林 勍

（汕頭市韓堤車輛檢測(cè)有限公司，廣東 汕頭 515031）

前言

汽車驅(qū)動(dòng)功率是汽車動(dòng)力性能的重要指標(biāo)和體現(xiàn)。為準(zhǔn)確檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，國(guó)內(nèi)很多專家和學(xué)者做了大量的研究，取得很多有益的研究[1-5]。如王建強(qiáng)等構(gòu)建了汽車動(dòng)力性檢測(cè)模型，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)和反拖兩種狀態(tài)的力學(xué)分析，建立了汽車動(dòng)力性檢測(cè)模型[1]。采用反拖法計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪輸出扭矩和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，作為汽車動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)。龔姚騰等研究汽車動(dòng)力性能檢測(cè)方法，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的汽車動(dòng)力性能檢測(cè)方法[2]。廣東省汽車綜合性能檢測(cè)站根據(jù)GB18565—2016《道路運(yùn)輸車輛綜合性能要求和檢測(cè)方法》、JT/T198—2016《營(yíng)運(yùn)車輛技術(shù)等級(jí)劃分和評(píng)定要求》、GBT18276-2017《汽車動(dòng)力性臺(tái)架試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)》等標(biāo)準(zhǔn)的要求和規(guī)范[6-8]，對(duì)許多機(jī)動(dòng)車檢測(cè)機(jī)構(gòu)都進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造。本文通過(guò)對(duì)大型車輛檢測(cè)線的技術(shù)改造，結(jié)合三軸六滾筒測(cè)功機(jī)的應(yīng)用，分析額定轉(zhuǎn)速、各種驅(qū)動(dòng)力對(duì)大型車輛的驅(qū)動(dòng)功率等動(dòng)力性能的影響，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，得到檢測(cè)結(jié)論。

1 汽車動(dòng)力性能檢測(cè)方法

汽車動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)是指：1）汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩工況或額定功率工況時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪輸出功率；2）汽車在發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率工況或最大扭矩工況時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速。雙驅(qū)動(dòng)軸汽車檢測(cè)應(yīng)采用三軸六滾筒式測(cè)功機(jī)作為檢測(cè)設(shè)備[8]。

1.1 驅(qū)動(dòng)輪輸出功率檢測(cè)

（1）最大扭矩工況檢測(cè)

根據(jù)車輛參數(shù)信息，設(shè)最大扭矩工況車速為vM，驅(qū)動(dòng)輪輪胎半徑為r，最大扭矩轉(zhuǎn)速為nm，變速器傳動(dòng)比為i，主減震器傳動(dòng)比為i0，由有最大扭矩車速為：

檢測(cè)時(shí)，將汽車平穩(wěn)駛上測(cè)功機(jī)滾筒，起動(dòng)逐步加速，使汽車以直接檔的最低車速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，然后按上式確定的最大扭矩車速設(shè)定速度，測(cè)功機(jī)進(jìn)行定速測(cè)功；測(cè)功機(jī)加載，將加速踏板踩到底，等汽車在穩(wěn)定速度下穩(wěn)定5s，讀取不少于3s 內(nèi)測(cè)功機(jī)測(cè)得功率的平均值。

（2）額定功率工況檢測(cè)

額定功率工況檢測(cè)與最大扭矩工況檢測(cè)不同在于：檢測(cè)時(shí)，起動(dòng)汽車，將加速踏板踩到底，測(cè)功機(jī)加載掃描最大功率點(diǎn)速度vp，測(cè)功機(jī)設(shè)置按vp進(jìn)行定速測(cè)功，等汽車在設(shè)定速度下穩(wěn)定5s，讀取不少于3s 內(nèi)測(cè)功機(jī)測(cè)得功率的平均值。

（3）驅(qū)動(dòng)輪輸出功率檢測(cè)

設(shè)測(cè)功機(jī)測(cè)得功率為Pg，測(cè)功機(jī)內(nèi)部損耗功率為Pe，輪胎滾動(dòng)阻力消耗功率為Pf，則驅(qū)動(dòng)輪輸出功率P 可按公式進(jìn)行計(jì)算：

其中：

1.2 驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速檢測(cè)

（1）額定功率工況檢測(cè)

首先固定好車輛，待檢測(cè)時(shí)，在測(cè)功機(jī)不加載條件下，起動(dòng)被檢測(cè)車輛，逐步加速，選擇直接檔，測(cè)取全油門的最高穩(wěn)定車速，若最高車速超過(guò)95km/h，應(yīng)降低一個(gè)檔位，重新測(cè)取最高穩(wěn)定車速va，并按額定車速計(jì)算。

然后將檔位掛回確定的檔位，逐步踩下加速板至最大位置，同時(shí)測(cè)功機(jī)恒力加至范圍內(nèi)穩(wěn)定3s 測(cè)取車速，即為驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速vw。

接著計(jì)算加載力，設(shè)檢測(cè)環(huán)境下功率吸收裝置加載力為FE、ve車速點(diǎn)達(dá)標(biāo)功率換算在驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力為Fe、底盤測(cè)功機(jī)內(nèi)阻為Fte、輪胎滾動(dòng)阻力為Fc、ve車速點(diǎn)附件消耗功率換算在驅(qū)動(dòng)輪上的阻力為Ff、車輛傳動(dòng)系允許阻力為Ft，則有：

（2）最大扭矩工況檢測(cè)

首先固定好車輛，待檢測(cè)時(shí)，在測(cè)功機(jī)不加載條件下，起動(dòng)被檢測(cè)車輛，逐步加速，選擇變速箱第3 檔位，測(cè)取最大扭矩車速vm。當(dāng)最大扭矩轉(zhuǎn)速為一定范圍時(shí)，nm取其平均值，當(dāng)nm大于4000r/min 時(shí)，按nm=4000r/min 測(cè)取vm。

然后將檔位掛回確定檔位，逐步踩下加速板，使車速超過(guò)vm，測(cè)功機(jī)恒力加至范圍內(nèi)穩(wěn)定3s 測(cè)取車速，即為驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速vm。

接著計(jì)算加載力，設(shè)FM為檢測(cè)環(huán)境下功率吸收裝置加載力，則按計(jì)算。

1.3 判定方法

①采用最大扭矩工況或額定功率工況下的驅(qū)動(dòng)輪輸出功率評(píng)價(jià)時(shí)，當(dāng)校正驅(qū)動(dòng)輪輸出功率大于或等于限值，判定該車動(dòng)力性為合格。

②采用額定功率工況下的驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速評(píng)價(jià)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速vm大于或等于ve時(shí)，判定該車動(dòng)力性合格。

③采用最大扭矩工況下的驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速評(píng)價(jià)時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速vw大于或等于vm時(shí)，判定該車動(dòng)力性合格。

2 大型車輛動(dòng)力性能檢測(cè)與分析

2.1 測(cè)功機(jī)原理介紹

國(guó)內(nèi)大多數(shù)的底盤測(cè)功機(jī)均采用的是電渦流測(cè)功器，應(yīng)用電磁效應(yīng)原理，定子周圍的勵(lì)磁線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)盤上產(chǎn)生電渦流，轉(zhuǎn)子盤產(chǎn)生吸收功率，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電流以控制制動(dòng)阻力矩大小。圖1 給出了風(fēng)冷式電渦流式BY-CG-1000 三軸六滾筒底盤測(cè)功機(jī)示意圖，能進(jìn)行整備質(zhì)量3500kg～20000kg 車輛以最大加速度1.475 m/s 進(jìn)行加速的瞬態(tài)慣量模擬。

圖1 BY-CG-1000 三軸六滾筒底盤測(cè)功機(jī)示意圖

BY-CG-1000 底盤測(cè)功機(jī)采用光電編碼器，控制系統(tǒng)要求響應(yīng)在0.025Sec 之內(nèi)。滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)編碼器同步旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的脈沖信號(hào)傳送至上位機(jī)，處理顯示出汽車的瞬時(shí)車速，通過(guò)渦流機(jī)反鎖電流值測(cè)量出汽車的速度。

滾筒轉(zhuǎn)速達(dá)到測(cè)功速度設(shè)定點(diǎn)時(shí)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)向渦流機(jī)提供勵(lì)磁電流。電渦流繞組產(chǎn)生的磁通量經(jīng)定子、空氣隙、渦流磁環(huán)、轉(zhuǎn)子形成閉合磁路而產(chǎn)生制動(dòng)力矩。通過(guò)與外殼相連的測(cè)力杠桿臂，將力矩值傳給測(cè)力傳感器，經(jīng)上位機(jī)處理后，顯示車輪與滾筒切向瞬時(shí)驅(qū)動(dòng)力值。

MQL-8201 碳平衡油耗儀負(fù)責(zé)采集燃油消耗量上傳至上位機(jī)，處理顯示汽車的瞬時(shí)油耗。

為保證恒速測(cè)功，計(jì)算機(jī)在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速反饋過(guò)程中，通過(guò)控制電渦流機(jī)輸入與反饋電流，基于恒速恒扭矩及恒功率控制要求，可計(jì)算出汽車驅(qū)動(dòng)輪輸出功率。

2.2 大型車輛動(dòng)力性能檢測(cè)與分析

利用BY-CG-1000 三軸六滾筒底盤測(cè)功機(jī)動(dòng)力性能測(cè)試裝置，對(duì)大型載貨柴油車進(jìn)行模擬實(shí)際道路上的滿載勻速行駛，并測(cè)試該柴油車動(dòng)力性能。本例采用Q1 大型載貨柴油車作為檢測(cè)對(duì)象，驅(qū)動(dòng)軸空載質(zhì)量為9203kg，采用BY-CG-1000三軸六筒底盤測(cè)功機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)，圖2 為檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)和油耗實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果，圖3 給出了大型車輛動(dòng)力性能檢測(cè)實(shí)時(shí)測(cè)功曲線圖。

圖3 大型車輛動(dòng)力性能檢測(cè)實(shí)時(shí)測(cè)功曲線

由實(shí)時(shí)檢測(cè)曲線可以看出：該大型車輛發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率Pe為248kW，額定車速ve為57.9km/h，輪邊穩(wěn)定車速60.8 km/h，驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力Fe為12669N，加載阻力FE為8152N，臺(tái)架阻力Fte為160N，滾動(dòng)阻力Fc為813N，傳動(dòng)系阻力Ff為2003N，發(fā)動(dòng)機(jī)阻力Ft為1542N，取功率比系數(shù)0.82，功率校正系數(shù)0.998，則根據(jù)GBT18276-2017《汽車動(dòng)力性臺(tái)架試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)》，采用驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速檢測(cè)，由，可算出：驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力和額定車速ve下該車輛發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率分別為：

綜合以上所述：該大型車輛輪邊穩(wěn)定車速60.8 km/h，大于額定車速57.9km/h；且在額定車速下發(fā)動(dòng)機(jī)功率為203.4kW，小于該車型發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率248kW，根據(jù)動(dòng)力性能判定方法可知，檢測(cè)結(jié)果符合車輛動(dòng)力性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)大型車輛動(dòng)力性能的功率檢測(cè)，分析了驅(qū)動(dòng)功率與驅(qū)動(dòng)力的關(guān)系曲線，主要包括幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：

①底盤測(cè)功機(jī)采用電渦流傳感器，通過(guò)電磁效應(yīng)原理獲得準(zhǔn)確的瞬時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)，具有高可靠性、高準(zhǔn)確度的優(yōu)點(diǎn)。

②汽車動(dòng)力性能檢測(cè)有很多檢測(cè)方法，評(píng)價(jià)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定，本文采用驅(qū)動(dòng)輪輪邊穩(wěn)定車速檢測(cè)，具有較小的測(cè)量誤差。

③采用三軸六筒底盤測(cè)功機(jī)，檢測(cè)時(shí)間短，自動(dòng)化程度高，非常適合大型車輛檢測(cè)線的技術(shù)改造。