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1、教 案 用 纸教学过程主 要 教 学 内 容 教学方法教学手段新课教学65分钟第六章 整车的诊断与检测汽车整车的技术状况，关系到车辆行驶的动力性、经济性、排气净化性、安全性、操纵稳定性、行驶平顺性和乘坐舒适性等使用性能，因此，是汽车诊断与检测的重点内容。汽车整车技术状况的变化，主要表现在故障增多、性能降低和损耗增加上。用来诊断整车技术状况的参数，如表2-1所列。在诸多诊断参数中，要特别选出那些与汽车的动力性、经济性、排气净化性、安全性和操纵稳定性等有关的参数进行检测、分析与判断，以便确定整车的技术状况。汽车整车诊断参数的检测，既可以整车在道路试验中进行，也可以整车在室内的滚筒(转鼓)式试验台上
2、进行。当汽车整车在室内的滚筒式试验台上进行试验时，滚筒式试验台是以筒的表面代替路面，试验时通过加载装置给滚筒施加负荷，以模拟行驶阻力，使汽车尽可能在接近实际行驶工况下进行各项检测与试验。因此，汽车的动力性、燃料经济性、加速性、滑行性、制动性和车速表指示误差等，均可以在滚筒式试验台上测定。对汽车整车的技术状况和性能进行诊断与检测时，应使用整车检测设备。第一节 动力性检测在室内检测在用汽车动力性时，采用驱动车轮输出功率或驱动力作为诊断参数，须在底盘测功试验台上进行。驱动车轮输出功率的检测，即通常所说的底盘测功。底盘测功的目的，一是为了获得驱动车轮的输出功率或驱动力，以便评价汽车的动力性；二是用获得
3、的驱动车轮输出功率与发动机飞轮输出功率进行对比，求出传动效率，以便判定底盘传动系的技术状况。底盘测功在滚筒式试验台上进行，该试验台通常称为底盘测功试验台或底盘测功机。一、底盘测功试验台的类型、结构与工作原理1类型按照不同的分类方法，底盘测功试验台可以分出不同的类型。如果按测功装置中测功器形式不同，底盘测功试验台可以分为水力式、电力式和电涡流式三种；如果按测功装置中测功器冷却方式不同，底盘测功试验台可以分为风冷式、水冷式和油冷式三种；如果按滚筒装置承载能力不同，底盘测功试验台又可以分为小型式、中型式、大型式和特大型式四种，对应的承载质量如表6_l所列。2结构与工作原理 滚筒式底盘测功试验台，一般
4、由框架、滚筒装置、举升装置、测功装置、测速装置、控制与指示装置和辅助装置等组成o 1)框架与滚筒装置 底盘测功试验台的滚筒相当于连续移动的路面，被测车辆的车轮在其上滚动。该种试验台有单滚筒和双滚筒之分，如图6-1所示。 (1)单滚筒试验台 支承两边驱动车轮的滚筒各为单个的试验台，称为单滚筒试验台。单滚筒试验台的滚筒直径一般较大，多在1 500 mm一2 500 mm之间。滚筒直径愈大，车轮在滚筒上就愈像在平路上滚动，使轮胎与滚筒的滑转率小、滚动阻力小，因而测试精度较高。但加大滚筒直径会受到制造、安装、占地和费用等多方面的限制，因此滚筒直径不易过大。单滚筒试验台对车轮在滚筒上的安放、定位要求严格
5、，而车轮中心与滚筒中心在垂直平面内的对中又比较困难，故使用不方便。所以，这种试验台仅适用于汽车制造厂、科研院所和大专院校科研性试验，不适用于汽车维修企业、汽车综合检测站等生产性试验。 (2)双滚筒试验台 支承汽车两边驱动车轮的滚筒各为两个的试验台，称为双滚筒试验台。双滚筒试验台的滚筒直径要比单滚筒小得多，一般在185咖一400 mm之间。滚筒直径往往随试验台的最大试验车速而定，当最大试验车速高时，直径也大些。由于滚筒直径相对比较小。轮胎与滚筒的接触与在道路上不一样，致使滑转率增大，滚动阻力增大，滚动损失增加，故测试精度较低。据有关资料介绍，在较高试验车速下，轮胎的滚动损失常达到传递功的15-2
6、0。因此滚筒直径不易太小。当滚筒直径太小时，长时间在较高试验车速下运转会使轮胎温度升高，致使胎面达到临界温度而可能导致早期损坏。因此，最大试验车速达160 kmh时，滚筒直径不应小于300mm；试验车速达200 kmh时，滚筒直径不应小于350 mm。近来滚筒直径已有变大的趋势，有的高达530mm。行业标准JTT 445-2001，建议采用370 mm。 双滚筒试验台具有车轮在滚筒上的安放、定位方便和制造成本低等优点，因而适用于汽车维修企业和汽车检测站等生产单位，尤其是单轮双滚筒式得到了广泛应用。双滚筒试验台的滚筒多采用钢质材料制成，采用空心结构。按其表面形状不同，又有光滑式、滚花式、沟槽式和
7、涂覆层式多种形式。目前，光滑式滚筒应用最多，滚花式和沟槽式应用较少。光滑式滚筒表面的摩擦因数较低，而涂覆层式滚筒是在光滑式滚筒表面上涂覆摩擦因数与道路实际情况接近一致的材料制成的，是比较理想的一种形式。 单滚筒试验台的滚筒多采用硬质木料或钢板制成，也是采用空心结构。 双滚筒式底盘测功试验台还有主、副滚筒之分。与测功器相连的滚筒为主滚筒，左右两个主滚筒之间装有联轴器，左右两边的副滚筒处于自由状态。 不管哪种类型的滚筒，均要经过平衡试验，并通过滚动轴承安装在框架上，可以高速旋转而不振动。框架是底盘测功试验台机械部分的基础，由型钢焊接而成，座落在地坑内。 国产DCG10C型汽车底盘测功试验台，是一种
8、采用美国INIEI公司生产的单片微机作为系统的控制核心，适用于轴质量不大于10 t，驱动车轮输出功率不大于150 kW的滚筒式试验台，其机械部分的结构如图6-2所示。 2)举升装置 为了方便汽车进出底盘测功试验台，在主、副滚筒之间设有举升装置。举升装置由举升器和举升平板组成。举升器有气动、液动和电动三种形式，以气动最为多见。气动举升器又有气缸式和气囊式之分。气囊式结构简单、制造容易、成本低廉，已开始在底盘测功试验台上应用。 3)测功装置 测功装置能测量发动机经传动系传至驱动车轮的功率。测功装置也是加载装置，对于滚筒式测功试验台是十分必要的。这是因为汽车在滚筒式试验台上试验时，试验台应模拟车辆在
9、道路上行驶所受的各种阻力，因此需要对滚筒加载，以使车辆的受力情况如同在实际道路上行驶一样。 测功装置由测功器和测力装置组成。 (1)测功器 滚筒式底盘测功试验台常用的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器三种。不论哪种测功器，它们都是由转子和定子两大部分组成的，并且转子与主滚筒相连，而定子是可以摆动的。 汽车综合检测站和汽车维修企业使用的滚筒式底盘测功试验台，多采用电涡流测功器。电涡流测功器具有测量精度高、振动小、结构简单和易于调控等优点，并具有宽广的转速范围和功率范围。 电涡流测功器的定子，其内部沿圆周布置有励磁线圈和涡流环，转子在励磁线圈和涡流环内转动。转子的外圆上加工有或镶有与圆柱
10、齿轮相仿的、均匀分布的齿与槽，齿顶与涡流环留有一定空气隙。 当励磁线圈通以直流电时，在其周围形成磁场，磁场产生的磁力线通过转子、空气隙、涡流环和定子形成闭合磁路。由于转子外圆上的齿与槽是均布的，因而转子周围的空气隙也大小相间地均布，通过的磁力线也疏密相间。当转子旋转时，这些疏密相间的磁力线也同步旋转。由于通过涡流环上任一点的磁力线是呈周期性变化的，因而在涡流环任一点上感性了涡电流。该涡电流与产生它的磁场相互作用而产生了对转子的制动力矩，因而测功器吸收了驱动车轮车轮的输出功率，同时也对滚筒加载o 只要变更励磁电流，就可以方便地控制测功器产生的制动力矩，因而能比较容易、经济地实现对测功器的控制。测
11、功器在工作中吸收的功率转化为热量，因而涡流环的温度较高，需采用风冷或水冷的方式将热量散到大气中去。(2)测力装置 该装置能测出驱动车轮产生的驱动力。驱动车轮对滚筒施加的驱动力所形成的转矩，由测功器定子与转子间的制动作用而传给可摆动的定子，定子则通过一定长度的测力杠杆2(图62)传给测力装置，然后由指示装置显示出来。指示装置的显示值，即为驱动车轮的驱动力。 测力装置有机械式、液压式和电测式三种形式，目前应用较多的是电测式。电测式测力装置一般在测力杠杆外端安装测力传感器，将测力杠杆传来的力变成电信号，经处理后送到指示装置显示出来。 DCG-IOC型汽车底盘测功试验台在测力杠杆下安装有压力传感器3，
12、该传感器产生的电信号送往单片微机处理后，即可显示出驱动车轮的驱动力o4)测速装置 底盘测功试验台在进行测功、加速、等速、滑行和燃料经济性等试验时，都需要测得试验车速，因此必须配备测速装置。测速装置多为电测式，一般由速度传感器、中间处理装置和指示装置组成。常见的速度传感器有磁电式、光电式和测速发电机等形式，它们安装在副滚筒一端，随滚筒一起转动，能把滚筒的转动转变为电信号。与测速发电机配套的指示装置是一电压计，电压计的刻度盘以Emh标定。DCG-10C型汽车底盘测功试验台的速度传感器6为光电码盘式。该速度传感器输出的脉冲信号送人单片微机处理后，在指示装置上以单位为kmh的车速显示出来。5)控制与指
13、示装置 底盘测功试验台的控制装置和指示装置往往制成一体，形成柜式结构，安置在底盘测功试验台机械部分左前方易于操作和观察的地方。如果测力装置为电测式，指示装置能直接指示驱动车轮的输出功率。特别是微机控制的底盘测功试验台，测力杠杆下测力传感器输出的电信号送人微机处理后，可在指示装置上直接显示kW数。测力装置为机械式和液压式的底盘测功试验台，其指示装置仅能指示驱动车轮的驱动力。此时，驱动车轮的输出功率应根据测得的驱动力和对应的试验车速按下式计算：Pk=Fv/3600式中：Pk驱动车轮的输出功率，kW； F驱动车轮的驱动力，N； v试验车速，kmh。 DCG-10C型汽车底盘测功试验台电气部分的原理框
14、图如图63所示，控制指示柜面板图如图6-4所示。可以看出，控制指示柜面板上有多个按键、显示窗、旋钮和功能灯、单位灯、报警灯、指示灯和发光管等，用来控制试验过程，指示试验结果。由计算机控制的国外同类试验台，如Sun公司的RAM XII型底盘测功试验台(图6-5)，其控制指示柜面板上的装置要简单得多。它的控制部分主要依靠一个遥控盒，可以方便地控制整个试验过程，不用时挂在柜的一6)飞轮装置有的滚筒式底盘测功试验台上还装有飞轮装置。飞轮由滚动轴承支承在滚筒式底盘测功试验台的框架上，通过离合器与主滚筒相连。带有飞轮的底盘测功试验台称为惯性式底盘测功试验台，能模拟汽车的旋转惯量，进行加速性能和滑行性能等性
15、能试验。飞轮的质量一般按照被测汽车的质量选取日本弥荣CDM-600型底盘测功试验台飞轮质量与汽车质量的关系，如表6-2所列。7)辅助装置 滚筒式底盘测功试验台的辅助装置，包括汽车的纵向约束装置和冷风装置等。 (1)纵向约束装置 汽车在滚筒式底盘测功试验台上试验时，为防止汽车前后位移，应设置必要的纵向约束装置。双滚筒试验台一般不设置纵向约束装置，或必要时在从动车轮前后加装三角木就可以保证试验顺利进行。对于单滚筒试验台，由于要保证驱动车轮在滚筒上运转时能稳定地置于雄确位置，只有三角木是不够的，还必须在汽车前后设置能拉紧汽车的钢质索链。三角木和钢质索链均称为纵向约束装置。 (2)冷风装置汽车在滚筒式底盘测功试验台上模拟道路行驶时，虽然驱动车轮在滚筒上滚动，但汽车并不发生位移，因而缺少迎面风，致使发动机冷却系的散热强度相对不足。特别是当长时间处于大负荷、全负荷试验工况时，发动机易过热，必须在汽车前面面对散热器设置移动式冷风机，以加强冷却。长时间试验也提高了轮胎胎面的工作温度，为延长轮胎的使用寿命，在驱动桥两侧面，对着驱动轮处亦应设置移动式冷风机，以加强轮胎散热。 国产GCD10C型和美国CLAYTON型底盘测功试验台的主要参数如表6-3所列。课堂小结10分钟在室内检测在用汽车动力性时，采用驱动车轮输出功率或驱动力作为诊断参数，须在底盘测
