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1、汽车动力性检测及设备,军事交通学院汽车工程系汽车试验中心,目录,二、相关知识,三、项目实施,四、拓展知识,一、项目要求,一、项目要求,汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时，汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。提高汽车平均行驶速度，就会提高汽车的运输效率，所以动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。汽车检测部门一般常用汽车的最高车速、加速能力、最大爬坡度、发动机最大输出功率、底盘输出最大驱动功率作为动力性评价指标。 同时，汽车驱动车轮输出功率或动力性的检测（即通常所说的底盘测功）也是检测汽车动力性的重要手段。 通过本部分的学习，读者应了解评价汽车动力性的主要参数和指标；掌
2、握底盘测功机的工作原理与结构组成；掌握汽车底盘输出功率的测量方法，以及底盘测功机的使用与维护等。,二、相关知识,（一）汽车的动力性指标 （二）底盘测功机的构造与工作原理,汽车检测部门一般使用汽车的最高车速、加速性能、最大爬坡度、发动机输出功率、驱动轮输出功率作为动力性评价指标。,（一）汽车的动力性指标,(1) 最高车速,最高车速（vamax）是指汽车在厂定最大总质量状态下，在风速小于或等于3m/s的条件下，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，能够达到的最高稳定行驶速度。,(2)加速性能,汽车的加速性能是指汽车在行驶中迅速增加行驶速度的能力。通常用汽车加速时间来评价。加速时间是指汽车在厂定最
3、大总质量状态下，在风速小于或等于3m/s的条件下，在干燥、清洁、平坦的混凝土或沥青路面上，由原地或某一预定车速加速至最高车速的80% 所需的时间。,(3)最大爬坡度,最大爬坡度（imax）是指汽车按额定载荷装载，在良好的混凝土或沥青路面的坡道上，以最低前进挡能够爬上的最大坡度。汽车定型时需做最大爬坡度试验，以确定汽车的最大爬坡能力。,(4)发动机输出功率,发动机是汽车动力的来源，发动机输出功率（Pe）是汽车动力性的基础。发动机最大输出功率是汽车动力性的基本参数。车辆经过一段时间使用后，发动机的技术状况会发生变化，其最大输出功率将有所下降，所以可以用发动机最大输出功率的变化状况评价发动机动力性的
4、下降程度。但应指出的是发动机输出了规定的功率，汽车驱动轮却不一定获得相应的驱动力。所以用发动机输出功率作为评价汽车动力性的指标具有一定的片面性。,(5)驱动轮输出功率,在实际环境状态下，底盘测功机测得的汽车驱动轮输出功率，不含轮胎滚动阻力和底盘测功机传动系阻力所消耗的功率，称为实测驱动轮输出功率。实测驱动轮输出功率校正到标准环境状态下的功率为校正驱动轮输出功率。,(二)底盘测功机的构造与工作原理,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、安全保障系统和引导系统等构成。,1.道路模拟系统,道路模拟系统如图21所示。它主要由滚筒装置、功率吸收装置（加载装置）和惯性模拟装置等构成。 图2
5、1 道路模拟系统结构示意图 1机架 2功率吸收装置 3变速箱 4滚筒 5速度传感器 6联轴器 7举升器 8制动器 9滚筒 10力传感器,滚简直径。道路模拟系统的滚筒一般是直径为180400mm的钢滚筒，按其结构形式可分为两滚筒和四滚筒两种。两滚筒道路模拟系统由两根短滚筒组成，其特点是支撑轴承少，台架的机械损失小。四滚筒道路模拟系统由4根短滚筒组成，较两滚筒多了4个支撑轴承和1个联轴器，在检测过程中，其机械损失较大。 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）。,底盘测功机功率吸收装置（加载装置）的类型。在汽车检测线上所用的底盘测功机功率吸收装置的
6、类型有电涡流式和水力式。由于一般水力式功率吸收装置的可控性较电涡流式差，因而国内所生产的汽车底盘测功机大多数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。电涡流式功率吸收装置主要由定子和转子两部分组成。电涡流式功率吸收装置将吸收的汽车驱动轮输出功率转变成热能，经空气或冷却水散发出去。根据冷却方式不同，电涡流式功率吸收装置可分为风冷式和水冷式两种类型。,图22 水冷式电涡流功率吸收装置 1励磁体（磁轭） 2涡流环 3端盖 4旋转轴承 5测速传感器 6联轴器 7主轴 8摆动轴承 9进水软管 10进水口 11出水口 12机座 13轴承架 14油面指示器 15油杯 16出水管 17感应子
7、 18励磁绕组,电涡流式功率吸收装置的工作原理。图2-4所示为电涡流式功率吸收装置基本工作原理图。,图24 电感应磁力线分布图 1磁轭 2磁力线 3励磁绕组 4涡流环 5空气隙 6感应子 7主轴,图23 风冷式电涡流功率吸收装置的基本结构 1定子 2转子（鼓风机） 3励磁线圈 4拉压传感器,惯性模拟装置,在道路上行驶的汽车本身具有一定的惯性能，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，汽车很快就停止运行，为了检测汽车的减速工况和加速工况，底盘测功机须配备惯性模拟装置。,按汽车质量选择惯性飞轮,2.采集与控制系统,（1）车速
8、信号采集 （2）驱动力信号 （3）控制系统 （4）油耗测量装置,(1)车速信号采集,目前国内检测线用的汽车底盘测功机采用的车速信号传感器可分为以下几种类型。 光电式车速信号传感器、磁电式车速信号传感器、霍尔传感器和测速电动机。,图25 直射式光电车速传感器工作示意图 1光源 2圆盘 3光敏管,图26 磁电式车速传感器工作示意图 1齿轮 2绕组 3永久磁铁 4脉冲电压,图27 霍尔式车速传感器工作示意图 1充电齿轮 2霍尔传感器 3滚筒 4功率吸收装置,(2)驱动力信号,汽车底盘测功机驱动力传感器可分为两种，一种是拉压传感器，安装方式如图（a）所示；另一种是位移传感器，其安装方式如图（b）所示。
9、,(3)控制系统,由于电涡流式功率吸收装置可控性好、结构简单、体积小、重量轻、便于安装，在底盘测功机上得到广泛的应用。 汽车底盘测功机常见的位控信号有举升器升降控制或滚筒锁定控制、电磁阀控制、飞轮控制、车辆检测灯控制、手动或自动控制等信号，它们常常通过计算机或单片机I/O输出板（8155或8255等），再经过信号放大、驱动来实现。,图210 电涡流测功机控制系统的框图,(4)油耗测量装置,底盘测功机上配置的油耗测量装置有定容积式和电子秤两种。定容积式是在给驱动轮加载的情况下，测定汽车燃烧50ml或l00ml燃料所行驶的距离，油耗的单位为L/l00km。某些底盘测功机上显示的油耗单位是km/L，
10、求倒数再乘100即可换算成L/l00km。也有使用电子秤的，使用电子秤的优点是计量准确，能够计量的燃料量较大，可以进行多工况油耗试验。,3安全保障系统,安全保障系统包括左右挡轮、系留装置、纵向约束装置、发动机与车轮冷却风机，其作用如下。 左右挡轮的目的是防止汽车车轮在旋转过程中，在侧向力的作用下驶出滚筒，对前轮驱动车辆更应注意。 系留装置将地面上的固定盘与车辆相连，当车辆高速行驶时，防止由于滚筒因故突然卡死使车辆驶离出滚筒。 纵向约束装置的作用之一是防止车辆在运行过程中，车身前后移动，同时也达到与系留作用相同的功能。 发动机与车轮冷却风机防止车辆在运行过程中发动机和车轮过热。,4.引导、举升及
11、滚筒锁定系统,（1）引导系统 （2）举升系统 （3）滚筒锁止系统,（1）引导系统,引导系统也称“司机助”，其作用是引导驾驶员按照提示进行操作。提示的方法有两种，一种是显示牌，另一种是大屏幕显示装置。,图211 大屏幕显示装图 1转轴 2开口销 3支架 4悬臂 5小转轴 6电视机吊架 7电视机座,（2）举升系统,举升系统的类型较多，底盘测功机常用的类型有以下几种。 气压式升降机：它是由电磁阀、气动控制阀及双向汽缸或橡胶气囊组成。在气压力的作用下，汽缸中的活塞上下运动以实现升降目的。 液压式举升装置：通常由电磁阀、分配阀、液压举升缸等组成。在液压作用下，举升缸活塞向上移动，实现举升的目的。,图21
12、2 气压式升降机 1车轮 2滚筒转速传感器 3举升机 4滚筒制动器,（3）滚筒锁止系统,棘轮棘爪式滚筒锁止系统如图所示，它由双向汽缸、棘轮、棘爪、回位弹簧、杠杆及控制器组成。它通过控制器控制压缩空气的通断，当某一方向通气后，空气推动汽缸活塞运动，控制棘爪与棘轮离合，以达到锁止或放松滚筒的目的。,1双向汽缸 2拉杆 3连接销 4棘爪 5固定销 6回位弹簧 7滚筒 8棘轮,图215 滚筒锁止系统,三、项目实施,（一）汽车底盘输出功率检测方法 （二）底盘测功机的使用、维护与保养 （三）底盘测功机检定技术规程,（一）汽车底盘输出功率检测方法,1检测工况 2驱动轮输出功率限值 3动力性合格条件 4检验方
13、法 5检测程序,1检测工况,检测工况采用汽车额定扭矩和额定功率的工况，即发动机全负荷与额定扭矩（最大扭矩）转速和额定功率转速所对应的直接挡（无直接挡时指传动比最接近于l的挡位）车速构成的工况。常见发动机的额定功率、最大扭矩如表2-2所示。,表22 常见发动机的额定功率、最大扭矩,2驱动轮输出功率限值,在额定扭矩和额定功率的检测工况下，采用校正驱动轮输出功率与相应的发动机输出总功率的百分比作为驱动轮输出功率的限值。汽车校正驱动轮输出功率的限值如表2-3所示。,表23 汽车校正驱动轮输出功率的限值,3动力性合格条件,汽车动力性合格的条件,或,式中，Ma为汽车在额定扭矩工况下校正驱动轮输出功率与额定
14、扭矩功率的百分比的允许值；Pa为汽车在额定功率工况下校正驱动轮输出功率与额定功率的百分比的允许值。,4检验方法,汽车的动力性检验方法可分为道路试验和台架试验两种类型。 道路试验方法是在道路上试验汽车的最高车速、加速性能和爬坡能力等，来考察汽车的动力性。 台架试验方法是指在室内用底盘测功机检测汽车的驱动轮输出功率等，来评价汽车的动力性。,5检测程序, 按表2-3中相应车型的检测速度，在底盘测功机上设定检测速度vM或vP。 将被测汽车驱动轮置于底盘测功机滚筒上，启动汽车，逐步加速并换至直接挡，使汽车以直接挡的最低车速稳定运转。 将油门踏板踩到底，测定vM或vP工况的驱动轮输出功率。 测取读数。待汽
15、车速度在设定的检测速度下稳定15s后，方可记录仪表显示的输出功率值；实际检测速度与设定检测速度的允差为0.5km/h。 在读数期间，扭矩变动幅度应不超过4%。 记录环境状态及检测数据。 汽车的额定扭矩和额定功率取用汽车使用说明书提供的数据。 将实测驱动轮输出功率修正为标准环境状态下的校正驱动轮输出功率。 对VM或VP低于允许值的车辆，允许复测一次。,（二）底盘测功机的使用、维护与保养,底盘测功机是汽车整车动力性检测的必备设备，必须由专人负责管理和使用，定期进行检查与维护。 1使用 2维护与保养,1使用,（1）使用前的准备工作 （2）汽车底盘测功机的使用 （3）检测方法 （4）注意事项,（1）使
16、用前的准备工作, 车辆外部应清洗干净。 不容许轮胎花纹中夹有石粒。 轮胎气压应符合标准。 发动机机油油面应在允许范围内。 发动机机油压力应在允许范围内。 发动机冷却系统的工作应正常。 自动变速器（液力变扭器）的液面应在规定的范围内。 汽车发动机和底盘经过维护，供油系和点火系均应处于最佳工作状态。 运行走热全车。,测功机的准备工作如下： 对于水冷式测功机，应将冷却水阀打开。 接通电源，升起举升器托板，根据被检车的功率，选择测试功率的挡位。 用两个三角铁抵在停在地面上的车轮前方，防止汽车在检测中由于误操作而冲出去。 为防止发动机过热，将一台冷却风扇置于被检车前方约0.5m处，对发动机吹风。 使汽车以5km/h的速度运行，观察有无异常。,（2）汽车底盘测功机的使
