中的F 0、F 1、F 2。
根据转鼓测试要求设定底盘测功机载荷，通过转鼓滑行可获得转鼓滑行阻力，转鼓滑行阻力也可拟合成一个二次函数，如公式（7）：
（7）
式中：
F 转鼓—参考车型转鼓滑行阻力；
F 0'—参考车型转鼓滑行阻力的常数项拟合系数； F 1'—参考车型转鼓滑行阻力的一次项拟合系数； F 2'—参考车型转鼓滑行阻力的二次项拟合系数。 不同车速下的传动系阻力可按公式（8）计算：
（8）
式中：
F 传—参考车型的传动系阻力，单位为牛（N ）； F 转鼓—参考车型转鼓滑行阻力，单位为牛（N ）； m 驱动轮—参考车型驱动轮质量，单位为千克（kg ） g —重力加速度，单位为米每二次方秒（m/s 2）； f —滚动阻力系数。 3.4 整车滑行阻力计算
由公式（3）可获得空气阻力，公式（6）可获得滚动阻力，公式（5）、公式（7）、公式（8）获取不同车速下的传动系内阻填入表2中，整车滑行阻力计算如公式（9）：
（9）
式中：
F act —预研车型的滑行阻力，单位为牛（N ）； F r —预研车型的滚动阻力，单位为牛（N ）； F 传—预研车型的传动系阻力，单位为牛（N ）。
4 三种计算方法结果对比
已知某预研车型风阻目标Cd*A 为0.34*2.36，重量目标为1242kg ，轮胎滚阻系数为7‰，该预研车型的参考车型整备质量为1421kg ，实测风阻Cd*A 为0.353*2.45，轮胎滚阻系数为7‰，轮胎的α、β、a 、b 、c 的值分别为-0.4572、1.0458、0.0554、0.0002、-0.000000298，参考车型的实测空载道路滑行阻力为F 0=94.1426、F 1=1.3881、F 2=0.0318，实测转鼓阻力F ´0=36.6、F ´1=0.44、F ´2=0.036，可分别通过3种方式计算空载理论滑行阻力。
通过方法一，得出预研车型的理论阻力为：F 0=83.063、F 1=1.225、F 2=0.0295。
通过方法二，计算空气阻力、滚动阻力和整车滑行阻力如下表1所示。
表1 忽略传动系阻力，基于滚动阻力和空气阻力计算
通过方法三，计算空气阻力、滚动阻力和整车滑行阻力如下表2所示。
表2 考虑传动系阻力，基于滚动阻力、空气阻力和
传动系阻力计算
三种计算方法结果对比如下图1，可以看出由于方法三加入了传动系阻力，总阻力会比方法一高，而方法二完全忽略了传动系阻力，总阻力较低，对于传动系阻力大的自动档车型，使用方法二会有较大偏差。
图1 三种理论计算方法对比
5 结论
本文通过对预研车型子系统如风阻、重量、轮胎滚阻系数等目标参数进行分析，结合参考车型道路滑行和转鼓滑行的试验数据提出了 （下转第191页）
曹建 等：机场专用清扫车的主要功能及其结构组成
191
进行工作状态的切换，并且还可以通过调节脚轮上的安装位置进行磁体离地高度的微调，以达到最佳的工作状态。 3.9 液压系统
液压系统包括两部分，上装液压系统和风机工作液压系统。上装液压主要由齿轮油泵，集成阀组、液压油缸、液压摆线马达及液压油箱等组成。主要完成垃圾箱倾翻卸料，吸盘升降，扫盘升降，磁吸升降，扫盘旋转等。
风机液压系统为闭式系统，主要由电比例变量泵、柱塞马达及管件等组成。电比例变量泵通过联轴器与发动机连接，柱塞马达与风机传动轴直连。通过电气系统向变量泵比例电磁阀输入不同信号，控制液压泵地输出的流量，进而控制风机转速，确保风机工作平稳，启动和停止无震动现象。 3.10 电气系统
电气系统分为底盘车电气系统和专用工作装置电控系统两部分，两系统共用底车电源。专用工作装置电控系统主要为发动机、液压元件、高压水泵、电磁气阀、照明灯、视频影像记录及上传、空调等供电。
4 结束语
从国内情况来讲，随着疫情得到逐步控制，国内的航空业会逐步恢复。其中消费者的信心也在进一步恢复，比如，最近宣布某城市将公共卫生应急响应级别调低至二级。消息发布半小时内，机票搜索量迅速上涨，该城市出发机票预订量暴涨15倍。[3]
预计在不久的将来，随着疫情的结束，国家民航业及相关服务业将迎来新的复兴繁荣期，用于民航机场的环卫产品也会越来越多，市场容量递增，具有十分广阔的市场前景。
w12 6.0参考文献
[1] 桂宏宙，甘小阳等.机场地面保障专用车辆的特点及发展前景[J].
专用汽车,1999(2).
[2] 罗华云.某型吹扫风机车载系统设计及试验研究[D].成都电子科
技大学，硕士学位毕业论文,2009.
[3] 孙敬颐.“机遇改变”航空业|疫情对国际航空业的影响深远[J].道
格特威廉智库,2020(05).
（上接第187页）
三种滑行阻力理论计算方法。
（1）方法一基于参考车型实测道路阻力计算，对于外形或者动力总成系统未发生重大改变，利用已有的量产车型滑行试验参数和预研车型的总布置参数，比较容易获得预研车型的理论滑行阻力；
（2）方法二通过直接求取空气阻力和滚动阻力获得整车阻力，适用于手动挡车型，对于自动档车型尤其是带变矩器的自动挡车型偏差会比较大；
（3）方法三在方法二的基础上，通过参考车型道路滑行和转鼓滑行的试验数据可获得传动系阻力，在总阻力中加入传动系阻力，更加接近道路实测阻力，但是需要确保道路阻力、转鼓阻力和驱动轮质量较为准确。
理论计算方法仅在整车前期或预研车型无法达到试验
条件时使用，后期需对比实际道路滑行阻力差异，对于同类型的动力配置，可从中选取差异最小的一种理论计算方法作为常用方法。
参考文献
[1] 郑炳杰，田川超，李辉.滚动阻力系数的计算方法及其在整车道路
行驶阻力计算中的应用[J].科技咨询,2018(27):68-69.
[2] 常耀红，季明微，邢国雨.基于Cruise 的乘用车整车阻力仿真分析
[J].汽车实用技术,2018(24):48-55.
[3] 李晓甫，赵克刚.汽车行驶阻力模型参数的确定[J].汽车工程,2011
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二手奥迪[4] 张傲，贺子龙，韩震.一种乘用车传动系阻力的求解方法[J].研究与
开发,2014,41(03):73-74.
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