汽车检测设备与维修（第2版第五章(1,2)

第五章 整车性能检测设备,汽车整车性能参数的检测，既可以整车在道路试验中进行，也可以整车在室内的滚筒(转鼓)式试验台上进行。当汽车整车在室内的滚筒式试验台上进行试验时，滚筒式试验台是以滚筒的表面代替路面，试验时通过加载装置给滚筒施加负荷，以模拟行驶阻力，使汽车尽可能在接近实际行驶工况下进行各项检测与试验。汽车的动力性、燃油经济性、加速性、滑行性、制动性和车速表指示误差等，均可以在滚筒式试验台上测定。对汽车整车的技术状况和性能进行检测时，应使用整车检测设备。,下一页,第五章 整车性能检测设备,第一节 动力性能检测设备第二节 经济性能检测设备,第一节 动力性能检测设备,汽车的动力性通常可在道路上进行测试，有条件的也可以在室内底盘测功机台架上测试。道路测试主要是测定最高车速、加速能力、最大爬坡度等评价参数。由于滑行距离能够表明汽车底盘传动系统的技术状况，且可确定汽车的滚动阻力系数和空气阻力系数，因此在进行动力性试验时也常常包括滑行试验。室内测功机台架上可以进行驱动轮输出功率的测试，依此考核传动系及发动机的技术状况。另外用底盘测功机还可以进行加速能力和滑行性能的试验。,下一页,返回,第一节 动力性能检测设备,一、 底盘测功机在室内检测在用汽车动力性时，采用驱动车轮输出功率或驱动力作为性能参数，须在底盘测功试验台上进行。驱动车轮输出功率的检测，即通常所说的底盘测功。底盘测功的目的，一是为了获得驱动车轮的输出功率或驱动力，以便评价汽车的动力性；二是用获得的驱动车轮输出功率与发动机飞轮输出功率进行对比，求出传动效率，以便判定底盘传动系的技术状况。底盘测功在滚筒式试验台上进行，该试验台通常称为底盘测功试验台或底盘测功机。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,1 底盘测功机类型 按测功装置中测功器形式不同，底盘测功试验台可以分为水力式、电力式和电涡流式三种； 按测功装置中测功器冷却方式不同，底盘测功试验台可以分为风冷式、水冷式和油冷式三种； 按滚筒装置承载能力不同，底盘测功试验台又可以分为小型式、中型式、大型式和特大型式四种，对应的承载质量如表5-1-1所列。,下一页,上一页,返回,表5-1-1,返回,第一节 动力性能检测设备,2 结构与工作原理底盘测功试验台一般由滚筒装置、功率吸收装置(即加载装置)、测量装置和辅助装置四部分组成。(1) 滚筒装置滚筒相当于连续移动的路面，被检汽车的车轮在其上滚动。滚筒有单滚筒和双滚筒等形式，如图5-1-1所示。单滚筒试验台的滚筒直径较大，车轮轮胎与滚筒的接触更接近其与路面接触的实际情况，滑转率小，滚动阻力小，因而试验精度高。但这种试验台的制造、安装、检测都比较复杂，且成本高，所以它常用于汽车制造和科研单位。,下一页,上一页,返回,图5-1-1,返回,第一节 动力性能检测设备,双滚筒试验台的滚筒直径较小，车轮轮胎与滚筒的接触与其在路面上的受压情况相差较大，滑转率、滚动阻力大，因此，检测精度比较低。但这种试验台结构简单，安装、使用方便，且成本低，故适用于汽车制造单位，维修企业和交通管理部门。其中，单轴双滚筒式试验台应用更为广泛。滚筒表面可以有光滚筒、滚花滚筒、带槽滚筒、带涂覆层滚筒等，可根据使用情况适当选择，尽量使滚筒的附着力接近于道路的实际情况。光滑滚筒是目前应用最多的一种形式，对于双滚筒的光滑滚筒，由于轮胎对滚筒的比压增大，虽然附着系数较低，但车轮与光滑滚筒间的附着能力可以产生足够的牵引力。带涂覆层的光滑滚筒，可使附着力增大，是有发展前途的一种形式，对于滚花和带槽滚筒，由于在使用过程中打滑率不能保持恒定，故很少使用。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,(2) 功率吸收装置(即加载装置)汽车在道路上行驶时，其外部阻力是由车轮滚动阻力、车轮轴承的摩擦和空气的作用而引起的。而汽车在试验台上运转时，其外部阻力是驱动轮的滚动阻力、轴承摩擦和空气摩擦以及转数组件的轴承摩擦等，这些阻力比在道路上行驶时所受的外部阻力小得多。另外，在试验台上不存在汽车在道路上行驶时所受的空气阻力和爬坡阻力。因此，空气阻力、爬坡阻力、从动轮的轴承摩擦和空气摩擦等就用试验台上的功率吸收装置来模拟，使汽车在试验台上的受力情况同行驶在道路上基本一样。功率吸收装置是用来吸收并测量汽车发动机经传动系传至驱动车轮上的功率和牵引力的。常用的功率吸收装置有水力测功器，直流电机电力测功器和电涡流测功器。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,1） 水力测功器它是用水作为制动介质。水在测功器的转子和定子之间起联结作用，而形成制动力矩。通过调节进出水量，可以得到不同的制动功率。在水流量一定时，测功器的制动转矩随转子转速的增加而提高，这种测功器精度较低。2） 电力测功器电力测功器又称为平衡电机，作为负载用时，它吸收功率，其功用相当于直流发电机；平衡电机还可作为驱动机械之用，这时它输出功率，其功用则相当于直流电动机。利用电子控制的电力测功器能很好的模拟汽车的行驶阻力和惯性力。因此，它大大的扩大了滚筒试验台的用途。电力测功器的制造成本高，一般科研单位使用较多。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,3） 电涡流测功器目前大多数滚筒试验台的功率吸收装置均采用电涡流测功器，如图5-1-2所示：它主要由定子和转子两部分组成。在定子四周装有励磁线圈，转子作为电磁盘与试验台主动滚筒相连，并在磁场线圈之间转动。当励磁线圈通过直流电时，两级间产生磁场。转子通过励磁线圈磁场转动，因而在转盘上产生涡电流。由于涡电流和外磁场的相互作用，对转子盘产生一个制动阻力矩。调节通过励磁线圈电流的大小，即可改变制动阻力矩(即吸收功率)的范围，电涡流测功器将吸收汽车驱动轮输出的功率而产生的涡电流变为热能，所以电涡流测功器分为水冷式和风冷式两类。,下一页,上一页,返回,图5-1-2,返回,第一节 动力性能检测设备,(3) 测量装置测量装置包括测力装置、测速装置、测距装置和功率指示装置。因为电涡流测功器不能直接测出汽车驱动轮的输出功率值，它需要测出旋转运动时的转速与扭矩或直线运动时的速度与牵引力，再换算成其功率值。所以，测功试验台必须备有测力装置与测速装置。同时，试验台在对汽车进行加速性能、滑行性能、燃油消耗量等检测时都要准确地表示其车速，故也需要测速装置。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,1） 测力装置电涡流测功器的定子是通过摆动轴承装在轴承支架上的，并在其外壳上连接有一根一定长度的杠杆臂，当定子通电后，在对其中旋转的转子施加制动阻力矩的同时，定子本身便受到大小相等，方向相反的反作用力矩。这个反作用力矩迫使定子绕轴承支架摆动，其摆动量通过定子外壳上的杠杆臂传给测力装置，然后由仪表指针指示出具体数值。测力装置有机械式、液压式和电测式等三种形式。2） 测速装置测速装置多为电测式，由测速电机和毫伏计组成。测功试验台的测速装置可用来校验被检车辆的车速表。因此，配置有测功试验台的检测站、点，可不必再购置车速表试验台。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,3） 功率指示装置机械式和液压式的测力装置的刻度盘上的指示值大多以力为单位，即汽车驱动轮上的牵引力。此时，汽车驱动轮的输出功率P k（k）需根据测力装置测得的牵引力与测速装置所测得的相应车速值，再按式(5-1-1)计算P k=Fv/3 060 (5-1-1)式中F牵引力，N； v车速，km/h。电测式测力装置系根据弹簧原理设计，其组成如图5-1-3所示。根据电涡流测功器转矩大小的弹簧5被压缩，杠杆臂另一端使滑动电阻8的滑动臂移动，并把这一电量输入功率指示装置7，与此同时，测速电机2也把测得的车速电量输入功率指示装置7。于是仪表上便直接指示出汽车驱动轮的输出功率。,下一页,上一页,返回,图5-1-3,返回,第一节 动力性能检测设备,4） 测距装置汽车进行加速距离、滑行距离、燃油消耗量等检测时，还需要指示距离的测距装置。其原理如图5-1-4所示为测加速距离的测量原理框图；距离脉冲由装在驱动滚筒轴上的光电变换器提供，加速距离由控制电路控制计数器记下由v1加速至v2的距离。(4) 辅助装置在双滚筒试验台上，为了被检车辆驶上与驶下的方便，在两只平行滚筒之间，装有举升器及其控制系统。举升器有气压式和液压式两种形式。多数测功试验台，还附有供冷却被检车辆发动机散热器用的风扇和为防止被检车辆在检测时驶出滚筒的三角铁板架等辅助装置。,下一页,上一页,返回,图5-1-4,返回,第一节 动力性能检测设备,3 使用、维护与注意事项底盘测功机是整车动力性检测的必备设备，必须由专人负责管理，定期进行检查、使用与维护。(1) 使用1) 使用前的准备工作被测试车辆驶上汽车底盘测功机滚筒前，必须进行以下准备工作： 车辆外部清洗干净； 不允许轮胎花纹中夹有石粒； 轮胎气压符合标准； 发动机底壳机油油面应在允许范围内 发动机机油压力应在允许范围内； 发动机冷却系统的工作应正常； 自动变速器(液力变扭器)的液面应在规定的范围内。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,2） 汽车底盘测功机的使用 开机前必须按使用说明书的要求，对底盘测功机做好准备工作； 按规定程序进行操作； 惯性模拟系统除进行多工况油耗试验、加速、滑行试验用外，不允许任意使用； 突然停电时，驾驶员应即刻松油门并挂空挡； 驾驶员必须严格按引导系统提示操作。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,(2) 维护1） 定期检查日常检查项目： 对于采用水冷流式涡流功率吸收装置，要求检查冷却水管路是否有漏水现象； 润滑系统是否有漏油现象； 带有扭力箱、升速器的装置检查滚筒轴承、飞轮轴承是否有发热现象； 检查地沟是否有漏油、漏水及杂物。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,每六个月检查项目： 各部螺栓紧固情况(紧固)； 循环水池积垢情况(清除)； 冷却水滤清器堵塞情况(清洗)。注：、 是对水冷式功率吸收装置。2） 定期润滑系统各润滑点按使用说明书的要求进行润滑。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,4 底盘测功机检定对底盘测功机检定依据的标准为JJG8651994，其检定的具体内容如下：(1) 环境条件环境温度为204 ；相对湿度应不大于85%；电源额定电压220(10%）、5（2%）z；检定环境周围的污染、振动、电磁干扰应对检定结果无影响。检定时，滚筒和轮胎表面应保持干燥、清洁。(2) 检定用仪器设备检定用仪器设备见表5-1-2。,下一页,上一页,返回,表5-1-2,返回,第一节 动力性能检测设备,(3) 检定项目和检定方法1） 外观和性能目测和手感，应分别符合下列规定： 底盘测功机应标有型号、规格、出厂编号、制造厂名、出厂日期等； 各种开关、按钮、旋钮、仪表都应有明显的文字或符号标志，且操作灵活可靠； 底盘测功机的调整系统应灵活方便，各活动部件运转灵活，不应有明显的阻滞现象； 各种仪表显示应清晰，没有影响读数的明显缺陷。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,2） 滚筒机构的检定 滚筒直径磨损量的检定a. 在主滚筒上不少于六处的圆周截面上，用游标卡尺测量其直径。滚筒标称直径与六处测量直径的最小值之差除以标称直径即为磨损量。b. 或者用刀口尺在主滚筒上不少于六处的母线上，用塞尺检查其磨损量，此值不应超过标称外径的1%。 滚筒表面径向圆跳动的检定也通过固定在基座上的百分表在主滚筒均匀分布的五个圆周截面上，测量其径向圆跳动量，其值均应符合其主滚筒表面的径向圆跳动不应超过标称外径的0.3%。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备, 主、副滚筒内侧母线的平行度检定如图5-1-5安置百分表，用百分表在滚简轴向两端测定主、副滚筒内侧母线的平行度，此值应为1 mm/m。3） 扭矩(或驱动力)的检定 将专用测力杠杆固定在底盘测功机的规定位置，并调整好杠杆水平位置及静平衡(即当测力杠杆不加负荷时，扭矩或驱动力仪表的示值为零)。然后，按规定要求预热。 对有的底盘测功机有专用承载平台，无需专用测力杠杆，可以在专用承载平台上直接加载砝码，但必须测量专用承载平台中心至旋转中心的距离，即力臂长。,下一页,上一页,返回,图5-1-5,返回,第一节 动力性能检测设备, 在测力杠杆(对有的底盘测功机在专用承载平台)上加载砝码，按扭矩表(或驱动力表)测量上限值的10%，20%，40%，60%，80%，100%读取示值，然后逐级减载至零，重复进行三次。 零值误差的检定 a. 重复三次减载至零时，仪表最大偏离零位值即为零值误差，应符合表5-1-3的要求。 b. 对数字显示式仪表，预热完毕后调零，每过30 min观察零位漂移情况，在90 min内最大的零位漂移不得超过表5-1-3中零值误差的要求。,下一页,上一页,返回,表5-1-3,返回,第一节 动力性能检测设备, 示值误差的计算a. A类底盘测功机扭矩示值误差按式(5-1-2)计算 Mi =(Mi/migL-1)100% (5-1-2)式中Mii测量点的扭矩示值误差；Mii测量点的扭矩3次示值的平均值，Nm；g重力加速度，m/s2；mii测量点的加载砝码质量值，kg；L测力杠杆臂长或专用承载平台中心至旋转中心的距离，m。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,b. B类底盘测功机扭矩示值误差按式(5-1-3)计算 Mi=(MimigL)100%/Tm (5-1-3)式中Tm被检扭矩测量上限值，Nm。 c. A类底盘测功机驱动力示值误差按式(5-1-4)计算 Fi=(Fi D/2 mi gL1)100% (5-1-4)式中Fii测量点的驱动力示值误差； Fii测量点的驱动力3次示值的平均值，N；D底盘测功机主滚筒直径，m。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,d. B类底盘测功机驱动力示值误差按式(5-1-5)计算 Fi=(Fi D2migL)100%/DTf (5-1-5)式中Tf被检驱动力测量上限值，N。以上示值误差均应符合表5-1-3要求。 e. 回程误差的计算 同一测量点的3次增载时示值平均值与3次减载时示值平均值之差除以该测量点的标称值(对B类底盘测功机除以测量上限值)作为该点回程误差。各测量点的回程误差均应满足表5-1-3的要求。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,4) 转速(或速度)的检定 将汽车驶上滚筒机构，通过汽车驱动轮驱动滚筒。当底盘测功机速度示值逐渐增加至30km/h，40km/h，60km/h(或相应转速)时，用标准转速仪分别测量滚筒的实际转速n0i。 转速示值误差按式(5-1-6)计算 n i=(n i / n0i 1)100% (5-1-6)式中 n i i测量点的转速示值误差；n ii测量点的转速示值，r/min；n0i第i测量点用标准转速仪测得的滚筒转速，r/min。速度示值误差按式(5-1-7)计算 vi=(103 vi /60D n0i 1)100% (5-1-7)式中 vii测量点的速度示值误差； vii测量点的速度示值，km/h。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备, 对于带有模拟装置的底盘测功机，允许用模拟速度设定替代汽车的动态测量，用模拟信号检定时，测量点应增加120km/h和测量上限值，示值误差按式(5-1-8)计算 vi=(vi /v0i1)100% (5-1-8)式中v0ii测量点的模拟速度设定值，km/h。以上示值误差均应符合表5-1-3要求。 零值误差的检定 a.用汽车驱动或模拟信号检定结束时，速度表回零位的偏离值即零值误差，应符合表5-1-3的要求。 b.对数字显示式仪表，在仪器按规定预热后调零。每过30min观察零位漂移情况，在90min内最大的零位漂移不得超过表5-1-3中零值误差的要求。,下一页,上一页,返回,表5-1-3,返回,第一节 动力性能检测设备,5) 功率的检定 按“扭矩(或驱动力)的检定”第一条规定安置测力杠杆，将汽车驶上滚筒机构，通过汽车驱动轮驱动滚筒。 在速度示值为30km/h和60km/h时，分别在测力杠杆或专用承载平台业加载砝码，加载砝码量按式(5-1-9)计算 Mi=500DPi100%/g L v i (5-1-9)式中P i第i测量点的功率示值，kW。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备, 功率示值误差的检定 a. 在30km/h和60km/h时，按功率测量上限值的10%，20%，40%，60%分别在测力杠杆或专用承载平台上加载砝码，并同时用标准转速仪测量滚筒实际转速，分别读取功率示值。A类底盘测功机的功率示值误差按式(5-1-10)计算 Pi=(9550 Pi /mi g L n0i1)100% (5-1-10)式中Pi i测量点的功率示值误差。 B类底盘测功机的功率示值误差按式(5-1-11)计算 Pi =(9550 Pimi g L n0i)100%/9 550 TP (5-1-11)式中TP 功率表的测量上限值。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,b. 对于带有速度模拟装置的底盘测功机，在加载砝码的同时，输入速度(或转速)模拟信号替代汽车驱动、检定功率示值误差，测量点应增加功率测量上限值。 功率回程误差的检定功率示值误差的检定方法在测力杠杆或专用承载平台上逐级加载砝码，然后逐级减载砝码至零。同一功率测量点时，加载砝码时的示值与减载砝码时的示值之差除以标称值(对B类底盘测功机除以功率测量上限值)即为回程误差。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备, 功率零值误差的计算a. 每次测量完毕，功率回零位的偏离量即为零值误差，应符合要求。b. 对数字式显示仪表，在仪器按规定预热后调零。每过30min观察零位漂移情况，在90min内最大的零位漂移不得超过表5-1-3中零值误差的要求。6) 其他技术参数的检定 对具有距离计数的底盘测功机，用转数计测定距离示值为5m，10 m，50 m，100 m时滚筒的转数。按式(5-1-12)计算距离示值误差 S i=(S i /DN i1)100% (5-1-12),下一页,上一页,返回,表5-1-3,返回,第一节 动力性能检测设备,式中 S i i测量点的距离示值误差；S ii测量点的距离示值，m；N i i测量点的滚筒转数。 各点示值误差应不超过1%。二、 车速测试仪（五轮仪）在进行道路试验时，要测量车辆的行驶距离和速度，虽然可利用由传动系驱动的里程表和速度表，但不准确。因为车辆驱动轮的滚动半径直接受驱动力矩、地面对轮胎的切向反作用力、车轴载荷、轮胎气压及其磨损程度等的影响。此外，车用里程表和速度表的精度也较低。为消除这些因素对测量精度的影响，在车辆旁边或后边附加一个测量用的轮子，称第五轮。第五轮是从动轮，行驶中无滑转，故能在平坦的路面上精确地测出车辆行驶距离、时间和速度。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,1 车速测试仪分类车速测试仪分为两种类型：(1) 接触式五轮仪(2) 非接触式车速测试仪（俗称非接触式五轮仪）2 结构与工作原理(1) 接触式五轮仪1） 结构组成国产AM2020型汽车动力性能测试仪就是常用的一种速度测试仪器，其结构组成如图5-1-6所示。,下一页,上一页,返回,图5-1-6,返回,第一节 动力性能检测设备,主要由第五轮1、磁电传感器10、安装盘8、显示器5、压紧弹簧9等组成。齿圈2与轮子1固连成一个整体，当轮子旋转时，齿圈同步转动；传感器10通过夹具固定在连接臂3上，其端部与齿圈齿顶留有0.51 mm间隙；传感器信号线与显示器相连，压紧弹簧的作用是通过连接臂将轮子紧压在地面上，防止试验时跳离地面。第五轮仪是通过安装盘安装在车辆尾部的专用支架上，脚踏板开关用于换挡加速和制动性能测试时使用。显示器的作用是接收脉冲信号，计算、输出试验结果，设置试验初始条件的相关参数等。其面板示意图如图5-1-7所示。,下一页,上一页,返回,图5-1-7,返回,第一节 动力性能检测设备,磁电传感器由磁极、线圈、齿盘、支架等组成。由导磁材料制成的齿盘与第五轮车轴固接并随之一起转动，而由磁极和线圈组成的电磁头固定不动，电磁头与旋转盘上的齿顶间隙约为0.51 mm。当第五轮旋转时，电磁头端面距齿盘周缘的间隙(齿顶和齿槽)发生变化，使闭合磁路的磁阻不断发生变化，则通过线圈的磁通量发生变化，这样，齿盘上的每个齿经过磁极时都会在线圈中感应出近似正弦波的信号。该信号经整形后呈矩形波脉冲信号进入测量仪。如图5-1-8所示。,下一页,上一页,返回,图5-1-8,返回,第一节 动力性能检测设备,2） 工作原理五轮仪的第五轮装在试验车尾部，当第五轮随着汽车运动而转动时，传感器受到齿圈齿顶和齿谷的变化，并产生与齿数相应的一定数量的电脉冲信号。传感器每感受一次齿顶齿谷的变化，发送2个脉冲到显示器；五轮齿圈共有86个齿，五轮转动一圈，传感器发送172个脉冲信号。即：172个脉冲信号代表五轮一个周长的距离(假设周长为L m)，那么每一脉冲所代表的距离为：L172 (m)；在此，我们称单位脉冲所代表的距离为“传感器系数”。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,试验前应进行传感器系数标定(标定过程后叙)，将标定好的传感器系数设置于显示器内储存下来。试验时，显示器定时将收到的脉冲信号数与传感器系数相乘，得到实际的距离信号。显示器内部的时间振荡器发送相应的时间信号，内部处理系统根据当时的时间与距离信号，计算出相应的行驶速度。以上处理过程，每隔一定时间间隔进行一次，并适时将得到的数据存储下来。试验结束，自动打印整个试验过程各相应速度下的距离与时间参数。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,（）非接触式车速测试仪第五轮仪有时因路面状态不好而打滑和跳离地面，也会由于轮胎气压等原因使测试精度降低；第五轮仪因其结构上的限制，不适用于180 km/h以上的高速测试。非接触式车速仪采用光电相关滤波技术，是五轮仪换代产品。测试范围可达15250 km/h。它不需要特殊的夹具，只用真空吸盘固定在被测车的车身后部或侧面。其核心元件是SF系列空间滤波器，这是一种非常特殊的传感器，可从路面上的小石块、砂粒、柏油路面的各种粒子，或轮胎印在路面上的不规则痕迹中，提取特定的反射斑纹(色斑、凸凹斑等)并作出空间(地面)反射信息处理。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,1） 结构组成如图5-1-9所示为SF系列空间滤波器的示意图。它是由投光器和受光器组成，投光器强光射在地面上v，由于地面凸凹不平，形成阴暗对比度不同的反射，由受光器中梳状光电管接收。2） 工作原理当单个受光光电管接收路面反射光时，其产生的光电流的频谱如图5-1-10(a)所示，可见单个矩形光电管几乎没有滤波作用。如果受光器采用梳状光电管，则只允许与梳状光电管节距相对应的频率处光电流和低频光电流通过，如图5-1-10(b)所示，从而产生滤波作用。若采用差动结构的梳状光电管，则滤波器特性可滤去低频成分，仅允许与梳形节距相对应的频率成分通过，以实现空间滤波，获得窄带信号，如图5-1-10(c)所示。,下一页,上一页,返回,图5-1-9,返回,图5-1-10,返回,第一节 动力性能检测设备,空间频率传感器就是利用空间滤波原理，来获取车辆行驶时的空间频率的光电流信号。空间频率f与车速v的关系为 pv-f （5-1-13） m式中p梳状光电管节距； m光学系统放大率。空间频率传感器将采集的光电流信号经AD转换，变成数字量送入车速仪，如图5-1-11所示。跟踪滤波器分析出中心频率f，通过式(5-1-13)计算出车速v，并作外部显示。脉冲时钟产生时标信号，由车速和时间可计算出行驶距离。,下一页,上一页,返回,图5-1-11,返回,第一节 动力性能检测设备,3 使用方法与注意事项(1) 使用方法1） AM-2020型五轮仪 五轮仪的安装a. 将第五轮牢固地安装在试验车尾部，使安装盘中心距地面600 mm左右。b. 利用传感器夹子，将传感器牢固地安装在正对齿圈，距齿顶1 mm处的联结臂上。c. 给第五轮轮胎适量充气。d. 连接好各导线。制动试验时，将脚踏开关固定在制动脚踏板上；连续换挡试验时，将脚踏开关固定在离合器踏板上。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备, 传感器系数标定与设置传感器系数准确与否直接影响试验结果的准确性，试验前必须进行传感器系数的标定。传感器系数的标定是在安装好五轮仪、传感器工作状态良好的前提下进行的。a. 传感器工作状态检查。打开电源开关，显示器【复位】后，按两次【标定】键，再按【E】键后，五轮仪进入标定状态。此时慢慢转动五轮1周，显示器显示【172】(转动n周，应显示172n)。显示器再【复位】，按【速度】键，再按【执行】键，进入速度工况，慢速转动五轮后，显示器发光二极管有红光闪烁，速度值显示也平稳。同时满足以上两条，说明传感器工作状态良好；否则，检查传感器的安装及导线的连接情况后，重新进行传感器工作状态检查。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,b. 传感器系数标定1 在试验路段准确量取100 m或50 m，作为标定距离，并在两端竖立标杆；2 显示器【复位】后，按2次【标定】键，此时显示器显示【d100】，表示标定距离为100 m；若选择标定距离为50 m，则可直接按数字键【5】【0】，此时显示器显示【d50】，表示标定距离为50 m。3 试验车以较低速度(小于20 km/h)行驶，待车行至起点标杆时，按【E】键即进入标定工况；车行至终点标杆时，按【D】键，结束标定工况，显示仪自动打印标定结果，传感器系数自动存储。例如打印结果是：kd09969，则表示传感器系数是09969cm/脉冲。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,4 为使传感器系数标定准确，建议进行两次标定，取两次标定结果的均值作为本次试验的传感器系数，并将传感器系数设置于显示器内。c. 传感器系数设置显示器复位后按【标定】键，再按【kd】键，显示仪显示【7】，此时将新的传感器系数键入即完成的系数设置工作。例如：kd09969，则键入【009969】，显示【009969】；再如：kd10260，则键入【010260】，显示【010260】。若键入有错，可重新按【kd】键后，键入新的数值。系数设置完成，即可进行试验。注意：试验过程中不能关机，否则应重新设置传感器系数。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,试验操作规程a. 初始阶段：开机或按复位键，奏开始曲，显示“Good”字样。b. 选择工况：依据要试验的内容，按相应的功能键，仪器自动进入该工况控制程序。c. 预置数据：根据试验的规程，要先设置相关参数(如：初速度、末速度、采样速度间隔等)，在设置输入上述参数前，应在相关参数前先按对应的字母键，初速度值前加B，末速度前加A，采样间隔前加C，（如：加速试验的末速度为70，则应按A70。）d. 准备阶段：检查试验条件完全满足后，按“执行”键。e. 试验过程：试验车开始运行，当行驶速度达到试验的初速度要求时，再一次按下“执行”键。仪器进入试验采样阶段。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,f. 试验结束：试验采样结束后，仪器自行打印试验结果。g. 反向试验：若要进行反向重复试验，可连续两次按“执行”键，待车辆行驶的速度达到试验的初速度时，再一次按下“执行”键，试验采样结束后，仪器打印输出试验结果。若需输出正反两次试验结果的平均值，可再一次按“执行”键，仪器将打印输出平均值。对于具体试验中仪器的使用规程，应详细阅读使用说明书。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,2) 非接触式车速测试仪目前日本生产的LC系列非接触式车速仪能同时测试和存储速度、距离、时间等参数，并能打印输出。若采用合适的传感器，还能测量侧滑角，从而测量出车辆直线行驶时的速度、侧向速度及侧滑角，在操纵稳定性试验时，可连续地记录车辆的运动状态。通常光学系统会因车辆行驶时上下颠簸，使光的反射斑移位或焦点偏离而产生误差，而LC系列非接触车速仪由于采用了特殊的物镜焦距的光圈，所以传感器在距地面50 cm的高度为中心， 100 cm以内的范围上下颠簸，并不影响车速的测试精度。仪器使用12 V直流电源，测速范围为1.5250 km/h，安装时，受光器的端面距离地面为500 mm100 mm，并垂直于地面，其侧面的白色记号应与车辆前进方向保持严格一致。,下一页,上一页,返回,第一节 动力性能检测设备,(2) 注意事项 测量仪器及被检验车辆应预热至常热状态 。 如果五轮仪自备电源，使用前应按使用说明书的要求，充电至规定电压。 仪器为精密设备，携带及安装时应轻拿轻放。 应严格按使用说明书进行使用操作。,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,汽车燃油经济性用汽车燃油消耗量评价。用油耗仪测量汽车燃油消耗量在使用中的变化，不仅可以诊断燃油供给系的技术状况，而且可以诊断发动机及整车的技术状况。国外一些汽车运输企业，把油耗仪作为诊断汽车是否需要维修的有效工具。油耗仪是测量汽车燃油消耗量的仪器，也称为燃油流量计。 一、 燃油流量测试仪（油耗仪）汽车燃油经济性的试验有两种方法，一是道路试验，二是室内台架试验。一般而言，汽车检测站因受到场地条件限制，无法用道路试验方法检测汽车的燃油经济性，因此常在底盘测功机上，参照有关规定模拟道路试验方法检测汽车的燃油经济性。无论是在室内台架试验还是在室外道路试验均需使用油耗仪（或称燃油流量测试仪）进行测试。下面就油耗仪的种类、结构原理，使用、维修等。分别介绍如下：,下一页,返回,第二节 经济性能检测设备,1 油耗仪类型油耗仪种类较多，按其测量方法不同可分类如下： 容积式油耗仪； 质量式油耗仪； 流量式油耗仪； 流速式油耗仪。2 结构与工作原理油耗仪由油耗传感器和显示装置（二次仪表）两部分构成。目前常用的主要为容积式和质量式油耗仪。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,(1) 容积式油耗仪容积式油耗仪的工作原理是使被测流体充满一定容量的测量室，通过充满测量室的次数，可得出被测流体的总量，再除以测定时间间隔或行驶里程即可得平均燃油消耗量。图5-2-1为行星活塞式油耗传感器的流量转换机构的工作原理图。该装置由十字形配置的4个活塞和旋转曲轴构成，用于将一定容积的燃油流量转变为曲轴的旋转。,下一页,上一页,返回,图5-2-1,返回,第二节 经济性能检测设备,在泵油压力作用下，燃油推动活塞往复运动，4个活塞各往复运动一次则曲轴旋转一周，完成一个进排油循环。活塞在油缸中处于进油行程或是排油行程，取决于活塞相对进、排油口的位置。图5-2-1（a）表示活塞1处于进油行程，来自传感器曲轴箱的燃油由P3推动其下行，并使曲轴作顺时针旋转。此时，活塞2处于排油行程终了，活塞4处于排油行程中，燃油从活塞4上部经P1从排油口E1排出，活塞5处于进油终了；当活塞和曲轴位置如图5-2-1（b）时，活塞1处于进油行程终了，活塞2处于进油行程，油道P4导通，活塞4处于排油行程终了，活塞5处于排油行程，燃油从油道P2经排油口E2排出。图5-2-1（c）和图5-2-1（d）的进排油状态及曲轴旋转方向如图中箭头所示。如此循环往复，曲轴每旋转一圈，各缸分别泵油一次，从而具有连续定容量泵油的作用。曲轴旋转一周的泵油量为,下一页,上一页,返回,图5-2-1,返回,第二节 经济性能检测设备,dV 4 -2h=2h d （5-2-1） 4式中四缸排油量，cm3； h曲轴偏心距，cm； d活塞直径，cm。由此可见，经上述流量转换机构的转换后，测燃油消耗量转化为测定流量变换机构曲轴的旋转圈数。这可由装在曲轴一端的信号转换装置完成。一般采用光电测量装置进行信号转换，把曲轴旋转圈数转化为电脉冲信号。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,信号转换装置由主动磁铁、从动磁铁、转轴、光栅、发光二极管和光敏管等组成。主动磁铁装在曲轴端部、从动磁铁装在转轴端部，两磁铁相对安装但磁铁之间留有间隙，其作用在于构成磁性联轴器；光栅固定在转轴上，由转轴带动旋转；光栅两侧相对位置上固定有发光二极管和光敏管，光敏管用于接收发光二极管发出的光线，光栅位于二者之间，其作用是把发光二极管发出的连续光线转变为光脉冲。当曲轴转动时，通过磁性联轴器带动转轴及光栅旋转，光栅在发光二极管和光敏管之间旋转使光敏管接收到光脉冲。由于光敏管的光电作用将光脉冲转换为电脉冲信号输入到计量显示装置。显然，该电脉冲数与曲轴转过的圈数成正比，从而经过运算处理，在显示装置上显示出燃油的消耗量。燃油流量传感器结构及油路如图5-2-2(a)、(b)所示。,下一页,上一页,返回,图5-2-2,返回,第二节 经济性能检测设备,(2) 质量式油耗仪质量式油耗仪由称量装置、计数装置和控制装置构成，见图5-2-3。质量式油耗仪测量消耗一定质量的燃油所用的时间，燃油消耗量可按下式计算G3.6 /t （5-2-2）式中燃油质量，g； t测量时间，s； G燃油消耗量，kg/h。,下一页,上一页,返回,图5-2-3,返回,第二节 经济性能检测设备,称量装置的秤盘上装有油杯1，燃油经电磁阀3加入油杯。电磁阀的开闭由装在平衡块上的行程限位器8拨动两个微型限位开关6和7进行控制。光电传感器由两个光电二极管5、10和装在菱形指针上的光源9组成，用于给出油耗始点和终点信号。光电二极管5为固定式，光电二极管10装在活动滑块上，滑块通过齿轮齿条机构移动，齿轮轴与鼓轮12相连，计量的燃油量通过转动鼓轮12从刻度盘上读出。计量开始时，光源9的光束射在光电二极管5上，光电二极管发出信号使计数器13开始计数，随着油杯中燃油的消耗，指针移动。当光束到光电二极管10上时，光电二极管10发出信号，使计数器停止计数。表示油杯中燃油耗尽。记录仪上两个带数字显示的半导体计数器，一个用于计算发动机曲轴转速；另一个计算器记录时间。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,3 油耗仪使用方法(1) 路式检测试验在路试检测油耗时，一般采用油耗传感器与非接触式或接触式第五轮仪配合使用。在所有条件满足GBT125451990下开始路试，以非接触式第五轮仪为例，首先在非接触式第五轮仪上定好测量距离(500 m)，测量挡位，然后开始检测，当车速稳定到某一测量速度(例如50kmh)，在车速仪上按下“开始”。直至该车行满500 m里程（该车速仪由于定好500 m距离。故在500 m自动停止计量），随后按下“停止”键，此时，该车在某一车速下行驶500 m里程所消耗的燃油量和已被换算好的百公里耗油量即被打印输出。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,(2) 台式检测试验汽车燃油经济性台架试验是把底盘测功机和油耗仪配合使用完成的。底盘测功机用来提供活动路面并模拟汽车在道路上行驶时的各种阻力，油耗仪则用来测量燃油消耗量。因此，燃油经济性检测结果的准确性除与油耗仪的测量精度有关外，还取决于底盘测功机对汽车行驶阻力的模拟是否准确。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,(3) 传感器在油路中连接图5-2-4(a)所示为油耗传感器在汽油车中的连接方法。这种连接方法的主要特点是把油耗传感器串联在汽油泵到化油器的油路当中，使油耗传感器的入口接汽油泵的出口，油耗传感器的出口接化油器的入口。图5-2-4(b)所示为油耗传感器在柴油车中的连接方法。这种连接方法的主要特点是把油耗传感器串联在油箱到高压油泵的油路当中。值得注意的是应该为其接好回油管路，并且必须把回油管路接在油耗传感器的出口管路上，以免燃油被油耗传感器重复计量使油耗检测数据失真。图5-2-4(b)的连接方法在小流量测试时没有问题，但在大流量的发动机测量时，由于气穴现象产生气泡，引起测量误差，所以应在油箱和油耗传感器之间装上辅助油泵，见图5-2-4(c)。,下一页,上一页,返回,图5-2-4(a),返回,图5-2-4(b),返回,图5-2-4(c),返回,第二节 经济性能检测设备,(4) 油路中排出气泡1） 排出汽油路中气泡排出汽油车检测油路中的空气泡是一件很费时的工作，尤其当管路中存在堵塞或泄漏情况时，将使空气泡无法彻底排尽。空气泡一旦产生对油耗检测结果的影响非常大，油耗传感器会把空气泡所占的容积当做燃油消耗量计量，使得检测数据高于实际数，这样会造成测量值的失真。2） 排出柴油路中气泡在柴油车油路中装好油耗传感器后，须用手动泵泵油，以泵油压力排除油路中的空气泡，它与汽油车差别之一在于汽油车可以在发动后排除空气泡，而柴油车必须在发动之前排尽油路中的空气泡；差别之二在于汽油车在拆去油耗传感器恢复其原油路时，无需排除空气气泡，而柴油车在拆去传感器恢复原油路后仍需排除油路中刚产生的空气泡。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,4 油耗仪的维护由于汽车油耗仪的使用频率较高，为了保证其检测数据的公正性和确保其检测精度，必须有专人维护保管而且应每年进行计量检定。行星活塞式油耗仪在维护不当时一般有以下两种最常见的故障：(1) 油耗传感器活塞在传感器缸体中卡死此故障多发生在做油耗试验的过程中使用不干净燃油。由于燃油中有微小颗粒(异物)，如果没有清除，那么小颗粒通过油耗传感器入口进入缸内，再由活塞运动到达缸壁，容易形成缸被卡死现象，故一定要在传感器入口前安装一个燃油滤芯防止异物进入油耗仪。而且在不使用油耗仪的情况下，在其进出油口加套保护，并且保证其表面清洁。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,(2) 油耗传感器无脉冲信号此故障多发生在传感器被强烈碰撞后，其机械部分尚能正常工作，但无脉冲信号输出。这是由于传感器壳体上部的从动磁铁与下部的主动磁铁之间的磁场相位受外力而发生变化，故无脉冲信号输出，所以一定要在检测油耗时固定住油耗传感器以防止发生碰撞后出现上述故障。如果发生上述故障，只需备用一块磁铁在油耗传感器外部顺时针方向旋转几次即可恢复传感器内原磁场相位。5 油耗仪的检定依据JJG(交通)0091996 四活塞联动式油耗仪检定规程（试行），油耗仪检定的主要内容如下：,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,(1) 环境条件环境温度为(205) ；相对湿度为45%75%；大气压力为86106 kPa 。(2) 检定用油品 检定用油品应纯净，其黏度应与工作液体相接近(一般用0号柴油)；在必须采用黏度差异较大的液体时，应通过计算进行黏度修正。 (3) 检定用器具 1） 标准装置 容积式液体流量标准装置(不确定度0.2%)； 质量式液体流量标准装置(不确定度0.2%)； 标准油耗仪(准确度0.2%)。 检定油耗仪标准装置可任选其一。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,2）其他器具 温度计一支，1050 ，分度值0.1 ； 二等密度计一支，量程0.6501.010 g/cm3，最小分度值0.000 5； 精密压力表一块，量程00.20MPa，0.1级； 高频电火花发生器一台； 手动压力泵一台，00.5MPa。(4) 检定项目与检定方法 1） 外观及性能检定 通过目测和手感检定，其结果应符合如下要求： 油耗仪应有清晰的铭牌，须标明当量系数，准确度等级； 传感器外壳上应指示出被测液体的流向；,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备, 外表平整、色泽均匀，不许有裂纹、变形；表面涂层不许出现起泡、龟裂和脱落现象； 仪表开关、按键操作灵活、可靠，功能说明文字、符号显示清晰、端正； 燃油进口处应装有过滤器和油气分离器等装置。 2） 密封性检定 将油耗仪传感器装在压力泵上，使用试验液体进行，试验压力为受检油耗仪公称压力的1.5倍时，稳压5 min，传感器不得有渗漏现象新制造和修理后的传感器应做密封性检定，使用中的油耗仪可免做此项。3） 抗干扰能力的检定用高频电火花发生器，在距油耗仪约1m处施放10 000 V的电火花，在正常工况下，二次仪表应准确显示。,下一页,上一页,返回,第二节 经济性能检测设备,4） 示值误差的检定 准备 a. 将受检油耗仪无应力地安装在检定系统中；b. 试验系统各接合部位不