汽车底盘测功机构、工作原理与使用维护

汽车底盘测功机构、工作原理与使用维护

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汽车底盘测功机结构、工作原理与使用维护-汽车

汽车底盘测功机结构、工作原理与使用维护

文／广东蔡元兵王井

新版《营运车辆综台性能要求和检验方法》(GB18565)即将发布，很多用户在汽车底盘测功机的选购上还在观望，—方面担心采购的汽车底盘测功机不符合新版GB18565的要求，另—方面顾虑采购的汽车底盘测功机能力过剩，增加不必要的投入。下面笔者对汽车底盘测功机的结构、工作原理与使用维护进行说明，希望能对大家有所帮助。

一、汽车底盘测功机的基本结构及工作原理

汽车底盘测功机是一种不解体检测汽车性能的检测设备，它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负载条件下出现的故障。

1．基本结构

汽车底盘测功机主要由道路模拟系统、数据采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。如图1所示为道路模拟系统。

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惯量，采用电磁离台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惯量模拟。至于汽车在

运行中所受的空气阻力、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，即以滚筒表面取代路面，滚筒的表面相对于汽车做旋转运动。

二、汽车底盘测功机各系统介绍

1.道路模拟系统

(1)滚筒

①滚筒壹径：汽车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，按其结构性可分为两滚筒和四滚筒。所谓两滚筒路面模拟系统由两根长滚筒组成，其特点是支撑轴承，台架的机械损失少；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撑轴承和一个联轴器，在检测过程中，其损失较大。

②滚筒的表面状况：滚筒的表面状况是指滚筒表面的加工方法和清洁程度（水、油和橡胶粉末的污染等）。汽车在干燥滚筒上的驱动过程是一个摩擦过程，总摩擦力有若干分力组成，如：F总=F附着+F阻滞，其中F附着是指接触面间的附着力；F阻滞是轮胎在滚筒上滚动变形时，由于伸张作用能量的差别而消耗的能量，进而转化为阻止车轮滚动的作用力；该两项分力取决于轮胎材料、结构和温度。

附着系数随速度增加而下降的原因较为复杂，一方面由于滚筒圆周速度提高，橡胶块与滚简之间的嵌台程度越来越差，在未达到平衡状态之前便产生了华东和振动；另一方面随着速度的提高，接触面的温度上升加快，很快茌滚筒表面形成了一层橡胶膜，降低了附着系数。

③安置角：所谓汽车车轮茌滚筒上的安置角是指车轮与滚筒接触点的切线方向与水平方向的夹角。安置角对滚动阻力的影响，根据车轮在滚筒上匀速旋转时的受力分析，由力偶平衡定理得知，台架的滚动阻力系数随着安置角增大而增大。试验过程对安置角的要求如下：车轮带动装有惯性飞轮的滚筒以最大加速度加速时，不得驶出滚筒，以确定最小安置角；当台架滚筒制动后，保证车辆仍可驶出滚筒，以确定最大安置角。在装有惯性飞轮及吸收装置加载的条件下，汽车以最大加速度加速时，确保车轮不驶出滚筒，以确定其最小安置角。由于安置角与滚筒直径、中心距以及轮胎尺寸有关，所以不同吨位级的汽车底盘测功机适应不同范围的轮胎尺寸。

(2)功率吸收装置（加载装置）

在汽车检测线所用的底盘测功机功率吸收装置的类型有：电涡流式、水力式和电力式。水力式功率吸收装置的可控性较电涡流式差，电力测功机的成本比较高，故一般采用电涡流式功率吸收装置。电涡流式功率吸收装置的基本结构分为水冷式和风冷式两种。

水冷式电涡流功率吸收装置的基本结构，如图2所示。其主要由转子（包括带齿状凹凸的感应子17、轴7）和定子（包括作为磁轭的铁芯1、涡流环2、励磁绕组18、端盖3）组成。其特点是：结构复杂、安装不便；较风冷式测量精度高；冷却效率高，适合持续运行工况使用；冷却水温度一般不超过60C，以防结垢、冷却水PH值按说明书规定执行。

风冷式电涡流功率吸收装置的基本结构，如图3所示，其主要由转子、定子、励磁线圈、支撑轴承、冷却风扇叶片、力传感器等组成，其特点是：结构简单，安装方便；冷却效率低，不宜长时间运行，一般在高转速、大负荷下工作时间不宜超过既定时间；冷却风扇在工作时消耗一定的功率，故应将此消耗的功率计入汽车底盘输出功率。

(3)惯性模拟装置

汽车在道路上行驶时汽车本身具有一定的惯性，即汽车的动能：而汽车在底盘测功机上运行时车身静止不动，是车轮带动滚筒旋转，在汽车减速工况时，由于系统的惯量比较小，汽车很快停止运行，所以检测汽车的减速工况和加速工况时，汽车底盘测功机必须配备惯性模拟系统。

汽车底盘测功机台架转动惯量是通过飞轮来实现的，目前由于对汽车台架的惯置没有制定相应的标准，因而国产底盘测功机所装配的惯性飞轮的个数不同，且飞轮惯量的大小也不同，飞轮的个数越多，则检测精度愈高。下面简单介绍一种带有反拖装置的底盘测功机。

所谓反拖系统是采用反拖电机带动功率吸收装置、滚筒及车轮以及汽车传动系的一种装置，如图4所示，其基本结构由反拖电机、滚筒、车轮、扭矩仪（或电机悬浮测力装置）等组成。它的特点是：可以方便检测汽车底盘测功机台架的机械损失；可以检测汽车传动系、主减速器、车轮与滚筒以及台架机械系统的阻力损失，但值得注意的是在检测过程中，主减速器、车轮与滚筒的正向拖动与反向拖动阻力与差异，目前尚未得到广泛应用。

2．采集与控制系统

(1)车速信号采粜

目前国内检测线用的汽车底盘测功机所采用的车速信号传感器可以分为以下几个类型。

①光电式车速信号传感器

图5为直射式光电车速传感器的工作示意图，它由光源、带孔圆盘（光栅）和光敏管组成。汽车车轮在光滚筒上滚动时，带动光栅以一定的转速旋转，光源