Испытания автотранспортных средств

Лабораторная работа 3

Базовый стандарт: ГОСТ 20306-90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний.

Цель работы:

1. Получение навыков имитационного моделирования в среде графического программирования LabVIEW.

2. Освоение методов испытаний автотранспортных средств.

3. Получение навыков использования нормативных документов для разработки программ и методик сертификационных испытаний.

Задание

1. Для всех типов АТС определить топливно-скоростную характеристику при установившемся движении и на магистрально-холмистой дороге.

2. Выполнить программы ездовых циклов для конкретных типов АТС.

3. Разработать программу определения топливной эффективности в соответствии с заданными АТС и видом испытаний.

4. Разработать методику определения топливной эффективности в соответствии с заданными АТС и видом испытаний.

5. Оформить протокол испытания.

Описание:

Базовый стандарт распространяется на автотранспортные средства (АТС) всех типов, за исключением внедорожных. В ходе испытания устанавливают показатели и характеристики топливной экономичности АТС:

Применяемость показателей и характеристик по видам испытаний и типам АТС определяется соответствующими программами испытаний.

АТС испытывают в естественных условиях и на испытательных стендах. В естественных условиях стандартом установлены требования к автомобильным дорогам, режимам и порядку выполнения ездовых циклов и измерительному оборудованию, установленному на АТС.

При выполнении программ испытаний на стендовом оборудовании дополнительные требования предъявляют к стендовому оборудованию и системам управления этим оборудованием. Стендовое оборудование зачастую обладает большей возможностью типизации процедур испытания, но меньшей метрологической точностью, так как оно имееет дополнительные погрешности задания режимов и погрешности, связанные с влиянием сложной технической системы (стенда) на испытываемые АТС на статических и динамических режимах.

Выполнение работы

Определение топливно-скоростной характеристики при установившемся движении и на магистрально-холмистой дороге (выполнить для всех вариантов)

Собрать имитационную модель испытательного стенда (рис. 3.1 – 3.2).

Рис. 3.1. Имитационная модель испытательного стенда для определения топливно-скоростной характеристики при установившемся движении

Для настройки модели необходимо установить в блоке Scaling and Mapping заданный режим движения АТС. Для необходимо открыть блок, установить флажок на пункте Interpolated (рис. 3.3), нажать Defined Table и задать постоянную скорость, на которой будет выполняться определение расхода топлива (рис. 3.4).

На установившемся режиме в блоке Formula (рис. 3.5) должно быть записано выражение: (X1 – 40)**2*0,00625+15.

В реальном эксперименте заезды АТС по измерительному участку дороги выполняют на высшей передаче со скоростями меньше и больше заданной на 2 км/час.

Рис. 3.2. Лицевая панель модели испытательного стенда

Рис. 3.3. Настройка элемента Scaling and Mapping

Рис. 3.4. Задание режима определения расхода топлива

Рис. 3.5. Модель зависимости расхода топлива от скорости АТС на установившемся режиме

Например, в качестве заданной величины, выбираем скорость Q _s2 = 90 км/час с ее отклонениями ±2 км/час – Q _s1 = 88 км/час и Q _s3 = 92 км/час. В результате трехкратного определения расхода топлива получено = 1,5025; = 1,5650; = 1,6256.

Формула для определения расхода топлива

,. (3.1)

Q_s = 39,11 л/100 км.

Для определения расхода топлива при движении на магистрально-холмистой дороге необходимо изменить имитационную модель испытательного стенда (рис. 3.6), ввести в блок Scaling and Mapping 2 (рис. 3.7) топливно-скоростной цикл, соответствующий движению на магистрально-холмистой дороге, ввести в блок Formula (рис. 3.8) модель топливно-скоростной характеристики на магистрально-холмистой дороге:

((X1-40)**2*0.0044+38)*(1+8/9*abs((X1-40)/40)).

Рис. 3.6. Имитационная модель испытательного стенда для определения

топливно-скоростной характеристики при движении на магистрально-холмистой дороге

В результате трехкратного определения расхода топлива получено:

= 3,062; = 3,152; = 3,237; Q_s = 78,77 л/100 км.

Рис. 3.7. Топливно-скоростной цикл движения на магистрально-холмистой дороге

Рис. 3.8. Модель топливно-скоростной характеристики на магистрально-холмистой дороге

Результат имитационного моделирования движения АТС на магистрально-холмистой дороге представлен на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Расход топлива при движении АТС на магистрально-холмистой дороге

Магистральный цикл на дороге для автомобилей полной массой до 3,5 т, автобусов дальнего следования (варианты 1 – 6)

Операционная карта движения представлена в табл. 3.1

Таблица 3.1

Операционная карта движения АТС в магистральном цикле на дороге

Собрать имитационную модель выполнения оперативной карты испытаний (рис. 3.10). На рис. 3.11 приведена циклограмма выполнения магистрального цикла для автомобилей и автобусов дальнего следования.

Рис. 3.10. Имитационная модель выполнения магистрального цикла

Рис. 3.11. Циклограмма магистрального цикла дороги для АТС

Циклограмма записана в блоке Scaling and Mapping (рис. 3.12). Модель топливно-скоростной характеристики ((X1-40)**2*0.0044+38) записана в блоке Formula и приведена на рис. 3.13.

Рис. 3.12. Запись циклограммы в блоке Scaling and Mapping

Рис. 3.13. Модель топливно-скоростной характеристики для магистрального цикла

Результат моделирования циклограммы представлен на рис. 3.14.

Рис. 3.14. Результат имитационного моделирования циклограммы

Трижды выполнить моделирование циклограммы. Определить погрешность измерения расхода и динамическую погрешность выполнения циклограммы испытаний. Для этого необходимо записать данные эксперимента в файл с расширением.txt, например, experiment1.txt, и открыть этот файл в программе Excel, указав формат данных «с разделителями» (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Открытие текстового файла в программном пакете Excel (шаг 1)

Далее в качестве разделителей необходимо указать «пробел» (рис.3.16).

Рис. 3.16. Открытие текстового файла в программном пакете Excel (шаг 2)

В программе Excel на одном экране можно сформировать результаты нескольких экспериментов, перенести данные в один файл и выполнить их статистическую обработку (рис. 3.17 – 3.18). В данной схеме LabVIEW может запомнить массив данных не более 230 значений данных эксперимента.

Рис. 3.17. Открытие нескольких файлов с результатами экспериментов в пакете Excel

Рис. 3.18. Сформированный для последующей статистической обработки файл

Возможен другой путь преобразования массива в данные пакета Excel (рис. 3.19). Для этого необходимо элемент Write to Spreadsheet File соединить с элементом transpose, сохранить сформированный с расширением.xml и работать с ним непосредственно в пакете Excel.

Рис. 3.19. Запись полученных данных в файл Excel

Магистральный цикл на дороге для грузовых автомобилей и автопоездов массой свыше 3,5 т и междугородных автобусов (варианты 7 – 12)

Операционная карта движения представлена в табл. 3.2

Таблица 3.2

Операционная карта движения АТС большой массы в магистральном цикле

Использовать имитационную модель выполнения оперативной карты испытаний (рис. 3.10). На рис. 3.20 приведена циклограмма выполнения магистрального цикла для автомобилей и автобусов свыше 3,5 т.

Рис. 3.20. Циклограмма магистрального цикла дороги для АТС большой массы

В блок Scaling and Mapping необходимо ввести изменения (рис. 3.21). Результат моделирования циклограммы представлен на рис. 3.22.

Рис. 3.21. Запись циклограммы для АТС большой массы в блоке Scaling and Mapping

Рис. 3.22. Результат моделирования магистрального цикла для АТС большой массы

Трижды выполнить моделирование циклограммы. Определить погрешность измерения расхода и динамическую погрешность выполнения циклограммы испытаний.

Городской цикл на дороге для АТС массой до 3,5 т (варианты 13 – 18)

Городской цикл на дороге для городских автобусов (варианты 25 – 30)

Операционная карта движения автобусов представлена в табл. 3.5

Таблица 3.5

Операционная карта движения городских автобусов в городском цикле

Использовать имитационную модель выполнения оперативной карты испытаний (рис. 3.29). На рис. 3.30 приведена циклограмма выполнения городского цикла для городских автобусов. Циклограмма записана в блоке Scaling and Mapping (рис. 3.31). Результат моделирования циклограммы представлен на рис. 3.32.

3. 29. Имитационная модель выполнения городского цикла испытаний автобусов

Рис. 3.30. Схема городского цикла на дороге для городских автобусов

Рис. 3.31. Запись циклограммы городского цикла дороги для автобусов

Рис. 3.32. Результат моделирования городского цикла дороги для автобусов