Welcome to the National Transport Library Catalogue

Normal view MARC view

Coastdown measurement with 60-tonne truck and trailer : estimation of transmission, rolling and air resistance Ulf Hammarström ; Karlsson, Rune ; Sörensen, Harry ; Yahya, Mohammad-Reza

By: Contributor(s): Series: VTI notat ; 15A-2012Publication details: Linköping VTI, 2012Description: 81 sSubject(s): Online resources: Bibl.nr: VTI P5000:2012-15ALocation: VTI ex 1:RefAbstract: Baserat på så kallad coastdown-mätning har parametrar för färdmotstånd uppskattats för en tung lastbil med släp (60 ton) och med skåp som påbyggnad. Färdmotståndet vid en hastighet av 20 m/s, genomsnittliga vindförhållanden och 50 % lastfaktor fördelas med 5 % på transmissionsmotstånd, 41 % på rullmotstånd och 54 % på luftmotstånd. Mätningar har också utförts med lastbil utan släp. Rullmotstånd beror av vägytans ojämnhet (iri) och makrotextur (mpd). Det totala rullmotståndet kan indelas i: basmotstånd (plan yta), motstånd av iri och motstånd av mpd. På mätsträckan utgör vägyteeffekten cirka 40 % av det totala rullmotståndet. Ojämnhetseffekten bedöms utgöra den dominerande delen av vägyteeffekten till skillnad från lätta fordon. De uppskattade parametervärdena kan jämföras med litteraturen: ? transmissionsförluster, osäker skattning men samma nivå som förväntat ? rullmotstånd, basdelen, osäker skattning men samma nivå som förväntat (Cr0=0,0038 vid 5°C) ? luftmotstånd, lastbil med släp, avsevärt högre än förväntat (Cd0=0.83 och Cdt=0,97 utan och med medelvind) ? luftmotstånd, bil utan släp, osäker skattning men samma nivå som förväntat (Cd0=0,52). Parametrar ingående i funktioner för färdmotstånd har uppskattats med statistisk analys. Ett problem i detta sammanhang är hur större korrelationer mellan de ingående förklaringsvariablerna skall kunna undvikas. En målsättning i försöksuppläggningen har varit att undvika sådana beroenden. Föreliggande studie bör kunna vara av metodintresse avseende följande punkter: ? mätsträckans lutning, bestäms med hög noggrannhet (avvägning), och övriga vägytedata ingår i analysen ? fordonsvikt, uppföljning från utrullning till utrullning ? utrustningen för registrering av utrullningsförloppen (Dopplerteknik) ? separering av olika delar av färdmotståndet. Färdmotståndsparametrar används för att uppskatta emissionsfaktorer för regionala och nationella inventeringar av utsläpp från vägtrafik. För att uppnå representativa emissionsfaktorer krävs tillgång till representativa parametrar för färdmotstånd. Föreliggande studie har påvisat att det kan finnas risk för en betydande underskattning av luftmotstånd, formkonstant och tvärsnittsarea för tung lastbil med släp (>50 %). Den uppmätta formkonstanten är betydligt högre än vad som framgår ur litteraturen. Detta pekar på ett behov av en djupare analys av de metoder som används för att mäta luftmotstånd. Om slutsatsen av en sådan analys skulle bli att metoden som använts i föreliggande studie ger representativa värden finns det behov av att genomföra omfattande utrullningsprov med de vanligaste typerna av påbyggnad. Även modellerna för rullmotstånd skulle behöva mer uppmärksamhet.Abstract: By use of coastdown measurements, driving resistance parameters have been estimated for a truck with trailer (60t) and a box vehicle body. At a vehicle speed of 20 m/s, average meteorological wind conditions and a load factor of 50% the following distribution of the driving resistance components has been obtained: ? transmission resistance (churning losses), 5% ? rolling resistance (test route surface conditions), 41% ? air resistance, 54%. There are also measurements for the truck without a trailer. Rolling resistance is dependent on road surface conditions, in particular roughness (iri) and macro texture (mpd). The total rolling resistance consists of three parts: a basic, an iri and a mpd part. The road surface effect amounts to approximately 40% of the total rolling resistance. The iri effect seems to be the dominating part of the surface effects on the contrary to light vehicles. Comments about estimated parameter values compared to examples from the literature: ? transmission losses: uncertain estimation but at the same level as expected ? rolling resistance, basic part: uncertain estimation but at the same level as expected (Cr0=0.0038 at 5°C) ? air resistance for truck and trailer: considerably higher than expected (Cd0=0.83 and Cdt=0.97 without and with average meteorological wind) ? air resistance for the rigid truck: uncertain estimation but at the same level as expected (Cd0=0.52). Driving resistance parameters have been estimated by means of regression analysis. A major problem is how to avoid high correlations between explanatory variables. One objective of the experiment design has been to minimize such dependencies. This study might also be of interest for methodological reasons and in particular for including: ? the introduction of high accuracy road gradients as well as other road surface properties ? the estimation of vehicle mass from coastdown to coastdown ? the equipment (based on Doppler technique) used in order to measure the coastdown driving pattern ? the method used in order to separate parts of the driving resistance. Driving resistance parameters are used when estimating emission factors for regional and national emission inventories by means of simulation models. In order to reach representative emission factors there is a need for representative driving resistance parameters. This study has demonstrated there could be a considerable underestimation of simulated truck and trailer air resistance (>50%) in this connection including the drag parameter and cross section area. The drag parameter is considerably higher compared to what is found in literature. This indicates a need for a deeper analysis of different air drag measurement methodologies. If the conclusion of such an analysis will be that the methodology of this study is sound there is a need for extensive coastdown measurements including truck and trailer with the most frequent vehicle body types. Also rolling resistance modelling could need more attention.
Item type: Reports, conferences, monographs
Holdings
Current library Status
Statens väg- och transportforskningsinstitut Available

Baserat på så kallad coastdown-mätning har parametrar för färdmotstånd uppskattats för en tung lastbil med släp (60 ton) och med skåp som påbyggnad. Färdmotståndet vid en hastighet av 20 m/s, genomsnittliga vindförhållanden och 50 % lastfaktor fördelas med 5 % på transmissionsmotstånd, 41 % på rullmotstånd och 54 % på luftmotstånd. Mätningar har också utförts med lastbil utan släp. Rullmotstånd beror av vägytans ojämnhet (iri) och makrotextur (mpd). Det totala rullmotståndet kan indelas i: basmotstånd (plan yta), motstånd av iri och motstånd av mpd. På mätsträckan utgör vägyteeffekten cirka 40 % av det totala rullmotståndet. Ojämnhetseffekten bedöms utgöra den dominerande delen av vägyteeffekten till skillnad från lätta fordon. De uppskattade parametervärdena kan jämföras med litteraturen: ? transmissionsförluster, osäker skattning men samma nivå som förväntat ? rullmotstånd, basdelen, osäker skattning men samma nivå som förväntat (Cr0=0,0038 vid 5°C) ? luftmotstånd, lastbil med släp, avsevärt högre än förväntat (Cd0=0.83 och Cdt=0,97 utan och med medelvind) ? luftmotstånd, bil utan släp, osäker skattning men samma nivå som förväntat (Cd0=0,52). Parametrar ingående i funktioner för färdmotstånd har uppskattats med statistisk analys. Ett problem i detta sammanhang är hur större korrelationer mellan de ingående förklaringsvariablerna skall kunna undvikas. En målsättning i försöksuppläggningen har varit att undvika sådana beroenden. Föreliggande studie bör kunna vara av metodintresse avseende följande punkter: ? mätsträckans lutning, bestäms med hög noggrannhet (avvägning), och övriga vägytedata ingår i analysen ? fordonsvikt, uppföljning från utrullning till utrullning ? utrustningen för registrering av utrullningsförloppen (Dopplerteknik) ? separering av olika delar av färdmotståndet. Färdmotståndsparametrar används för att uppskatta emissionsfaktorer för regionala och nationella inventeringar av utsläpp från vägtrafik. För att uppnå representativa emissionsfaktorer krävs tillgång till representativa parametrar för färdmotstånd. Föreliggande studie har påvisat att det kan finnas risk för en betydande underskattning av luftmotstånd, formkonstant och tvärsnittsarea för tung lastbil med släp (>50 %). Den uppmätta formkonstanten är betydligt högre än vad som framgår ur litteraturen. Detta pekar på ett behov av en djupare analys av de metoder som används för att mäta luftmotstånd. Om slutsatsen av en sådan analys skulle bli att metoden som använts i föreliggande studie ger representativa värden finns det behov av att genomföra omfattande utrullningsprov med de vanligaste typerna av påbyggnad. Även modellerna för rullmotstånd skulle behöva mer uppmärksamhet.

By use of coastdown measurements, driving resistance parameters have been estimated for a truck with trailer (60t) and a box vehicle body. At a vehicle speed of 20 m/s, average meteorological wind conditions and a load factor of 50% the following distribution of the driving resistance components has been obtained: ? transmission resistance (churning losses), 5% ? rolling resistance (test route surface conditions), 41% ? air resistance, 54%. There are also measurements for the truck without a trailer. Rolling resistance is dependent on road surface conditions, in particular roughness (iri) and macro texture (mpd). The total rolling resistance consists of three parts: a basic, an iri and a mpd part. The road surface effect amounts to approximately 40% of the total rolling resistance. The iri effect seems to be the dominating part of the surface effects on the contrary to light vehicles. Comments about estimated parameter values compared to examples from the literature: ? transmission losses: uncertain estimation but at the same level as expected ? rolling resistance, basic part: uncertain estimation but at the same level as expected (Cr0=0.0038 at 5°C) ? air resistance for truck and trailer: considerably higher than expected (Cd0=0.83 and Cdt=0.97 without and with average meteorological wind) ? air resistance for the rigid truck: uncertain estimation but at the same level as expected (Cd0=0.52). Driving resistance parameters have been estimated by means of regression analysis. A major problem is how to avoid high correlations between explanatory variables. One objective of the experiment design has been to minimize such dependencies. This study might also be of interest for methodological reasons and in particular for including: ? the introduction of high accuracy road gradients as well as other road surface properties ? the estimation of vehicle mass from coastdown to coastdown ? the equipment (based on Doppler technique) used in order to measure the coastdown driving pattern ? the method used in order to separate parts of the driving resistance. Driving resistance parameters are used when estimating emission factors for regional and national emission inventories by means of simulation models. In order to reach representative emission factors there is a need for representative driving resistance parameters. This study has demonstrated there could be a considerable underestimation of simulated truck and trailer air resistance (>50%) in this connection including the drag parameter and cross section area. The drag parameter is considerably higher compared to what is found in literature. This indicates a need for a deeper analysis of different air drag measurement methodologies. If the conclusion of such an analysis will be that the methodology of this study is sound there is a need for extensive coastdown measurements including truck and trailer with the most frequent vehicle body types. Also rolling resistance modelling could need more attention.