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底盘测功机

底盘测功机

底盘测功机是一种用来测试汽车动力性、多工况排放指标、燃油指标等性能的室内台架试验设备。汽车底盘测功机通过滚筒模拟路面，计算出道路模拟方程，并用加载装置进行模拟，实现对汽车各工况的模拟。

概述
底盘测功机是一种用来测试汽车动力性、多工况排放指标、燃油指标等性能的室内台架试验设备，如下图所示。汽车底盘测功机通过滚筒模拟路面，计算出道路模拟方程，并用加载装置进行模拟，实现对汽车各工况的准确模拟。
它可用于汽车的加载调试，诊断汽车在负载条件下出现的故障；它与五气分析仪、透射式烟度计、发动机转速计、及计算机自控系统一起组成一个综合测量系统以测量不同工况下的汽车尾气排放。
底盘测功机使用方便，性能可靠不受外界条件的影响。在不解体汽车的前提下，能够准确快速地检测出汽车各个系统、部件的使用性能。底盘测功机既可以用于汽车科学试验，也可以用于维修检测。
近年来，由于电子计算机技术的快速发展以及各类专用软件的开发和应用，为道路的模拟、数据的采集、处理及试验数据分析提供了有效的手段，加速了底盘测功机的发展，得到了广泛的应用。
分类
汽车底盘测功机有单滚筒和双滚筒之分，如下图所示。
单滚筒底盘测功机支承每侧驱动车轮的滚筒为一个，滚筒直径较大（一般在1500～2500mm之间），支承轴承少，台架的机械损失小。滚筒直径越大，车轮在滚筒上就越像在平路上滚动，轮胎与滚筒的滑转率小、滚动阻力小，因而测试精度高，但制造和安装费用大，一般用于制造厂和科研单位。
双滚筒式底盘测功机支承每侧驱动车轮的滚筒为两个，滚筒直径小（一般在180～500 mm之间），与单滚筒底盘测功机相比，多了四个支承轴承和一个联轴器，在检测过程中，其机械损失较大。滚筒直径越小，车轮与滚筒的接触就与在平路上差别越大，轮胎与滚筒的滑转率增大、滚动阻力增大，所以测试精度较差；优点是设备成本低，使用方便，一般用于汽车使用、维修行业及汽车检测线或检测站。
基本原理
底盘测功机是用滚筒模拟代替路面，汽车在正常匀速行驶时遇到的各种阻力通过加载装置模拟。汽车在加速以及滑行时，所受阻力通过飞轮组的转动惯量模拟。底盘测功机的转矩和功率通过安装在一个连接定子和测功机外壳的力臂上的力传感器测得。汽车驱动滚筒，加载装置通过定子对转子施加制动力矩，同时，定子受到转子的反作用力矩，此力矩被力传感器测得并换算成驱动轮的转矩和功率。
基本结构
汽车底盘测功机主要由道路模拟系统、信号采集与控制系统、安全保障系统及引导系统等构成。
道路模拟系统
汽车底盘测功机的道路模拟系统如下图所示，它主要由：滚筒装置、功率吸收装置和惯性模拟装置组成。
1、滚筒装置
滚筒转动相当于连续移动的路面，被测汽车的车轮在其上滚动，利用滚筒来模拟路面。滚筒表面可以是光滚筒、滚花滚筒、带槽滚筒、带涂敷层滚筒等，可根据使用情况适当选择，尽量使滚筒的附着力接近于道路的实际情况。光滑滚筒是目前应用最多的一种形式。对于双滚筒的光滑滚筒，由于轮胎对滚筒的比压增大，虽然附着系数较低，但车轮与光滑滚筒间的附着能力可以产生足够的牵引力；带涂敷层的光滑滚筒，可以使附着力增大，是有前途的一种形式；对于滚花和带槽滚筒，因使用过程中打滑率不能保持恒定，很少使用。
2、功率吸收装置（加载装置）
模拟汽车运行中所受的空气阻力、非驱动轮的滚动阻力及爬坡阻力等。在汽车检测线上所用的底盘测功机功率吸收装置的类型有：电涡流式、水力式和电力式。由于一般水力式功率吸收装置的可控性较电涡流式差，而电力测功机的成本较高，电涡流式加载装置可控性好、结构简单、体积小、重量轻、便于安装，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。
3、惯性模拟装置
利用惯性飞轮的转动惯量来模拟汽车旋转质量的转动惯量及汽车平移质量的惯量，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。目前由于我国对汽车台架的惯量没有制订相应的标准，因而国产底盘测功机所装配的惯性飞轮的个数不同，且飞轮惯量的大小也不同，飞轮的个数愈多，则检测的精度愈高。
信号采集与控制系统
1、车速和驱动力信号采集
目前国内检测线使用的汽车底盘测功机采用的车速信号传感器可分为以下三种类型：光电式车速信号传感器、磁电式车速信号传感器和霍尔传感器。汽车底盘测功机驱动力传感器可分为两种：拉压传感器和位移传感器。
2、控制系统
汽车底盘测功机常见的位置控制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。
安全保障系统
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。其作用如下：
①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；
②系留装置是指地面上的固定盘与车辆相连，以防车辆高速行驶时，由于滚筒的卡死飞出滚筒；
③车偃的作用之一是防止车辆在运行过程中，车体前后移动，同时也达到与系留作用相同的功能；
④发动机与车轮冷却风机是防止车辆在运行过程中发动机和车轮过热。
引导与举升及滚筒锁定系统
1、引导系统
引导系统也称司机助手，其作用是引导驾驶员按提示进行操作。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。
①显示牌。显示牌一般与计算机的串行通讯口相连，当计算机对显示牌初始化后，便可对显示牌发送ASCII码与汉字，以提示驾驶员如何操作车辆及显示检测结果。
②大屏幕显示器。大屏幕显示器通过AV转换盒与计算机相连，AV转换盒的目的是将计算机的数字信号转换成视频信号供电视机用。
2、举升装置
升降系统的类型较多，底盘测功机常用类型有：
①气压式升降机。气压式升降机如下图所示，它是由电磁阀、气动控制阀及双向汽缸或橡胶气囊组成的，在气压力的作用下，汽缸中的活塞便可上下运动以实现升降目的。
②液压举升装置。液压式举升装置通常由磁阀、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，实现举升目的。
3、滚筒锁止系统
常用棘轮棘爪式锁止系统装置。它由双向汽缸、棘轮、棘爪、回位弹簧、杠杆及控制器组成，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的目的。
使用与维护
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，定期进行检查、使用和维护，
使用前的准备工作
①车辆外部清洗干净；
②不容许轮胎花纹中夹有石粒；
③轮胎气压符合标准；
④发动机底壳机油油面应在允许范围内；
⑤发动机机油压力应在允许范围内；
⑥自动变速器（液力变扭器）的液面应在规定的范围内。
汽车底盘测功机的使用
①开机前必须按使用说明书的要求，对底盘测功机做好准备工作；
②按规定程序操作；
③惯性模拟系统除进行多工况油耗试验和加速、滑行试验外，不允许任意使用；
④突然停电时，引车驾驶员应即可松油门并挂空挡；
⑤被测汽车驾驶员必须严格按引导系统提示操作。
定期检查
①例行检查项目。
A、对于采用水冷电涡流式及水涡流功率吸收装置，要求检查冷却水管路是否有漏油现象。
B、润滑系统是否有漏油现象。
C、带有扭力箱、升速器的装置检查滚筒轴承、飞轮轴承是否有发热现象。
D、是否有漏油、漏水及杂物。
②每六个月检查项目
A、各部螺栓紧同情况（紧固）。
B、循环水池积垢情况（清除）。
C、冷却水滤清器堵塞情况（清洗）（注：B、C是对水冷式功率吸收装置）。
D、定期润滑，系统各润滑点按说明书的要求进行润滑。
定期标定
①车速传感器，1次/年。
②牵引力传感器，1次/年。
对于经常使用的汽车底盘测功机，严格按其说明书进行定期标定。未经法定标准计量部门标定，标定未取得合格证和标定过期的试验台测所形成的检测结果将不具有法律效力。
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