10第十章 汽车室内台架试验系统

2、多组份排放分析系统
多组份排放分析系统有直接模态大量检测、
稀释尾气检测、实时连续检测多种不同的数据处 理方式，检测的气体包括CO、CO2、HC、NOX、O2 等成分。
3、颗粒物测试系统
颗粒物测试常用的有扩散荷电法和部分流法
二种不同的测试方式。扩散荷电法的测试原理是 汽车排出的废气经喷射泵稀释后，使气体离子带 电，通过测量电流数值计算颗粒物的浓度；部分 流法的测试原理是按照一定比例对排气进行采样、 稀释，然后通过过滤的方式采集并测试稀释排气 中的颗粒物的质量。
件设备有：汽车排放定容稀释采样系统、多组份排放分析系统、
颗粒物测试系统、汽车排放检测控制系统和汽车排放测试主控
软件系统等，如图10-13所示。
图10-13 汽车排气污染物测试系统 1--定容稀释采样系统，2--多组份排放分析系统， 3--颗粒物测试系统，4--汽车排放检测控制系统
1、汽车排放定容稀释采样系统
4、汽车排放检测控制系统
汽车排放检测控制系统的作用是对汽车排气
污染物测试系统全工作过程的自动跟踪控制，其 控制内容包括汽车底盘测功机的工况模拟控制和 汽车排气的稀释与检测控制二大部分，是汽车排 气污染物测试系统的中枢神经系统。
10.4 汽车主要总成室内台架试验系统
汽车是一个由多总成部件构成的十分复杂的机电一 体化系统，任何一个总成部件的质量与设计缺陷，都会 对汽车整车性能构成极大的危害，为此汽车业界都十分 重视汽车总成部件的试验工作。此外，汽车总成部件的 种类、数量特别繁多，汽车总成部件的试验设备必然十
三、工况法汽车排放测试系统
我国汽车排放法规所规定的工况法采用的是欧共体的排放
体系，测试汽车按照规定的15个工况运行四个循环加上400S的 郊外高速运行工况全过程平均每公里所排出HC、CO、NOX和 PM（碳烟）等有害气体的质量（g）。由于工况法汽车排放测 试需要模拟较为复杂的汽车运行工况，因此需要使用性能良好 的高精度汽车底盘测功机；汽车排放污染物测试需采用硬、软
避障、汽车下陡坡失去速度控制状态下的急转等试验在实车
上几乎根本不可能进行，但类似的上述极端工况在实际的行 驶过程中不时还会发生。为很好地解决汽车操纵稳定性问题， 有些汽车公司开始利用模拟试验台进行汽车操纵稳定性试验。
2、汽车行驶平顺性试验系统
汽车行驶平顺行驶性台架试验需在专门的单鼓四轮式汽车 底盘测功机上进行。
第十章 汽车室内台架试验系统
汽车室内台架试验的特点是精度高、试验不受室外 环境条件的影响，因此实验效率高、实验结果的重复性 好。室内台架试验系统不仅可以进行机构、总成及零部
件试验，如发动机、变速器、悬架装置等的性能和它们
的结构强度、刚度、疲劳寿命、耐久性等，还可进行整 车性能试验，如动力性、经济件、制动性、操纵稳定性、 平顺性等。
自1957年美国加州颁布实施世界上第一部汽车排放法规以 来，世界各国陆续制定了自己的汽车排放法规。由于我国汽车 产业的发展相对比较滞后，因此直到1983年才出台了第一份汽 车排放标准，其内容是检测汽油车怠速污染物浓度和柴油车自 由加速的烟度。但到上个世纪末，由于汽车保有量的快速增长， 汽车所带来的大气环境污染日益严重。我国对大城市大气环境 监测的结果表明，汽车排放对大气环境污染的贡献率已超过 60%以上。为了改善大气环境质量，我国自2001年开始改变过 去只检测汽油车怠速污染物浓度和柴油车自由加速烟度的方法， 引进欧共体的汽车排放标准体系，制定了我国的第一部汽车排 放法规，对新开发的车型采用工况法检测汽车排放有害气体的 总量。由于受设备条件和可操作性等因素的限制，对于新车的 出厂检验和在用车，沿用老标准直到2005年才出台了新的简易 工况法的汽车排放标准。
机具有最优的各项性能。此外，电力测功机在模拟汽车行驶阻
力的过程中处于发电模式，汽车车轮施加给测功机的机械能被 转换为电能并回馈给电网，因此它具有良好的节能效果。 水力侧功机和电涡流测功机都不具有驱动功能，为了模拟 汽车行驶时的惯性，常在汽车底盘测功机上配有可自由组合的
惯性飞轮组。
三、汽车整车室内台架试验的内容
于不同的试验项目，视其试验内容和要求的不同，在室内构 建与之相适应的测试环境，并补充相应的传感器就可完成相
关的试验。
1、汽车操纵稳定性试验系统
汽车操纵稳定性的实车试验往往比较困难，如：高速蛇 行、高速回正、转向盘转角脉冲、转向盘转角阶跃等项目的 试验。除此之外，还有更极端工况的试验，如汽车高速紧急
一、汽油车双怠速及简易工况法排放测试
国标规定，轻型汽车的高怠速转速为2500±100r/min；重 型车的高怠速转速为1800±100r/min。双怠速排放的测试方法 是：测试发动机怠速运行和高怠速运行工况所排出废气中HC、 CO和NOX等有害气体的浓度。 国标中定义的简易工况有三种，即：稳态工况、瞬态工 况和简易瞬态工况，对于机动车保有量大、污染严重的地区， 可任选其中一种。 瞬态工况和简易瞬态工况排放检测的测定值是汽车按照 规定的工况行驶，每一公里所排出HC、CO 、NOX和CO2等气体 成分的克数。 稳态工况排放检测，国标定义了二个匀速运行工况：一 是汽车在底盘测功机上以25±1.5km/h的车速、50%的负荷匀 速运行；二是汽车在底盘测功机上以40±1.5km/h的车速、 25%的负荷匀速运行。测试此二个工况下汽车排气中HC、CO 和NOX等有害气体的浓度。
二、汽车底盘测功机的结构原理
汽车底盘测功机主要由测功机、传感器、转鼓组件、控制 系统与车辆固定装置等组成。转鼓组件是汽车室内性能试验的 行驶“路面”；借用测功机模拟汽车行驶时的空气阻力、坡道 阻力及加速阻力；利用各种传感器获得测试结果。
加载装置——测功机
测功机有水力、电涡流和电力等多种不同的结构型式。由 于电力测功机既可模拟汽车行驶时的各种阻力，又可利用其驱 动功能模拟汽车的惯性，因此装用电力测功机的汽车底盘测功
要想准确的检测出汽车尾气中CO、HC、NOX等有
害气体的质量，目前常采用的方式是：利用清洁空气 对排气进行稀释（稀释用清洁空气的量是汽车排出废 气的8倍以上），然后采用汽车排放定容稀释采样系 统，检测稀释后样气的浓度，便可计算出单位行驶里 程的CO、HC、NOX质量。试验控制与数据处理由计算 机控制自动完成。
10.2汽车整车道路振动模拟试验系统
汽车整车的振动特性、汽车结构件与传力部件的结构疲劳 强度、整车异响评估、汽车悬架与车身的可靠性耐久性等性能 参数，是汽车研发过程中必须的重要技术资料。为了快速方便 地获得这些性能参数，目前国际上的汽车制造商普遍采用汽车 整车道路振动模拟试验系统。
10.3 汽车排放试验系
10.1 汽车整车性能室内台架试验系统
汽车性能只有在运行的过程中才能体现出来，为
此要想在室内进行整车性能试验，就必须让汽车运行 起来。然而，将试验道路建在室内不太现实，为此常 利用转鼓替代汽车行驶的路面，即转鼓试验台，又称 汽车底盘测功机，是汽车在室内进行整车性能试验最 基础的设备。
一、汽车底盘测功机的结构型式
二、柴油车烟度测试系统
GB 3847—2005《车用压燃式发动机和压燃式发
动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》中规定， 柴油车应对发动机全负荷稳定运转、自由加速及加 载减速等运行状态的烟度进行检测。关于烟度的检 测，目前的主流设备是不透光式烟度计，如图8-7所 示。欲检测发动机全负荷稳定运转及加载减速等运 行状态的烟度，还需调用汽车底盘测功机。
分繁杂，试验设备的种类、数量和试验内容比整车试验
要多得多，由于受篇幅的限制不可能逐一介绍，在此只
பைடு நூலகம்
给出几个主要典型总成部件试验系统的示例。
一、发动机台架试验系统
二、汽车动力与传动试验系统
三、传动系统主要总成部件试验系统
四、悬架与座椅试验台
汽车整车室内台架试验的内容十分丰富，除前面述及的 汽车动力性和经济性的各项性能外，室内台架试验还可以进 行汽车制动性能、汽车低高温环境实验、汽车噪声试验、汽
车操纵稳定性试验、汽车行驶平顺性试验、汽车排放试验及
其他各类研究性试验。 汽车动力性、经济性、噪声、环境、可靠性与耐久性等
的室内试验，所用的主体基础设备都是汽车底盘测功机，对
车轮在转鼓上的受力
G ( F1 F2 ) cos
（10-1）
由于 cos ＜1 ，因此 F1 F2＞G ，汽车在转鼓上行驶的滚 G与 动阻力比在道路上行驶的阻力大。车轮半径越大， 越小， F1 F2 的差值越小；车轮半径越小， 越大， G 与 F1 F2 的差 值越大。此外，由于汽车在双转鼓上车轮与转鼓的作用状态与 在路面上的作用状态存在很大的差异，由此亦会带来较大的测 试误差。