汽车动力性和经济性检测

第二章 汽车动力性和经济性检测

教学目的及要求

1、掌握稳态测功方法及无负荷测功原理。

2、掌握单缸功率检测方法及作用。

3、掌握底盘测功机的原理、作用、检测方法。

4、掌握测试项目，测试精度的影响因素。

5、掌握测量整车油耗的方法及原理，加载量的确定方法。

课时： 8

重点：动力性检测，参数检测方法，转速信号检测

难点：无负荷测功原理，转速传感器，加载量确定及飞轮机构作用。

第一节 发动机动力性检测

课时：2

重点：无负荷测功原理、

难点：稳态与瞬态测功关系

一、动力性的评价指标

发动机有效功率（轴功率、额定功率、标准功率）和发动机有效扭矩，最大扭矩，标定转速都是动力性的评价指标。

极限植：在用车功率不能低于额定功率的75%，大修后不能低于90%。

二、发动机功率的测试方法

负荷特性：转速不变，发动机性能参数数值随节气门开度变化规律。

速度特性：节气门开度一定，发动机性能参数随转速的变化关系。

发动机台架试验时测功机给发动机加载，能测动力性、经济性、排放，称为稳态测

功。而检测中常用无负荷测功。

三、无负荷测功原理

无测功机加载，但发动机速度变化时会产生加速度，即力使某一惯量的旋转物体产生加速度，惯量一定，加速度大，功率大。或功的变化：

１、瞬时测功：当发动机结构确定J 为常数。则引入k 作为与稳态测功的修正系数。C1k=C 结论：功率与瞬时加速度成正比。

2、平均功率测量原理：

根据动能原理,发动机无负荷加速过程中,其动能增量等于发动机所作的功。即:

A=1/2J ?ω22-1/2J ?ω12

A=1/2J ?（πn2/30)2-1/2J ?(πn1/30)2=C(n22-n12)

dt du n J n Me Pe ****=*=9550309550πC J =**955030πdt du

n

C Pe *=21222

121JW JW A *-*=T A Ne =dt dn J dt dw J Me 30π*=*=

Pem=A/ΔT=C(n22-n12)/ ΔT

功率与加速时间成反比。

四、转速、角加速度、加速时间的测试方案

１、转速：

a 漏磁感应传感器：点火线圈内磁场变化在线圈中感应出信号，四缸四信号表示两转

b 电磁感应传感器：高压线电流变化——磁场变化，线圈出信号，一信号二转

c 磁感应式：磁场变化切割磁力线。

2、角加速度：

转速传感器的脉冲信号输入加速度计算器，计算一定时间内输入的脉冲数。

3、k 值的确定：测定各转速下的稳态功率，在测加速到该转速下的瞬态功率（加速时间）。

五、单缸功率检测（功率平衡测试、也叫各缸功率均匀性测试）

单缸断火检测转速下降值，下降幅度应相等，误差t 。

第二节 底盘输出功率检测

课时：3

重点：测功原理及测试方法

难点：安置角对测试精度影响

一、底盘测功机的功能和构造

１、功能：

（1）测试驱动轮输出功率

（2）测试汽车加速能力

（3）测试滑行能力和传动系传动效率

（4）油耗、排放、点火（失速、油压）故障诊断

2、构造：滚筒、测功机、飞轮机构、测速控制与指示装置

（一）滚筒：

车轮驱动滚筒转动，车不动，筒相当于路面。

直径小，接触面小，比压大，变形大，滚动阻力大，精度低，滑转率大，损失功率大，损失15－20％。

Ft ＝Ff ＋Fw ＋Fi ＋Fj Ft ≦Fz φ

双滚筒：安置角影响测量精度

滚筒直径无穷大，接近于地面

筒表面涂层滚花纹增加附着系数。

滚筒试验台的受力情况

安置角：是指车轮与滚筒接触点的切线方向与水平方向的夹角。用α表示。

Ff=f ?G/cos α

滚动阻力随安置角增大而增大。

瞬

稳Ne k Ne *=

（二）测功装置

吸收功率、加载装置，模拟汽车在路面上的各种阻力。

水力、电力、电涡流三种。

转子与滚筒相连同步转动，定子与测力装置相连，可摆动，转子与定子之间存在作用力。

装在滚筒的转速传感器测速，测距。

（三）飞轮机构

模拟汽车的动能，各车型转动惯量不同，加速能力不同。

（四）辅助装置

纵向固定，冷却轮胎。

二、测功机工作原理

1.汽车驱动轮输出功率测试原理：

车轮驱动滚筒，转子转动而汽车不动。转子转动使通过定子绕组的磁通量发生变化，定子转子产生相互作用，且作用力矩相等，转子受阻，定子摆动，定子中电流增加，磁场增强，作用力变大。（见动画）

Pk＝F·v/3600

二、测功机工作原理

2.加速、滑行测试：

加速、滑行时汽车的能量全部用于克服惯性使整车动能的增加，而未对外输出，但车不动，因此变成了滚筒，转子能量的增加。

即车的动能＝（转子＋滚筒的）动能

车动能A＝1/2mv2＋1/2(Jk+Jr)ω2轮+1/2J传ω2传

测功机能A'＝1/2J转ω2＋1/2J筒ω2＋1/2J配ω2+ 1/2J传ω2传

配重＝飞轮

A=A‘因此可算出J配

3.传动效率：

传动系损失Pr：10-20%

η=(Pk+Pc)/Pe Pe=Pk+Pr+Pc

Pc-测功机损失

Pc

打滑损失：

检测离合器、变速器，主减速器，之间的摩擦大小。

但应注意：测功机已损失15－20％。

4.其它检测项：需加载测试的都可做

①排放

②点火系

③油耗

④自动变速器

⑤制动、滑行

三、测试方法

1、测试具有代表性、额定点、最大扭矩点、常用车速。

2、恒速测量：车速不变，油门变化，负载变化――类似负荷特性

车速不变，负载可变，油门可变

3、恒流测量：恒流、负载不变，油门大，增速

油门不变，均速

4、综合：电流、油门配合。

第三节燃油经济性检测

课时：1

重点：经济性检测方法

难点：加载量确定

一、试验方法：

项目：等速

多工况

方法：道路试验

室内试验

基本条件：预热，胎压符合规定，轿车载荷为规定人数一半，微车2人，城市客车为65%，其它满载。

路试、等速、直接挡，从20 km/h开始间隔10 km/h的车速，通过500m距离，直到该挡最高速的90％。

记录油耗量所用时间：

油耗Q0＝Δml/500m＝0.02Δ?（ml/1000）/(m/1000)＝0.02Δ（L/Km）

实际车速V＝500m/s＝（500m/1000）/(s/3600)＝3.6*500/t（Km/h）

二、台架试验（室内试验）

优点：室温可调；能进行多工况测量；可同时测排放；油耗仪多种可用。

缺点：滚动阻力、空气阻力不易模拟；惯性力不准。

加载量确定：

载荷为Ff+Fw，滚动阻力、风阻力

驱动轮功率Pk＝（Ft?v）/3600

Ft＝Gf+K?CD?A?V2

Pk＝(Gf＋K?CD?A?V2)?V/3600

Pk作为加载功率输入测功机

方法1：1、求出该速度下的驱动功率

2、试验时达到该车速，加载使指示功率与所求功率相等。

方法2：求出路试各点油耗，台试加载到油耗相等。

方法3：看节气门开度，路试与台试相等时加载量。

多工况燃油油耗测试：

汽车动能模拟（加减速试验），循环的准确。因此要求操作自动控制，动能自动控制。实验数据修正

汽车的燃油消耗量测试数据应修正为标准状态下的数值。

标准状态指：气温20℃、气压100kPa、汽油密度0.742g/ml、柴油密度0.830g/mL。

修正公式：

Qc=QA/(C1?C2?C3)

C1=1+0.0025(20-T)

C2=1+0.0021(P-100)

C3=1+0.8(0.742-ρ)(汽油车）

C3=1+0.8(0.830-ρ)(柴油车）

T-试验时的环境温度（℃）

P-试验时的大气压力（kPa）

ρ-试验时的燃油密度（g/mL)