汽车底盘测功机关键技术参数的试验研究.pdf

第25卷第9期2008年9月公路交通科技f 0125 008文章编号：1002硼(2008)0帅15呻4汽车底盘测功机关键技术参数的试验研究刘元鹏(交通部公路科学研究院，北京100088)摘要：通过室内台架模拟汽车性能检测试验研究，提出了汽车底盘测功机的检测能力、滚筒机构、功率吸收能力、功率补偿关键技术参数的要求与测试方法。研究结果表明，滚筒直径应控制在200一530 按不同承载质量给出了推荐值。滚筒中心距设计以承载质量、轮胎直径、安置角为基本依据，主、从动滚筒间的高度差不应大于2唧，第3滚筒高度差允许误差5。试验得到了风冷式电涡流机扭矩与转速、电涡流机热衰退的特性曲线，在恒速800 r|11衰退率不应超过55。采用滑行法和反拖法对底盘测功机内部损失功率进行了功率补偿比对验证。两种方法的试验结果基本是一致的。 关键词：汽车工程；汽车底盘测功机；台架试验；滚筒机构；电涡流机；内部损失功率中图分类号：。 文献标识码：pe n 酏帅删s，00088，n of by aud)as r he ) be 00130 nm，(2)be to tbe md 一 3)to of to e cuby be 52 at 00“by 00ss he of aIe ey p(，速表校准、滑行性能、加速性能以及检测整车油耗、排气污染物时作为加载功能等道路模拟汽车性能试验的设备，以评价汽车动力性、经济性、排放等性能，随着汽车检测技术的发展和机动车排放污染物法规的颁布实施，底盘测功机被赋予了新的使命，即汽车排气污染物检测的加载功能，对底盘测功机的性能参数提出了新的要求。收稿日期：200元鹏(1963一)，男，吉林通化人，高级工程师从事汽车维修检测技术研究以及相关产品检验工作(iu)万方数据第9期 刘元鹏：汽车底盘测功机关键技术参数的试验研究 151汽车底盘测功机的技术参数是保障汽车性能评价公正性、准确性和科学性的基本条件，通过试验研究，以确定汽车底盘测功机关键技术参数，提高汽车底盘测功机的技术水平和检测准确性，不断满足车辆的检测要求。1 汽车底盘测功机的检测能力汽车底盘测功机的检测能力包括承载能力、功率吸收能力、扭力测量能力和速度测试能力，这些参数是影响车型适应范围、工作效率与节拍的主要因素，额定吸收功率、最大吸收扭力和最大测试车速是测功机检测能力重要指标，试验研究认为汽车底盘测功机的检测能力见表1。除基本结构参数外，测功机的量程范围、功率吸收能力应满足适应车型的测试需要，测功机模拟汽车道路行驶阻力的能力，取决于功率吸收装置的加载能力(最大吸收功率)，因此，产品设计与各总成、部件的技术匹配至关重要。一般电涡流机是以额定吸收扭矩作为能力技术指标，由于扭矩与速度决定功率，因此也能间接反映电涡流机的功率吸收能力。表1汽车底盘测功机检测能力1曲1 r 0f d)咖定吸收功率指风冷式电涡流机冷态时的最大吸收功率。2滚筒机构21 滚筒直径选择不同滚筒直径的测功机在恒速控制方式下示值功率测试比对试验，结果见表2，试验研究表明，制造优良且经过严格校准(力、速度)的测功机，功率测量结果与滚筒直径大小无明显关系，只有在轮胎直径与滚筒直径之比足够大时，测试结果才会产生明显差异，适当降低滚筒直径可提高恒定速度时的滚筒转速，有利于改善功率吸收装置的低速工作特性，可提高系统控制精度和稳定性。验证试验表明，测功机滚筒直径取值范围应在200530唧，同时将10、13 型(3t)测功机滚筒直径与环保型测功机保持一致，推荐2182姗，中型(10 t)推荐3202舢，重型(13t)推荐370。530 主滚筒每侧两端的直径之差应不大于02姗，其平均值与标称直径差应不大于O2棚，左、右两侧主滚筒平均直径之差应不大于02 2滚筒中心距关于滚筒中心距，在汽车排放标准中参照了美国标准规定，欧美，轻型车辆(总质量小于35 t)和重型车辆所占比例很大，中型车辆相对较少，我国也有同样的发展趋势，轻型车辆和重型车辆发展很快，为适应车辆检测的需求，以轮胎直径为基准，我们认为双轴式滚筒中心距见表3，其主、从动滚筒间的高度差不应大于2衄，滚筒轴线的平行度误差应不大于l删“m。表2不同滚筒直径的测功机恒速控制示值功率测试比对试验结果 f mer 062010 620800 31513 800(620+D)。(620+D)(800+D)。(1 000+D)。一64一12764_127一13O13为滚简直径(m)23第3滚筒高度差三轴滚筒式重型底盘测功机第1、2滚筒轴心连线的中点与第3滚筒轴心的距离应为1 34613啪；第1滚筒与第2滚筒等高，第3滚筒应低于第1、2滚筒，第1、2滚筒轴心连线与其中点与第3滚筒轴心连线间的夹角口及第1、2滚筒与第3滚筒轴上母线高度差日(如图1所示)应满足以下要求：口=(1 000+D)(1一)(2)，(1)万方数据公路交通科技 第25卷式中，当=l 346+13删时，口(1 000+移)(1一)(2l 359)；当乞=l 346一13黝对，a2=1 000+D)(1一D)(21 333)；嚣应在鼬蠢，2+君)一穗建忿+露)之阕，日允许误差5。，塑 f rd 般是电涡流测功方式(实验室内以电力测功为主)，目前，国内外汽车底盘测功机大多使用风冷式电涡流作为测功枧的功率吸收装置，主要有：德国醚、鞋觚，西班牙盯【产。功率吸收装置的翘力(援矩)吸收范隧风冷式电涡流机最常用型号是：160、250、320等，铡如160代表风冷式电涡流视最大可吸收畿力为l 600 Nm，标称的是额定吸收能力。功率吸收装置的能力要求测功机功率吸收装置应能达到标称的额定吸收扭力(搜矩)，以判叛实际检测能力与标称熊力的符合性。试验得到风冷式电涡流机扭矩与转速特性魏线，觅匿2，从中可以看出最大扭缀通常在中低转速区域(300800唧)，300棚以下，扭矩上升的斜率较大，然后随着转速的增加扭矩下降，而最大功率则出现在高转速区域(1 500一2 000籼)，在测功机设计和选配电涡流机时，要充分考虑电涡流机的机械特性。 簿一瓣一2000厂机械特性1 250O 35秘8瓣2黝转遗“r)巨：。褪矩转速特性馥线 热衰退率从能量守衡原理分析，当电涡流机起测动作用时，是把汽车驱动轮的动麓转化为涡电流的电能进而以热量的形式被消耗掉，因此，电涡流机在工作时会产生巨大的热量，水冷式电涡流机由水吸收热鬣，而风冷式电涡流受冷却效率的|；|约，风冷式电涡流枧在长时间工作时会产生热衰退效应，使得测试能力下降。热衰退率是评份测功毫氇连续测功能力的主要技术指标。12 、内外都采用这种方法测试风冷式电涡流视的热衰退性能，风冷式160型电涡流机热衰退特性曲线见图3。试验表明，采用风冷电涡流功率吸收装置的测功枧，其功率吸收装置在恒速8。12 l 4言l 200主l 40：磊耋80鬻霉40 擎20 螫 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2黠阕加抽图3 160型风冷式电涡流机热衰退特性曲线瑰3 c黼m酬“台架自身传动部件在车轮带动滚筒旋转过程中，由手机械摩擦阻力的存在，将消耗一定的功率，即内部损失功率。以东风E名义速度88k“架内部损失功率占发动机额定功率的45；在名义速度72 k“架内部损失功率约占驱动轮输出功率的6。测功机台架内部损失功率造成如此大的相对测量误差，因此，内部损失功率对测试结果产生的影嚷是不能忽略不计的，如果不进行功率的补偿，在营运车辆等级评定和性能检验时将会造成严重误判。因此，无论是排气污染物擗放测量，还是汽车动力性测试，都需要增加功率补偿要求，内部损失功率的测量通常采用滑行法进行。1)底盘测功视内部损失功率计算方法617 28吼脚，03， (2)式中，&力名义速度秀对的内部损失功率；鼓分剐为88，80，72，64，56，48，40，32，24，16埘鼠为对应速度段的滑行时间；饼形为基本惯量。2)驱动轮的输出功率万方数据第9期 刘元鹏：汽车底盘测功机关键技术参数的试验研究 153根据内部损失功率滑行测试结果拟合内部损失功率一速度曲线，并对最大测试车速范围内任意速度下的吸收功率进行自动补偿，被检车辆驱动轮的输出功率为吸收功率与内部损失功率之和，即：P。=， (3)式中，P。为驱动轮的输出功率；为秽们采用反拖法与滑行法进行比对验证试验，测试数据见表4，试验结果基本是吻合的，测试速度点越高，误差值略大。表4内部损失功率试验结果嘞4瞰嗍】f 0ss 用底盘测功机型号：冷式电涡流机：160 筒直径：姗咖。5结语通过室内台架模拟汽车性能试验研究，综合考虑了使用汽车底盘测功机检测汽车动力性、经济性、排放等功能，提出的汽车底盘测功机的检测能力评价指标、滚筒机构要求，适应车辆检测需求，扩大了测功机使用范围，提高了检测的准确性。电涡流机是风冷式测功机的核心部件，为评价测功机连续测功能力，研究规定了热衰退率为其主要技术指标。采用反拖法与滑行法进行测功机功率补偿比对验证，试验表明，两种方法都可用于计算其内部损失功率，对测功机进行功率补偿。试验研究结果，为完善国家和行业汽车性能检测标准，统一、规范测功机产品质量，提供了技术基础，能有效指导测功机产品设计、生产、使用和产品检验工作。参考文献：1 余志生汽车理论M北京：机械工业出版社，1990581019902 崔靖，周忠川汽车综合性能检测M上海：上海 11科学技术文献出版社，1995ai 995刘元鹏汽车综合性能检测站能力建设与质量管理J汽车维护与修理，2006(6)：3739啪一r 006(6)：3739任有，许洪国，李显生，等汽车底盘测功机惯性系统开发研究J公路交通科技，2002，19(3)：14l143伽，锄)舱而a 002，19(3)：141一143吴晓东，宋敬滨稳态加载工况法在用车废气排放检测系统的研究与开发J公路交通科技，加叩，24(6)：13l134wu 004(6)：131一1348565200l，营运车辆综合性能要求和检验方法s 85652001，ve82852005，点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)S828520()5鲥wodk ime 8472005，车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法S84720嘶ts 饯嘲IE(删cIE1S卢若珊，严朝勇，罗振益汽车底盘测功机计算机测控系统的研究与应用J机电工程技术，2006(8)：3436呱0f )og)r，2006(8)：3436S3。3。31似31O刘元鹏， 交通部公路科学研究院,北京,100088刊名： 公路交通科技英文刊名： F (期)： 2008，25(9)被引用次数： 1次参考文献(11条)车理论 车综合性能检测 车综合性能检测站能力建设与质量管理期刊论文006(06)车底盘测功机惯性系统开发研究期刊论文002(03)态加载工况法在用车废气排放检测系统的研究与开发期刊论文007(06)怠速法及简易工况法)车底盘测功机计算机测控系统的研究与应用期刊论文006(08)相似文献(10条)于007汽车底盘测功机是一种用于测量汽车驱动轮输出功率、转矩(或驱动力)和转速(或速度)的专用计量设备。本文主要阐述了基于有实时性强、可靠性高、通信方式灵活等优点。文章从硬件和软件两方面对该系统进行了介绍,并给出了测试结果。事实证明,与非总线式测控系统相比,该控制系统的实时性好、抗干扰性好、扩展性好以及智能化程度高。功能汽车底盘测功机 )多功能汽车底盘测功机实现了不同工况不同负载下动力性能的连续测量并且增加了排放的连续测量功能,对控制系统和控制方法进行了改进,述了该测功机的测量原理及各种工况下汽车动力性能和排放数据的连续测量、电涡流机控制方法等关键技术,车底盘测功机风机变频控制系统的设计调试 0(2)本文阐述了汽车底盘测功机风机变频系统的功能、组成,控制流程及硬件配置,变频器参数设置,车底盘测功机辅助驾驶装置的设计 )针对汽车底盘测功机进行试验时的人为误差因素,车底盘测功机辅助驾驶装置的设计及其系统仿真 )针对汽车底盘测功机进行试验时的人为误差因素,提出了辅助驾驶装置的设计方案及其模糊控制策略,并利用龙 基于演算的汽车底盘测功机智能主体009本文针对当前汽车底盘测功机测试实验中存在的参数标定偶然性大、过程控制缺失、测试效率低下、试验成本高，以及数据并发式输入空间的非线性因素导致的系统偏差较大等传统控制模式无法解决的问题，将人工智能领域的最新成果智能主体技术应用于汽车底盘测功机系统的智能化建设中，构建了基于演算的智能主体模型，并重点研究了系统中的智能控制、阻力模拟等问题，从而提升了汽车底盘测功机的制造水平和多工况排放测试的实验水平，具体如下：首先，针对汽车底盘室内检测试验中阻力模拟试验的“偶然、多次、全过程人工操作”等特点，利用智能主体控制技术，首次提出了适合于汽车底盘测功机排放测试的演算模型，从而保证了在不同转速工况下的精度。由于汽车悬架与底盘测功机系统是一个由较多非线性因素共同作用的复杂系统，因此借鉴免疫反馈原理，结合积分控制的规律，提出了一种模糊免疫利用免疫进化算法进行参数优化设计。仿真结果