[发明专利]一种两轴车辆质心高度的静态测量方法

权利要求书

1.一种两轴车辆质心高度的静态测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)在水平测试路面上，根据被测车辆轮距和轴距摆放好轴重仪；车辆驶入轴重仪后，熄火发动机，并将车辆挂空挡和驻车档；

在前轮接地点、轮心及翼子板处标注点A、O_f和P_f，并确保这三点在一条直线上；

在后轮接地点、轮心及翼子板处标注出点B、O_r和P_r，同时获得轴距L值；

记录如下测量数据：前轮压扁半径AO_f、前轮中心到前标记点P_f距离O_fP_f、后轮压扁半径BO_r、后轮中心到后标记点P_r的距离O_rP_r；

(2)首先，根据前后轴重仪的读数，分别记录为N_f和N_r，根据下述公式计算得出整车质量，计算公式为：

m＝(N_f+N_r)/g，

式中，g为重力加速度；

其次，根据力矩平衡方程，确定整车质心距前轴距离：

最后，设整车质心为点O，通过铅锤仪在车身上画出一铅垂线OC，即该铅垂线通过整车质心O，质心高度h_x即为待测参数；

(3)通过滚下法进行偏频实验，具体为：

将汽车驶上台阶，熄火发动机，停车挂空挡，将汽车从台阶上推下，在车身处和轮心处布置加速度传感器；

(4)根据车身处加速度时域曲线，得到系统有阻尼振荡周期T_d，第i个波峰幅值A_i，第i+n个波峰幅值A_i+n；

根据如下公式求得阻尼比ξ：

根据如下公式求得固有频率ω_n：

悬架弹簧刚度系数K_s根据如下方法测量获得：改变前轴或后轴载荷，测得轮心与车身标记点之间距离变化获得；

然后根据如下公式求得前后轴的簧载质量m_sf和m_sr：

再求得整车簧载质量：m_s＝m_sf+m_sr；

根据质量平衡原理，求出整车簧载质量m_s质心距后轴的距离L_sr：

设簧载质心为O_s，待求参数整车簧载质心高度h_s；

(5)求出非簧载质量m_u：

m_u＝m-m_s；

设非簧载质量m_u质心为O_u，且该点必在直线O_sO上；

根据质量平衡原理，计算获得非簧载质量质心O_u距前轴的距离L_uf：

计算获得非簧载质量m_u的质心高度h_u：

(6)通过举升机构托起前轴重仪一定高度Δ，并通过式如下公式计算出汽车倾斜角度α：

读出前后轴重仪读数N_fi和N_ri，记录如下测量数据：

前轮压扁半径AO_fi、前轮中心到前标记点P_fi距离O_fiP_fi，后轮压扁半径BO_ri、后轮中心到后标记点P_ri距离O_riP_ri；

计算获得汽车前轮压扁半径变化量Δr_fi＝AO_fi-AO_f；

计算获得前轴悬架高度变化量Δs_fi＝O_fiP_fi-O_fP_f；

计算获得后轮压扁半径变化量Δr_ri＝BO_ri-BO_r；

计算获得后轴悬架高度变化量Δs_ri＝O_riP_ri-O_rP_r；

进而做出因轮胎压扁半径变化引起的非簧载质量质心高度变化量Δh_ui的几何图，并得出：

做出因悬架变形引起的簧载质量质心高度变化量Δh_si的几何关系图，并得出：

做出因非簧载质量质心高度变化Δh_ui和簧载质量质心高度变化Δh_si引起的整车质心高度变化Δh_xi的几何关系图，并得出：

即，前轴举升时整车质心高度为h_xi＝h_x+Δh_xi；

(7)对前轮接地点取矩，得出前轴举升时的力矩平衡方程：

G·cosα·L_f+G·sinα·h_xi＝N_ri·cosα·L；

解此方程，得质心高度h_xi：

并最终得到车辆水平放置时的质心高度：

该式里含有未知量h_s；为此，须再改变一次车辆倾斜角度，并另外得到一个车辆水平放置时的质心高度h′_x的表达式，并有：

h_x＝h′_x，

根据该式可求出未知量h_s，然后把h_s代入h_x或h′_x。