《汽车动力性》PPT课件

1、第二章 汽车动力性,学习目标：1. 掌握汽车动力性的评价指标及其内涵 2. 阻力的分析方法及影响因素 3. 掌握汽车行驶基本原理与行驶条件 4. 行驶阻力与动力平衡、动力因素、功率平 衡图 5.了解动力性的检测项目和方法 6. 掌握动力性检测、动力性检测设备的结构 工作原理与使用,汽车的动力性,良好的路面,直线行驶,平均行驶速度,运输效率等,最基本的性能,纵向受力,行驶方程式,动力性评价指标,第一节 汽车的动力性指标,汽车的动力性 系指汽车在良好路面上直线行驶时由汽 车受到的纵向外力决定的，所能达到的 平均行驶速度。,1-1 汽车的动力性指标,汽车动力性指标的要素,汽车能爬上的最大坡度,汽车的

2、最高车速,汽车的加速时间,从获得尽可能高的平均行驶速度的观点出发，汽车的 动力性主要可由三方面的指标来评定，即： （1）汽车的最高车速uamax,单位为km/h; （2）汽车的加速时间t，单位为s； （3）汽车能爬上的最大坡度imax, 单位为（）或（%）。,（一）最高车速 最高车速是指汽车在良好的水平路面上能达到的最大行驶速度。 条件：额定最大总质量 风速3m/s 水平良好路面 最高稳定车速 （二）汽车的加速性能 汽车的加速性能是指汽车在各种使用条件下迅速增加行驶速度的能 力。 评价：理论上用加速度 实际实验中用汽车加速时间 t(s) 加速时间 额定最大总质量 风速3m/s 水平良好路面 由

3、某一低速加速 到某一高速所需的时间。分为原地起步加速时间和超车加速时 间。,原地起步加速时间 指汽车由第I档或第II档起步，并以最大的加速强度（包括选择 恰当的换档时机）逐步换至最高档后到某一预定的距离或车速 所需的时间。 超车加速时间 指用最高档或次高档由某一较低车速全力加速至某一高速所需的时 间。 ( 三)汽车的上坡 汽车的上坡能力通常用最大爬坡度表示。 最大爬坡度i 是指汽车满载时用变速器最低档在风速3m/s的条件下，在干燥、清 洁良好路面上等速行驶所能克服的的最大道路纵向爬坡度imax表示 的。一般imax在30%即16.5。左右。,1-2 汽车的驱动力与行驶阻力,确定汽车的动力性，就

4、是确定汽车沿行驶方向的运动状 况。为此需要掌握沿汽车行驶方向作用于汽车的各种外 力，即驱动力与行驶阻力。根据这些力的平衡关系，建 立汽车行驶方程式，就可以估算汽车的最高车速、加速 度和最大爬坡度。 汽车的行驶方程式为 Ft=F=Ff+Fi+Fw+Fj Ft驱动力； F行驶阻力之和。,一、汽车的驱动力 （图1-2） 汽车的驱动力，单位为N， Tt作用于驱动轮上的转矩,单位为Nm; r车轮半径，单位为m。 若令Ttq表示发动机转矩，ig表示变速器的传动化，i。表示主减速器的传动比，T表示传动系的机械效率，则有Tt=TtqigioT 驱动力（单位为N）为,汽车动力传动过程,发动机,变速器 减速器等,

5、传动系,驱动轮,驱动力,行驶阻力,滚动阻力,坡度阻力,加速阻力,空气阻力,输入功率机械效率输出功率,（一）发动机的转速特性,发动机的外特性曲线,发动机的使用外特性曲线,发动机的部分特性曲线,（一）发动机的转速特性 如将发动机的功率Pe、转矩Ttq以及燃油消耗率b与发动机曲轴转速之间的函数关系以曲线表示，则此曲线称为发动机转速特性曲线或简称发动机特性曲线。 发动机外特性曲线 如果发动机节流阀全开（或高压油泵在最大供油量位置），则此特性曲线称为发动机外特性曲线； 发动机部分负荷特性曲线 如果节流阀部分开启（或部分供油），则称为发动机部分负荷特性曲线。 如转矩的单位以Nm表示，功率的单位以kW表示，

6、转速以r/min表示，则功率与转矩有如下关系,典型汽车发动机外特性曲线,近似的发动机转矩多项式描述,（二）传动系的机械效率 如以PT表示传动系中损失的功率，则传动系的机械效率为,传动系的机械效率,等速行驶工况,功率输入Pin,功率输出PT,传动系,变速器、减速器等,kw,Nm,r/min,传动系的功率损失,机械损失,液力损失,摩擦,润滑油,齿轮传动副之间,轴承摩擦,。,润滑油的搅动,润滑油与零件之间 的表面摩擦,。,（三）车轮的半径,自由半径,静力半径,滚动半径,1.自由半径 车轮处于无载时的半径。 2.静力半径rs 汽车静止时，车轮中心至轮胎与道路接触面间的距离。由于径向载荷的作用，轮胎发生

7、显著变形，所以静力半径小于自由半径。,3.滚动半径rr 单位为m 式中 n-车轮转动的圈数; s-在转动n圈时车轮滚动的距离,滚动半径的近似计算,一般近似,欧洲轮胎于轮辋技术协会 （ETRTO）,德国橡胶企业协会,滚动半径的理论计算,（四）汽车的驱动力图,发动机外特性曲线 Pe，Ttq n,传动系的传动 ig，i0,传动效率T,车轮半径 r,汽车行驶速度 ua,发动机转速 n,（四）汽车的驱动力图,滚动阻力以符号Ff表示； 空气阻力以符号Fw表示； 坡度阻力以符号Fi表示； 加速阻力以符号Fj表示； 因此汽车行驶的总阻力为： F=Ff+Fw+Fi+Fj,二、汽车的行驶阻力,（一）滚动阻力,1.

8、滚动阻力偶矩,轮胎/路面接触,轮胎变形,载荷,迟滞损失,阻力偶,C,A,D,E,加载,卸载,WC,WD,拖距 a,滚动阻力偶矩,迟滞现象分析,2.从动轮滚动时的受力情况,等速行驶,3.驱动轮滚动时的受力情况,4.影响滚动阻力的因素,(1)行驶车速的影响 (2)轮胎气压的影响 (3)轮胎结构、材料的影响 (4)路面的种类和形状 (5)滚动阻力系数与驱动力系数的关系,推荐使用的滚动摩擦系数,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,汽车直线行驶时受到的空气作用力在行驶方向上的分力称为空气阻力。空气阻力分为压力阻力与摩擦阻力两部分。压力阻力又分为四部分：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力和诱导阻力。,（二）空气阻

9、力,(二)空气阻力,汽车行驶,空气作用,空气阻力,压力阻力 （法向力）,摩擦阻力 （切向力）,形状阻力,内循环阻力,诱导阻力,干挠阻力,第二节 汽车的驱动力与行驶阻力,空气阻力的计算,(三)坡度阻力,汽车上坡行驶,汽车重力沿坡道的分力,坡度阻力,当汽车上坡行驶时，参看图1-19，汽车重力沿坡道的分力表现为汽车坡度阻力Fi，Fi=Gsin G作用于汽车上的重力，单位为N，G=mg，m为汽车质量，g为重力加速度。 一般路面上坡度较小，此 时 Fi=Gsin Gtg =Gi 由于坡度阻力与滚动阻力均属于与道路有关的阻力，而且均与汽车重力成正比，故可把这两种阻力合在一起称作道路阻力，以F表示，即F=F

10、f+Fi=fGcos+Gsin，当不大时，cos1，sini，F=Gf+Gi=G(f+i)，令f+i=，称为道路阻力系数F=G。,（三）坡度阻力,坡度与坡度角的关系,2.道路阻力系数,道路阻力,坡度阻力,滚动阻力,道路阻力系数,(四)加速阻力,汽车加速行驶,克服加速运动的惯性力,加速阻力,汽车质量,平移质量,旋转质量,平移惯性力,惯性力偶矩,汽 车 加 速 行 驶,汽车旋转质量 换算系数,(四) 加速阻力 汽车的质量分为平移的质量和旋转的质量两部分。把旋转质量的惯性力偶矩转化为平移质量的惯性力，并以系数作为计入旋转质量惯性力偶矩后的汽车质量换算系数， 因而汽车加速时的阻力: 汽车旋转质量换算系

11、数，（1）； m 汽车质量，单位为kg； 行驶加速度。,主要与飞轮的转动惯量、车轮的转动惯量以及传动系的传动比有关。 根据公式推导（详见下文） 若不知道准确的If、Iw值，也可按下述经验公式估算值： =1+1+2 式中12=0.030.05。,（一） 根据上面逐项分析的汽车行驶阻力，可以得到汽车的行驶方程式为：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj 或,三、汽车行驶方程式,三.汽车行驶方程,汽车旋转质量 换算系数,功率方程,汽车动能,（二）汽车旋转质量换算系数,2-2 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机功率,外力的功率,摩擦阻力的功率,2-2 汽车的驱动力与行驶阻力,发动机转速,车轮转速,传动系,第二节 汽

12、车的驱动力与行驶阻力,转动惯量,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,加速时飞轮的转矩,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,半轴施加于驱动轮的转矩,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,摩擦阻力转矩,摩擦阻力转矩换算到车轮周缘的摩擦阻力,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,汽车的动能,功率方程,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,整理上式得,加速阻力为,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,汽车旋转质量换算系数,固定传动比变速器的加速阻力为,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,轿车旋转质量与传动比的关系,2-2汽车的驱动力与行驶阻力,三、汽车的行驶方程式,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,一、驱动力行驶阻力平衡图,有固定传动比

13、的汽车行驶方程式,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车驱动力行驶阻力平衡图,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,行驶方程式,汽车的基本参数,汽车的动力性能,最高车速,加速能力,爬坡能力,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,最高车速的确定,驱动力,行驶阻力,驱动力,行驶阻力,加速时间的确定,最低稳定车速,一定的距离（0400m） 一定的速度（80umax）,加速时间,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度曲线（a ua）,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度曲线（a ua）,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与

14、动力特性图,汽车的加速度倒数曲线（1/a ua）,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的加速度倒数曲线（1/a ua）,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,加速时间的积分方法,1/a ua 曲线,加速时间,矩形积分,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,BJ130汽车的加速时间曲线,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,用图解积分法时，将aj-ua。曲线转画成 -ua曲线，曲线下两个速度区间的面积就是通过此速度区间的加速时间；常将速度区间分为若干间隔，通过确定面积1、2来计算（总）加速时间（参看图1-27b）。 二、动力特性图 图1-27 为汽车

15、的动力因数并以符号D表示， 则 汽车在各档下的动力因数与车速的关系曲线称为动力特性图 D=f + I 因此D曲线与f曲线间的距离就表示汽车的上坡能力。,爬坡能力的确定,驱动力Ft,空气阻力Fw,滚动阻力Ff,爬坡能力,等速,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,典型的汽车爬坡度车速曲线（i ua）,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,二、汽车的动力特性图,动力因素,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的动力特性图（D ua）,Ft ua,D ua,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,典型的汽车的动

16、力特性图（D ua）,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,2-3 汽车的驱动力行驶阻力平衡图与动力特性图,汽车的动力特性图（D ua）,最高车速的确定,最大爬坡度的确定,阻力曲线,加速时间的确定,精确,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,一、汽车行驶的附着条件,驱动力大,动力性强,驱动力大,足够的附着力 （切向力）,动力性强,满足轮胎与地面的附着条件,2-4 汽车行驶的驱动-附着条件与汽车的附着力,汽车行驶的驱动条件 FtFf+Fw+Fi 式（1-11）称为汽车的驱动条件，可以采用增加发动机转矩、加大传动比等措施来增大汽车驱动力。汽车行驶除受驱动条件制约外，还受轮胎与地面附着条

17、件的限制。 一、汽车行驶的附着条件 地面对轮胎切向反作用力的极限值称为附着力F ，在硬路面上它与驱动轮法向反作用力Fz成正比，常写成 Fxmax=F =FZ 称为附着系数 Ft FZ FZ 作用于所有驱动轮上的地面法向反作用力。,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,地面对轮胎的作用力,切向的作用力,极限值,附着力,附着力大小的计算,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,汽车行驶的附着条件,对于驱动轮,驱动力,附着力,附着率,把驱动条件和附着条件连起来写，则有 Ff+Fw+FiFtFZ ,这才是汽车行驶的必要与充分条件，称为汽车行驶的驱动-附着条件。,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率

18、,二、汽车的附着力与地面的反作用力,汽车的附着力,地面附着系数,法向反作用力,路面的种类和状况,行驶车速,车轮的运动状况,汽车的总体布置,行驶的状况,车身的形状,道路的坡度,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,汽车加速上坡时的受力图,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,整理后得,对后轮与路面的接触中心取矩,静态分量,动态分量,空气升力,滚动阻力偶,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,对前轮与路面的接触中心取矩,整理后得,静态分量,动态分量,空气升力,滚动阻力偶,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前、后轮法向反力的构成,静态分量,空气升力,动态分量,滚动阻力偶,法向反作用力,2

19、-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,典型轿车前、后升力系数的比较,前阻风板、后扰流板对空气升力系数与空气阻力系数的影响,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,简化的前、后轮的法向反力,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,三、作用在驱动轮上的地面切向反作用力,作用在驱动轮上的切向作用力,汽车行驶工况的受力图,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前轮驱动汽车加速 上坡时的受力图,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,(一) 从动轮受力分析,在X方向,对中心取矩,忽略,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,(一) 从动轮受力分析,在X方向,对中心取矩,忽略,2-4汽车行驶的附着条件与

20、汽车的附着率,(一) 从动轮受力分析,在X方向,对中心取矩,忽略,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,(二) 车身受力分析,在X方向,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,（三）驱动轮受力分析,在X方向,与Fj区别,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,后轮驱动汽车,作用在驱动轮上的切向作用力,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,四、附着率,附着率,直线行驶,充分发挥驱动力,最低的附着系数,汽车的行驶工况,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,附着率,附着率的计算,地面切向反作用力,地面法向反作用力,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,（一）.加速上坡行驶时的附着率 1.后轮

21、驱动,后驱动轮的附着率,忽略滚动阻力和空气阻力,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,等效坡度,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前驱动轮的附着率,（一）加速上坡行驶时的附着率 2.前轮驱动,忽略滚动阻力和空气阻力,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,等效坡度,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前、后驱动力是根据中央差速器的结构确定的。若令后轴的转矩分 配系数为,（一）加速上坡行驶时的附着率 3.四轮轮驱动,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,前、后轮的切向反作力,（一）加速上坡行驶时的附着率 3.四轮轮驱动,忽略滚动阻力、空气阻力与旋转质量,2-4汽车行驶的附着条件与汽

22、车的附着率,前、后轮的附着率（四轮轮驱动）,前、后轮的附着率（四轮轮驱动）常不相等，讨论：,如果前后驱动轮的分配可以根据运动调节，而使前、后驱动力同时到达附作力的极限,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,不同驱动形式汽车的等效坡度与地面附着系数曲线（q ）,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,附着系数与汽车速度曲线（C2 ua）,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,二.高速行驶时的附着率,后驱动轮的附着率,忽略坡度阻力和加速阻力,2-4汽车行驶的附着条件与汽车的附着率,地面反力与车速的关系曲线 （FX2, FZ2 ua）,附着系数与车速的关系曲线 （C2 ua）,1-5 汽车的功率

23、平衡,汽车行驶时，不仅驱动力和行驶阻力互相平衡，发动机功率和汽车行驶的阻力功率也总是平衡的。就是说，在汽车行驶的每一瞬间，发动机发出的功率始终等于机械传动损失功率与全部运动阻力所消耗的功率。 将汽车行驶方程式两边乘以行驶车速ua，并经单位换算整理出汽车功率平衡方程式（式中功率单位为kw）如下 汽车运动阻力所消耗的功率有滚动阻力功率Pf、空气阻力功率Pw、坡度阻力功率Pi及加速阻力功率Pj。 若以纵坐标表示功率，横坐标表示车速，将发动机 功率Pe、汽车经常遇到的阻力功率 对车 速的关系曲线绘在坐标图上，即得汽车功率平衡图，见图1-36 （图1-36）,2-5汽车的功率平衡,汽车行驶状态,驱动力,

24、行驶阻力,行驶阻力功率,发动机功率,2-5汽车的功率平衡,发动机功率,行驶阻力功率,滚动阻力功率Pf,空气阻力功率Pw,坡度阻力功率Pi,加速阻力功率Pj,2-5汽车的功率平衡,f随车速ua的增大，Pf 的增加更快,Pw是车速ua的三次函数,2-5汽车的功率平衡,汽车功率平衡图,发动机功率 Pe,阻力功率 (Pf+Pw)/T,车速ua,发动机外特性曲线 （Pe n）,ua=0.377nr/igi0,2-5汽车的功率平衡,汽车的后备功率,一定的速度等速行驶,阻力功率 (Pf+Pw)/T,发动机功率Pe,节气门某一开度,后备功率,节气门全开,2-5汽车的功率平衡,汽车的后备功率图（P ua）,2-

25、6装有液力变矩器汽车的动力性,变速器ig,分级式变速器,无级式变速器,液力变矩器,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,一、发动机的外特性比较,活塞式内燃机,等功率发动机,活塞式蒸气机,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,功率平衡与驱动力行驶阻力平衡图,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,活塞式内燃机,优点,缺点,改进措施,分级式变速器,无级式变速器,体积小,重量轻,价格便宜,燃料供应方便,后备功率小,等功率发动机 的性能,ig=0.377npr/i0ua,传动效率非常高,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,活塞式内燃机变速器的汽车 与等功率汽车性能比较,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,无级式变速器,

26、液力变矩器,动液传动,三挡或四挡 AMT,转矩变化范围小,改善汽车的性能,2-6装有液力变矩器汽车的动力性二、液力变矩器,液力变矩器简图,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,（一）液力变矩器的特性无因次特性,无因次特性,变矩比K,效率,p i 特性,泵轮转矩系数,涡轮输出转矩,泵轮输入转矩,速比,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,（二）液力变矩器的特性无因次特性,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,变矩比K,效率,泵轮转矩系数p,变矩器 台架试验,Tp,TT,np,nT,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,（三）液力变矩器的透过性,

27、泵轮转矩系数p,速比i,p不随i变化,p随i变化,非透过性,透过性,泵轮载荷变化情况与涡轮载荷的关系,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的非透过性曲线,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,非透过性变矩器,发动机的转速,曲线的交点,阻力变化,汽车的运动状态变化,发动机的转速不变,汽车的运动状态变化,涡轮转矩变化,涡轮轴的转速改变,负载,泵轮转速,非透过性,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的透过性曲线,透过性液力变矩器扩展了发动机运转的转速范围 和相应的转矩范围,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,透过度p,涡轮不动时，泵轮的转矩和转矩系数,K=1时，泵轮的转矩和转矩系数,非透过

28、性,透过性,p = 1 1.2,p 1.2,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,液力变矩器的输出特性,发动机外特性曲线 Ttq n,涡轮输出功率TT,涡轮输出转速nT,液力变矩器 的输出特性,汽车的动力性,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,非透过性 液力变矩器的输出特性,透过性 液力变矩器的输出特性,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,非透过性液力变矩器与透过性液力变矩器的比较,P33 主要从其效率方面入手,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,液力耦合器,nT的转速增加,Tt逐渐减小,TtTp时，处于不利的工况,液力耦合器工况 （Tt=Tp）,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,汽车动力性计算（装有液

29、力变矩器）,涡轮上的转矩,涡轮上的转速,车速公式,TT,nT,Ua=0.377rnT/i,液力变矩器后面传动装置的传动比,驱动力公式,Ft=TTiT/r,汽车的驱动力图,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,汽车的驱动力图,2-6装有液力变矩器汽车的动力性,装有液力变矩器汽车的特点,2-7 汽车动力性检测一、汽车动力性检测项目及有关标准,汽车动力性检测项目与有关标准 汽车动力性检测项目主要有:加速性能检测、最高车速检测、滑行性能检测、发动机输出功率检测、汽车底盘输出功率检测。 动力性检测可依据的标准有: 1. JT/T198一95汽车技术等级评定标准； 2. GB/T15746.2-1995汽车修

30、理质量检查评定标准-发动机大修； 3. GB3798-83汽车大修竣工出厂技术条件； 4. JT/T201-95汽车维护工艺规范。 5. GB/T12534-1990汽车道路试验通则 6. GB/T12544-1990汽车最高车速试验方法,2-7 汽车动力性检测,二、汽车动力性检测的方法 汽车动力性检测方法可以分为路试与台架 试验两种。 汽车动力性室内台架试验的方式 主要是用无外载测功仪检测发动机功率，底盘测功机检测汽车的最大输出功率、最高车速和加速能力。 优点：室内台架试验不受气候、驾驶技术等客观条件的影响，只受测试仪本身测试精度的影响，测试条件易于控制，所以汽车检测站广泛采用汽车动力性室内

31、台架试验方式。,注意事项：为了取得精确的测量结果，底盘测功机的生产厂家，应在说明书中给出该型底盘测功机在测试过程中本身随转速变化机械磨擦所消耗的功率，对风冷式测功机还需给出冷却风扇随转速变化所消耗的功率。另外，由于底盘测功机的结构不同，对汽车在滚筒上模拟道路行驶时的滚动阻力也不同，在说明书中还应给出不同尺寸的车轮在不同转速下的滚动阻力系数值。,2-7 汽车动力性检测,1、汽车底盘输出功率的检测方法 通过底盘测功机检测车辆的最大底盘驱动功率，用以评定车辆的技术状况等级。 (1)在动力性检测之前，必须按汽车底盘测功机说明书的规定进行试验前的准备。台架举升器应处于升状态，无举升器者滚筒必须锁定；车轮

32、轮胎表面不得夹有小石子或坚硬之物； (2)汽车底盘测功机控制系统、道路模拟系统、引导系统、安全保障系统等必须工作正常； (3)在动力性检测过程中，控制方式处于恒速控制，当车速达到设定车速(误差2km/h)并稳定5s后(时间过短，检测结果重复性较差)，计算机方可读取车速与驱动力数值，并计算汽车底盘输出功率。 (4)输出检测结果。,2-7 汽车动力性检测,2.发动机功率的检测方法 用发动机无外载检测仪检测发动机功率，使用方便，检测快捷，在规范操作的前提下，可对发动机动力性检测与管理提供有效依据。还可以用于同一发动机调试前后、维修前后的功率对比，因此也得到广泛使用。 (1)起动发动机并预热至正常状态

33、，与此同时接通无外载测功仪电源，连接传感器； (2)按仪器使用说明书进行操作； (3)从测功仪上读取(或算成)发动机的功率值。,2-7 汽车动力性检测,3.数据处理 (1)检测的数据处理 目前底盘测功机显示的数值，有的是功率吸收装置的吸收功率的数值，有的则是驱动轮输出的最大底盘输出功率的数值。对于显示功率吸收装置所吸收功率数值的，在检测结果的数据处理时，必须增加汽车在滚筒上滚动阻力消耗的功率、台架机械阻力消耗的功率及风冷式功率吸收装置的风扇所消耗的功率，其计算式应为: 汽车底盘最大输出功率=功率吸收装置所消耗的功率+滚动阻力所消耗的功率 +台架机械阻力所消耗的功率 +风冷式功率吸收装置冷却风扇

34、所消耗的功率,(2)检测发动机最大输出功率的数据处理 依据JT/T198-95汽车技术等级评定标准的规定，所测发动机最大输出功率应与发动机的额定功率相比较。为此，发动机最大输出功率的计算式应为: 发动机最大输出功率Pmax=附件消耗功率P1+传动系消耗功率P2+底盘最大输出功率DPmax 所以，在测得底盘最大输出功率之后，应增加传动系消耗功率P2及附件消耗功率P1，才可确定发动机最大输出功率Pmax，若该汽车发动机额定功率为净功率，不包括发动机附件消耗功率P1，则处理后发动机最大输出功率Pmax的数值为Pmax=P2+DPmax。 用发动机无外载测功仪测得的发动机功率P为净功率，若该汽车发动机

35、的额定功率为总功率，而不是净功率，则所测得的功率P应加发动机附件消耗功率P1后才可与额定功率相比较。,2-7 汽车动力性检测三、汽车底盘测功机,（一）、底盘测功机的功能 底盘测功机是模拟汽车在道路上行驶时受到的阻力，测量其驱动轮输出功率以及加速、滑行等性能的设备。有的底盘测功机还带有汽车燃料消耗量检测装置。底盘测功机具有如下功能: 测量汽车驱动轮输出功率。 检验汽车滑行性能。 检验汽车加速性能。 校验车速表。 校验里程表。 配备油耗仪的底盘测功机可以在室内模拟道路行驶，测量等速油耗。,2-7 汽车动力性检测,（二）、底盘测功机的基本结构及工作原理 底盘测功机是一种不解体检验汽车性能的检测设备，

36、它是通过在室内台架上汽车模拟道路行驶工况的方法来检测汽车的动力性，而且还可以测量多工况排放指标及油耗。同时能方便地进行汽车的加载调试和诊断汽车在负载条件下出现的故障等。由于汽车底盘测功机在试验时能通过控制试验条件，使周围环境影响减至最小，同时通过功率吸收加载装置来模拟道路行驶阻力，控制行驶状况，故能进行符合实际的复杂循环试验，因而得到广泛应用。底盘测功机分为两类，单滚筒底盘测功机，其滚筒直径大(1500-2500mm），制造和安装费用大，但其测试精度高，一般用于制造厂和科研单位；双滚筒式底盘测功机的滚筒直径小(180-500mm），设备成本低，使用方便，但测试精度较差，一般用于汽车使用、维修行

37、业及汽车检测线、站。近年来因电子计算机技术的高度发展，为数据的采集、处理及试验数据分析提供了有效的手段，同时为模拟道路状态准备了条件，加速了底盘测功机的发展，加之各类专用软件的开发和应用，使汽车底盘测功机得到了广泛的推广。,2-7 汽车动力性检测,1、汽车底盘测功机的基本结构 汽车底盘测功机主要组成 道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。普通型道路模拟系统如图 l所示。,2-7 汽车动力性检测,2-7 汽车动力性检测,2.工作原理 汽车在道路上运行过程中存在着运动惯性、行驶阻力，要在试验台上模拟汽车道路运行工况，首先要解决模拟汽车整车的运动惯性和行驶阻力问题，这样才能

38、用台架测试汽车运行状况的动态性能。为此，在该试验台上利用惯性飞轮的转动惯量来模拟汽车旋转体的转动惯量及汽车直线运动质量的惯量，采用电磁离合器自动或手动切换飞轮的组合，在允许的误差范围内满足汽车的惯量模拟。至于汽车在运行过程中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力等，则采用功率吸收加载装置来模拟。路面模拟是通过滚筒来实现的，即以滚筒的表面取代路面，滚筒的表面相对于汽车作旋转运动。在系留装置及车偃等安全措施保障下，通过控制系统可对加载装置及惯性模拟系统进行自动或手动控制，以实现对车辆的动力性如加速性能、汽车底盘输出功率、底盘输出最大驱动力、滑行性能、车速表校验、里程表校验等项目的检测。,2-

39、7 汽车动力性检测,四、汽车底盘测功机的构造 (一)道路模拟系统 1、滚筒装置 滚简直径 底盘测功机所采用的路面模拟系统的滚筒一般是直径为180-400mm的钢滚筒，按其结构形式可分为两滚筒和四滚筒两种。所谓两滚筒路面模拟系统由两根短滚筒组成，其特点是支承轴承少，台架的机械损失小;所谓四滚筒路面模拟系统由四根短滚筒组成，它较两滚筒多了四个支承轴承和一个联轴器，在检测过程中，其机械损失较大。,2-7 汽车动力性检测,2、功率吸收装置（加载装置） （1）底盘测功机功率吸收装置类型 在汽车检测线上所用的底盘测功机功率吸收装置的类型有：电涡流式、水力式、电力式。 由于一般水力式功率吸收装置的可控性较电

40、涡流式差，电力测功机的成本较高，因而国内所生产的汽车底盘测功机大多数采用电涡流式功率吸收装置。,(2）电涡流功率吸收装置的基本结构 电涡流测功器主要由定子和转子两部分组成。在定子四周装有励磁线圈，转子与测功机主动滚筒相连，在磁场中转动。当励磁线圈通以直流电时，磁力线在定子、涡流环、空气隙和转子之间构成回路。磁通的大小与励磁线圈的应数以及所通过的电流大小有关。转子外圆制成凸凹不同的形状，由于通过齿顶和凹槽的磁通不一样，凸出部分比凹陷部分通过的磁通多，当转子旋转时，引起磁通的变化，从而在固定的涡流环中产生涡流。这种涡流产生的磁场又产生一个与转子旋转方向相同的转矩，由于作用与反作用的关系，转子产生一

41、个与自己转动方向相反的转矩，该转矩是转子转速和磁场电流的函数。由于转子与滚简相连，就等于给滚筒施加了一个阻力，用这个阻力来模拟汽车在道路上行驶的阻力。这个对转子起制动作用的扭矩，使浮动的定子顺着转子旋转方向摆动。制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节，所以，电涡流测功器很容易实现自动控制。,2-7 汽车动力性检测,2-7 汽车动力性检测,3.惯性模拟装置 上述结构为常见于仅检测汽车底盘输出功率的汽车底盘测功机。为了检测汽车的滑行性能，我国目前有部分非电力式底盘测功机配备有惯性模拟系统如图 所示。,2-7 汽车动力性检测,2-7 汽车动力性检测,(二)底盘测功机采集与控制系统 1.车速信号采集 2.驱动力信号 汽车底盘测功机驱动力传感器可分为两种，其一是拉压传感器，安装图如图 10(a)所示；其二是位移传感器，其安装图如图 10(b)所示；它们一边连接功率吸收装置的外壳，另一边连接机体。,2-7 汽车动力性检测,2-7 汽车动力性检测,3、汽车底盘测功机控制系统 4、测油耗装置。 （三)安全保障系统 安全保障系统包括左右挡轮、系留装置、车偃、发动机与车轮冷却风机，其作用如下: