專題10 汽車底盤功率檢測

1、School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 為什么要對底盤技術(shù)狀況進(jìn)行檢測？如何對底盤技術(shù)狀況進(jìn)行檢測？如何評價底盤的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)？提出問題：School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 課堂內(nèi)容：底盤測功機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理底盤技術(shù)狀況檢測及分析其他有關(guān)底

2、盤技術(shù)狀況檢測的知識School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 底盤測功機(jī)的檢測項(xiàng)目：驅(qū)動輪輸出功率和驅(qū)動力試驗(yàn)加速性能試驗(yàn)滑行性能測試經(jīng)濟(jì)性能(油耗)試驗(yàn)車速表校驗(yàn)里程表校驗(yàn) 底盤由傳動、行駛、轉(zhuǎn)向、制動等幾個 系統(tǒng)組成。底盤技 術(shù)狀況檢測關(guān)乎汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性和操縱穩(wěn)定性。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 底盤測功機(jī)可以測試不同工況下的驅(qū)動輪的輸出功率和驅(qū)動力，還可以進(jìn)

3、行滑行性能測試、加速性能測試、車速表校驗(yàn)和里程表校驗(yàn)等試驗(yàn)。它有多種結(jié)構(gòu)型式。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 1 1、底盤測功機(jī)的構(gòu)成：、底盤測功機(jī)的構(gòu)成： 主要由滾筒、機(jī)械部件、功率吸收裝置(即測功裝置)、測量控制系統(tǒng)、附屬設(shè)備等幾部分組成。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic （1） 滾筒滾筒單滾筒型式單滾筒型式 這種滾筒直徑很大，多在這種滾筒直徑很大，多在1500mm

4、2500mm之間。滾筒直徑越大，模擬之間。滾筒直徑越大，模擬路面的效果就越好。但直徑過大則設(shè)備太笨重，占地面積大，安裝也不方便。路面的效果就越好。但直徑過大則設(shè)備太笨重，占地面積大，安裝也不方便。雙滾筒型式雙滾筒型式 滾筒直徑比大滾筒要小得多，一般在滾筒直徑比大滾筒要小得多，一般在185mm400mm之間。滾筒不能做之間。滾筒不能做得太小，否則將會增大滑轉(zhuǎn)率、滾動阻力和滾動損失功率，還會提高輪胎的溫得太小，否則將會增大滑轉(zhuǎn)率、滾動阻力和滾動損失功率，還會提高輪胎的溫度。度。 試驗(yàn)車速試驗(yàn)車速160km/h-滾筒直徑滾筒直徑300mm; 試驗(yàn)車速試驗(yàn)車速200km/h-滾筒直徑滾筒直徑350mm

5、。 滾筒表面的處理滾筒表面的處理-光滑的滾筒、涂復(fù)層的滾筒。光滑的滾筒、涂復(fù)層的滾筒。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic （2）飛輪）飛輪 為了能夠在試驗(yàn)臺上檢測汽車的加速性能和滑行性能，需要模擬汽車行駛時的慣性。為此可以在測功機(jī)上安裝一套飛輪組，按照不同汽車的質(zhì)量配以相應(yīng)重量的飛輪飛輪與滾筒的結(jié)合與斷開由電磁離合器控制（3）功率吸收裝置功率吸收裝置(測功器) 功率吸收裝置(測功器) 是給汽車的驅(qū)動輪加載的裝置。在做臺架試驗(yàn)時人為地給汽車驅(qū)動輪施加大小可調(diào)節(jié)的負(fù)載以模擬汽車在路面行駛時

6、阻力。測功器有很多種類型。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic （4）測功器的類型）測功器的類型 測功器測功器根據(jù)負(fù)載種類的不同，分為水力測功器、電力測功器、電渦流測功器三種。水力測功器水力測功器是以水的阻力作為負(fù)載的。電力測功器電力測功器是以發(fā)電機(jī)作負(fù)載，也就是將汽車的驅(qū)動功率轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā) 電機(jī)的電功率。電渦流測功器電渦流測功器是以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的渦流阻力矩為負(fù)載的裝置。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen

7、 Polytechnic （5）渦流測功器工作原理： 如圖6-3，若在線圈中通入直流電產(chǎn)生較強(qiáng)的磁場磁力線將經(jīng)過鐵心、轉(zhuǎn)子盤以及定子外殼的一部分形成閉合回路。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子盤將切割磁力線-感應(yīng)很強(qiáng)的渦流渦流與激磁線圈的磁場間的相互作用將使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動受到一定的阻力或制動轉(zhuǎn)矩。 汽車驅(qū)動輪要帶動渦流測功器的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動要克服渦流阻力而消耗能量調(diào)節(jié)激磁線圈的電流改變磁場和渦流的強(qiáng)度也就改變了驅(qū)動輪的負(fù)載。 渦流部件很容易發(fā)熱采用水冷、空氣冷卻的方法將熱量帶走。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechn

8、ic （6）測量控制系統(tǒng)）測量控制系統(tǒng)組成：測力裝置、測速裝置、控制與顯示裝置。組成：測力裝置、測速裝置、控制與顯示裝置。 測力裝置測力裝置根據(jù)作用力和反作用力的原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動受到電渦流的阻力矩時，定根據(jù)作用力和反作用力的原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動受到電渦流的阻力矩時，定子也會受到大小相等、方向相反的力矩。所以我們只要測得定子所受的子也會受到大小相等、方向相反的力矩。所以我們只要測得定子所受的反力矩，就可以知道轉(zhuǎn)子受的渦流力矩。常用的測力裝置有以下兩種。反力矩，就可以知道轉(zhuǎn)子受的渦流力矩。常用的測力裝置有以下兩種。測力桿式測力桿式如圖如圖6-2電渦流測功器的定子是浮動安裝，在定子表面固定一個測力桿電渦

9、流測功器的定子是浮動安裝，在定子表面固定一個測力桿2，將測力桿壓在一個壓力傳感器，將測力桿壓在一個壓力傳感器3上面，當(dāng)定子受到反作用力矩時通上面，當(dāng)定子受到反作用力矩時通過過測力桿對傳感器施加一個壓力。測力桿的長度是一定的，從而可以通過測力桿對傳感器施加一個壓力。測力桿的長度是一定的，從而可以通過傳感器受的力，計算出汽車在各種不同工況下驅(qū)動輪的驅(qū)動力。傳感器受的力，計算出汽車在各種不同工況下驅(qū)動輪的驅(qū)動力。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 平衡錘式平衡錘式 它的定子也不是固定安它的

10、定子也不是固定安裝的，一個較重的金屬平衡錘裝的，一個較重的金屬平衡錘與定子固定連接。與定子固定連接。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，定子受到當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，定子受到反作用力矩，但因平衡錘較反作用力矩，但因平衡錘較重，定子及平衡錘不會象轉(zhuǎn)子重，定子及平衡錘不會象轉(zhuǎn)子那樣無限旋轉(zhuǎn)下去，而只是偏那樣無限旋轉(zhuǎn)下去，而只是偏轉(zhuǎn)一個角度。偏轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一個角度。偏轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反。定、轉(zhuǎn)子間作轉(zhuǎn)動方向相反。定、轉(zhuǎn)子間作用力矩越大，這種偏轉(zhuǎn)的角度用力矩越大，這種偏轉(zhuǎn)的角度也越大（刻度盤讀數(shù)）。也越大（刻度盤讀數(shù)）。School of Automotive & Transportation Engineering ,

11、 Shenzhen Polytechnic 測速裝置測速裝置 控制與顯示裝置控制與顯示裝置 控制系統(tǒng)與顯示裝置都集中在一個控制柜內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)的核心是一臺計算機(jī)。它承擔(dān)底盤測功機(jī)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示打印和操作控制等項(xiàng)任務(wù)。 傳感器輸出的模擬量信號 (如壓力傳感器和測速發(fā)電機(jī)的信號)，都需經(jīng)過放大和A/D轉(zhuǎn)換，再送入計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。傳感器輸出的數(shù)字信號 (如光電編碼器或霍耳元件式速度傳感器輸出的脈沖信號)，則要經(jīng)過光電隔離等環(huán)節(jié)后送入計算機(jī)處理。驅(qū)動輪輸出功率PK可由驅(qū)動力F和車速V按下式計算：School of Automotive & Transportation Engineeri

12、ng , Shenzhen Polytechnic 、輔助設(shè)備、輔助設(shè)備 (1) 縱向約束裝置縱向約束裝置 汽車在底盤測功機(jī)上試驗(yàn)時，為了使驅(qū)動輪穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)在滾筒上，防止汽車可能出現(xiàn)的前后左右移動或者萬一沖出試驗(yàn)臺，必須加以一定的約束。對于單滾筒試驗(yàn)臺，必須用鋼索拉緊，使汽車能夠在縱向和側(cè)向固定；對于雙滾筒試驗(yàn)臺，可用鋼索或者用三角木塊(或檔鐵)頂住從動輪前后。 (2) 風(fēng)冷裝置風(fēng)冷裝置 實(shí)驗(yàn)時汽車與空氣沒有相對運(yùn)動，發(fā)動機(jī)發(fā)熱、輪胎發(fā)熱的冷卻，需要用可移動的風(fēng)機(jī)實(shí)施冷卻，以保證實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。School of Automotive & Transportation Engineering

13、, Shenzhen Polytechnic 1、驅(qū)動輪輸出功率和驅(qū)動力試驗(yàn)(1)基本方法 按國標(biāo)GB/T182762000的規(guī)定，以汽車發(fā)動機(jī)在額定扭矩(最大扭矩)和額定功率(最大功率)時的驅(qū)動輪輸出功率作為汽車動力性的評價指標(biāo)。 測量時要求在發(fā)動機(jī)全負(fù)荷情況下，測量若干個車速點(diǎn)，這些車速點(diǎn)覆蓋了兩個有代表性的試驗(yàn)點(diǎn)，即與額定扭矩轉(zhuǎn)速對應(yīng)的直接檔車速時的功率與額定功率對應(yīng)的直接檔車速時的功率。 School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 一般在測量時，設(shè)定車速點(diǎn)-再起動汽車-逐步加速并換至直

14、接檔-并將汽車油門踏板踩到底-底盤測功機(jī)的計算機(jī)能夠自動增大激磁電流給發(fā)動機(jī)加載。 最后，通過自動調(diào)節(jié)激磁電流(也就是調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的負(fù)載)，可使發(fā)動機(jī)在預(yù)定的車速點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行，并測量發(fā)動機(jī)全負(fù)荷情況下的底盤輸出功率和驅(qū)動力。連續(xù)測量若干車速點(diǎn)之后，就可以得到所需要的驅(qū)動輪輸出功率和扭矩隨轉(zhuǎn)速變化的曲線并找出最大值。 測出的驅(qū)動輪功率需要進(jìn)行校正：校正功率實(shí)測功率校正系數(shù)校正系數(shù)可以通過計算或查表得到School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic (2) 關(guān)于試驗(yàn)結(jié)果的分析 由于整個測試系統(tǒng)有功率損耗

15、：汽車的傳動損耗、驅(qū)動輪的滾動阻力損耗、底盤測功機(jī)的機(jī)械損耗 ，發(fā)動機(jī)輸出功率Pe到驅(qū)動輪輸出功率Pk兩者之間的傳動效率可表示為： ekmPP汽車傳動系的傳動阻力-約占發(fā)動機(jī)輸出功率的10-20。驅(qū)動輪在試驗(yàn)臺滾筒上的滾動阻力-滾動損耗?？烧嫉剿鶄鬟f功率的 1520試驗(yàn)臺的機(jī)械傳動阻力-約為所傳遞功率的 5 三者累計可占到所傳遞功率的30%以上。實(shí)際上，在底盤測功機(jī)上實(shí)測驅(qū)動輪輸出功率與額定功率的百分比對于新車只有70%左右，對于在用車則更要低得多 。 GB7258-2004中規(guī)定，發(fā)動機(jī)測得功率不得低于原標(biāo)定功率的75。用底盤測功機(jī)測試時，還要考慮到上述傳動阻功率損失。只要驅(qū)動輪輸出的功率能

16、達(dá)到發(fā)動機(jī)額定功率的35-45，就算符合國標(biāo)要求。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 驅(qū)動輪實(shí)際輸出的功率也就是底盤測功機(jī)電渦流測功器所吸收的功率Po，它與驅(qū)動輪輸出的功率Pk有如下關(guān)系：Po=Pk-Pr-Pc School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic （3）關(guān)于驅(qū)動輪輸出功率的標(biāo)準(zhǔn)限值規(guī)定 按照國標(biāo)GB/T 182762000汽車動力性臺架試驗(yàn)方法和評價指標(biāo)的規(guī)定，采用校正驅(qū)動輪輸

17、出功率與相應(yīng)的發(fā)動機(jī)輸出總功率的百分比作為驅(qū)動輪輸出功率的限值。對于額定扭矩工況，有：VM=PVM0/PM對于額定功率工況，有：VP=PVP0/Pe 汽車動力性合格條件為：VMMa ，VPPa School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 部分汽車驅(qū)動輪輸出功率限值汽車類別汽車系列與類型額定扭矩工況額定功率工況直接擋車速vM（km/h）限值Ma（%）直接擋車速vP（km/h）限值Pa（%）客車6600系列汽油車60458535柴油車455075406700系列汽油車50408035柴油車5545

18、75356800系列汽油車40408035柴油車454575356900系列汽油車40408535柴油車604585356100系列汽油車40408535柴油車404585356110系列汽油車40408535柴油車554585356120系列柴油車60409035School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 2、加速性能試驗(yàn)、加速性能試驗(yàn)按照國標(biāo)GB/T 18276-2000的規(guī)定，加速性能的試驗(yàn)的方法： 先啟動汽車，逐步加速并換至直接檔空載行駛，在汽車逐步加速并換至直接檔后，當(dāng)車速穩(wěn)定在30

19、km/h時，全力加速至該車最高車速的80，并記錄累計加速時間。 需要指出，在進(jìn)行加速性能試驗(yàn)時，為了模擬汽車在路上行駛的慣性，應(yīng)根據(jù)汽車的整備質(zhì)量，在底盤測功機(jī)上選掛相應(yīng)轉(zhuǎn)動慣量的飛輪。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 3 3、滑行性能測試、滑行性能測試 在試驗(yàn)臺上測試滑行距離時，駕駛員可逐漸提高車速，超過指定車速后，中斷動力，滑行的車輪逐漸停轉(zhuǎn)。計算機(jī)即可根據(jù)測得的車速和時間計算出滑行距離。 GB/T18276-2000規(guī)定的測試滑行距離和時間的方法是，設(shè)定滑行初速度V1和終速度V

20、2，當(dāng)車速超過V1后，將變速器置于空檔，利用車-臺系統(tǒng)儲存的動能使系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)直至設(shè)定的終速度V2，然后記錄系統(tǒng)自Vl滑行至V2的時間和距離。 為了模擬汽車在路上行駛的慣性，進(jìn)行滑行性能測試時，也要在底盤測功機(jī)上選掛相應(yīng)轉(zhuǎn)動慣量的飛輪。School of Automotive & Transportation Engineering , Shenzhen Polytechnic 4 4、經(jīng)濟(jì)性能、經(jīng)濟(jì)性能( (油耗油耗) )試驗(yàn)試驗(yàn) 在汽車發(fā)動機(jī)的使用說明書中，都標(biāo)明了發(fā)動機(jī)的最低燃料消耗量，其單位是g/kwh，這是通過發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)測得的。在實(shí)際使用中，人們更多地考慮整車的油耗，而不只是發(fā)動

21、機(jī)的油耗。 可以用油耗計檢測整車等速行駛時的每百公里油耗值。方法是：汽車在試驗(yàn)臺上運(yùn)轉(zhuǎn)時逐漸給驅(qū)動輪加載，以模擬汽車在平直路面行駛時所受阻力（車輪的滾動阻力、空氣阻力，其數(shù)值可通過計算取得，或由資料提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）。通過測試車速和試驗(yàn)時間，可以算出對應(yīng)行駛里程，同時，油耗計檢測出燃料消耗量L(升)。由此可以計算出該車的百公里油耗(L/100km)。 從理論上，可以通過測量燃料容積、質(zhì)量、流量或流速等方法確燃料消耗量。通常油耗計都要配有測量里程的儀表。油耗計既可單獨(dú)使用，也可配合底盤測功機(jī)做油耗試驗(yàn)。School of Automotive & Transportation Engineering

22、 , Shenzhen Polytechnic 汽車整備質(zhì)量CM（kg）第一類車*第二類車*第一階段第二階段第一階段第二階段CM7507.26.27.66.6750CM8657.26.57.66.9865CM9807.77.08.27.4980CM10908.37.58.88.01090CM12058.98.19.48.61205CM13209.58.610.19.11320CM143010.19.210.79.81430CM154010.79.711.310.31540CM166011.310.212.010.81660CM177011.910.712.611.31770CM188012.411.113.111.81880CM200012.811.513.612.22000CM211013.211.914.012.62110CM228013.712.314.513.02280CM251014.613.115.513.9CM251015.513.916.414.7乘用車燃料消耗量限值*（單位：L/100km） School of Automotive & Transportation Engine