底盘测功机

底盘测功机

是一种不解体检验汽车性能的检测设备，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。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4部分组成。

一、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型式，如图13—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。

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，可根据使用情况适应选择，尽量使滚筒的附着力接近于道路的实际情况。光滚筒是目前应用最多的一种形式，对于双滚筒的光滚筒，由于轮胎对滚筒的比压增大，

虽然附着系数较低，但车轮与光滑滚筒问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。

二、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。功率吸收装置上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。

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，但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。但电力测功器的制造成本高，一般科研单位使用较多。

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13-2所示。它主要由定子和转子两部分组成。在定子四周装有激磁线圈。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。

当激磁线圈通过直流电时，两级间产生磁场。转子通过激磁线圈磁场转动，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。调节通过激磁线圈电流的大小，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。

三、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

汽车底盘测功机按中华人民共和国国家计量检定规程JJG865－1994《汽车底盘测功机》中定义为:

“底盘测功机是用于测量汽车驱动轮输出功率、扭矩(或驱动力)和转速的专用计量设备。底盘测功机主要部分分为滚筒机构、动力吸收装置、控制与测量系统和辅助装置。”目前，其主要用于两个方面:1)测量汽车底盘输出最大功率测量或某一速度下底盘最大输出功率，简称性能底盘测功机；2)汽车尾气排放简易工况法环保检测中用以模拟汽车道路行驶阻力，简称环保底盘测功机。两种类型底盘测功机虽然都称为汽车底盘测功机，但由于其使用对象和要求不同，在性能、技术含量和价格上存在本质的区别，具体分析如下:

1.底盘测功机测量目的和状态不同

性能底盘测功机主要是用来测量在用汽车底盘最大输出功率或某一恒定速度点汽车底盘最大输出功率，主要是考察在用汽车发动机输出功率和传动机构性能下降情况。而环保底盘测功机主要是用来模拟汽车在道路行驶的阻力，其实际上是台驾式汽车道路阻力模拟装置。由于实际使用的目的和状态不同，因此两者在设计理念、目的和出发点上存在本质的区别，造成两者在性能上存在本质区别。

2.底盘测功机测量精度和加载精度要求不同

环保底盘测功机的测量精度和加载精度比性能底盘测功机要求高。性能底盘测功机吸收功率加载精度要求为:

“A类±

3.8％(测量值大于20％F·S)或±8％(测量值小于20％F·S)”；而环保底盘测功机吸收功率加载精度要求为:

“±

0.2kW或吸收功率±2％，两者取大值。满负荷精度为±

0.5kW”。产生以上差异主要是因为性能底盘测功机测量的是汽车的最大底盘输出功率或某点恒速最大功率，至少都有几十千瓦的输出功率；因此，误差几个千瓦对测量结果影响不大。而环保底盘测功机是模拟汽车在城市道路行驶的状况，对于普通轿车，一般加载功率为几千瓦~十几千瓦，加载功率较小，且加载的准确度直接影响排放测量的准确度和重复性，故要求较高和更严。

3.底盘测功机响应时间要求不同

环保底盘测功机对底盘测功机的力矩加载响应时间有较为严格的要求，为:

“在测功机控制系统发出命令后，200毫秒内扭矩响应达到指定值的90％，并且在300毫秒内达到指定扭矩，误差不得超过2％，最大扭矩冲击值不得超过指定扭矩的25％。”而性能底盘测功机对此没有要求。主要是因为性能底盘测功机测量汽车的最大底盘输出功率或某点恒速最大功率，只要能测出最大功率点就可以，对测功机响应时间基本没有要求。而环保底盘测功机是模拟汽车在城市道路行驶的状况，有加速、减速和恒速过程，要求底盘测功机具有瞬时测量和实时变载荷加载功能，故对测功机响应时间有严格要求，且这项指标对排放测量结果有一定的影响，故其要求较严和较高。