浅谈汽车质量与质心参数测定方法

关维佳

(黑龙江省交通干部学校)

1 质量参数测定方法

车辆先从一个方向驶上秤台依次测量前轴、后轴质量。当台面较大时，可依次测量前轴、整车和后轴质量。然后，车辆掉头从反方向驶上秤台按上述程序重复测试前述几个参数。以两次平均值作为测量结果。为保证测量精度、秤台人口地面应与台面保持同一水平面。

测量时，车辆要停稳、发动机熄火、变速器置于空挡、制动器放松、不允许用三角木顶车轮。货厢内的载荷物装载应均匀、驾驶员和乘客坐椅上放置65 kg的砂袋代替乘员质量。

2 质心参数测定

(1)质心水平位置测定方法。根据前面测定的轴载质量和轴距，按下式计算出汽车质心离前轴或后轴中心线距离为

式中:L为轴距，mm;a、b为车辆质心至前轴、后轴中心线距离，mm;m1、m2为前轴、后轴轴载质量，kg。

(2)质心高度测定方法。车辆质心高度测定方法，采用摇摆法或质量反应法。

①摇摆法

将车辆开上试验台的举升平台，使车辆纵向质心对准平台中心线，其偏差应不大于5 mm车辆停稳后拉紧驻车制动器，并在前后轮胎外缘处卡紧角以防止车轮滚动或晃动。举升平台、挂上四条长摆的钢链、降下举升托架，此时停放有被测车辆的平面摆架应处于水平位置，无明显倾角，否则应重新对准车辆质心与平面中心线的位置。

摆动平台摆架使之在1'范围内摆振，待摆振稳定后，连续测量10个周期的长摆摆振时间，试验进行3次，各次的单摆周期的平均值之差应小于5 s/万。长摆测定后，再次举升托架，使平台摆架升高至设计规定的短摆高度，挂上4条短摆钢链，重复上述操作，测定短摆摆振周期。最后，举升平台托架，卸下钢链，降下平台至地平面，试验结束。

根据测定的试验数据先分别计算长、短摆摆振周期的平均值为

式中:T1、T2为长、短摆周期的均值，s;T10、T20为长、短摆 10个周期的摆振时间，s。

式中:J1、J2为试验台长、短摆平台框架绕试验台刀口的转动惯量，kg·mm·s2;I1、I2为试验台长、短摆平台框架自身质心至刀口距离，mm;m0为平台框架自身总质量，kg;m为被测车辆总质量，kg;g为重力加速度，mm/s2;H1、H2为试验台长、短摆平台台面至试验台刀的距离，mm。

汽车绕自身质心横轴的转动惯量用下式计算。

式中:J0为汽车绕自身质心横轴转动惯量，kg·mm·s2。

②质量反应法

测试前将悬架弹簧按空载状态卡紧锁死。首先，在水平状态下测量轴载质量等有关参数。将后轴放置于已调整好的秤台上，前轴停放在另一秤台的支承物上，并保持在同一水平面内，称出后轴载质量m2。然后，使车辆保持在某一纵向倾角状态下，测量轴载质量等有关参数。抬高汽车前轴使其纵向倾角分别为16°、18°、20°。测量每次抬高到规定角度时后轴载质量m2分别测量每次抬高到规定角度时左右记号点离地高度，计算出前后轴左右记号点的垂直高度的平均值h1、h2。

根据测得的试验数据，先计算车轮静负荷半径为

式中:ha为汽车在某一纵向倾角时，左右记号点垂直位移增量均值绝对值之和，mm;Δ、Δ为汽车在某一纵向倾角时，前后轴左右记号点垂直位移增量均值，mn。

最后，根据上述计算结果，计算出汽车质心高度为