美国对燃油经济性的要求
2010年美国交通部(DOT)和美国环保部(EPA)联合制定了定首个国家温室气体排放标准。美国联邦燃油经济性标准的最新变化是要求在今后几年中,显著的改善汽车企业执行的平均燃油经济性的标准,。那些已经在设计阶段的轿车和轻型卡车已经被要求在2016年达到每加仑汽油行驶35英里的CAFE的标准。目前的标准要求轿车为27.5英里/加仑和轻型卡车23.1英里/加仑。为了达到这些标准,汽车需要进行一定的改进。
车辆的效率(功率)损失分配
首先要了解的是车辆的效率损失分配(Allocation of Efficiency Losses)。即从发动机输出的功率消耗在不同汽车部件上的量及比例。从上图可以看到车辆上部分功率损失的图例。这对改善车辆总体的传动效能非常有用,以达到适当配置资源,改善性能的目的。各种损失,使用安装在车辆适当位置的传感器进行测定。下文的损失为效率损失或功率损失。
车辆传动、制动、行驶系统效率(功率)损失的测定
柔性板(或飞轮)扭矩传感器测量发动机输出净扭矩,而车轮上的扭矩使用车轮扭矩传感器进行测试。如果使用车轮六分力测试传感器,则可以测出更多有效信息。发动机输出功率与上图中各种测试功率的差值就是传动系统的总体功率损失。单个传动部件的功率损失(变速器、车轴、分动箱、差速器、减速器、轴承等)的测量,都是使用相应传感器在部件的输入和输出部分进行测量。由于在某些部件的能量传输时通过液力传输的(变矩器,变速箱里的某些部件),在传动系统计算出的损失往往使用功率而不是扭矩。
高分辨率车轮扭矩传感器可以测定轮胎滚动阻力损失,这包括实际行驶过程中轴承和刹车损失。
车轮扭矩传感器安装在轮胎和车轴之间,能够测试出所有车轮上的扭矩。测试时,车辆以一个恒定的速度在平坦的道路上行驶,位于驱动轮上的扭矩传感器,能够测试出的合力,包括克服向前、向后道路的阻力,克服空气阻力,克服向前和向后轮胎滚动阻力,刹车时的功率损失,和非驱动轴上轴承的功率损失。对于非驱动轮,高分辨率车轮扭矩传感器能够测试出轴承与刹车过程中的功率损失。