专利名称：轻重车型通用底盘测功机的制作方法
技术领域：
轻重车型通用底盘测功机，通过优化设计技术参数和增加相应功能，使轻型车和 重型车在该台架上都能进行动力性能、废气排放性能、燃料经济性能、滑行性能等检测的一 种新型双滚筒底盘测功机，属于汽车性能检测设备技术领域。
背景技术：
国外和我国底盘测功机不同行业标准均规范轻、重型车底盘测功机的不同结构参 数和功率吸收装置要求，背景技术参考文件交通行业标准JT/T445-2008 “汽车底盘测功 机”；环保行业标准HJ/T291-2006 “汽油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求”和 HJ/T292-2006 “柴油车加载减速工况法排气烟度测量设备技术要求”。有以下不足1、交通行业标准按额定承载质量3吨、10吨、13吨规定了不同的底盘测功机型号， 3吨型号难以适用于重型车，10吨型号规范为双轴式无自由滚筒，无法适用于双联驱动桥 的重型车，13吨型号规范的中心距太大，无法适用于轻型车。2、环保行业标准规范轻、重型车底盘测功机的不同结构参数、台架基本惯量和功 率吸收装置要求，台架无法轻、重型车通用。3、环保行业标准和交通行业标准均要求配置反拖电机及前后双滚筒用1 1传动 机械联接起来，易造成寄生功率。4、环保行业标准和交通行业标准均没有要求测量电涡流机的温度，难以准确实现 不同电涡流机温度时的瞬态变速定量控制加载。轻型车和重型车两种底盘测功机分类的局限性，使检测站和修理厂至少要配置两 套设备，从而增加了投资，对于检测车辆数量不多的用户，降低了设备的使用率。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明根据轻、重型车各种性能检测工况不同特 点，通过优化设计技术参数和增加相应功能，创新了轻重车型通用底盘测功机，在该台架上 结合设计不同的汽车性能检测计算机控制模块，可进行轻型车和重型车的底盘输出功率检 测、汽车空挡系统损耗功率检测、发动机功率检测、轻型汽油车稳态工况法废气检测、瞬态 和稳态燃料经济性检测、轻型汽油车瞬态工况法废气检测、柴油车加载减速工况法废气检 测、滑行性能检测等。为了保证在轻重车型通用底盘测功机上进行轻型车ASM工况法检测时，使车轮与 滚筒的摩擦阻力约等于在轻型车底盘测功机上的摩擦阻力，通过试验，车轮与滚筒的摩擦 阻力是与安置角成正比、与滚筒直径成反比，所以，要使轻型车在不同的台架结构尺寸上车 轮滚筒摩擦阻力约等于轻型车底盘测功机上的车轮滚筒摩擦阻力，应使增大和减小 两种因 素互相抵消，如安置角增大，则滚筒直径应相应增大；如滚筒直径增大，相应安置角应增大。 在轻重车型通用底盘测功机上，轻型车车轮计算直径为620mm的安置角范围应在31.5° 35°，超过35°则使轻型车更小直径车轮下沉量过大而严重影响检测。试验表明，在此安置角范围内，每增加1 °则滚筒直径需增加40mm才能近似等效于滚筒直径为218mm、车轮直径 620mm、安置角为31. 5°时的车轮滚筒摩擦阻力。由于轻重车型通用底盘测功机功率吸收装置的额定功率较大，风扇损耗功率较 大，为了使该设备的双滚筒轴系统各车速点的阻力约等于轻型车底盘测功机的台架阻力， 可通过加大滚筒直径，使相同车速的滚筒转速减小，加之风扇阻力矩换算到较大直径滚筒 表面上的阻力也相应减小，从而达到台架阻力的基本一致。
把加载力、双滚筒直径、轻型车安置角、中心距四者综合优化设计，通过增大滚筒 直径和安置角来达到台架阻力和车轮滚筒摩擦阻力约等于轻型车底盘测功机的相应阻力， 可采用以下方法为充分利用功率吸收装置的加载能力，以功率吸收装置最大加载扭矩对 应转速时的滚筒线速度不超过50km/h来确定最大滚筒直径，该车速点接近重型车额定扭 矩动力性检测和加载减速工况法废气检测的车速；确定双滚筒直径后，按轻型车车轮滚筒 摩擦阻力基本不变来计算确定安置角，在车轮直径620mm的安置角31.5° 35°范围内 选择轻型车安置角，然后计算和确定两滚筒中心距；以满足重型车检测要求来选择功率吸 收装置的额定功率，如规定热态时加载力不小于10000N，风冷电涡流机热衰退率按55%计 算，其冷态加载力不小于10000/0. 45 = 22222N，从而可确定功率吸收装置的额定功率。国内、外轻型车工况法废气检测用底盘测功机，要求前后滚筒采用1 1传动机械 联接起来，试验表明同一车辆脱开同步带所测功率较大于结合同步带所测功率，当前后滚 筒没有采用1 1传动机械联接起来，同一车辆加载检测时，相同直径的主、付滚筒的线速 度不相等，如果主、付两滚筒采用1 1传动机械联接起来，强制主、付两滚筒线速度相等， 车轮与付滚筒滑移产生的寄生功率和运动干涉由同步带吸收，所以，脱开同步带所测功率 较大于结合同步带所测功率。造成这种现象的主要原因是，在加载检测中，主滚筒加载力使 主滚筒对车轮产生较大的支反力，而付滚筒对车轮的支反力相应较小，使同一车轮在主、付 滚筒上的接触变形不同，车轮在主滚筒上的接触变形大(动力半径小)，在付滚筒上的接触 变形小(动力半径大)，车轮与付滚筒表面滑移产生运动干涉和寄生功率，其大小与检测驱 动力成正比，与轮胎气压成反比，与车速成正比，与滚筒直径成反比。要求前后滚筒采用1 1传动联接起来，主要是防止检测过程中车轮瞬间脱离付 滚筒，如付滚筒惯量不参与加速，当车轮再回落到付滚筒后，由于速度差造成车轮振动，使 检测失败。另外，有利于日常定期标定底盘测功机的损耗功率，并自动更新，提高ASM工况 法模拟加载的精度，因为ASM工况法经验公式所规定的计算负荷包含底盘测功机的损耗。 考虑到底盘测功机损耗功率相对比较稳定，没有必要频繁地进行损耗功率标定，而且设备 状态和控制精度也相对稳定，没有必要也不会频繁检验。只要控制加载量不是过载太大，并 适当加大轻型车在双滚筒上的安置角，大量试验证明，前后滚筒没有采用1 1传动联接， 对检测没有影响。所以轻重车型通用底盘测功机前后滚筒应装配1 1传动联接装置，在 完成通用台架的双滚筒轴系统当量惯量、损耗功率标定和加载控制精度综合检验后，应拆 除前后滚筒的1 1传动联接装置后再进行车辆各种性能加载检测，消除这种寄生功率并 提高传动件的使用寿命。电涡流机的加载温升较大，在相同的车速和励磁电流时，转子温度不同则加载力 也不同，要准确实施有的放矢的瞬态变速定量控制加载，满足轻型车瞬态工况法检测的加 载精度和响应时间要求，需要标定和测量温度、车速、励磁电流、加载力4个参数的量值关系，电涡流机的温度是一个很重要的参数，所以，轻重车型通用底盘测功机需安装电涡流机 的温度传感器，可以大大减少反馈时间，提高检测效率和加载准确性。另外，温度传感器也 可保护电涡流机，当电涡流机温升超限后，温度传感器可报警或自动锁止停止加载。现有技术规定轻型车底盘测 功机基本惯量为900kg，对重型车底盘测功机要求更 大的基本惯量，台架基本惯量主要用于检验底盘测功机自身的损耗功率，以及综合检验加 载控制精度，另外用于轻型车台试模拟路试加速瞬态工况时，减小车辆基准质量与台架基 本惯量之差，重型车底盘测功机要求更大的基本惯量是没有意义。所以，轻重车型通用底盘 测功机的两滚筒轴系统基本惯量只需符合轻型车底盘测功机基本惯量要求，而且基本惯量 应分两级，在主滚筒轴上安装一个惯性飞轮，通过电控或手控离合装置使惯性飞轮与主滚 筒轴结合或脱开，轻型车台试模拟路试加速瞬态工况检测，当车辆基准质量大于台架基本 惯量时，则结合惯性飞轮检测，减小电加载模拟惯量的加载负荷，当车辆基准质量小于台架 基本惯量时，则脱开惯性飞轮检测，使台架模拟车辆惯量的加速负荷为正值，从而准确模拟 加速工况的加载负荷，如为负值则无法模拟加载负荷。另外，也可采用增减惯量两次滑行法 检测系统当量惯量、阻力和损耗功率。轻重车型通用底盘测功机适用双联驱动桥检测的自 由滚筒只起支承作用，自由滚筒的当量惯量无要求，也不计入两滚筒轴系统的基本惯量中， 双联驱动桥重型车应闭锁双联驱动桥中间的差速器后挂最高速挡检测。当车辆稳态工况法性能检测时，稳态是相对的，在取样时系统或大或小会有加速 度，具有与系统惯量成正比的惯性功率，为减小系统惯性功率造成的误差，可脱开惯性飞轮 使台架惯量减小后进行车辆稳态工况法性能检测。检测站通常是连续检测，电涡流机的加载功率转化为热能，风冷电涡流机自身风 扇功率较小，不检测时自身风扇不散热，易使电涡流机温升很快和很高，为降低风冷电涡流 机的温升，附加风扇对电涡流机进行风冷，尤其增加了电涡流机停动时的风冷效果。现有技术均要求装配反拖电机，用于加载控制精度综合检验，标准规定的检验是 先有理论滑行时间，后有试验滑行时间，这样，只要输入加载功率，计算机就可以自动计算 出理论滑行时间，试验前就知道了理论滑行时间，这种检验没有意义，想要误差为零都是轻 而易举。所以，在轻重车型通用底盘测功机上，无需装配反拖电机，采用先有试验滑行时间， 后有理论滑行时间的加载控制精度综合检验方法可以随机用一台车辆在轻重车型通用底 盘测功机上进行检验，按规定的电涡流机加载功率进行加载精度检验，得到试验滑行时间， 这时系统的当量惯量和阻力是未知数，无法得知理论滑行时间，计算机无法作假，然后采用 增减惯量两次滑行法(考虑惯性飞轮阻力)或两次恒力加载法(需保证动态恒力加载精度 在士2% )，检测得到系统的当量惯量(底盘测功机基本惯量加上车辆空挡底盘传动系当量 惯量)及各车速点的系统空载阻力(底盘测功机台架阻力、车轮滚筒阻力、汽车底盘传动系 阻力三者之和)，系统空载损耗功率加上规定的电涡流机加载功率，从而计算可得理论滑行 时间，进行试验滑行时间与理论滑行时间误差计算。通常轻型车工况法废气检测是采用ASM 稳态工况法和瞬态工况法任选一种，因此，如果轻重车型通用底盘测功机不选择轻型车ASM 稳态工况法检测，则可以取消反拖电机以及1 1传动机械联接装置，两级惯量值可由生产 厂家试验后作为技术参数在产品说明书上标明。如选用轻型车ASM稳态工况法检测，因需 定期标定两滚筒轴系统的损耗功率，保留反拖电机和1 1传动机械联接。根据轻、重型车各种性能检测工况不同特点，通过优化设计技术参数和增加相应功能，轻重车型通用底盘测功机是按重型车所需加载力来确定功率吸收装置的额定功率， 配套自由滚筒以适用双联驱动桥重型车检测；通过适当加大双滚筒直径和安置角，使双滚 筒轴台架系统阻力和轻型车车轮滚筒摩擦阻力约等于轻型车底盘测功机的相应阻力；安装 一个反拖电机，前后双滚筒用1 1机械传动联接起来进行基本惯量、损耗功率标定和加载 控制精度综合检验，检验完后拆除联接传动件使双滚筒脱开联接进行车辆各种性能检测， 从而消除寄生功率和提高传动件的使用寿命；轻型车瞬态工况法废气排放检测或燃料经济 性检测，在电涡流机上配置温度传感器，准确实施有的放矢的瞬态变速定量控制加载；两滚 筒轴系统基本惯量符合轻型车底盘测功机规范的基本惯量要求，基本惯量分两级，两级惯 量值可由生产厂家试验后作为技术参数在产品说明书上标明，在主滚筒轴上安装一个惯性 飞轮，通过电控或手控离合装置使惯性飞轮与主滚筒轴结合或脱开，如车辆进行瞬态工况 法性能检测时，当车辆基准质量大于台架基本惯量，则结合惯性飞轮检测，当车辆基准质量 小于台架基本惯量，则脱开惯性飞轮检测；如车辆稳态工况法性能检测需减小系统惯性功 率误差，可脱开惯性飞轮减小台架惯量检测，可采用增减惯量两次滑行法检测系统当量惯 量、阻力和损耗功率；如不选用轻型车ASM稳态工况法检测功能，则可以取消反拖电机和 1 1传动机械联接装置，采用先有试验滑行时间、后有理论滑行时间进行加载控制精度综 合检验；附加风扇对电涡流机进行风冷降低温升；按需要选择计算机设计的不同汽车性能 检测控制模块，在该通用台架上能进行轻型车和重型车的动力性能、工况法废气排放性能、 燃料经济性能、滑行性能检测。
具体实施例方式
轻重车型通用底盘测功机的实施例，选用低速大扭矩的风冷电涡流机作为功率吸收装置，并配套自由滚筒，采用最大扭矩转速为800r/min的风冷电涡流机，其最 大滚筒直径 D = 50X1000/(3. 14X60X800) = 0.332m = 332mm,选择 D = 310mm,直 径比218mm增加92mm，相应的轻型车安置角比31. 5°应增加92/40 = 2. 3 °，设计两 滚筒中心距为(620+310) X sin33. 8v = 517mm,冷态加载力要求22222N，额定功率为 22222X0. 155X800/9549 = 289kW，选择额定功率为300kW，这样，既克服了现有轻型车底 盘测功机滚筒偏小造成滑移率过大的缺点，又避免了现有重型车底盘测功机滚筒直径过大 风冷电涡流机过热的不足，也克服了重型车较高气压轮胎与过小滚筒直径线接触的附着性 能偏低的缺陷，而且，使双滚筒轴系统阻力和轻型车车轮滚筒摩擦阻力约等于轻型车底盘 测功机的相应阻力。功率吸收装置与主滚筒轴机械联接，主滚筒轴上安装一个手动离合器 可结合和脱开的惯性飞轮，两滚筒轴系统当量惯量(结合惯性飞轮)为903kg，惯性飞轮当 量惯量为410kg，两级当量惯量分别为903kg (结合惯性飞轮)和493kg (脱开惯性飞轮)。 安装一个温度传感器测量电涡流机转子温度，通过测量转子温度，准确实施有的放矢的瞬 态变速定量控制加载。在电涡流机旁边安装附加风扇对其吹风散热。双滚筒轴采用同步齿 形带1 1传动机械联接，当检验完双滚筒轴系统当量惯量、损耗功率和加载控制精度后， 拆除同步齿形带，选择计算机设计的不同汽车性能检测控制模块，如轻型车和重型车的底 盘输出功率检测、汽车空挡系统损耗功率检测、发动机功率检测、轻型汽油车稳态工况法检 测、燃料经济性检测、轻型汽油车瞬态工况法检测、柴油车加载减速工况法检测、滑行性能 检测的计算机模块，即可在同一台架上对轻型车和重型车进行各种性能检测。
轻重车型通用底盘测功机通过优化设计技术参数和增加相应功能，具有价格便宜、一机多用、通用性好的特点，而且克服了现有轻型车和重型车不同底盘测功机的各自缺 陷，提高了检测的安全性、可靠性和准确性。
权利要求
轻重车型通用底盘测功机，通过选择计算机设计的不同汽车性能检测控制模块，使轻型车和重型车在该台架上能进行动力性能、工况法废气排放性能、燃料经济性能、滑行性能检测的一种双滚筒底盘测功机，其特征在于按重型车所需加载力来确定功率吸收装置的额定功率，配套自由滚筒以适用双联驱动桥重型车检测；通过适当加大双滚筒直径和安置角，使双滚筒轴系统阻力和轻型车车轮滚筒摩擦阻力约等于轻型车底盘测功机的相应阻力；安装一个反拖电机，前后双滚筒用1∶1机械传动联接起来进行基本惯量、损耗功率标定和加载控制精度综合检验，检验完后拆除联接传动件使双滚筒脱开联接进行车辆各种性能检测，从而消除寄生功率和提高传动件的使用寿命；轻型车瞬态工况法废气排放检测或燃料经济性检测，在电涡流机上配置温度传感器，准确实施有的放矢的瞬态变速定量控制加载；两滚筒轴系统基本惯量符合轻型车底盘测功机规范的基本惯量要求，基本惯量分两级，两级惯量值可由生产厂家试验后作为技术参数在产品说明书上标明，在主滚筒轴上安装一个惯性飞轮，通过电控或手控离合装置使惯性飞轮与主滚筒轴结合或脱开，如车辆进行瞬态工况法性能检测时，当车辆基准质量大于台架基本惯量，则结合惯性飞轮检测，当车辆基准质量小于台架基本惯量，则脱开惯性飞轮检测；如车辆稳态工况法性能检测需减小系统惯性功率误差，可脱开惯性飞轮减小台架惯量检测，可采用增减惯量两次滑行法检测系统当量惯量、阻力和损耗功率；附加风扇对电涡流机进行风冷降低温升；按需要选择计算机设计的不同汽车性能检测控制模块，在该通用台架上能进行轻型车和重型车的动力性能、工况法废气排放性能、燃料经济性能、滑行性能检测。
2.按照权利要求1所述的轻重车型通用底盘测功机，其特征在于如不选用轻型车 瞬态工况法废气排放检测或燃料经济性检测功能，可以取消温度传感器；如不选用轻型车 ASM稳态工况法检测功能，可以取消反拖电机和1 1传动机械联接装置，采用先有试验滑 行时间、后有理论滑行时间进行加载控制精度综合检验。
全文摘要
轻重车型通用底盘测功机，采用较大加载功率的功率吸收装置，配置适用重型车双联驱动桥检测的自由滚筒，通过适当加大双滚筒直径和安置角，使双滚筒轴系统阻力和轻型车车轮滚筒摩擦阻力约等于轻型车底盘测功机的相应阻力，双滚筒用1∶1机械传动联接起来进行损耗功率标定和加载控制精度检验，两滚筒脱开联接后进行车辆各种性能检测，在电涡流机上配置温度传感器，准确实施有的放矢的瞬态变速定量控制加载，两滚筒轴系统基本惯量分两级，适用不同基准质量轻型车的瞬态工况法检测和较小台架惯量的稳态工况法检测，附加风扇对电涡流机进行风冷，使轻、重型车在该通用台架能进行各种性能检测。
文档编号G01L3/24GK101858828SQ20101020028
公开日2010年10月13日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者吴明 申请人:吴明