第九章 测试技术在汽车上的应用

汽车振动的测试
§ 9.3.3 测试系统的软件介绍
2 控制系统软件介绍 （1）程序流程图
汽车振动的测试
§ 9.3.3 测试系统的软件介绍
（2）程序运行
汽车振动的测试
§ 9.3.3 测试系统的软件介绍
3. 误差分析处理 在开发实验台的闭环控制系统中，加速度传
感器在测量加速度信号时所产生的误差，将直接 影响控制精度。引起加速度测量误差的因素是多 方面的，主要是试验设备的限制，以及外界原因 造成 。
自动控制两种。
双滚筒式底盘测功机加（减）载控制系统由计 算机及外部设备和电涡流机及其控制器组成。
JA
键 盘 输 入
计 D/A 算
机 JB
速度、力 调节器
JA
模拟
开关
电流 调节
器
脉冲 移相
器
可控 硅整 流器
JB
模拟
开关Leabharlann Baidu
定电流 设定
电流 反馈
功能模块
力传感器
单相 电源
220V AC
D/A
速度传 感器
底盘测功 机滚筒
发动机参数的测试
§ 9.2.4 压力测量
发动机台架测试系统中，一般需测定的压 力参数有：润滑油压力，大气压力、进气压 力、排气背压、曲轴箱压力、缸内压力、进气 真空度、测功机冷却水压等。
发动机参数的测试
§ 9.2.5 流量测量
在发动机的试验中，需要进行各种液体和气 体的流量测量，包括：燃油消耗量、润滑油流 量、冷却液流量、空气进气量、排气流量、曲 轴箱漏气量等。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
滚动阻力系数：按照平坦干燥的水泥路面计算系数，一 般取值为0.015，在最高车速测量中有用，但注意在“输 入汽车参数”中的前后轴重应该正确输入。
空气阻力系数：一般取值0.8，在最高车速测量中有用， 但注意在“输入汽车参数”中的轮距和车高（计算迎风 面积使用）应该正确输入。
1. 底盘测功试验台的结构、原理
（1）滚筒装置 （2）功率吸收装置 （3）测量装置 （4）辅助装置
单轮双滚筒试验台测量示意图
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测功
2.控制系统
控制系统是底盘测功机的关键组件，其技术 水平的高低，性能好坏，直接影响到整机性能。 汽车底盘测功机的控制系统分为全自动控制和半
扭矩系数：用于车辆牵引力的标定，使计算机中的扭力 值与面板一致。
距离参数：此值一定与车速系数保持一致。
恒速速度：恒速功率测量时，系统认为速度达到稳定的 容许误差范围。
恒速稳定点数：恒速功率测量时，系统采集数据事，必 须在上述认为稳定的速度下保持的时间数。
条屏通道：指挥驾驶员操作的引导屏使用的串口编号。
速度测试：此参数是处理速度的一个变量，一般取3.0-5.0 比较合适，如果太小，车速可能不稳定。
Pjs、Ps、Is、Ds: 是 恒 速 功 率 测 量 时 PID 参 数 ， 以 现 场 调
试为准。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
在菜单“系统设置”下，进入“硬件调试”，可进入系统功 能测试画面
过计算得出 P Tn
式中 T（N∙m）为
转矩，转速n（r/m95in5）0 ，功率P(kW)
汽车振动的测试
汽车振动是影响汽车性能的重要因素，这种 振动会严重地影响汽车的平顺性和操纵稳定性 以及汽车零部件的疲劳寿命。另外，严重的汽 车振动还会影响汽车的行驶速度和产生噪声， 所以汽车振动的测试具有十分重要的意义。下 面以悬架性能测控分析系统为例来介绍汽车振 动的测试。进行汽车悬架性能试验研究的关键 是由振动试验台、测控装置及数据处理组成的 悬架性能测控分析系统。
第九章 测试技术在汽车上的应用
§ 9.1 概述 § 9.2 发动机参数的测试 § 9.3 汽车振动的测试 § 9.4 汽车动力学测试
概述
随着汽车性能的不断提高，汽车测试技 术水平也有了很大的发展，室内台架试验以 较高的精度在室内试验台上测试汽车整车及 总成和零部件，并能消除不需研究的某些因 素，容易控制试验条件。
电涡流机
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测功
典型的底盘测功试验台的结构如图 底盘测功机除载荷控制外，还有举升器升降、电磁离合 器接合、水泵通断、车辆检测灯等位控信号的控制。这 些位控信号通常都是由计算机输出经信号放大、驱动来 实现。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
3.可测项目
发动机参数的测试
§ 9.2.2 发动机试验台的组成
（1） 测功器及控制系统 （2） 发动机台架 （3） 燃油消耗量测量仪 （4）空气消耗量测量仪 （5）进排气系统 （6）冷却液温控系统 （7）润滑油温控系统 （8）测量系统 （9）动态仿真试验台
发动机参数的测试
§ 9.2.3 温度测量
（1）温度测量是发动机测试的主要项目之一， 在发动机中，环境温度、进气温度、排气温 度、缸内燃烧气体温度、冷却液温度、润滑油 温度、测功器冷却液温度、燃油温度等都是影 响发动机性能的重要参数。 （2）温度测量用传感器按测量方式一般有接触 式传感器和非接触式传感器两种。根据测试系 统选用相应的温度传感器。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
系统主界面
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
额定扭矩工况测量图
额定功率工况测量图
额定功率工况 测量图
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
测量的界面和生成的曲线
(12)底盘（台架）损耗功率的反拖实验。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
4.半自动测量（人工操作）
KDCG-10型汽车底盘测功机的半自动控制和数字显示
部分是以单片微机为核心的智能仪表构成的，它可以
作为一个单独仪表使用，也可以配合主控微机使用，
担任测量数据的采集、量化、计算和显示工作。
KDCG-10型汽车底盘测 功机的数字显示面板
2）试验条件与装车条件尽量一致。发动机应带 有国家标准中规定的附件，包括空气滤清器和 排气消声器等。
3）试验设备和测量仪表的精度和安装位置应符 合 国 家 《 汽 车 发 动 机 性 能 试 验 方 法 》 （ GB /T18297-2001）的要求，以保证正确测量及不 同的试验台测量时的可比性。
4）采用先进的测试技术和仪表，实现测试设备 的自动化和现代化。
转速的测 量： 按照测量方法分类可分为仪表直接与被测 旋转轴接触测量的接触法，仪表不与被测旋转 轴接触的非接触法，以及从转轴以外的检测的 方法等。
按测量原理分类可分为机械式、电气式、 电子式3种。
发动机参数的测试
§ 9.2.6 转速和功率测量
功率的测 量 ：功率的测量通常采用间接测量的方法， 即直接测出发动机输出轴的转矩和转速后通
（1）振幅引起的误差 （2）频率引起的误差 （3）传感器、放大器、采集器引起的误差 （4）闭环控制精度
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测功
汽车底盘包括传动系、行驶系、转向系和制动 系。 汽 车 底盘 的 技 术状况关系到整车行驶的稳定 性和安全性，同时还影响发动机动力的传递和燃 油的消耗。因此，汽车底盘的测试与有十分重要 的意义。
开环控制 闭环控制
汽车振动的测试
§ 9.3.3 测试系统的软件介绍
定频振动闭环控制系统框图
扫频振动频率上升阶段控制系统方框图
汽车振动的测试
§ 9.3.3 测试系统的软件介绍
2 控制系统软件介绍
本模块采用Visual C++生成的SDI单文档应用程序，主 要完成试验台的开环和闭环控制，使硬件部分协调工 作，达到控制目的。实现数据实时采集、绘制加速度实 时变化曲线、观测试验台的基本振动情况。
常用流量测量方法一般分为容积型、速度 型和质量型三类。一般根据被测介质的性质、 流量计用途、工况条件、安装条件、振动情况 等进行合理选用。
发动机参数的测试
§ 9.2.6 转速和功率测量
在发动机试验研究中，转速是一个重要的特 性参数。发动机曲轴转速的测量，可以用来计 算发动机的有效功率；也可以由此判定或控制 发动机工况的稳定程度。
两个工况组成。运转循环图如图。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
ASM工况法测量
系统参数是与检测密切相关的重 要参数，不正确的参数将使系
统无法工作。一般由现场工程
师调好以后不再改变。
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
车速系数：由滚筒直径决定的系数。其值 = 直径 ×3.14159 / 25（或50）。
(1)额定扭矩工况测量。
(2)额定功率工况测量。
(3)恒车速测量底盘输出功率。
(4)恒扭矩测量底盘输出功率。
(5)各种速度区间加速时间和距离的测定。
(6)各种速度区间滑行时间和距离的测定。
(7)车速表校准。
(8)里程表校准。
(9)最高车速测定。
(10)定工况燃料经济性测定(另配油耗计)。
(11)多工况加载排放测定（另配尾气检测仪）。
反拖损耗功率测量
直接挡加 速测量
滑行距离 测量
汽车动力学的测试
§ 9.4.1 汽车底盘测
功
5.自动测量（电脑控制过程）
目前测量车辆排放一般都在无负荷的情况下进行，采用怠速或双怠 速法测量尾气排放，这种方法无法检测现代技术制作的汽车的尾 气排放故障，但测试仪器价格便宜，检测方法简单快捷，一般检 测站均使用此方法。现在国家有关部门为了适应环保的新要求， 制定了新的排放检测方法，即加速模拟工况实验法，简称工况法 （ASM法）。 进行ASM法测量时，需要对台体的损耗功率进行 标定，标定的方法按照损耗功率测量中的进行就可以了，但是此 时只对特定速度下的损耗功率感兴趣（25 km/h 和40 km/h）。 车辆在底盘测功机上的实验运行循环由ASM5025和ASM2540
汽车振动的测试
§ 9.3.1 系统方案
方案工作流程：
汽车振动的测试
§ 9.3.2 硬件介绍
测试系统的软件介绍
汽车振动的测试
§ 9.3.3 测试系统的软件介绍
上所述的测试系统，需要由计算机控制 变频器改变试验台的振动频率，由计算机发出 控制信号给步进电动机改变试验台的振幅，所 以开发了控制软件，在程序中设计了控制算 法，使设备协调工作，实现对频率和振幅的控 1制. 试. 验台控制方式
发动机参数的测试
发动机的主要性能指标有:动力性指标、经济性 指标、振动与噪声、排放性能指标等。针对这些 性能指标的检测，开发了各种测试设备，有通用 仪表，也有专用仪表。随着电子技术和计算机控 制技术的不断提高，智能化仪表得到广泛的应 用。
发动机参数的测试
§ 9.2.1 对发动机试验台的要求
1）发动机应安装方便，在一定功率和转速范围 内能试验不同类型的发动机，有一定的通用 性．这需要合理地选择测功器的型号。