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1、汽车检测与诊断技术Inspection and Diagnosis of AutomobileWang HailinWang HailinVehicle Engineering FacultyVehicle Engineering Faculty，SCAUSCAUChapter 2 整车的检测与诊断汽车整车的性能参数直接反映整车的技术状况。汽车整车的性能参数直接反映整车的技术状况。汽车的检测与诊断往往首先是从整车性能参数检汽车的检测与诊断往往首先是从整车性能参数检测开始的，当发现整车性能发生变化时，再进行测开始的，当发现整车性能发生变化时，再进行汽车各系统的深入检测与诊断。因此，整车性能汽车各
2、系统的深入检测与诊断。因此，整车性能参数的检测在汽车检测与诊断中占有很重要的地参数的检测在汽车检测与诊断中占有很重要的地位。位。本章介绍的整车检测与诊断的内容包括:底盘输出功率的测定汽车排放污染物测定与分析车速表校验汽车噪音的测定前照灯检验汽车异响的检测汽车防雨密封性试验汽车外观检测第一节 底盘输出功率的测定底盘测功的目的：汽车驱动轮的输出功率和牵引力动力性评定汽车底盘传动系的技术状况测试方法：室外试验场室内底盘测功试验台底盘测功机的功能底盘测功机的功能：底盘测功机是模拟汽车在道路上行驶时受到的阻底盘测功机是模拟汽车在道路上行驶时受到的阻力力, ,测量其驱动轮输出功率以及加速、滑行等性能测量其
3、驱动轮输出功率以及加速、滑行等性能的设备。有的底盘测功机还带有汽车燃料消耗量的设备。有的底盘测功机还带有汽车燃料消耗量检测装置。底盘测功机具有如下功能检测装置。底盘测功机具有如下功能: :测量汽车驱动轮输出功率。测量汽车驱动轮输出功率。检验汽车滑行性能。检验汽车滑行性能。检验汽车加速性能。检验汽车加速性能。校验车速表。校验车速表。校验里程表。校验里程表。配备油耗仪的底盘测功机可以在室内模拟道路配备油耗仪的底盘测功机可以在室内模拟道路行驶行驶, ,测量等速油耗。测量等速油耗。一、底盘测功试验台的原理与结构1、测量原理道路模拟阻力模拟惯性模拟汽车在道路上运行过程众存在着运动惯性、行驶阻力，要在试验
4、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质量的惯量，采用电磁离合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的惯量模拟。至于汽车在运行过程中所受的空气阻力、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，即以滚筒的表面取代路面，滚筒的表面相对于汽车做旋转运动。 2 2、底盘测功机的结构、底盘测功机的结构 汽车底盘测功机主要汽车底盘测功机主要是由道路模拟系统、是由道路模拟系统、数据采集与控制系
5、数据采集与控制系统、安全保障系统统、安全保障系统及引导系统等结构。及引导系统等结构。 路模拟系统路模拟系统1 1滚筒滚筒 2 2功率吸收装置功率吸收装置3 3惯性模拟装置惯性模拟装置底盘测功机采集与控制系统底盘测功机采集与控制系统1 1 车速信号采集车速信号采集2 2 驱动力信号驱动力信号3 3 汽车底盘测功机控制系统汽车底盘测功机控制系统安全保障系统安全保障系统安全保障系统包括左右挡轮、系留装置、车安全保障系统包括左右挡轮、系留装置、车偃、发动机与车轮冷却风机。偃、发动机与车轮冷却风机。引导与举升及滚筒锁定系统引导与举升及滚筒锁定系统1 1 引导系统引导系统2 2 举升系统举升系统3 3 滚
6、筒锁止系统滚筒锁止系统 1 1）滚筒装置。）滚筒装置。 常用的底盘测功机为双滚筒式常用的底盘测功机为双滚筒式, ,每两个滚筒为一组每两个滚筒为一组, ,共四个滚筒。滚筒由金属制成共四个滚筒。滚筒由金属制成, ,一般为光滑表面。一般为光滑表面。滚筒相当于连续移动的路面滚筒相当于连续移动的路面, ,由被检车的车轮带动由被检车的车轮带动旋转。双滚筒式底盘测功机由于滚筒直径较小旋转。双滚筒式底盘测功机由于滚筒直径较小( (一一般在般在185400mm)185400mm)比压增大比压增大, ,检测时轮胎与滚筒的检测时轮胎与滚筒的接触与其在路面上受力情况相差较大接触与其在路面上受力情况相差较大, ,因此滚
7、动阻因此滚动阻力损失较大。轮胎滚动时的功率损失力损失较大。轮胎滚动时的功率损失, ,取决于轮胎取决于轮胎气压和滚筒直径等因素。提高胎压可以显著降低气压和滚筒直径等因素。提高胎压可以显著降低其功率损失。一般在作测功试验时其功率损失。一般在作测功试验时, ,小客车的轮胎小客车的轮胎气压应提高气压应提高50%,50%,载货汽车的轮胎气压应提高载货汽车的轮胎气压应提高30%30%。 为了检测汽车的加速性能和滑行性能为了检测汽车的加速性能和滑行性能, ,需要模拟汽需要模拟汽车的惯性车的惯性, ,在滚筒一端安装有飞轮组在滚筒一端安装有飞轮组, ,按照不同汽车按照不同汽车的质量的质量, ,匹配相应重量的飞轮
8、匹配相应重量的飞轮, ,模拟汽车在道路上行模拟汽车在道路上行驶时的惯性。飞轮与滚筒的结合与断开由电磁离驶时的惯性。飞轮与滚筒的结合与断开由电磁离合器控制。合器控制。 例如例如, ,国产国产RCD-1030RCD-1030型底盘测功机型底盘测功机, ,按照常用汽车按照常用汽车的质量的质量, ,将飞轮组合成四级将飞轮组合成四级, ,见下表。见下表。2）电涡流测功器。电涡流测功器作为功率吸收装置电涡流测功器作为功率吸收装置, ,用来吸收汽车驱动轮输出用来吸收汽车驱动轮输出功率。官具有测量精度高、振动小和结构简单等优点功率。官具有测量精度高、振动小和结构简单等优点, ,并具并具有较宽的转速和功率范围。
9、有较宽的转速和功率范围。电涡流测功器主要由定子和转子两部分组成。在定子四周电涡流测功器主要由定子和转子两部分组成。在定子四周装有励磁线圈装有励磁线圈, ,转子与测功机主动滚筒相连转子与测功机主动滚筒相连, ,在磁场中转动。在磁场中转动。当励磁线圈通以直流电时当励磁线圈通以直流电时, ,磁力线在定子、涡流环、空气隙磁力线在定子、涡流环、空气隙和转子之间构成回路。磁通的大小与励磁线圈的应数以及和转子之间构成回路。磁通的大小与励磁线圈的应数以及所通过的电流大小有关。转子外圆制成凸凹不同的形状所通过的电流大小有关。转子外圆制成凸凹不同的形状, ,由由于通过齿顶和凹槽的磁通不一样于通过齿顶和凹槽的磁通不
10、一样, ,凸出部分比凹陷部分通过凸出部分比凹陷部分通过的磁通多的磁通多, ,当转子旋转时当转子旋转时, ,引起磁通的变化引起磁通的变化, ,从而在固定的涡从而在固定的涡流环中产生涡流。这种涡流产生的磁场又产生一个与转子流环中产生涡流。这种涡流产生的磁场又产生一个与转子旋转方向相同的转矩旋转方向相同的转矩, ,由于作用与反作用的关系由于作用与反作用的关系, ,转子产生转子产生一个与自己转动方向相反的转矩一个与自己转动方向相反的转矩, ,该转矩是转子转速和磁场该转矩是转子转速和磁场电流的函数。由于转子与滚简相连电流的函数。由于转子与滚简相连, ,就等于给滚筒施加了一就等于给滚筒施加了一个阻力个阻力
11、, ,用这个阻力来模拟汽车在道路上行驶的阻力。这个用这个阻力来模拟汽车在道路上行驶的阻力。这个对转子起制动作用的扭矩对转子起制动作用的扭矩, ,使浮动的定子顺着转子旋转方向使浮动的定子顺着转子旋转方向摆动。制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节摆动。制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节, ,所以所以, ,电涡流测功器很容易实现自动控制电涡流测功器很容易实现自动控制。涡流环必须能使涡流在其中自由产生涡流环必须能使涡流在其中自由产生, ,为此要求制为此要求制作涡流环的材料电阻越小越好。对转子和定子要作涡流环的材料电阻越小越好。对转子和定子要求磁力线能顺利通过求磁力线能顺利通过, ,材料应具有
12、高的导磁率材料应具有高的导磁率, ,电工电工纯铁和低碳钢适合于做这些零件的材料。为了避纯铁和低碳钢适合于做这些零件的材料。为了避免磁力线通过转子轴造成不必要的损失免磁力线通过转子轴造成不必要的损失, ,转子轴可转子轴可采用非导磁材料制造。采用非导磁材料制造。电涡流测功器是一个功率吸收装置电涡流测功器是一个功率吸收装置, ,它将吸收的汽它将吸收的汽车驱动轮输出功率转变成热能车驱动轮输出功率转变成热能, ,经空气或冷却水散经空气或冷却水散发出去。由于冷却方式不同发出去。由于冷却方式不同, ,电涡流测功器分为风电涡流测功器分为风冷和水冷两种类型。冷和水冷两种类型。3）测量装置。在底盘测功机上测试时,
13、汽车驱动轮输出功率等于驱动力与行驶速度的乘积:NK=Fv/3600式中：NK一驱动轮输出功率,KW;F一一驱动力,Nv一一行驶速度.km/h。因此测量装置包括测速装置和测力装置两部分因此测量装置包括测速装置和测力装置两部分: :(1)(1)测速、测距装置。测速、测距装置。 目前使用的测速装置多为磁电式和光电式传感器。目前使用的测速装置多为磁电式和光电式传感器。由传感器测出滚筒的转速由传感器测出滚筒的转速, ,根据滚简直径换算成滚根据滚简直径换算成滚筒圆周的线速度筒圆周的线速度. .它与车轮外圆的线速度相等它与车轮外圆的线速度相等, ,单位单位为为km/h,km/h,即汽车的行驶速度。其值由指针
14、式仪表或即汽车的行驶速度。其值由指针式仪表或数码管显示。利用底盘测功机的测速装置数码管显示。利用底盘测功机的测速装置, ,可以校可以校验汽车的车速表。验汽车的车速表。 在进行汽车滑行距离和燃料消耗量检测时在进行汽车滑行距离和燃料消耗量检测时, ,需要测需要测出行驶距离。将计量时间内测功机滚筒的转速乘出行驶距离。将计量时间内测功机滚筒的转速乘以滚筒的周长以滚筒的周长, ,即为汽车行驶的距离即为汽车行驶的距离, ,单位为单位为mm或或kmkm。利用测功机的测距装置。利用测功机的测距装置, ,可以校验汽车的里程可以校验汽车的里程表。表。(2)检测装置。电涡流测功器的定子通过轴承装在支架上,可以绕其轴
15、线摆动。在定子外壳上安装一根具有一定长度的杠杆臂。工作时,定子线圈通电以后.在对旋转的转子施加制动阻力矩的同时二定子本身也受到大小相等、方向相反的反作用力矩。这个反作用力矩迫使定子连同杠杆一起绕定子轴线摆动,此时,在杠杆臂一端的测力装置将力测量出来,再根据杠杆臂长度与滚筒半径之比,换算成驱动轮的驱动力。测力装置有压力传感器和平衡弹簧加滑动电阻两种形式。4)4)电气控制及辅助装置。电气控制及辅助装置。电气控制主要包括自动控制、校验调整装置和保电气控制主要包括自动控制、校验调整装置和保护装贵。改变定子线圈的电流护装贵。改变定子线圈的电流, ,可以改变对转子的可以改变对转子的制动阻力矩。利用这一原理
16、制动阻力矩。利用这一原理, ,能够很方便地实现自能够很方便地实现自动控制。在测试时动控制。在测试时, ,控制的方法有两种控制的方法有两种, ,一种是定车一种是定车速控制速控制, ,另一种是定转矩控制。另一种是定转矩控制。定车速控制就是在测试前定车速控制就是在测试前, ,利用控制盒上的旋钮利用控制盒上的旋钮. .选选定一个试验车速定一个试验车速, ,当达到这个试验车速后当达到这个试验车速后, ,如果驱动如果驱动轮输出功率增大使得转速增高轮输出功率增大使得转速增高, ,测功机的控制系统测功机的控制系统能自动加大励磁线圈的电流能自动加大励磁线圈的电流, ,从而加大滚筒的阻力从而加大滚筒的阻力矩矩,
17、,使车速回到原设定的数值。在整个测试过程中使车速回到原设定的数值。在整个测试过程中, ,车速会自动保持在设定的数值不变。车速会自动保持在设定的数值不变。定转矩控制就是保持励磁线圈中的电流不变定转矩控制就是保持励磁线圈中的电流不变, ,因而因而给驱动轮施加的阻力矩也固定不变。当发动机输给驱动轮施加的阻力矩也固定不变。当发动机输出功率增大的时候出功率增大的时候, ,车速提高。车速提高。对于水冷电涡流测功机对于水冷电涡流测功机, ,为了保护励磁线圈不致过为了保护励磁线圈不致过热热, ,要求冷却水有一定的流量。当水流量不够时要求冷却水有一定的流量。当水流量不够时, ,仪仪表盘上的水表示灯不亮表盘上的水
18、表示灯不亮, ,测功机不进行功率吸收。测功机不进行功率吸收。这是自动保护装置。校验调整装置用于仪器的标这是自动保护装置。校验调整装置用于仪器的标定定, ,在滚筒不旋转的情况下在滚筒不旋转的情况下, ,可以设定一个速度可以设定一个速度, ,在在杠杆的自由端施加一个力杠杆的自由端施加一个力, ,看仪器显示的功率是否看仪器显示的功率是否等于力与速度的乘积。如有误差等于力与速度的乘积。如有误差, ,可进行调整。可进行调整。辅助装置主要是举升器。为使被检车辆方便地驶辅助装置主要是举升器。为使被检车辆方便地驶出滚筒出滚筒, ,在两滚筒之间安装有举升器及气动控制系在两滚筒之间安装有举升器及气动控制系统。举升
19、器一般为气压式。与制动试验台的气动统。举升器一般为气压式。与制动试验台的气动举升器一举升器一- -样样, ,要注意对空气中的水分进行分离要注意对空气中的水分进行分离, ,以以延长举升缸的寿命。延长举升缸的寿命。二、底盘测功机的使用二、底盘测功机的使用底盘测功机型号不同底盘测功机型号不同, ,其使用方法也有区别其使用方法也有区别, ,应按不同机型的说明书进应按不同机型的说明书进行操作行操作, ,下面介绍一般的操作方法。下面介绍一般的操作方法。1.1.实验前的准备实验前的准备1)1)被测车辆的准备。被测车辆的准备。汽车发动机和底盘经过维护汽车发动机和底盘经过维护, ,供油系和点火系处于最佳工作状态
20、。供油系和点火系处于最佳工作状态。轮胎气压应符合规定。轮胎气压应符合规定。轮胎清洁轮胎清洁, ,不得沾有油、水、泥不得沾有油、水、泥, ,轮胎花纹沟槽内嵌有石子时轮胎花纹沟槽内嵌有石子时, ,一定要一定要清除干净。清除干净。运行走热全车。运行走热全车。2)2)测功机准备。测功机准备。对于水冷测功机对于水冷测功机, ,应将冷却水阀打开。应将冷却水阀打开。接通电源接通电源, ,升起举升器托板升起举升器托板, ,根据被检车的功率根据被检车的功率, ,选择测试功率的档位。选择测试功率的档位。用两个三角铁抵住停在地面上的车轮的前方用两个三角铁抵住停在地面上的车轮的前方, ,防止汽车在检测中由防止汽车在检
21、测中由于误操作而冲出去。于误操作而冲出去。为防止发动机过热为防止发动机过热, ,将一台冷却风扇置于被检汽车前方约将一台冷却风扇置于被检汽车前方约0.5m0.5m处处, ,对对发动机吹风。发动机吹风。使汽车以使汽车以5km/h5km/h的速度运行的速度运行, ,观察有无异常。看水表示灯是否点亮。观察有无异常。看水表示灯是否点亮。2.2.检测点的选择检测点的选择在全面评价汽车发动机及底盘技术状况的时候在全面评价汽车发动机及底盘技术状况的时候, ,可可以选择三个有代表性的工况检测驱动轮输出功率。以选择三个有代表性的工况检测驱动轮输出功率。一是发动机额定功率转速所对应的车速一是发动机额定功率转速所对应
22、的车速一是发动机额定功率转速所对应的车速一是发动机额定功率转速所对应的车速; ;二是发动二是发动二是发动二是发动机最大转短转速所对应的车速；三是选用汽车的机最大转短转速所对应的车速；三是选用汽车的机最大转短转速所对应的车速；三是选用汽车的机最大转短转速所对应的车速；三是选用汽车的常用速度常用速度常用速度常用速度( (如经济车速如经济车速), ),作为检测点。作为检测点。测试时测试时, ,变速器在直接档变速器在直接档( (对于小轿车可用比直接档对于小轿车可用比直接档低一档作为测试档位低一档作为测试档位) )。一些车型说明书给出了最。一些车型说明书给出了最高车速高车速, ,与按发动机额定转速计算出
23、的车速基本一与按发动机额定转速计算出的车速基本一致。值得注意的是致。值得注意的是, ,检测汽车驱动轮最大输出功率检测汽车驱动轮最大输出功率时时, ,汽车一定要经过充分的走合汽车一定要经过充分的走合, ,以免损坏发动机。以免损坏发动机。在一般情况下在一般情况下, ,不选用最大输出功率测试不选用最大输出功率测试, ,而选取常而选取常用车速用车速, ,比如比如, ,载货汽车选用载货汽车选用50km/h,50km/h,轿车选用轿车选用80krn/h,80krn/h,节气门全开节气门全开, ,测试驱动轮输出功率。测试驱动轮输出功率。4.注意事项走合期的新车或大修车,不宜进行底盘测功试验。测功时,应密切注
24、意各种异响和发动机水温。被检车前严禁站人,以确保安全。三、检测结果分析 交通部交通部JT/T198-95JT/T198-95汽车等级评定标准和汽车等级评定标准和JT/T199-JT/T199-9595汽车技术等级评定的检测方法中规定，汽车动力性汽车技术等级评定的检测方法中规定，汽车动力性测试可采用底盘测功试验台测量底盘输出功率来换算发动测试可采用底盘测功试验台测量底盘输出功率来换算发动机功率。由底盘测功试验台实测的底盘输出功率换算成发机功率。由底盘测功试验台实测的底盘输出功率换算成发动机的输出功率，需要求出功率转换系数，即动机的输出功率，需要求出功率转换系数，即K KP P k/k/P P f
25、 f ，式中：式中：K K- -功率转换系数；功率转换系数；P P k-k-底盘输出功率底盘输出功率/kw /kw P P f- f-发动机输出功率发动机输出功率/kw/kw从分析发动机功率传输关系可得到汽车底盘输出功率从分析发动机功率传输关系可得到汽车底盘输出功率P P k kP P f * f * T T mm式中：式中： T-T-汽车的传动效率；汽车的传动效率； m-m-底盘测功试验台的传动效率。底盘测功试验台的传动效率。驱动轮输出功率不足的原因驱动轮输出功率不足的原因主要有两方面驱动轮输出功率不足的原因主要有两方面, ,一是发一是发动机技术状况不良动机技术状况不良, ,本身输出功率低；
26、二是传动系本身输出功率低；二是传动系损失功率大。损失功率大。动机的功率可用前述无负载测功的方法来检查动机的功率可用前述无负载测功的方法来检查, ,传动系的功传动系的功率损失可能在离合器、变速器、分动器、中央手制动器、率损失可能在离合器、变速器、分动器、中央手制动器、万向传动机构、主减速器、差速器和轮毂等处万向传动机构、主减速器、差速器和轮毂等处, ,其中最主要其中最主要的是离合器和轮毅两处。除离合器以外的是离合器和轮毅两处。除离合器以外, ,其他部分的技术状其他部分的技术状况可用下面两种方法来检查况可用下面两种方法来检查: :一是在制动试验台上检测车轮一是在制动试验台上检测车轮的阻滞力的阻滞力
27、; ;二是在底盘测功机上做滑行性能试验。方法是二是在底盘测功机上做滑行性能试验。方法是, ,根据被检汽车的空车质量选择适合的飞轮根据被检汽车的空车质量选择适合的飞轮, ,操纵电磁离合器操纵电磁离合器使飞轮与测功机滚筒结合使飞轮与测功机滚筒结合, ,将车速提高到将车速提高到30km/h,30km/h,稳定一段稳定一段时间后时间后, ,迅速踩下离合器踏板迅速踩下离合器踏板, ,变速器置空档变速器置空档, ,测试滑行距离。测试滑行距离。如果滑行距离符合规定如果滑行距离符合规定, ,说明底盘技术状况基本合格。说明底盘技术状况基本合格。 1.1.离合器的故障离合器的故障离合器打滑会产生功率损失离合器打滑
28、会产生功率损失, ,这种故障一般发生在这种故障一般发生在转矩较大的情况下。转矩较大的情况下。现象现象: :汽车起步时汽车起步时, ,离合器踏板抬得很高仍不能行走离合器踏板抬得很高仍不能行走; ;汽车行驶无力汽车行驶无力; ;汽车在大负荷下工作时可闻到离合汽车在大负荷下工作时可闻到离合器片因摩擦产生的焦臭味。器片因摩擦产生的焦臭味。原因原因: :离合器踏板无自由行程。离合器踏板无自由行程。离合器从动盘离合器从动盘摩擦片磨损过多摩擦片磨损过多, ,表面硬化表面硬化, ,销钉头外露或沾有油污。销钉头外露或沾有油污。离合器压盘弹簧过软或折断。离合器压盘弹簧过软或折断。调整、紧固不当。调整、紧固不当。2.2.轮毂的故障轮毂的故障轮毂轴承过紧或制动蹄片与制动毅间隙过小都会轮毂轴承过紧或制动蹄片与制动毅间隙过小都会引起传递功率损失。现象是汽车行驶无力引起传递功率损失。现象是汽车行驶无力, ,行驶一行驶一段路程后段路程后, ,用手触摸轮毅处感觉烫手。检查时用手触摸轮毅处感觉烫手。检查时. .用千用千斤顶顶起后桥斤顶顶起后桥, ,转动车轮费力即为轮毅过紧。转动车轮费力即为轮毅过紧。END of Chapter 2.1
