第九章 测试技术在汽车上的应用.ppt

第九章测试技术在汽车上的应用 9 1概述 9 2发动机参数的测试 9 3汽车振动的测试 9 4汽车动力学测试 概述 随着汽车性能的不断提高 汽车测试技术水平也有了很大的发展 室内台架试验以较高的精度在室内试验台上测试汽车整车及总成和零部件 并能消除不需研究的某些因素 容易控制试验条件 发动机参数的测试 发动机的主要性能指标有 动力性指标 经济性指标 振动与噪声 排放性能指标等 针对这些性能指标的检测 开发了各种测试设备 有通用仪表 也有专用仪表 随着电子技术和计算机控制技术的不断提高 智能化仪表得到广泛的应用 1 发动机应安装方便 在一定功率和转速范围内能试验不同类型的发动机 有一定的通用性 这需要合理地选择测功器的型号 2 试验条件与装车条件尽量一致 发动机应带有国家标准中规定的附件 包括空气滤清器和排气消声器等 3 试验设备和测量仪表的精度和安装位置应符合国家 汽车发动机性能试验方法 GB T18297 2001 的要求 以保证正确测量及不同的试验台测量时的可比性 4 采用先进的测试技术和仪表 实现测试设备的自动化和现代化 发动机参数的测试 9 2 1对发动机试验台的要求 发动机参数的测试 9 2 2发动机试验台的组成 1 测功器及控制系统 2 发动机台架 3 燃油消耗量测量仪 4 空气消耗量测量仪 5 进排气系统 6 冷却液温控系统 7 润滑油温控系统 8 测量系统 9 动态仿真试验台 1 温度测量是发动机测试的主要项目之一 在发动机中 环境温度 进气温度 排气温度 缸内燃烧气体温度 冷却液温度 润滑油温度 测功器冷却液温度 燃油温度等都是影响发动机性能的重要参数 2 温度测量用传感器按测量方式一般有接触式传感器和非接触式传感器两种 根据测试系统选用相应的温度传感器 发动机参数的测试 9 2 3温度测量 发动机台架测试系统中 一般需测定的压力参数有 润滑油压力 大气压力 进气压力 排气背压 曲轴箱压力 缸内压力 进气真空度 测功机冷却水压等 发动机参数的测试 9 2 4压力测量 在发动机的试验中 需要进行各种液体和气体的流量测量 包括 燃油消耗量 润滑油流量 冷却液流量 空气进气量 排气流量 曲轴箱漏气量等 常用流量测量方法一般分为容积型 速度型和质量型三类 一般根据被测介质的性质 流量计用途 工况条件 安装条件 振动情况等进行合理选用 发动机参数的测试 9 2 5流量测量 发动机参数的测试 9 2 6转速和功率测量 在发动机试验研究中 转速是一个重要的特性参数 发动机曲轴转速的测量 可以用来计算发动机的有效功率 也可以由此判定或控制发动机工况的稳定程度 转速的测量 按照测量方法分类可分为仪表直接与被测旋转轴接触测量的接触法 仪表不与被测旋转轴接触的非接触法 以及从转轴以外的检测的方法等 按测量原理分类可分为机械式 电气式 电子式3种 发动机参数的测试 9 2 6转速和功率测量 功率的测量 功率的测量通常采用间接测量的方法 即直接测出发动机输出轴的转矩和转速后通过计算得出式中T N m 为转矩 转速n r min 功率P kW 汽车振动的测试 汽车振动是影响汽车性能的重要因素 这种振动会严重地影响汽车的平顺性和操纵稳定性以及汽车零部件的疲劳寿命 另外 严重的汽车振动还会影响汽车的行驶速度和产生噪声 所以汽车振动的测试具有十分重要的意义 下面以悬架性能测控分析系统为例来介绍汽车振动的测试 进行汽车悬架性能试验研究的关键是由振动试验台 测控装置及数据处理组成的悬架性能测控分析系统 汽车振动的测试 9 3 1系统方案 方案工作流程 测试系统的软件介绍 汽车振动的测试 9 3 2硬件介绍 上所述的测试系统 需要由计算机控制变频器改变试验台的振动频率 由计算机发出控制信号给步进电动机改变试验台的振幅 所以开发了控制软件 在程序中设计了控制算法 使设备协调工作 实现对频率和振幅的控制 汽车振动的测试 9 3 3测试系统的软件介绍 试验台控制方式开环控制闭环控制 汽车振动的测试 9 3 3测试系统的软件介绍 定频振动闭环控制系统框图 扫频振动频率上升阶段控制系统方框图 2控制系统软件介绍 汽车振动的测试 本模块采用VisualC 生成的SDI单文档应用程序 主要完成试验台的开环和闭环控制 使硬件部分协调工作 达到控制目的 实现数据实时采集 绘制加速度实时变化曲线 观测试验台的基本振动情况 9 3 3测试系统的软件介绍 1 程序流程图 汽车振动的测试 2控制系统软件介绍 9 3 3测试系统的软件介绍 汽车振动的测试 2 程序运行 9 3 3测试系统的软件介绍 汽车振动的测试 9 3 3测试系统的软件介绍 3 误差分析处理在开发实验台的闭环控制系统中 加速度传感器在测量加速度信号时所产生的误差 将直接影响控制精度 引起加速度测量误差的因素是多方面的 主要是试验设备的限制 以及外界原因造成 1 振幅引起的误差 2 频率引起的误差 3 传感器 放大器 采集器引起的误差 4 闭环控制精度 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 汽车底盘包括传动系 行驶系 转向系和制动系 汽车底盘的技术状况关系到整车行驶的稳定性和安全性 同时还影响发动机动力的传递和燃油的消耗 因此 汽车底盘的测试与有十分重要的意义 1 底盘测功试验台的结构 原理 1 滚筒装置 2 功率吸收装置 3 测量装置 4 辅助装置 单轮双滚筒试验台测量示意图 控制系统是底盘测功机的关键组件 其技术水平的高低 性能好坏 直接影响到整机性能 汽车底盘测功机的控制系统分为全自动控制和半自动控制两种 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 2 控制系统 双滚筒式底盘测功机加 减 载控制系统由计算机及外部设备和电涡流机及其控制器组成 典型的底盘测功试验台的结构如图底盘测功机除载荷控制外 还有举升器升降 电磁离合器接合 水泵通断 车辆检测灯等位控信号的控制 这些位控信号通常都是由计算机输出经信号放大 驱动来实现 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 3 可测项目 1 额定扭矩工况测量 2 额定功率工况测量 3 恒车速测量底盘输出功率 4 恒扭矩测量底盘输出功率 5 各种速度区间加速时间和距离的测定 6 各种速度区间滑行时间和距离的测定 7 车速表校准 8 里程表校准 9 最高车速测定 10 定工况燃料经济性测定 另配油耗计 11 多工况加载排放测定 另配尾气检测仪 12 底盘 台架 损耗功率的反拖实验 KDCG 10型汽车底盘测功机的半自动控制和数字显示部分是以单片微机为核心的智能仪表构成的 它可以作为一个单独仪表使用 也可以配合主控微机使用 担任测量数据的采集 量化 计算和显示工作 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 4 半自动测量 人工操作 KDCG 10型汽车底盘测功机的数字显示面板 系统主界面 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 5 自动测量 电脑控制过程 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 额定扭矩工况测量图 5 自动测量 电脑控制过程 额定功率工况测量图 额定功率工况测量图 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 5 自动测量 电脑控制过程 测量的界面和生成的曲线 反拖损耗功率测量 直接挡加速测量 滑行距离测量 目前测量车辆排放一般都在无负荷的情况下进行 采用怠速或双怠速法测量尾气排放 这种方法无法检测现代技术制作的汽车的尾气排放故障 但测试仪器价格便宜 检测方法简单快捷 一般检测站均使用此方法 现在国家有关部门为了适应环保的新要求 制定了新的排放检测方法 即加速模拟工况实验法 简称工况法 ASM法 进行ASM法测量时 需要对台体的损耗功率进行标定 标定的方法按照损耗功率测量中的进行就可以了 但是此时只对特定速度下的损耗功率感兴趣 25km h和40km h 车辆在底盘测功机上的实验运行循环由ASM5025和ASM2540两个工况组成 运转循环图如图 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 5 自动测量 电脑控制过程 ASM工况法测量 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 5 自动测量 电脑控制过程 系统参数是与检测密切相关的重要参数 不正确的参数将使系统无法工作 一般由现场工程师调好以后不再改变 车速系数 由滚筒直径决定的系数 其值 直径 3 14159 25 或50 扭矩系数 用于车辆牵引力的标定 使计算机中的扭力值与面板一致 距离参数 此值一定与车速系数保持一致 恒速速度 恒速功率测量时 系统认为速度达到稳定的容许误差范围 恒速稳定点数 恒速功率测量时 系统采集数据事 必须在上述认为稳定的速度下保持的时间数 条屏通道 指挥驾驶员操作的引导屏使用的串口编号 汽车动力学的测试 9 4 1汽车底盘测功 5 自动测量 电脑控制过程 滚动阻力系数 按照平坦干燥的水泥路面计算系数 一般取值为0 015 在最高车速测量中有用 但注意在 输入汽车参数 中的前后轴重应该正确输入 空气阻力系数 一般取值0 8 在最高车速测量中有用 但注意在 输入汽车参数 中的轮距和车高 计