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汽車底盤測功機無法取值的原因

作者: 汽配人網(wǎng) 發(fā)表于: 2009-09-01

  “無規(guī)矩不成方圓”,是啊,每一樣東西都有著自己的尺度和規(guī)則,無一例外。例如,我的愛車的整車動力性,可以通過底盤測功機在發(fā)動機處于某一工況下(額定扭矩或額定功率),對驅(qū)動輪輸出的有效功率值進行比較性評價。這是對汽車技術(shù)狀況進行綜合評價不可或缺的重要環(huán)節(jié)。然而,似乎十分簡單的一組操作有時產(chǎn)生的現(xiàn)象卻使許多使用者迷惑不解。主要表現(xiàn)在測功狀態(tài)下,受檢車變速器置于直接擋(或高速擋),發(fā)動機滿負荷運轉(zhuǎn),電渦流機產(chǎn)生的反向作用力通過滾筒將驅(qū)動輪的線速度降至預先設定的值,但此時往往會產(chǎn)生車速不穩(wěn),計算機控制系統(tǒng)不能取值,且受檢車在底盤測功機上沿縱向軸線竄動的現(xiàn)象。造成的直接后果是測試時間長,測試數(shù)據(jù)重復性差,情況嚴重的甚至使測試無法進行下去。于是一些使用者便武斷地將問題的根源歸結(jié)于底盤測功機性能不好,因此很少使用或根本不用。就此,我認為要想解釋這種現(xiàn)象,切實發(fā)揮底盤測功機的作用,應從兩個方面入手:一是了解和掌握底盤測功機的測功原理;二是了解和掌握受檢車在測功時的工作狀況。

  測功時首先對受檢車的測試狀態(tài)提出了嚴格要求,即變速比盡可能地接近1,發(fā)動機水溫、油溫應達到工況要求并滿負荷運轉(zhuǎn)(節(jié)氣門全開),目的是使發(fā)動機外特性(額定功率、額定扭矩)盡可能地傳遞到驅(qū)動輪上去。而底盤測功機的功能則是電渦流機通過滾筒施加給驅(qū)動輪反向制動力,一是強制受檢車發(fā)動機因驅(qū)動輪加大負載而降速增扭;二是將反向制動力值以電量變化的方式給出,隨著渦流機的電流不斷加大,滾筒施加給驅(qū)動輪的反向制動力就越大。從另一個角度講,驅(qū)動輪產(chǎn)生的力足以克服滾筒施加的反向制動力而穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。對受檢車而言,此力被稱為任一車速工況下的驅(qū)動力(牽引力)。驅(qū)動輪任一車速工況下的驅(qū)動功率與驅(qū)動力之間的關系式為: 

    Pv=Fi·Vi·k 

    式中,Pv一驅(qū)動輪輸出功率(kw) 

    Fi一驅(qū)動力(N) 

    Vi一驅(qū)動輪線速度(km/h) 

    K一功率換算系數(shù)(常數(shù))

  從上式可以看出對功率Pv有影響的一個是驅(qū)動力Fi,另一個就是速度Vi,其中任一個量的不穩(wěn)定都會造成Pv難以取值。這是因為根據(jù)相關標準的規(guī)定,計算機控制系統(tǒng)在規(guī)定的測試車速點設置了自動取值充許范圍(±0.5km/h),扭矩變動幅度不超過±4%。從實際操作的角度而言,這個范圍越窄,測試的重復性就越好。但考慮測試時可變因素的影響,又不能將測試點的取值允許范圍設置得過窄,而無法在標準規(guī)定的穩(wěn)定時間內(nèi)(15s)完成取值。但即使這樣,在實際操作中都很難控制。最常見的就是出現(xiàn)在本文開頭描述的現(xiàn)象,特別是在做額定扭矩工況時,受檢車在測試狀態(tài)中車速降至標準規(guī)定的值,發(fā)動機處于低轉(zhuǎn)速大負荷工況而發(fā)出沉悶的聲音,受檢車開始沿縱向軸向竄動,計算機界面上的車速顯示量值和扭矩量值均出現(xiàn)大范圍的波動,自動取值程序無法進行,至使測試無果。糾其原因,我認為問題主要來源于受檢車發(fā)動機的技術(shù)狀況。從理論上講發(fā)動機產(chǎn)生的功率作用在驅(qū)動輪外緣上的力表達式為:   

    Fi=9549×Pe×ig×io×ηn/ne×r

    式中,F(xiàn)i一產(chǎn)生在驅(qū)動輪外緣上的力(N) 

    Pe一發(fā)動機功率(kW)

    ig一變速比io一主減速比

    ηn一傳動機械效率 

    r一驅(qū)動輪半徑(m)

    ne一發(fā)動機轉(zhuǎn)速(r/min)

  就一輛車而言,一旦測試工況被確定,式中唯有發(fā)動轉(zhuǎn)速ne是變量,且對驅(qū)動力Fi的量值穩(wěn)定有著直接的影響。在負載加大的情況下,ne出現(xiàn)不穩(wěn)定狀況是因為發(fā)動機存在點火、供油、配氣等系統(tǒng)或機構(gòu)的故障所致。另外,從力的平衡原理上講,因受檢車的縱向竄動,使?jié)L簡與驅(qū)動輪之間始終存在一個加速度а,且а是個變量。因此根據(jù)Fi=m·а,其中m(驅(qū)動軸質(zhì)量)是常量,那么Fi與а的函數(shù)關系,力Fi也就隨著а而變動著,這就是反映在計算機界面扭矩量值超范圍變動的原因所在。

  總而言之,保證準確測試應滿足兩個基本條件:一是滾筒與驅(qū)動輪的線速度應保持一致;二是驅(qū)動輪上的驅(qū)動力與渦流機作用在滾簡上的反向制動力必須大小相等、方向相反。

  根據(jù)以上分析不難得出結(jié)論:測功時底盤測功機計算機控制系統(tǒng)不能自動取值的主要原因來自于受檢車輛運行速度的不穩(wěn)定性。因此,在使用底盤測功機對汽車整車動力性能進行測試時,我建議除依據(jù)相關標準和技術(shù)規(guī)范對受檢車的載荷、輪胎、燃油、潤滑及熱狀態(tài)等提出要求外,還應對發(fā)動機工作狀況提出相應要求。反過來說,如果在測試過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象,則應停止測試,而對發(fā)動機性能的優(yōu)劣做出定性的評判