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客车滑行阻力测量及计算方法研究

更新时间:2009-03-28

客车滑行阻力是指客车在脱挡滑行时客车需要克服的内部阻力和外部阻力。其中内部阻力为传动阻力,外部阻力包括滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和转弯阻力[1-3]。由于客车滑行阻力一般指的是客车在平直路面上进行脱挡滑行的力,其外部阻力仅包括滚动阻力和空气阻力。

学生通过探究获取知识并在此基础之上的进一步拓展或再次探究,使学生始终处于“深度学习”当中,并紧跟科学家的思维,核心素养中学生“科学探究”能力的培养也得到有效落实。

目前客车滑行阻力一般通过滑行能量变化法[4-5]进行测量和计算得到:首先测量车辆从V2减速至V1所需的时间t,然后利用公式F=m×(V2-V1)/(3.6× t)计算等速行驶阻力。但是该方法仅能计算出滑行阻力的总和,不能分别得到滚动阻力、空气阻力和传动阻力的具体数值。无法对滑行阻力某一成份进行引用和研究分析,同时对于不同装载质量的客车,其滑行阻力均需分别进行滑行试验才能获得。

本文通过对客车滑行阻力的分析提出一种新的滑行阻力测量和计算方法。该方法从客车滑行运动微分方程入手,推导出含有滑行阻力系数和滑行运动参数的代数方程。将客车滑行过程3个瞬时的运动参数(瞬时速度、滑行时间和滑行距离)代入组成方程组,解此方程组可以得到包含待定滑行阻力系数的参数K0K1K2,通过改变客车的装载质量,利用两组不同整车质量的滑行试验数据求解出准确的滚动阻力系数、空气阻力系数和传动阻力。

廖:就以《医者意也》[注]《医者意也》,台湾东大出版公司,2003年;广西师范大学出版社,2006年.为例,谈点感想吧.此书原本是应台湾学者与出版社之约而做,就内容之外,或谓之“外史”而言,此书撰写与出版前后确有许多有意思的话题.

1 汽车滑行运动微分方程

1.1 滑行阻力的组成成分

1) 滚动阻力。常用滚动阻力系数f和车轮负荷的乘积来表示轮胎滚动阻力的大小:

Ff=mgf

(1)

行驶车速对滚动阻力系数有比较大的影响,在一定的轮胎压力下,滚动阻力系数与车速的关系接近于直线[6],同时考虑到滚动阻力系数与汽车质量近似存在线性关系[1],本文将客车滚动阻力系数关于车速和整车质量的计算模型表示为:

中国成人2型糖尿病发生率约为10%~11%,且因人口平均年龄增长、肥胖与高脂血症等相关疾病发生率上升、饮食结构的改变,2型糖尿病发生率也快速上升[1]。2型糖尿病可引起周围神经病变,引起外周感觉障碍已得到共识,社会大众认识程度较高,但2型糖尿病对心脏自主神经病变的影响不完全清楚。心脏自主神经病变的筛查也比较困难,因此分析2型糖尿病外周感觉神经病变和心脏自主神经病变关系非常必要。2017年1月—2018年6月,对医院内分泌科住院的2型糖尿病患者104例入组,进行周围神经病变检查、动态心电图检查,现报道如下。

 

(2)

式中:v为汽车车速;a0a1a2为待定系数。

2) 空气阻力。在汽车行驶范围内,空气阻力的数值通常都总结成与气流相对速度的动压力成正比例的形式[6],即在微风或无风的条件下,ur即为汽车的车速v,则空气阻力Fw可以表示为:

Fw=CDAρv2/2

(3)

由图2可知,浸提时间在20~40 min时,随着浸提时间的增加,浸提液中OD值增加;在40~120 min时,浸提液中OD值基本保持平行;在120 min以上,浸提液中OD值反而有所下降。因此,选择40 min作为刺葡萄皮花青素的浸提时间。

3) 传动阻力。传动阻力主要包括齿轮传动副、轴承、油封等处的摩擦损失,以及消耗于润滑油的搅动、润滑油与旋转零件之间的表面摩擦等功率损失[6]。传动阻力Fc的实车测试数据回归分析处理结果表明,汽车的传动阻力Fc服从与车速相关的一元一次线性方程模型[7],即

Fc=b0+b1v

(4)

1.2 滑行阻力计算模型

汽车在平直路面进行滑行时,力的平衡方程为:

迟恒的谋画十分周密,魏昌龙眼光不住地闪烁,他还是有些顾虑:“吓不住怎么办?吴县长老实人,诈他有点于心不忍。”

 

(5)

式中:δ为汽车旋转质量换算系数,在汽车脱挡滑行时,其主要与车轮的转动惯量有关[8]

“食品安全控制技术”包括理论课程(28学时)和实验课程(8学时),主要面向食品质量与安全专业大学3年级本科生,要求预修“生物化学”“微生物学”“食品化学”“食品工程原理”和“现代食品检测技术”等课程。除了2学时的绪论外,理论课程按内容分为“食品安全危害分析”和“食品安全控制技术体系”两大部分(表1)。理论课程的学习解答了食品从原料、加工、储运、销售直到消费的全产业链中存在的物理、生物、化学性危害及食品工业针对危害的应对措施。

 

(6)

(2)分布式电源接入具有高度的灵活性,用户可结合具体需要来采用这种模式,从而满足自身的电力负荷需求。这种做法的弊端是,将会给规划区整体负荷增长模型增加一些不确定因素,如此一来,电网工作人员一方面很难对电力负荷的实际增长予以精准预测,另一方面也很难对电力负荷的实际空间负荷分布情况进行摸底。由此可见,该模式的应用在一定程度上给电力负荷的相关预测工作制造了麻烦。

观察组护理满意度高于对照组,P<0.05。对照组满意11例,一般19例,总满意度68.18%;观察组满意35例,一般7例,总满意度95.45%。

 

(7)

式中:v0为滑行初速度。

将式(6)乘以滑行距离s的微分ds,并分离变量出变量ds积分得

 
 

将式(7)代入上式,得:

 

(8)

式(8)表明了滑行初速度v0,滑行终了速度v,滑行距离s和滑行时间t之间的关系。它是一个以K0,K1,K2为待定系数的代数方程。令:

 
 

(9)

一次滑行试验中将至少3个不同时刻的参数vst代入式(9),并令其等于0,便可以得到一个关于K0,K1,K2的方程组:

5.转型(2010年至今):以和美幸福的现代化社会为目标的社会治理创新经验。2010年8月,中央将诸暨列为全国社会治理创新综合试点单位。诸暨市抓住契机,牢牢把握“最大限度激发社会活力、最大限度增加和谐因素、最大限度减少不和谐因素”的总要求,从提升社会治理的针对性、科学性和实效性入手,加强前瞻性规划设计,大力推进基层基础、公共服务、民生福祉等建设,着力构建系统化社会治理组织、人本化社会治理服务、多元化社会矛盾化解、规范化社会公平法治等体系,形成了“环境好、发展好、生活好”的新局面。

 

将式(1)~式(4)代入式(5),则式(5)为包含6个待定系数a0a1a2b0b1CD的方程,并令则有

(10)

解方程组(10),便可解出在当前汽车总质量m下的K0K1K2。根据K2可以求出待定系数CD,有CD=2K2/(ρA)。

由于K0K1中共有5个待定系数a0a1a2b0b1,要解出这5个待定系数,须构建包含5个方程的方程组。将整车质量调整为m1m2分别进行滑行试验,将试验结果代入式(10),分别求出整车质量为m1m2时对应的K0K1的表达式相除并简化得到将上述5个方程构建一个方程组:

将式(6)分离变量dt,并积分得

 

(11)

滚动阻力、传动阻力和空气阻力与速度的关系如图1所示。由图1可知,传动阻力在所有滑行阻力中占比在8.70%~13.02%之间,当车速为60 km/h时,传动阻力占比达到最大值13.02%。由此可知,传动阻力是客车滑行阻力中不可忽略的成分。

2 试验结果计算分析

按GB/T 27840-2011[9]附录C的要求,在东风汽车试验场直线性能路上进行至少4次往返滑行试验[8],利用vbox记录试验过程的时间、车速和距离,采样率设置为100 Hz,试验车辆为某国产中型客车,分别进行65%载荷和满载两种状态的滑行试验,滑行试验的滑行初速度为80 km/h。根据不同的整车质量,计算出旋转质量换算系数δ,由公式(10)计算出含待定滑行阻力系数的参数K0K1K2,如表1 所示。

 

表1 包含待定系数的参数计算结果

  

载荷状态质量/kgδ试验参数K0K1K265%载荷57201 0524422 002612 55281 0396满载63901 0469467 494713 30711 0874

根据表1中的数据,再由方程组(11)可以解出滑行阻力模型的所有待定系数,如表2所示。

 

表2 待定系数结果

  

a0a1a2b1b2CD0 0070090 0001160 00101127 90346 0189270 361547

为了验证该方法的正确性,利用表2系数计算出的滑行阻力与按GB/T 27840-2011[8]附录C规定的滑行能量变化法计算出的滑行阻力对比,结果见表3。从表中可知,由该方法得到的滑行阻力与按照能量变化法得到的滑行阻力相对误差最大仅为 -1.27%,该方法测量滑行阻力有比较高的精度。

 

表3 滑行阻力结果对比

  

车速/(km/h)本文方法阻力/N能量变化法阻力/N10512 67517 6120574 25571 4130652 24643 9840746 65751 2950857 47867 0660984 71986 68701128 351123 39

解方程组(11)解出5个待定系数a0a1a2b0b1,至此,式(5)中的所有待定系数均已求出,代入式(1)~式(4)可确定Ff,Fw,Fc的计算模型。

式中:CD为空气阻力系数,为待定系数;ρ为空气密度,取1.225 8 N·s2·m-4A为迎风面积;ur为相对速度,在无风时即为汽车的车速。

  

图1 滑行阻力分布曲线

滚动阻力系数与整车质量的关系如图2所示。由图2可知,滚动阻力系数随着整车质量的增加而逐步减小。当车速为100 km/h时,若整车质量由4 200 kg增加到6 600 kg,则滚动阻力系数由0.010 386下降到0.010 250,降低1.31%。由于客车装载质量约占其整备质量的1/2[10],其装载质量对滚动阻力系数影响较小,客车从空载到满载其滚动阻力系数下降一般不超过1.5%,在对分析精度要求不高时,可忽略客车整车质量对滚动阻力系数的影响[11]。由图2可知,滚动阻力系数随着车速的升高而增大,若整车质量为6 600 kg,当车速由20 km/h增加至 100 km/h时,则滚动阻力系数由0.007 664增加到0.010 250,增加33.74%。

历史唯物主义在与时代发展同进步的过程中体现和保持其时代性和发展性,在与人民群众共命运的过程中体现和保持其阶级性和人民性,这是坚持、发展和创新21世纪马克思主义、当代中国马克思主义的基本经验,也是发展中国特色社会主义实践的内在要求。过去,我们在实践创新的基础上推进了理论创新,现在,我们依然要勇于推进实践基础上的理论创新,为建构“理论中的中国”和“思想中的中国”献计出力。

  

图2 滚动阻力系数与整车质量的关系

3 结束语

建立了较为详细的客车滑行阻力模型,通过求解由不同整车质量的两组车辆滑行数据构成的运动微分方程组解出模型的6个待定系数,从而计算出客车滑行阻力中的滚动阻力、传动阻力和空气阻力。用该方法得到的滑行阻力和滑行能量变化法计算出的滑行阻力进行对比,结果表明,利用该方法测量滑行阻力具有较高的精度。

[1] 卫修敬,龚标.道路与滚筒上汽车滚动阻力的试验研究[J].江苏理工大学学报(自然科学版),1994,15(4):27-32.

参考文献

(3)胶凝材料协同固铅机理研究:按照(2)所述方法制备净浆试样,采用标准养护,利用XRD和SEM对胶凝材料的水化机理进行分析。

[2] 董金松,许洪国,任有,等. 基于道路试验的汽车滚动阻力和空气阻力系数计算方法研究[J].交通信息与安全,2009,27(1):75-78.

要想促进企业电子商务战略的不断优化和完善,就要保证企业内部营销环境的完整。要促进企业内部营销环境的有效构建,首先就要求企业的管理者要树立相应的创新意识,特别是要促进相关营销人才的培养和选拔。在具体的营销策略创新过程中,只有保证营销人才储备的资源,才能够促进企业电子商务营销策略的顺利实施和开展。同时,企业也要加强自身文化的创新和升级,要想提升企业工作人员创新观念的提升,需要为其创设一个宽松且能够发挥其创造力的环境。要促进我国企业在内部营销环境方面的构建,也让我国企业根据自身发展的规模来进行有效的创立。

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[8] 张学利,何勇.在用汽车传动系阻力的研究[J].公路交通科技,2001,18(3):91-93.

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[11] 张增初.客车满载质量状态轴荷分配测量计算[J].客车技术与研究,1997,19(1)24-28.

 
李钱,李德海,赵勤,陈为煜,尤凯城,钟建斌
《客车技术与研究》 2018年第02期
《客车技术与研究》2018年第02期文献

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