驱动轮输出功率的检测

汽车检测与诊断技术InspectionandDiagnosisofAutomobile 河南工业大学机电工程学院汽车工程系 题目 第1节驱动轮输出功率的检测授课类型 讲授课时数 2教学目的 掌握驱动轮输出功率的检测方法重点难点 驱动轮输出功率的检测方法 检测原理及测试结果分析 第三章汽车底盘的检测与诊断 汽车底盘由转向系统 传动系统 制动系统 行驶系统等组成 汽车底盘各系统 总成的技术状况决定着汽车行驶的操纵稳定性 安全性 传动效率和行驶阻力 还会影响汽车的动力性和燃油经济性 汽车底盘是汽车检测和诊断的重点 第1节驱动轮输出功率的检测汽车驱动轮输出功率是评价汽车技术状况的基本参数之一 是汽车性能检测的必检项目 目的是评价汽车的动力性 求出传动系效率并评价汽车传动系统的技术状况 驱动轮输出功率的检测在底盘测功机上进行 其功率的检测俗称底盘测功 一 底盘测功机的结构底盘测功机一般由滚筒装置 加载装置 测量装置 辅助装置 控制与指示装置等构成 1 滚筒装置滚简是支承车轴载荷 并传递功率 转矩 速度的主要构件 底盘测功机有单滚筒与双滚筒两种类型 单滚筒底盘测功机 由于滚筒的直径大 多在1500 2500mm之间 其车轮滚动阻力小 因而其测试精度高 仅用于科研单位 双滚筒底盘测功机 其滚筒直径相对较小 多在185 400mm之间 测试时 驱动轮胎变形较大 阻力较大 测试精度稍低 但双滚筒底盘测功机对驱动轮的安放定位方便 且造成本较低 因此它适用于汽车维修企业和汽车综合性能检测站 2 加载装置加载装置俗称测功器 它用来吸收和测量驱动轮上的输出功率 同时它可模拟汽车在道路上行驶所受的各种阻力 使检测时汽车的受力情况如同在道路上行驶一样 测功器类型有 水力测功器 电力测功器和电涡流测功器 电涡流测功器具有测试范围广 结构紧凑 耗电量小 可控性好 便于安装等优点 图3 2为水冷式电涡流测功器的结构示意图 它主要由转子和带有励磁线圈及涡流环的浮动定子构成 转子与滚筒相连 定子可绕其轴线摆动 3 测量装置测量装置主要包括测力装置 测速装置和测距装置 1 测力装置 用来测量驱动轮上的驱动力 由测力臂和测力传感器组成 其传感器有液压式 机械式和电测式三种 测功时 测功器转子与定子之间的制动转矩通过与定子相连的测力臂传给测力传感器 然后传感器输送信号至仪表 通过转换由测力仪表直接显示驱动轮的驱动力 2 测速装置测速装置可用来测量车速 它一般由测速传感器 中间处理装置和指示装置组成 常见的测速传感器有光电式 磁电式 霍尔式传感器及测速发机等多种形式 测速传感器的转子一般安装在从动滚筒的端部 随滚筒一起滚动 测试时 传感器将滚筒的转速信号转变为电信号 该信号经中间处理装置变换放大 并由指示装置显示车速 底盘测功机在测功 加速 滑行 燃油消耗等试验时 都需要准确地测量车速 3 测距装置一般采用光电盘脉冲计数式测距装置 当汽车在底盘测功机上进行加速距离 滑行距离 燃油经济性检测时 必须使用测距装置 4 控制与指示装置采用以微机为核心的控制系统 其电测控制部分的原理框图如图3 3所示 由测力 测速传感器传来的电信号输入到控制装置 经微机处理后 在指示装置上直接显示输出功率 kW 驱动力 N 和车速 km h 的数值 图3 4是一种汽车底盘测功机的控制指示柜面板图 控制指示柜面板上的按键 显示窗 按钮 功能灯 报警灯 指示灯等 用来控制试验过程 指示试验结果 5 辅助装置1 举升装置 为方便被测车辆驶入和驶出底盘测功机 在主 副两滚筒中间装有举升装置 举升装置有气动 液动和电动三种型式 以气动式举升装置为多见 2 飞轮机构 飞轮机构用于模拟汽车在道路上行驶的动能 其飞轮的转动惯量应与所测车型进行加速能力 滑行能力试验的要求相适应 在底盘测功机的传动系统中 飞轮通过离合器与滚筒相连 3 冷风装置 一般底盘测功机在汽车前面面对散热器设置有移动式冷风装置 以加强汽车检测时对发动机的冷却 二 驱动轮输出功率的检测原理测功时 将汽车驱动轮置于测试滚筒间 发动机的动力经传动系统传至汽车驱动轮 驱动轮又驱动滚筒 电涡流测功器转子转动 与转子同轴的测功器壳体的定子上装有直流励磁线圈和涡流环 当励磁线圈无电流通过时 转子不受制动力矩的作用 当励磁线圈通以直流电时 便产生磁场 使转子 空气隙 涡流环和定子形成一个磁通回路 当转子在滚筒带动下旋转时 在涡流环处因感应产生了涡电流 涡电流与产生它的磁场相互作用 在定子上产生了与转子旋转方向相同的电磁转矩 使测功器定子整体绕主轴顺着转子旋转方向摆动 与此同时在测功器转子上产生了与驱动转矩方向相反的制动转矩 该转矩对滚筒起到了加载的作用 当测功机的滚筒稳定旋转 且给励磁线圈加一定的电流时 对滚筒起加载作用的制动转矩 其大小与驱动轮对滚筒的驱动转矩相等 测量定子承受的电磁转矩 可通过测功器定子外壳安装的一定长度的测力杠杆及在其端部下方安装的驱动力传感器来进行 该力与杠杆长度之积便是定子所受电磁转矩的数值 该数值即为驱动轮对滚筒的驱动转矩 若同时测得滚筒的转速 则可得到底盘的输出功率 在测力装置获取电信号的同时 其测速装置也将滚筒的转速信息转换成电信号 两信号同时输入给计算机系统处理运算后 即可显示底盘输出功率 kW 驱动力 N 和车速 km h 的测定值 通过改变电涡流测功器负荷的大小 可以模拟汽车在道路上行驶的各种阻力 可以实现汽车在各种车速下驱动轮上的输出功率 驱动力的测定 三 驱动轮输出功率的测试方法1 确定检测项目1 发动机额定转速下驱动轮输出功率的检测 2 发动机最大转矩转速下驱动轮输出功率的检测 3 发动机全负荷选定车速下驱动轮输出功率的检测 4 发动机部分负荷选定车速下驱动轮输出功率的检测 2 底盘测功机的准备1 在底盘测功机进行定期检查 定期润滑 定期标定的基础上 保证底盘测功机各系统能进行正常工作 2 对于水冷式测功机 将冷却水阀打开 3 在汽车前面面对散热器处 安装移动式冷风装置 对汽车发动机进行强制冷却 以防发动机过热 3 被测车辆的准备1 调整发动机供油系统 点火系统至最佳工作状态 2 发动机的机油压力应在允许范围内 3 检查并紧固传动系 车轮的连接 4 检查轮胎气压 使其符合标准 并清洁轮胎表面 5 运行汽车 使发动机冷却液温度达正常温度 4 功率测试步骤1 接通底盘测功机的电源 2 将测功机举升器升起 使被测车辆平稳驶入 将驱动轮置于两滚筒间举升器托板上 3 降下举升器托板 用三角铁塞住从动轮 对被测车辆进行必要的纵向约束 4 测量驱动轮输出功率 根据检测项目设定的检测车速来测量功率 每点重复测量三次 取平均值 按选定的内容进行检测 发动机额定转速下驱动轮输出功率的检测 起动发动机 由低速档逐渐换至直接档或最高档 逐渐加大节气门开度 同时调节测功器的加载负荷 使发动机在节气门全开及额定转速对应的车速下运转 待车速稳定后 读取和记录功率值 发动机最大转矩转速下驱动轮输出功率的检测 将变速器挂入1档位 起动发动机 逐渐加大节气门开度 同时调节测功器的加载负荷 使发动机在节气门全开及最大转矩转速对应的车速下稳定运转 测取功率 发动机全负荷选定车速下驱动轮输出功率的检测 在节气门全开的情况下 通过调节测功器的加载负荷 使发动机在选定车速下稳定运转 测取功率 发动机部分负荷选定车速下驱动轮输出功率的检测 在节气门部分开启的情况下 通过调节测功器的加载负荷 使发动机在选定车速下稳定运转 测取功率 测试完毕后 待驱动轮停转 拆除外围的冷却及约束附件 升起举升器托板 将被测汽车驶离底盘测功机 然后切断底盘测功机电源 5 注意事项1 走合期的新车或大修车不宜进行驱动轮输出功率的检测 2 检测时车前方严禁站人 以确保检测安全 3 检测时 应密切注意被检汽车的各种异响 发动机冷却液温度及底盘测功机的工作状态 保证测试的顺利进行 以免意外事故发生 四 测试结果分析发动机额定转速下测出的汽车驱动轮最大输出功率 可对整车的动力性及底盘的技术状况作出评价 交通行业标准JT T198 1995 汽车技术等级评定标准 和JT T199 1995 汽车技术等级评定的检测方法 中规定 汽车动力性测试可采用底盘测功机检测驱动轮输出功率来折算发动机功率 如果已知功率转换系数 则可求得发动机功率 可根据发动机的额定功率进行诊断和结果分析 一 功率转换系数的确定功率转换系数是指汽车在底盘测功时 驱动轮输出功率与发动机输出功率的比值 K PK PePK Pe T CK T C T 传动系传动效率 C 底盘测功机传动效率功率转换系数值与汽车车型和底盘测功机的类型有关 应根据实际情况确定不同车型 不同类型测功机的功率转换系数 根据驱动轮输出功率求得发动机功率 功率转换系数可用如下几种方法确定 1 利用反拖法确定功率转换系数在带储能飞轮的底盘测功机上 若在测得汽车驱动轮的输出功率后 立即踩下汽车离合器踏板 则储存在飞轮系统中的汽车行驶动能会反过来拖动汽车驱动轮和传动系统运动 其运转阻力作用于滚筒 因此底盘测功机可测得反拖驱动轮和传动系统消耗的功率 将测得的同一转速下驱动轮输出功率与反拖驱动轮和传动系统消耗的功率相加 则可得到该转速下发动机的输出功率 根据发动机输出功率和汽车驱动轮输出功率即可求得汽车的功率转换系数 2 利用试验法确定功率转换系数对于配有底盘测功机的A级汽车综合性能检测站 可以根据本站底盘测功机的类型 选择相当数量常用车型的试验用车 经过大量测试 求得各类车型驱动轮输出功率的平均值和发动机输出功率的平均值 由此可求出各类车型相应的功率转换系数 3 由公式K T C确定功率转换系数 底盘测功机传动效率取决于两方面的因素 一是驱动车轮在滚筒上的滚动损失功率 二是底盘测功机机械传动阻力所消耗的功率 滚动损失功率可达传递功率的15 20 底盘测功机机械传动阻力所消耗的功率约占其传递功率的5 左右 正常情况下 底盘测功机传动效率约为0 80 0 85 二 检测结果分析1 发动机功率的检测标准1 汽车技术等级评定的发动机功率标准 一级车折算的发动机功率大于等于额定功率的85 二级车折算的发动机功率应大于等于额定功率75 2 机动车运行安全技术条件的发动机功率标准 根据国家标准规定 在用汽车发动机的功率不得低于原额功率的75 2 检测结果分析在检测结果分析时 应以发动机全负荷额定转速对应车速下检测的驱动轮输出功率作为研究对象 此时驱动轮的输出功率为最大输出功率 它可以反映汽车的动力性 1 折算发动机功率判断若Pe Px K 大于等于发动机功率检测标准 则说明其发动机的动力性及汽车传动系统的技术状良好 若传动系统消耗的功率过大 则表明传动系统效率过低 说明汽车传动系统技术状况不良 若底盘测功机及汽车传动系统正常 则说明发动机技状况不良 2 相关统计数据判断若无功率转换系数 则可根据检测的驱动轮输出功率 发动机的额定功率各类车型的有关统计数据进行判断 对于在用汽车的驱动轮输出功率 轿车若达到其