文/蘇青瑞
【機動車專欄】
汽車最高車速試驗方法探討
文/蘇青瑞
本文通過對國家標準GB/T 12544-2012《汽車最高車速試驗方法》同原1990版標準、ECE R68:1997《關于就最大車速測量方面批準機動車的統(tǒng)一規(guī)定》(以下簡稱“ECE R68”)的比對,指出了標準技術內容的主要差異,分析了GB/T 12544-2012規(guī)定的試驗方法對試驗過程、試驗結果的影響以及在試驗中應注意的事項。
最高車速 標準 試驗方法
汽車最高車速是評價汽車動力性能的一項重要技術指標。汽車最高車速試驗既是汽車基本性能的重要試驗項目,同時也是汽車產品定型鑒定的重要試驗項目。
GB/T 12544-2012是以傳統(tǒng)內燃機為動力的汽車最高車速試驗標準,該現(xiàn)行標準取代了1990年的版本。新標準主要參考了歐洲經濟委員會第68號法規(guī),即ECE R68的技術內容。本文主要通過此新、舊標準以及ECE R68的比對分析來探討標準技術內容的差異,以及新標準規(guī)定的試驗條件、方法對試驗過程和試驗結果的影響。
舊版(1990版)適用于各類汽車,新版(2012版)適用于除電動汽車外的汽車,ECE R68適用于內燃機驅動和純電動車汽車。舊版的制定在上世紀80年代,當時還沒有以新能源為動力的汽車,因此它的適用范圍是各類汽車也就順理成章。隨著汽車技術的發(fā)展,以新能源為動力的汽車相繼出現(xiàn),我國也根據(jù)新能源汽車的技術特點先后編制了GB/T 18385-2005《電動汽車動力性能試驗方法》、GB/T 19752-2005《混合動力電動汽車動力性能試驗方法》和GB/T 26991-2011《燃料電池電動汽車最高車速試驗方法》等針對新能源汽車動力性能的試驗標準,其中全部包含了汽車最高車速的試驗方法,其技術內容與相應的ISO8715:2001《電動道路車輛—道路操作特性》、EN1821-2-1999《電動車輛道路試驗方法第2部分熱力、電力混合動力電動汽車》和ISO/TR11954:2008《燃料電池道路車輛最高車速試驗方法》等國際標準和歐洲標準基本一致,只是考慮到可操作性和我國實際情況在一些細枝末節(jié)作了細微變動。
試驗條件比對見表1,試驗方法、試驗結果的計算和修正比對見表2。
新版標準對試驗的氣溫條件依舊沿用舊版標準規(guī)定的0℃~40℃范圍,主要是考慮到我國北方冬季氣溫較低,如按照ECE R68的規(guī)定“氣溫不低于5℃”,則北方冬季大多時候就不能做試驗了,再者5℃的溫差對試驗結果的影響微乎其微。
另外,增加對空氣密度變化范圍的規(guī)定,是因為除了大氣壓力,空氣中的細微顆粒物數(shù)量的增加也會使空氣密度變大,進而影響空氣濾清器過濾和進氣阻力增大,導致發(fā)動機功率下降。
新版標準忽略了對空氣濕度和風速的規(guī)定,僅對直線單向測試方法的風速進行了規(guī)定,這是不全面的,空氣濕度和風速對試驗結果影響都是顯而易見的:空氣的濕度過大,壓縮后會析出水,不利于混合氣的燃燒,從而影響發(fā)動機功率;風速影響行駛阻力,也會影響最終試驗結果。因此,無論從試驗的科學公正性還是試驗結果的可比性來講,都需要對氣象條件進行合理詳盡的規(guī)定。
表1 3個標準的試驗條件差異表
表2 3個標準試驗方法、試驗結果的計算和修正比對表
新版標準中的道路條件完全采納了ECE R68的規(guī)定,與舊版相比增加了環(huán)形試驗道路的要求,細化了對直線試驗道路的技術要求,增加了橫向坡度的要求。這些規(guī)定對國內的汽車試驗場有一定的影響,有些道路需要進行改造才能達到標準要求。
新版標準對試驗車輛準備一項刪掉了許多內容,相對于舊版標準和ECE R68的要求過于簡單,但無論是輪胎氣壓、潤滑油的等級、燃油的牌號等都對車輛的性能有著直接的影響。如果不作規(guī)定將使試驗條件不可控,即使是同一輛車,試驗條件不同,試驗結果會有明顯的差異。因此,筆者認為不能忽略這方面的規(guī)定。
加載和載荷分布對試驗結果也有著重要影響,新版標準與舊版標準規(guī)定完全不同,按新版標準規(guī)定加載的車輛最高車速要高于按舊版標準規(guī)定加載的最高車速。這對企業(yè)來說影響較大,需要重新按新標準加載規(guī)定測試所有車型的最高車速。
舊版標準對試驗道路條件及試驗方法規(guī)定單一:只規(guī)定在單一直線跑道往返試驗,新版標準增加了直線跑道單方向和在環(huán)形跑道的試驗方法。隨著汽車動力性能的改進,最高車速也在不斷提高,最高車速達到200 km/h以上的車輛已經比較常見,在達到如此高的車速之前,汽車要加速很長的一段距離,如規(guī)定只能在直線道路往返采樣,有些試驗道路可能在一個方向沒有足夠長的加速區(qū),按舊版標準規(guī)定就無法往返測試,這種情況比較普遍,為了能夠充分利用道路條件進行測試,應該規(guī)定單方向測試是允許的,對于道路的坡度和氣象條件應有更加嚴格的要求,對試驗結果進行合理的修正,消除環(huán)境的影響。實際測試中,由于受到道路條件限制沒有足夠長的直線道路,往往可以借助彎道或環(huán)道加速,在直線道上進行數(shù)據(jù)采樣。目前,國內的汽車試驗場均有高速環(huán)形跑道,在高速環(huán)道上測試最高車速也應是一種選擇,但在環(huán)道測試的情況會比直線道復雜,要求在測量時在不對方向盤進行操作的情況下汽車可以正常行駛,試驗結果要修正。
舊版標準規(guī)定的試驗次數(shù)偏少,僅往返各一次,這樣試驗結果誤差和隨機性就大大增加了。新版標準采納了ECE R68的規(guī)定,增加了單向測試的試驗次數(shù),但未按ECE R68的規(guī)定增加雙向測試的試驗次數(shù)。這主要是為了減少測試時間成本和提高測試效率。為了避免結果的隨機性,新標準規(guī)定了試驗結果的誤差范圍,但從試驗本身來講,適當增加試驗的次數(shù)更能夠有效地減少隨機誤差,從而得出更加科學、可信的試驗結果。
舊版標準是根據(jù)上世紀80年代的道路條件、汽車技術和測試技術編制的,其內容較簡單。標準對試驗條件、試驗方法和數(shù)據(jù)處理的規(guī)定已經顯得陳舊。新標準的修訂考慮了試驗道路的實際情況和一些影響因素,主要技術內容與國際標準接軌,適應了我國汽車行業(yè)和汽車測試技術的發(fā)展現(xiàn)狀,但有些地方還值得商榷。
在實際測試中,應考慮到一些汽車裝置對該項試驗的影響,比如汽車限速裝置的使用,就無法測試出車輛真實的最高車速;另外,在環(huán)道測試最高車速時車身側傾角較大,裝備ESP或ESC電子穩(wěn)定程序的汽車易誤觸發(fā),汽車會采取主動制動,從而帶來安全隱患或使試驗失敗。因此,測試前要關閉該功能或使該項功能失效。
新版標準規(guī)定環(huán)道測試中的修正因數(shù)k,是車輛在保持相同的發(fā)動機轉速和擋位條件下,分別測量在直線道路的車速和環(huán)形道路的車速得來的。不同的車速,修正因數(shù)可能也是不同的,不同的環(huán)道修正因數(shù)也不一樣。我國的汽車試驗場都有環(huán)形跑道,應及時按新版標準要求做好環(huán)道修正因數(shù)的測試工作,為新標準的順利實施做好準備。
新版標準規(guī)定的3種試驗方法中,首選還是直線雙向測試方法。因為,這種方法直接得到試驗結果,不需修正,也可基本消除道路坡道和風的影響。另外,兩種方法都要依據(jù)經驗數(shù)據(jù)或修正因數(shù)對結果進行修正,存在系統(tǒng)誤差,是備用的試驗方法,當?shù)缆窏l件達不到要求時可以考慮采用。
Through the comparison of GB/T 12544-2012“Measurement of Maximum Speed of Motor Vehicle”,the 1990 version,as well as ECE R68:1997“Uniform Provisions Concerning the Approval of Power-driven Vehicles”(hereinafter referred to as"ECE R68"),the article points out the main differences between standards technical content,analyzes the impact of the test method specified in the new GB/T 12544-2012 standard on test process and test results,as well as matters needing attention in the test.
Maximum speed;Standard;Test method
(作者單位:國家機動車產品質量監(jiān)督檢驗中心(上海))