汽车滑行阻力系数的测定方法研究

汽车滑行阻力系数的测定方法研究汽车滑行阻力系数的测定方法是评估车辆行驶性能的重要指标之一。它是指在滑行过程中轮胎与地面之间发生的摩擦阻力，它的大小将直接影响汽车的行驶能力和燃油经济性。因此，测定汽车滑行阻力系数是汽车工程师进行优化设计的必要步骤。本文将介绍汽车滑行阻力系数的测定方法、步骤和测定仪器。

1、测定方法

现代汽车工程师通常使用充油或者电动滑行法，来测定汽车滑行阻力系数。以下是这两种方法的介绍。

(1)充油滑行法

充油滑行法是一种常见的汽车滑行阻力系数测量方法。它的测量原理是将汽车轮子放在充满水的盆中，在一定斜度下免费滑行，通过测量轮子向前行驶的距离和滑行过程中水面下降的高度，计算出滑行阻力系数。

(2)电动滑行法

电动滑行法是一种利用电动机来控制汽车滑行速度的方法。这种方法的原理是在标准轮胎上，以一定的速度在预定的路面上进行滑行并确定汽车所需的牵引力，根据牵引力计算出滑行阻力系数。

2、测定步骤

(1)充油滑行法的实施步骤

第一步：将测试轮胎放在充满水的圆滑盆中。

第二步：在花纹不变化的情况下，使用阳光灯或辉射光照射测试轮胎，确认轮胎花纹深度。

第三步：逐渐提高圆滑盆的斜度，使测试轮胎开始滑行，并记录测试轮胎向前移动的距离。

第四步：重复第三步，记录不同斜度下的轮胎向前移动的距离，以便确定滑行阻力系数。

(2)电动滑行法的实施步骤

第一步：测量车轮的上升速度和滑行阻力的变化，然后从中得出滑行阻力系数。

第二步：建立地图数据库，对道路情况进行分类处理。

第三步：进行卡尔曼滤波，得到可用的牵引力数据。

第四步：使用差分GPS测量，确定测试车辆的位置和速度。

第五步：进行数据分析，确定滑行阻力系数。

3、测定仪器与设备

(1)滑行道路：滑行道路是测定滑行阻力系数的关键设施之一。道路表面应平整，路面降坡合适，避免水泥、沥青等沉积物。

(2)充油盆：充油盆是充油滑行法中用来存放水的设备。它应足够大以承载测试轮胎，而且应该保证水的深度均匀。

(3)电动马达、控制器和传感器：这些设备是电动滑行法的核心仪器，它们的作用是准确控制汽车滑行速度和测量滑行阻力系数。

(4)测力计：测力计的作用是测量轮轴上的轮轮荷重。

4、总结

通过充油滑行法和电动滑行法，我们可以测定汽车的滑行阻力系数，这对于汽车工程师进行汽车性能和燃油性能优化、活动稳定性的提高、驾驶可控性的保证、并降低全车耗油，都具有非常重要的意义。应该指出的是，滑行阻力系数的测定并不是一次性任务，应该持续不断地对车辆进行测量和调试，以确保车辆的行驶性能最大限度地发挥出来。除了测定滑行阻力系数，汽车工程师也会关注其他性能参数，例如轮胎摩擦系数、车速与转向周期等，这些参数大大影响了整个车辆的性能表现和安全性。对于刚刚进入汽车工程行业的新手，很难从实践中掌握这些知识。因此，为了解决这个问题，许多汽车公司开发了名为CarSim的仿真软件，通过该软件，工程师可以测试和优化车辆设计，包括滑行阻力系数的测定。下面，我们将简单介绍一下CarSim软件。

CarSim是一款汽车动力学仿真软件，是汽车工程师常用的工具之一。它可以通过真实的车辆测试数据和驾驶数据，来模拟车辆的行驶情况。工程师们可以使用该软件来进行动力学分析、性能评估、稳定性评估、轮胎轮廓及悬挂系统设计、手动和自动驾驶控制系统设计、碰撞分析等。这些分析都对汽车设计的全面升级和优化非常有帮助。

CarSim的使用方法如下：

(1)首先，在仿真软件的界面上选择要模拟的车型，包括车辆的基本参数、驾驶员的特征、悬挂系统和轮胎参数等。

(2)接下来，再添加仿真场景，例如道路类型、气候状况等，以及分析参数，例如燃油经济性、加速度、电池电量等。

(3)点击仿真开始按钮，系统开始运行仿真过程，包括车辆运动、路径规划和车速跟踪等。

(4)运行完成后，系统会自动生成仿真报告，包括车辆的性能指标和行驶情况的详细分析。

总之，CarSim软件是汽车行业一个重要的工具，它可以帮助汽车工程师进行有效的车辆性能评估和优化设计，包括滑行阻力系数的测定。与此同时，汽车工程师也可以将该软件用于安全性的评估和驾驶员行为的建模，以帮助他们更好地理解和改进汽车性能。此外，还有很多其他类似的软件工具，例如MATLAB、Simulink等，也可以使用来解决汽车行业的实际问题，它们的使用将帮助制造商和工程师解决汽车技术上的许多挑战。CarSim作为一种汽车动力学仿真软件，旨在帮助汽车工程师更好地了解和改进车辆性能。而在汽车行业中，有许多与性能相关的参数需要被关注和优化，其中包括滑行阻力系数、轮胎摩擦系数、车速、转向周期等。

除了CarSim之外，MATLAB和Simulink也是受欢迎的仿真软件。MATLAB被广泛运用于汽车工程、控制系统设计、通信系统仿真、信号处理等领域。它可以进行数据分析、可视化、模型构建与仿真等，还可以扩展至物理与化学仿真领域。Simulink则是MATLAB的扩展应用，其支持模型构建、仿真、自动化测试和验证等。它的目标用户是控制和机电一体化领域的工程师。可以使用汽车动力学库和控制系统库来建立汽车的动力学模型，针对每一个关键性能参数进行详细分析。

无论是CarSim还是MATLAB和Simulink，它们均采用仿真技术来实现各类汽车演示、涉及到车速、转向、制动与稳定控制等方面。这些仿真软件可以利用各类车辆测试数据和驾驶数据来模拟车辆的行驶过程，让工程师们可以进行车辆动力学分析、性能评估、稳定性评估、轮胎轮廓及悬挂系统设计、手动和自动驾驶控制系统设计、碰撞分析等。

在最近的汽车行业中，不断涌现的新技术和新材料均意味着汽