汽車滑行阻力系數(shù)的測(cè)定方法研究

汽車滑行阻力系數(shù)的測(cè)定方法研究汽車滑行阻力系數(shù)的測(cè)定方法是評(píng)估車輛行駛性能的重要指標(biāo)之一。它是指在滑行過程中輪胎與地面之間發(fā)生的摩擦阻力，它的大小將直接影響汽車的行駛能力和燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，測(cè)定汽車滑行阻力系數(shù)是汽車工程師進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要步驟。本文將介紹汽車滑行阻力系數(shù)的測(cè)定方法、步驟和測(cè)定儀器。

1、測(cè)定方法

現(xiàn)代汽車工程師通常使用充油或者電動(dòng)滑行法，來測(cè)定汽車滑行阻力系數(shù)。以下是這兩種方法的介紹。

(1)充油滑行法

充油滑行法是一種常見的汽車滑行阻力系數(shù)測(cè)量方法。它的測(cè)量原理是將汽車輪子放在充滿水的盆中，在一定斜度下免費(fèi)滑行，通過測(cè)量輪子向前行駛的距離和滑行過程中水面下降的高度，計(jì)算出滑行阻力系數(shù)。

(2)電動(dòng)滑行法

電動(dòng)滑行法是一種利用電動(dòng)機(jī)來控制汽車滑行速度的方法。這種方法的原理是在標(biāo)準(zhǔn)輪胎上，以一定的速度在預(yù)定的路面上進(jìn)行滑行并確定汽車所需的牽引力，根據(jù)牽引力計(jì)算出滑行阻力系數(shù)。

2、測(cè)定步驟

(1)充油滑行法的實(shí)施步驟

第一步：將測(cè)試輪胎放在充滿水的圓滑盆中。

第二步：在花紋不變化的情況下，使用陽光燈或輝射光照射測(cè)試輪胎，確認(rèn)輪胎花紋深度。

第三步：逐漸提高圓滑盆的斜度，使測(cè)試輪胎開始滑行，并記錄測(cè)試輪胎向前移動(dòng)的距離。

第四步：重復(fù)第三步，記錄不同斜度下的輪胎向前移動(dòng)的距離，以便確定滑行阻力系數(shù)。

(2)電動(dòng)滑行法的實(shí)施步驟

第一步：測(cè)量車輪的上升速度和滑行阻力的變化，然后從中得出滑行阻力系數(shù)。

第二步：建立地圖數(shù)據(jù)庫，對(duì)道路情況進(jìn)行分類處理。

第三步：進(jìn)行卡爾曼濾波，得到可用的牽引力數(shù)據(jù)。

第四步：使用差分GPS測(cè)量，確定測(cè)試車輛的位置和速度。

第五步：進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，確定滑行阻力系數(shù)。

3、測(cè)定儀器與設(shè)備

(1)滑行道路：滑行道路是測(cè)定滑行阻力系數(shù)的關(guān)鍵設(shè)施之一。道路表面應(yīng)平整，路面降坡合適，避免水泥、瀝青等沉積物。

(2)充油盆：充油盆是充油滑行法中用來存放水的設(shè)備。它應(yīng)足夠大以承載測(cè)試輪胎，而且應(yīng)該保證水的深度均勻。

(3)電動(dòng)馬達(dá)、控制器和傳感器：這些設(shè)備是電動(dòng)滑行法的核心儀器，它們的作用是準(zhǔn)確控制汽車滑行速度和測(cè)量滑行阻力系數(shù)。

(4)測(cè)力計(jì)：測(cè)力計(jì)的作用是測(cè)量輪軸上的輪輪荷重。

4、總結(jié)

通過充油滑行法和電動(dòng)滑行法，我們可以測(cè)定汽車的滑行阻力系數(shù)，這對(duì)于汽車工程師進(jìn)行汽車性能和燃油性能優(yōu)化、活動(dòng)穩(wěn)定性的提高、駕駛可控性的保證、并降低全車耗油，都具有非常重要的意義。應(yīng)該指出的是，滑行阻力系數(shù)的測(cè)定并不是一次性任務(wù)，應(yīng)該持續(xù)不斷地對(duì)車輛進(jìn)行測(cè)量和調(diào)試，以確保車輛的行駛性能最大限度地發(fā)揮出來。除了測(cè)定滑行阻力系數(shù)，汽車工程師也會(huì)關(guān)注其他性能參數(shù)，例如輪胎摩擦系數(shù)、車速與轉(zhuǎn)向周期等，這些參數(shù)大大影響了整個(gè)車輛的性能表現(xiàn)和安全性。對(duì)于剛剛進(jìn)入汽車工程行業(yè)的新手，很難從實(shí)踐中掌握這些知識(shí)。因此，為了解決這個(gè)問題，許多汽車公司開發(fā)了名為CarSim的仿真軟件，通過該軟件，工程師可以測(cè)試和優(yōu)化車輛設(shè)計(jì)，包括滑行阻力系數(shù)的測(cè)定。下面，我們將簡(jiǎn)單介紹一下CarSim軟件。

CarSim是一款汽車動(dòng)力學(xué)仿真軟件，是汽車工程師常用的工具之一。它可以通過真實(shí)的車輛測(cè)試數(shù)據(jù)和駕駛數(shù)據(jù)，來模擬車輛的行駛情況。工程師們可以使用該軟件來進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析、性能評(píng)估、穩(wěn)定性評(píng)估、輪胎輪廓及懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、手動(dòng)和自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、碰撞分析等。這些分析都對(duì)汽車設(shè)計(jì)的全面升級(jí)和優(yōu)化非常有幫助。

CarSim的使用方法如下：

(1)首先，在仿真軟件的界面上選擇要模擬的車型，包括車輛的基本參數(shù)、駕駛員的特征、懸掛系統(tǒng)和輪胎參數(shù)等。

(2)接下來，再添加仿真場(chǎng)景，例如道路類型、氣候狀況等，以及分析參數(shù)，例如燃油經(jīng)濟(jì)性、加速度、電池電量等。

(3)點(diǎn)擊仿真開始按鈕，系統(tǒng)開始運(yùn)行仿真過程，包括車輛運(yùn)動(dòng)、路徑規(guī)劃和車速跟蹤等。

(4)運(yùn)行完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成仿真報(bào)告，包括車輛的性能指標(biāo)和行駛情況的詳細(xì)分析。

總之，CarSim軟件是汽車行業(yè)一個(gè)重要的工具，它可以幫助汽車工程師進(jìn)行有效的車輛性能評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括滑行阻力系數(shù)的測(cè)定。與此同時(shí)，汽車工程師也可以將該軟件用于安全性的評(píng)估和駕駛員行為的建模，以幫助他們更好地理解和改進(jìn)汽車性能。此外，還有很多其他類似的軟件工具，例如MATLAB、Simulink等，也可以使用來解決汽車行業(yè)的實(shí)際問題，它們的使用將幫助制造商和工程師解決汽車技術(shù)上的許多挑戰(zhàn)。CarSim作為一種汽車動(dòng)力學(xué)仿真軟件，旨在幫助汽車工程師更好地了解和改進(jìn)車輛性能。而在汽車行業(yè)中，有許多與性能相關(guān)的參數(shù)需要被關(guān)注和優(yōu)化，其中包括滑行阻力系數(shù)、輪胎摩擦系數(shù)、車速、轉(zhuǎn)向周期等。

除了CarSim之外，MATLAB和Simulink也是受歡迎的仿真軟件。MATLAB被廣泛運(yùn)用于汽車工程、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、通信系統(tǒng)仿真、信號(hào)處理等領(lǐng)域。它可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、可視化、模型構(gòu)建與仿真等，還可以擴(kuò)展至物理與化學(xué)仿真領(lǐng)域。Simulink則是MATLAB的擴(kuò)展應(yīng)用，其支持模型構(gòu)建、仿真、自動(dòng)化測(cè)試和驗(yàn)證等。它的目標(biāo)用戶是控制和機(jī)電一體化領(lǐng)域的工程師?？梢允褂闷噭?dòng)力學(xué)庫和控制系統(tǒng)庫來建立汽車的動(dòng)力學(xué)模型，針對(duì)每一個(gè)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。

無論是CarSim還是MATLAB和Simulink，它們均采用仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)各類汽車演示、涉及到車速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)與穩(wěn)定控制等方面。這些仿真軟件可以利用各類車輛測(cè)試數(shù)據(jù)和駕駛數(shù)據(jù)來模擬車輛的行駛過程，讓工程師們可以進(jìn)行車輛動(dòng)力學(xué)分析、性能評(píng)估、穩(wěn)定性評(píng)估、輪胎輪廓及懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)、手動(dòng)和自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、碰撞分析等。

在最近的汽車行業(yè)中，不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)和新材料均意味著汽