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汽车底盘测功测控系统二汽车底盘测功机的基本原理底盘测功指的是测量汽车驱动轮输出功率或牵引力，底盘测功的目的是为了获得驱动轮的输出功率或牵引力，以评价整车的动力性能，也可以用获得的驰动轮的输出功率与发动机飞轮上输出的功率进行对比，求出传动效率，以判定底盘传动系统的技术状况。此外，在进行底盘测功的同时，如果配合油耗计测量发动机的燃料消耗量，可知道在不同工况下整车的经济性;如果配合尾气分析仪(烟度计)，可以测量汽车的排放性能。2.1汽车底盘测功机的构造汽车底盘测功是在滚筒检验台上进行的，该检验台通常称为底盘测功检验台或底盘测功机[=i。底盘测功检验台按测量原理可分为惯性式、测力式等几种形式。惯性测功检验台是利用飞轮惯量来模拟道路的行驶阻力进行测功。在油门全开、变速器为直接档时，测定在一定速度范围内的加速时间或滑行距离，以检测汽车的动力性能。由于惯性式测功检验台是在不稳定情况下进行测功的，因而不能直接测定驱动轮上的功率，通用性较差。当飞轮的转动惯量为定值时，对轻型车而言，其惯量可能显得过大，而对重型车来说又会显得过小，往往需要配置一套具有不同转动惯量的飞轮组。当惯量匹配不当时就会影响测量精度。因此，这种结构很少单独使用。测力式测功检验台是以滚筒作为活动路面，用加载装置模拟汽车行驶时的情况，可测定汽车在各种车速下驱动轮上的驱动功率、传动系阻力以及燃油消耗等。由于该方法结构紧凑，测量精度高，应用最为广泛。无论是哪种形式的测功机，一般由滚筒装置、加载装置、测量装置及辅助设备几部分构成。2.2滚筒装置汽车在滚筒检验台上进行试验时，其试验条件和路试时不完全相同，在检验台上试验时，汽车是静止不动的，因而无空气阻力和前轮滚动阻力。但检验台本身传动机构会消耗一部分能量。另外轮胎在滚筒上的附着条件与路面上的附着条件不完全相同，由于轮胎接触点和支撑面上分配特性及比压值不同，附着系数和滚动阻力也不一样，因而设计滚筒检验台时，应考虑上述因素，使之尽可能与道路条件相似1191检验台有单滚筒和双滚筒之分，如图2-1所示:图2-支承两边驱动车轮的滚筒各为单个的检验台，称为单滚筒检验台。单滚筒检验台的滚筒直径一般较大，多在1500-2500mm之间。滚筒直径愈大，车轮在滚筒上就愈象在平路上滚动，使轮胎与滚筒的滑转率小，滚动阻力小，因而测试精度高。但加大滚筒直径会受到制造、安装、占地面积和费用等多方面的限制中心与滚筒中心的对中又比较困难，所以使用不方便。因此，这种检验台仅适用汽车制造、科研单位和大专院校进行较深入的研究采用，不适合日常在用车检测站及维修单位使用。2.3双滚筒检验台支承汽车两边驱动车轮的滚筒各为两个的检验台，称为双滚筒检验台。双滚筒检验台滚筒直径要比单滚筒小得多，一般在185--400mm之间。滚筒直径往往随检验台的试验车速而定，当试验车速高时，直径也大些。由于滚筒直径比较小，轮胎与滚筒的接触和路面不一样，导致滑转率增大，滚动阻力增大，滚动损失增加，所以测试精度较单滚筒低。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率的15%-20%，因此滚筒直径不宜太小。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，轮胎表面可能达到临界温度而导致早期破坏。因此，试验车速达160km/h时，滚筒直径不应消于300mm;试验车速达200km/h时，滚筒直径不应小于350mmo双滚筒检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，因而适用于在用车日常检测及维修企业等生产单位。尤其是单轮双滚筒式，应用广泛，本系统即采用单轮单轮双滚筒式。双筒检验台的滚筒多采用钢制材料制成，采用空心结构。按其表面形状不同，分为光滑式、滚花式、沟槽式和涂覆层式等多种形式。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系数较低，涂覆层式滚筒是在光滑式滚简表面上涂覆摩擦系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。2.4加载装置为了保证汽车在滚筒检验台上进行性能测试时，能尽量反映汽车行驶的特性，检验台应能模拟汽车在道路上行驶时的各种阻力。汽车在道路上行驶时，受到的阻力有:汽车传动系阻力、车轮滚动阻力、空气阻力和加速阻力等，而车在检验台上试验时，受到的阻力有:汽车传动系阻力、检验台传动机构阻力和车轮与滚筒的接触阻力等。二者之和不相等，前者大于后者。这样，必须要有加载装置，使汽车在检验台上的受力情况同在道路上行驶时一样。在滚筒检验台上的加载装置和测功装置可分为液力式、电力式或机械力式。机械力式测功机利用摩擦来吸收驱动轮上的功率，所吸收的功率转换为热能后，经空气、水或油带走，这种测功器的缺点是性能不稳定。水力测功机的测功部件既可以做在滚筒内部，也可以做成与滚筒相连的一个独立部分。在前一种情况下，是把转子本身做成旋转滚筒，而定子本身位于滚筒内部。载荷的大小是通过改变进入测功制动器内的水量来实现的。建立在定子上的转矩经过杠杆作用在压力传感器上，指示汽车驱动轮上的功率。汽车维修企业等生产单位使用的滚筒检验台，多采用电涡流测功机。电涡流测功机具有测量精度高、振动小和结构简单等优点，并具有宽广的转速范围和功率范围。该种测功机主要由定子和转子两部分组成。定子四周装有激磁线圈.转子的轴与检验台主动滚筒相连，齿轮形的转子盘则在激磁线圈中转动。当激磁线圈通过直流电时形成磁场，随着齿轮形转子盘的转动，致使磁通量不断增减变化，因而在定子中产生涡电流，涡电流产生对转子盘起制动作用的磁场，于是对主动滚筒造成一定的阻力矩。该阻力矩吸收了汽车驱动车轮的输出功率，同时又增加了滚筒的负载。只要动定子中的激磁电流，就可以自山的控制测功器吸收的扭矩，因而能比较容易，经济的实现控制自动化。电力式测功机中除了电涡流机外，还有一种直流发电机式的测功机，它既可通过汽车车轮带动其发电并在励磁线圈中通电，形成加载装置，又可作为电动机反拖汽车车轮，测量传动损耗，但成本高，精度不如电涡流机。三检测控制系统的测量原理3．1功率测量原理电涡流测功器由转子和定子两部分组成，转子与定子间的制动力矩可由摆动的定子经测力臂传给测力传感器t川。当测功车速为定值时，驱动轮上的功率可按下式计算:Pw=FxV/3600（KW）1式中:P，为轮输出功率，单位为KW;F为牵引力，单位为N;V为车速，单位为km/h.3．2速度测量原理检验台进行测功、加速、滑行试验时都需要准确的得到测试时刻的车速，并要求能连续测量。光电测量是测量车速的常用方法，本系统中，在驱动滚筒轴上装有光电盘，驱动滚筒每旋转一周能发出600个脉冲，而驱动滚筒的圆周长是1米，若每秒记录的脉冲数为n，则速度计算公式如下:3．3距离测量原理汽车的距离和速度的测量有很多类似之处。距离的测量原理为:在驱动滚筒轴上装有光电盘，驱动滚筒每旋转一周能发出600个脉冲，而驱动滚筒的圆周长是1米，若记录脉冲数为Q，则距离的计算公式为:本文介绍了汽车底盘测功机的基本构造，对大直径单滚简式、双滚筒式、单轮双滚筒式检验台进行了比较。对于底盘测功机中重要组成部分加载装置进行了分析比较和选择。最后介绍了汽车底盘测功机的测量原理。[1]明平顺、杨万福18-26,汽车检测技术，湖北:武汉工学院教材出版中心，1993[2]李照美主编.汽车检测与诊断技术。北京:中国农业出版社.1996[3]蔡香华，机动车安全检测技术。合肥:中国科学技术大学出版社，1992,[4]风歧、陈礼播编著，汽车诊断技术，人民交通出版社，1991,[5]郑世润主编，杨景泰编，中外汽车检测与维修设备手册，北京:金盾出版社，1997[6]赵学文、赵洪模编著，汽车检测与故障诊断，黑龙江:黑龙江科学技术出版社，1987