底盘测功机动力性检测影响因素探讨

1、底盘测功机动力性检测影响因素探讨高邮市鹏程机动车综合性能检测中心 刘彬动力性作为汽车主要使用性能之一，直接影响着运输效率和运输成本的高低，因而动力性检测就显得尤为重要。表征动力性的参数很多，对应的检测方法也各不相同，目前一般综检和安检机构都采用驱动轮输出功率作为检测参数，GB/T18276-2000汽车动力性台架试验方法和评价指标3.1规定：汽车动力性采用驱动轮输出功率作为检测参数，驱动轮输出功率用底盘测功机检测。在实际检测工作中，由于检测条件控制不好、人为因素影响、测功机自身存在缺陷等原因，导致检测的准确性和可靠性降低，重复性变差。本文从人（检测人员）、机(底盘测功机)、料(被检测汽车)、法

2、(检测方法)、环(环境影响)五个方面来探讨影响底盘测功机驱动轮输出功率的影响因素。一、人为因素的影响 随着汽车检测行业的不断发展，现代科学技术在汽车检测中的运用，其自动化、智能化程度越高，人为影响因素越来越低。但车辆上线检测必须由引车员配合检测设备进行操作、车辆外部检测项目大多还是要靠人工来检测，因此引车员和外检员的检测方法是否严格遵守操作规程，登录员信息采集和输入是否正确，直接影响检测结果的准确性和公正性。1底盘测功机车型库建立不完备或登录信息有误驱动轮输出功率的评价指标、检测工况、方法、限值都与车型参数密切相关，如车型系列型号、额定扭矩、额定扭矩转速、额定功率、额定功率转速等参数

3、，没有车型参数或其中一项信息登录有误，将会使得检测结果变得毫无意义，因此车型库的建立显得非常重要。目前各检测站计算机联网系统都建有车型库，但对新增车型不能及时提供技术支持，有赖于各检测站自行建立，这对信息登录人员提出了较高的要求，要求输入信息齐全，技术参数准确，否则将导致检测结果的不准确。如发动机额定扭矩功率是由发动机型号决定的，只有查阅了发动机的相关技术参数，才能确定其额定扭矩和转速，经运算得到发动机扭矩功率，并将该扭矩功率作为PM值代入公式VM=PVMO/PM中。如果PM值选择错误，必然会影响到VM值的百分比值的判定。2检测人员操作不规范外检人员没有对上线检测车辆严格把关，出现同轴轮胎的规

4、格、花纹不一样，轮胎破损严重等情况，在检测中会增加轮胎和滚筒之间的滑移功率损耗，还会造成车轮在检测中速度波动变大，轮胎滑移和车速的波动直接影响到驱动轮输出功率的真实测量值，造成检测结果偏小而影响动力性检测不合格。标准对受检车辆的测试状态提出了严格的要求，要求使用直接档（或传动比接近1的档位），在全负荷状态下检测驱动轮输出功率。在实际检测工作中，不少被车辆变速杆的档位指示标识模糊不清或标识脱落，如果引车员没有用直接档，那检测的数据就不是最大扭矩条件下的驱动轮输出功率。由于PVMO或PVPO的减小，从而引起VM或VP变小，导致动力性检测不合格。另外受检车辆发动机要求水温、油温达到工况要求，并使发动

5、机全负荷转速，即节气门处于全开，使发动机外特性（额定功率、额定扭矩）尽可能地传递到驱动轮上去。在检测过程中，引车员没有将油门踩到底，驱动轮的输出功率随发动机转速、节气门开度变化，没有测量出最大功率，导致驱动轮输出功率减小。上述检测中的车辆并不是动力性差，而是检测中的有关环节失误造成数据的差异，只要选对发动机的技术参数，采用直接档，并换用好的轮胎进行重测，是能解决的。二、底盘测功机的影响1底盘测功机内阻的功率损耗对汽车动力性检测结果的影响底盘测功机的内阻是指底盘测功机传动系统在传递动力时存在的阻力，它主要是由各配合副（包括支承轴承，联轴器等）在相对运动中存在机械摩擦引起的机械阻力构成。机械阻力一

6、般为定值，不受配合副相对运动速度的影响，在车轮带动滚筒旋转过程中，由于机械阻力的存在将消耗掉一定的功率，即为克服底盘测功机运动机件机械阻力所消耗的功率。底盘测功机机械阻力的大小主要取决于传动系的结构和产品的制造工艺水平，只要生产厂的制造工艺稳定，其内阻应稳定在一定的范围内，生产厂应将这一范围内的均值内阻告之用户，以便用户对检测结果进行修正。在实际检测工作中，不少早期购置的底盘测功机对其自身内部消耗功率没有标明，或在检测汽车底盘输出功率时，没有计入机械阻力所消耗的功率，导致检测结果偏小，出现误判。2风冷式电涡流机对汽车汽车动力性检查结果的影响风冷式电涡流功率吸收装置采用冷却风扇给励磁线圈进行散热

7、，冷却风扇与转子为一体结构，当转子转动时，冷却风扇自身将消耗一定得驱动功率，且与转子速度的三次方成正比，检测车速越高，风冷电涡流机功率消耗就越大，而底盘测功机测得的功率中却未包含测功机自身散热所消耗的功率。因此，当底盘测功机安装有风冷式电涡流功率吸收装置时，必须给出风扇消耗功率与转子转速（或车速）的数学模型，以便计入底盘输出功率中。如果不计入冷却风扇所消耗得功率，则检测结果偏小，出现误判。另外风冷式电涡机测功机不能进行持续大功率检测，会导致涡流机最大制动力矩下降，因此在检测频率不高时，风冷式底盘测功机性能稳定，频率很高时应注意让电涡流机充分冷却，否则会影响检测精度。3车轮滚动阻力对汽车动力性检

8、测结果的影响 众所周知，底盘测功机测得的驱动轮输出功率不含检测时的车轮滚动阻力所消耗的功率，而这一部分的消耗功率的大小取决于底盘测功机的结构和性能，轮胎的构造、材料和气压等因素，所以有必要对其进行具体分析。（1） 安置角对车轮滚动阻力的影响 动力性检测时，汽车车轮以两点弧线相接支承在滚筒上，车轮承受静态支承反力的大小取决于车轮在滚筒上安置角（即车轮于滚筒接触点的切线方向与水平方向的夹角）的大小，而安置角的大小由滚筒直径（d），两滚筒轴距(L)和车轮直径（D）确定。通常同一型号底盘测功机的L、d值都是固定不变的，同一型号底盘测功机在用于不同规格车轮检测时，因车轮直径不同则安置角也不相同，因而轮胎

9、的变形阻力和摩擦阻力也不相同。同规格轮胎在不同型号底盘测功机上的安置角因滚筒直径（d）和滚筒轴距（L）差别也明显不同，同一辆汽车在不同型号底盘测功机上检测动力性时，由于安置角的不同，使轮胎的变形阻力和摩擦阻力也不相同，克服车轮滚筒阻力消耗的功率也就有多有少，从而导致同一辆汽车在不同型号底盘测功机上可测得大小不同的驱动轮输出功率。（2）滚筒直径及表面状况对车轮滚动阻力的影响 不同型号的底盘测功机，即使车轮安置角相同，由于滚筒直径不同，车轮在滚筒上的滚动阻力也明显不同，因为车轮与滚筒接触面的大小取决于滚筒直径。滚筒直径越小，接触比压大，滑转率大，车轮滚动阻力随之增大，会导致胎温升高加剧轮胎磨损，在

10、高速下会使传递功率损失7%20%。为减小滚筒直径对车轮滚动阻力的影响，d值是越大越好。国外早已有滚筒直径为500mm的双滚筒式测功机，但d值过大，将增加滚筒的加工难度，此外在线速度相等的状况下，滚筒转速将随其直径增大而降低，增加了底盘测功机匹配电涡流机的难度。在加工过程中滚筒的椭圆度，同轴度越小，轮胎在滚筒上的运转就越平稳，当车速一定时滚筒阻力系数的波动范围就越小，故滚动阻力系数随滚筒加工精度的提高而减小。国内在用的底盘测功机滚筒表面有两种，一种是常见的光滚筒即表面未经处理的滚筒；另一种是滚筒表面喷涂有耐磨硬质合金。实际使用表明，光滚筒能够使车轮产生足够的牵引力以测定汽车的动力性，但在阴雨天或

11、地面潮湿时，会使轮胎和滚筒表面附着系数严重下降，约为0.30.5，相关试验表明，车轮在高速转动时会出现较大的滑移，致使被检测车轮发热，增大了滚动阻力损失，同时滑移引起速度误差，最终导致所测功率的误差。采用便面喷涂技术的滚筒，表面的附着系数可提高到0.8左右，接近于一般路面的附着系数，则可避免滑拖现象，但喷涂层易脱落，使用期限短，且价格高。（3）轮胎气压对滚筒阻力系数的影响当弹性轮胎在硬质的钢制光滚筒上滚动时，轮胎的变形是主要的，此时由于轮胎内部摩擦产生弹性迟滞损失，使轮胎变形时对它做的功不能全部收回，此能量消耗在轮胎各组成部分间摩擦，即橡胶，帘线等物质的分子间的摩擦，最后转化成热能而消失在大气

12、中。这种损失即为弹性物质的迟滞损失。轮胎气压对滚动阻力系数影响很大，气压低时在硬质滚筒上轮胎变形大，滚动时迟滞损失增加，驱动轮输出功率会相应减小，为了减少该项所引起的检测误差，要求在动力性检测前必须将轮胎气压充至标准气压。4底盘测功机不适应被检车辆由于底盘测功机价格较高，检测机构往往不能完全配置各种型号的测功机，各种不同型号车辆综合利用1台测功机，少数车辆出现检测结果偏小或无法检测的情况。如利用10t级测功机检测轴载质量小于3t的车辆，导致车轮在台架上滚动阻力增大，损失功率增加，检测结果偏小。同样利用10t级测功机检测大型车辆也会检测结果异常或不能检测的情况，如一辆半挂牵引车装备WD615&#

13、183;46发动机，额定扭矩为1460N·m，额定扭矩转速为1500r/min，则额定扭矩功率为229kW，要使检测结果达到一级车的要求，则驱动轮的输出功率至少为229×75%=172kW，而10t级测功机最大吸收功率为150kW左右，显然测功机不能适应该车的检测要求。三、检测车辆的影响汽车的动力性既取决发动机能发出多少功率，又取决于汽车传动系输出多少功率。被检车辆发动机和传动系的技术状况优与劣是影响整车动力性的最主要因素。1发动机的技术状况发动机是汽车动力源，随着汽车行驶里程的增加，发动机的技术状况会逐渐恶化变差，且恶化变差的过程快于汽车传动系各总成。发动机技术状况变差直

14、接表现为发动机输出功率下降，直接导致底盘输出功率下降，这是输出功率下降最主要的原因。在实际检测中，如果底盘输出功率过小，我们通过无外载测功简易测量发动机功率，会发现实际输出功率和额定功率的相差较大。发动机输出功率降低是发动机动力性恶化的征兆。要找出发动机输出功率下降的原因和部位，必须了解产生发动机功率的各个因素及其在使用过程的变化。众所周知，发动机是将燃料燃烧所放出的热能变为机械功的机器。发动机输出功率(Pe)与燃料燃烧所放出的热能的关系为：Pe=1/30000×i /a×Hu/Lo×1/×v×m×s×n×Vh(k

15、W)式中： i指示效率；a过量空气系数；Hu燃料燃烧的低热值，kJ/kg；Lo完全燃烧1kg燃料所需的理论空气量，kg；发动机冲程数；v充气效率；m机械效率；n发动机转速，r/min；Vh发动机气缸工作总容积，L；s进气状态下空气线密度，kg/m；从上式可见，对于已定型的在用汽车，影响发动机输出功率的诸因素中，有的是不随发动机使用时间延续而变化，属常量因素，如Lo，Hu，s，Vh。而明显影响发动机输出功率的指示效率i、充气效率v、机械效率m以及过量空气系数a均随发动机有关机构技术状况变化。故上式可写成Pe=K×i /a×v×m×n指示效率i 是发动机实际

16、循环指示功与所消耗燃料热量的比值。它标示了发动机实际循环中热功转换的有效程度。显然，燃烧同样重量(或体积)的燃料产生的热能转换为指示功越多，发动机动力性越好。指示效率主要取决于液体燃料与空气的混合质量、混合气燃烧的及时性、燃烧的完全性，即取决于发动机的燃烧过程进行的完善程度。对于在用汽车发动机燃烧过程的好坏，主要受制于供给系和点火系的状况。充气效率v是实际进入气缸的新鲜充量(对于柴油机为新鲜空气，对于汽油机为混合气)与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜充量的比值，是描述发动机换气过程(排气过程和进气过程的统称)进行的完善程度的重要参数。显然，同样大小的气缸容积，在相同的进气状态下，如能吸入更多的

17、新鲜空气，则将允许进入更多的燃料，在同样的燃烧条件下，就可获得更多的有用功。因此充气效率是决定发动机性能指标的一个重要因素。汽车使用过程中，发动机固有的充气效率将随发动机的配气机构、气缸活塞组和供给系状况的恶化逐渐降低。机械效率m是发动机有效功率(输出功率)和指示功率的比值。机械效率的高低主要取决于发动机的指示功在内部传动机械的传递过程中的磨擦损失、泵损失和附属设备(如水泵、机油泵、喷油泵等)的消耗的多少。汽车使用过程中，发动机各运动件配合副不可避免的磨损和润滑状况变差，以及水泵等附属设备状况恶化都将使机械效率降低。转速n对发动机输出功率的影响是显而易见的，增加转速即等于增加单位时间内每个气缸

18、作功的次数，因而可提高发动机的输出功率，故提高转速是提高发动机动力性的基本途径之一。但是对于已定型的在用汽车，发动机转速范围已一定，在使用过程中，发动机转速的变化无疑会改变发动机输出功率，却不会因此恶化发动机的动力性。在用汽车发动机动力性恶化变差，主要是配气机构、气缸活塞组件、供给系、点火系等技术状况变差的结果。排除这些系统、机构的故障，恢复其良好状况，即可恢复发动机的动力性。实践表明，发动机输出功率降低的在用汽车，约有50%通过简单的检修调整即可恢复原有的输出功率，问题在于如何简单快速地找出发动机输出功率降低的原因和部位，结合检测站的检测能力和设备（配有发动机综合性能检测仪），可通过下列简易

19、方法进行确认：（1）可通过路试方法测试车辆的加速性能并与同类车的加速性能对比，也可通过底盘测功机对其加速性能进行测试，判断其发动机功率情况，如果加速时间增长，说明发动机动力性有问题。也可通过无外载测功简易测量发动机功率，如果发现实际输出功率和额定功率的相差较大,说明发动机的动力性存在问题。（2）检查气缸压缩压力。通过发动机综合性能分析仪测试各缸的相对缸压和单缸转速降。就基本上能判断各缸的工作状况，如发现某缸相对压缩压力下降，则可能是气门间隙失调，气门不密封，或活塞环漏气，气缸垫损坏，造成气缸压缩压力不足，从而造成发动机动力性变差。（3）检查各缸点火系工作状况。如果汽缸压力正常，应逐缸检查各缸点

20、火状况，判断是否有某缸工作不良，这可从发动机运转的平稳性，敲缸声来加以判断，采用逐缸断火法可迅速查找工作不良的气缸。进一步检查是否火花塞（或喷油器）不良引起发动机动力不足。（4）以上检查如正常，则应继续检查发动机的点火正时和喷油正时。可用发动机综合分析仪及正时灯，进行校正，点火时间过早，在加速时会有爆震声，而点火时间过迟，则发动机起动因难，发动机水温偏高。（5）要重点检查空气滤清器的清洁和堵塞问题，检测中曾发现少数车辆空气滤清器非常脏。滤芯被积尘阻塞，使空气流通截面减少，阻力增大，会严重影响吸入的空气量，影响到充气系数或过量空气系数，不但会造成发动机动力不足，还会影响到燃料经济性和排气污染物的

21、检测数据。2传动系对动力性的影响如果传动系在传递动力过程中功率损耗过大，那么发动机发出功率再多，也难以拥有好的动力性。对于传动系结构定型的在用汽车，在使用过程的传动系阻力的大小完全取决于传动系的技术状况。我们一般采用汽车自由滑行距离的长短评价汽车底盘的状况。目前检测机构都将滑行距离和驱动轮输出功率结合在一起检测，如果滑行距离过短，则传动系损耗功率大，从而影响驱动轮的输出功率。传动系损耗功率大，一般由以下几方面的原因产生：（1）离合器的故障离合器打滑会产生功率损失,这种故障一般发生在转矩较大的情况下。底盘测功机加载后，车辆就模拟带负荷工作，当加速踏板踩到底后，由于离合器打滑造成发动机输入功率不能

22、被完全传递,车辆速度提升较慢，造成驱动轮输出功率下降。这种故障一般在车辆运行检查应有所察觉，汽车起步时,离合器踏板抬得很高仍不能行走或汽车行驶无力；在大负荷下工作时可闻到离合器片因摩擦产生的焦臭味。（2）轮毂的故障轮毂轴承过紧或制动蹄片与制动毂间隙过小都会引起传递功率损失。车辆在检测时为了使制动性能合格，经常盲目调整制动间隙并造成间隙偏小，这种状态在底盘测功机上检测时将会消耗部分功率使驱动输出功率下降，制动鼓外壳发烫。在运行检查时汽车行驶无力,行驶一段路程后,用手触摸轮毂处感觉烫手。（3）万向传动装置故障万向传动装置承受巨大的力矩和动载荷，故障会导致传递效率的降低。万向传动装置故障会使车辆在检

23、测时抖动严重并伴有异响，车辆的抖动不但引起轮胎和滚筒滑移，而且车速不能恒定，这就难以保证检测的准确性。（4）驱动桥故障驱动桥的减速器、差速器、半轴、齿轮、轴承等不仅受很大的径向力和轴向力，特别要承受巨大的扭力，且经常受到剧烈的冲击载荷，使其配合部分磨损加剧，相对位置发生变化，间隙变大，齿轮啮合不良破坏了原先完好的技术状况，检测时内部消耗功率会增加，导致驱动轮输出功率降低。（5）行驶系的故障轮胎气压不标准，轮辋变形，轮胎花纹规格不符合要求，也会造成滑移损耗增加，影响到动力性测试。(在“车轮滚动阻力对汽车动力性检测结果的影响”已作分析)四、检测方法的影响1现行动力性评价指标对汽车动力性检测结果的影

24、响。目前检测站都采用汽车发动机在额定扭矩和额定功率时驱动轮输出功率作为评价指标，采用校正驱动轮输出功率与相应的发动机额定功率或额定扭矩功率的百分比作为驱动轮输出功率的限值，并且按车型系列规定了具体的限值和测试车速。通过对GB/T18276-2000的研究分析，发现该标准的检测方法和评价指标具有一定的局限性。该标准所列车型系列不全面。随着汽车工业的飞速发展，新车型层出不穷，该标准没有穷尽现有车型，导致不少车型无检测标准限值，如客车6140、6137系列。因此，在检测这些没有标准的车型时，往往处理方法也不相同，有的采用四舍五入法，有得采用就高法，有得采用就低法，由于方法不同，导致检测结果不同，往往

25、造成误判。2检测方法的不统一GB/T18276-2000汽车动力性台架试验方法和评价指标4.2.2.4测取读数，待汽车速度在设定速度下稳定15s后，方可记录仪表显示的输出功率值。GB21861-2008机动车安全技术检验项目和方法9.6.3测试程序d规定待汽车在主设定检测速度VP下稳定5s，记录仪表显示不少于3s内的汽车底盘输出功率值平均值。车速稳定时间不统一，GB/T18276-2000规定为15s，而GB21861-2008规定为5s，时间过长易使涡流机过热，时间过短，涡流机在瞬态产生较大的制动力，甚至瞬时产生的制动力大于汽车的驱动力，使系统产生较大的减速度，出现急制动现象，损坏发动机和汽车的传动系。如何读取测量值也不统一，GB/T18276-2000没有规定取值点，是取最大值还是取平均值没有规定，在实际检测中取最大值的情况较多，而GB21861-2008规定取3s内输出功率的平均值作为测量结果。五、环境因素的影响环境是影响检测结果准确性和有效性的重要因素，应确保环境条件满足相关技术规范和标准的要求。底盘测功机工位应配置温度计、湿度计、和大气压力表，并将被检车辆最后一次检测时的环境参数录入检测报告范围。在实际工作存在下列问题：1未配置环境测试仪在底盘测功机工位未配备温度计、湿度计、气压计、饱和蒸气压计等环境测试仪