专利名称：摩托车底盘测功机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机动车测试装置，特别涉及一种摩托车底盘测功机。
技术背景我国国民经济的高速增长和国民收入水平的提高，促进了国内摩托车市 场的发展，同时也对摩托车行业提出了更高的要求和期望。国内摩托车企业 在近几年来都取得了较好的成绩，我国摩托车年产销量已超过千万，稳居世 界第一，但产品结构较为单一，主要以中小排量为主，为了适应市场的需求，产品标准的不断提高和使用条件的日益趋严，我国摩托车企业正在不断调整 产品结构，加大产品开发力度，提高产品技术水平，同时降低成本。此外， 近年来，国家环保标准不断严格、油价不断飙升，摩托车企业在不断提高摩 托车动力性能的同时，还必须不断降低摩托车的排放指标、提高其经济性能。 企业迫切希望能够系统准确的掌握自身产品的各项性能，以期满足国家标准， 提高自身产品质量，在激烈的市场竞争中立于不败之地。因此，不单单是大 中型企业，众多中小型企业也在设法提高自己的研制开发能力，包括建立产 品研发中心，购置产品开发的检测和试验设备等。底盘测功机是研制和检测 摩托车最常用的大型关键设备之一，是在室内对摩托车行驶性能进行综合分 析的重要平台。以往国内的相关检测设备较为落后， 一些大中型企业不得不 进口国外昂贵的检测设备，而这对众多中小企业确是很重的负担，严重阻碍 了国内摩托车行业整体的发展。 发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种摩托车底盘测功机。它是 运用电子信息技术的光机电一体化测试机 本实用新型的技术方案是一种摩托车底盘测功机，其特征在于有测功机主机、其上有滚轮机构、 测功机主机上有前轮夹紧装置、在测功机主机的前方有冷却风机；在测功机主机旁设有动力柜、控制柜、司机助显示器部分；主机包括交流电力测功机、转速传感器、扭矩传感器；其中，交流电 力测功机采用全数字交流变频调速控制系统，四象限运行；底盘测功机采用 全电惯量模拟方式；采用高精度光电传感器作为转速传感器；同时，系统釆 用与测功机同轴的非接触式高精度轴扭式动态扭矩传感器；摩托车在底盘测 功机滚轮上有前轮夹紧固定装置，前轮夹紧装置是可前后调节的气动夹紧装 置；冷却风机是采用交流变频调速技术低噪声节能型离心式冷却风机，，动力 柜是摩托车底盘测功机的控制单元，包括测功机变频器、风机变频器、操作 单元；控制柜包括工业控制计算机、操作单元、信号处理单元、显示器、打 印机、电源。转速传感器采用高精度光电传感器；扭矩测量采用与测功机同轴的高精 度扭矩传感器；油耗测量采用高精度流量传感器。本实用新型效果是采用目前国际上新兴的全数字交流变频调速技术而 非以往的直流调速。依靠独创的高速电流矢量控制，快速跟踪速度指令和力 矩指令的变化。采用交流无刷全电惯量模拟方式，而非传统的机械惯性飞轮 组。采用三电平控制方式，解决了冲击电压造成的电机绝缘损伤、轴电压造 成的电机主轴电腐蚀问题。控制系统为上、下位机双机控制系统，其中上位 机为工业控制计算机，下位机为PLC可编程控制器，同时配合稳定可靠的软 件及有效的抗干扰措施，使系统稳定可靠。机械结构上采用了独特的膜片式 连轴器，确保结构紧凑。摩托车夹紧采用气动夹紧机构进行，并配有夹紧保 护系统，安全可靠。转速测量采用高精度光电传感器。扭矩测量采用与测功 机同轴的高精度扭矩传感器。油耗测量采用高精度流量传感器。具有过电流， 过电压，超速，超温及紧急停车等保护系统。具有摩托车缸头温度、机油温 度监测报警功能。该成果作为摩托车整车性能检测的综合测试台，可通过模 拟摩托车实际道路行驶的受力状态，在试验台上实现对摩托车的起步加速性 能、超越加速性能、爬陡坡性能、爬长坡性能、最高车速性能、最低稳定车 速性能、滑行性能、燃油消耗性能、驱动轮及发动机功率等的精确测试。以 上测试均达到国家标准要求，并满足摩托车生产厂各项台架试验要求。并且， 该系统与户外测试相比有效地降低了测试的危险系数。
图1是摩托车底盘测功机的平面结构示意图 图2是摩托车底盘测功机的控制系统软件框图
具体实施方式
如图l所示 一种摩托车底盘测功机，有测功机主机l、其上设置有滚轮 机构2、测功机主机上有前轮夹紧装置3、在测功机主机的前方有冷却风机4; 在测功机主机旁设有动力柜5、控制柜6、司机助显示器7部分。主机包括交流电力测功机、转速传感器、扭矩传感器。其中，交流电 力测功机釆用全数字交流变频调速控制系统，四象限运行。具有过流，过压， 超速，超温等保护功能。以往的底盘测功机采用机械惯量模拟方式，即采用 累加惯性飞轮组的方式，而本系统采用全电惯量模拟方式。该方法可精确模 拟各种情况下摩托车的行驶阻力，对测功机测试精度及测试对象范围有了大 幅提高。在本系统中速度测量将直接影响模拟精度，为此采用高精度光电传 感器作为转速传感器。同时，系统采用与测功机同轴的非接触式高精度轴扭 式动态扭矩传感器以保证扭矩测量精度。滚轮机构是模拟路况行驶的重要组成部分。摩托车在底盘测功机滚轮上 行驶，前轮被夹紧固定，仅驱动轮和滚轮做相对旋转运动，滚轮表面取代路 面，所以测功机应在滚轮上模拟实际路面上摩托车所受到的各种阻力。前轮夹紧装置采用气动夹紧方式，可前后调节以满足不同长度车型的夹 紧要求。并可通过上位机对夹紧动作进行自动控制，实现测试间与控制人员 的空间隔离。冷却风机选用低噪声节能型离心式冷却风机，采用交流变频调速，冷却 风的风速实时跟踪车速，实现风速的精确调节，以保证测试中根据测试状态 提供冷却风量。动力柜包括测功机变频器、风机变频器、操作单元，是摩托车底盘测功 机的控制单元，大量控制动作都是由该部分负责实施的。它接受上位机指令 对各执行机构进行控制，也可由操作人员进行现场调节。控制柜包括工业控制计算机、操作单元、信号处理单元、17"LCD显示器、 彩色喷墨打印机、UPS电源。操作人员可在此处可对摩托车底盘测功机进行 控制，完成各项测试功能。该控制柜集系统控制、信号处理、数据显示、打 印于一体，为操作人员提供了一个便捷的控制平台。该系统采用最新工业控 制组态软件，并根据该套底盘测功机控制特点，开发了配套的组态测控软件
环境。此环境充分利用了 WINDOWS的图形用户界面，使系统操作简单方便。 该系统具有测功机预热、测试、数据查询、录入标准、修改标准、修改系统 设置等功能，测试结果具有显示、打印、存储、查询、删除等功能，操作简 洁方便。软件系统结构图2:司机助显示器可在摩托车在测试过程中，给驾驶员以良好的界面提示及指 示。操作员在控制底盘测功机时需输入大量的参数进行设定，而驾驶员只需 观察其中的一部分，同时要求字体足够大以便观察，因此在司机助显示器上 的内容不同于主控显示器，必须采用双屏显示技术，且在两个屏幕上显示不 同内容。连接关系MC100型摩托车底盘测功机采用上、下位机双机控制方式，将上述各部分 组合在一起协调运转，实现全数字交流变频调速控制系统，四象限运行，3电 平控制方式，数字式全电惯量模拟技术，自动模拟受试摩托车的道路行驶阻 力，确保了精确测量和自动控制。同时，通过此种组合控制方式可使操作人 员在操作该套系统时如臂使指，通过简单的指令输入，就可完成一系列复杂 的测试项目。上位机采用工业控制计算机，对系统实施监控及数据处理，并具有相关参 数和文字输入功能，可形成完整的测试报告。测试数据及曲线自动存储在数 据库中，方便查询或打印历史记录。工控机抗干扰能力强，运行稳定，适用 于工业控制等较恶劣的工况环境。下位机采用可编程控制器作为控制核心， 并配以模块化控制单元，对系统进行实时控制及数据采集。在试验过程中，将摩托车前轮用夹紧装置固定，后轮放在滚轮上，驱动 测功机旋转，同时冷却风实时跟踪，模拟再现摩托车在道路上行驶时所受的 惯性阻力、空气阻力、爬坡阻力、摩擦阻力等行使阻力，以实现在室内对不 同排量的摩托车进行不同工况下的性能测试。
权利要求1、一种摩托车底盘测功机，其特征在于有测功机主机、其上有滚轮机构、测功机主机上有前轮夹紧装置、在测功机主机的前方有冷却风机；在测功机主机旁设有动力柜、控制柜、司机助显示器部分；主机包括交流电力测功机、转速传感器、扭矩传感器；其中，交流电力测功机采用全数字交流变频调速控制系统，四象限运行；底盘测功机采用全电惯量模拟方式；采用高精度光电传感器作为转速传感器；同时，系统采用与测功机同轴的非接触式高精度轴扭式动态扭矩传感器；摩托车在底盘测功机滚轮上有前轮夹紧固定装置，前轮夹紧装置是可前后调节的气动夹紧装置；冷却风机是采用交流变频调速技术低噪声节能型离心式冷却风机；动力柜是摩托车底盘测功机的控制单元，包括测功机变频器、风机变频器、操作单元；控制柜包括工业控制计算机、操作单元、信号处理单元、显示器、彩色打印机、电源。
2、 根据权利要求1所述的摩托车底盘测功机，其特征在于转速传感器采用 高精度光电传感器；扭矩测量采用与测功机同轴的高精度扭矩传感器；油耗 测量采用高精度流量传感器。
专利摘要一种摩托车底盘测功机，由测功机主机、其上设置有滚轮机构、测功机主机上有前轮夹紧装置、在测功机主机的前方有冷却风机；在测功机主机旁设有动力柜、控制柜、司机助显示器部分；结构紧凑。摩托车夹紧采用气动夹紧机构进行，并配有夹紧保护系统，安全可靠。可通过模拟摩托车实际道路行驶的受力状态，在试验台上实现对摩托车的起步加速性能、超越加速性能、爬陡坡性能、爬长坡性能、最高车速性能、最低稳定车速性能、滑行性能、燃油消耗性能、驱动轮及发动机功率等的精确测试。以上测试均达到国家标准要求，并满足摩托车生产厂各项台架试验要求。并且，该系统与户外测试相比有效地降低了测试的危险系数。
文档编号G01M17/007GK201016864SQ20072009527
公开日2008年2月6日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者任泽生, 任立环, 陶俊卫 申请人:天津市天波科达科技有限公司