动力性检测与台架试验 - 图文(2)

更换滤芯；检查调整供油系等），即可改善动力性状况，使其达到等级车动力性的要求，则相应减少了交通事故的发生。故汽车动力性检测具有重要意义。２．燃油经济性检测的重要性在保证汽车动力性的前提下汽车的燃油经济性和排放性也逐渐受到人们的重视。因为汽车使用的燃油是从石油中提炼的，而石油是不可再生的能源，石油的储量逐渐减少，在七十年代就产生了石油危机，因此节省用油很重要。从我国有关统计资料所得到的结论可知，交通运输用油占整个燃油消耗的１７％左右，汽油运输消耗的汽油占汽油总产量的９０％。要节省运输用油，就要提高汽车的燃油经济性。如果燃油经济性不好，耗油量增加，排放污染物也增加。因此，为了节约能源和减少空气污染，必须对汽车燃油经济性进行定期检测，及时诊断并消除所发现的故障，这样可使平均燃油消耗量下降１０—１３％。３．排放性检测的重要性汽车排放的废气污染物有ｃＯ。、ｃ０、Ｈｃ、ＮＯ。和微粒等有害物质，ｃＯ、Ｈｃ、ＮＯ；和微粒等会对人体健康造成危害，而ｃＯ。虽对人体健康无害，但它会造成温室效应，对大气环境有严重影响。有报告显示，广州、深圳等城市汽车尾气污染已占据大气污染的５０％左右；北京市区大气中ｃＯ、Ｈｃ成分的６０％以上来自汽车排放污染，在大气中ＮＯ，的成分也有将近４０％来自汽车尾气排放。随着汽车排放污染物的增加，潜在发生光化学烟雾的危险。在美国洛杉矶和日本东京等地先后发生过光化学烟雾，对环境和人们的身体健康造成很大的危害。汽车排放已成为城市大气污染的一个主要来源，控制汽车排放，治理城市大气污染是刻不容缓的任务。而控制汽车排放最有效的方法就是建立完整的汽车检查维修体系，对汽车进行定期检测和强制维护。据上海市对１８００辆装用汽化器式发动机的桑塔纳轿车、３００辆解放牌载货汽车和２００辆东风载货汽车及９００辆装用柴油发动机的客货运输车辆的跟踪监控及统计分析，经过定期检测及强制维护后，尾气排放达标率明显提高，低排放车辆数大幅度增加。综上所述，汽车检测具有重要的作用。§１－２汽车检测技术发展概述随着汽车数量的急剧增加，由汽车引发的道路交通安全、燃油消耗及排放污染等问题引起了人们的广泛关注。影响交通安全的原因是多方面的，但汽车技术状况变坏而引发的道路交通事故占相当大的比例，且汽车燃油消耗及排放污染亦与汽车技术状况不佳有直接关系。因此减少汽车对人类社会的危害，保持车辆良好的技术状况一直是车辆使用部门的目标。汽车检测技术正是基于研究汽车技术状况变化规律，采用先进的仪器设备与技术，在不解体的条件下，通过检测有关技术参数，迅速准确地反映整车技术性能及各系统总成的技术状况，以便掌握它们的变化规律，发现并及时排除故障，保持或恢复其良好的技术状况和使用性能。汽车检测技术大约是从２０世纪５０年代开始逐步形成、发展和完善起来的。早期的检测，主要是依靠技术工人的经验，检测的手段十分简单，靠眼看、耳听、手摸来判断。这种凭人的感觉进行检测的方法，只依靠经验来判断汽车的技术状况，不需专用的设备，但要有丰富的经验和很高的技术，检测费时费力。早期的汽车，由于结构简单，用人力可以胜任。但是随着科学技术的发展，特别是电子技术和传感器技术的发展，使得很多非电量的参数转化成电量进行测量，以前靠人工的方法已经不能很好地发挥作用，这样必然促进了在用车检测技术的发展。在道路检测方面出现了速度计、五轮仪、燃油消耗仪、烟度计、废气分析仪等仪器。由于汽车是在各种不同环境条件下的道路上行驶，因此，根据道路行驶状况评定汽车的技术性能是最符合实际、最可靠、最基本的评定方法。但是道路试验受到道路条件、风向、风速、等环境因素的影响，这些因素可控性差，还需要按规定条件选用或建造专门的道路，使得人力、物力消耗比较大，且不安全。因此随着系统仿真技术的发展，出现了汽车技术性能检测的台架检测设备，即底盘测功机，它是一种不解体检验汽车性能的室内设备，能测试在用车底盘输出功率、最高车速、加速能力和滑行距离，因此可以用来判定在用车的动力性；还可以模拟道路行驶工况及方便地对汽车进行加载，因此可以测量排放和油耗：此外，它通过控制试验条件，使周围环境对检测的影响减至最低，同时能进行符合实际的复杂循环试验，因而得到广泛４的应用。在２０世纪中叶，工业发达国家己形成了以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术。随着汽车技术的进步，国外检测技术发展很快，出现了汽车检测，数据采集处理自动化，检测结果直接打印等功能，使测功机的性能不断提高，功能不断完善，测量精度也得到了很大的提高。在此基础上，为了加强管理，各工业发达国家相继建立了汽车检测诊断站，使汽车检测普及化和制度化。我国在用车检测技术起步较慢，跨入８０年代后，随着国民经济的发展，特别是汽车制造业、公路交通运输业的发展以及进口车辆的增多，机动车保有量迅速增加，如何保证这些车辆安全运行和尽量减少造成的社会公害，逐渐被提到政府有关部门的议事日程上来，因此，促进了在用车辆检测技术的发展，使之成为国家“六五”期间重点推广的项目，并视为推进汽车维修管理现代化的一项重要的技术措旆。八十年代初交通部公路科学研究所率先在国内开展了汽车底盘测功机的研究开发。底盘测功机的市场需要接着急剧增长，促使国内汽车底盘测功机的技术水平和生产工艺水平快速提高，满足汽车检测的需要，逐渐缩短了与国外技术的差距。早期使用模拟技术对测功机进行控制，由于模拟电路运行不稳定，受环境的影响较大。近年来随着计算机和网络技术的应用，数字控制技术的普遍应用，现在我国在用车检测中已普遍使用工业控制计算机进行，数据采集、处理以及检测结果的打印已全部实现自动化。检测标准与管理也逐步完善。单就动力性而言，早期的检测标准是交通部１９９０年发布的１３号令《汽车运输企业车辆技术管理规定》，其中特别要求对汽车动力性进行定期检测，提出动力性检测合格是营运汽车上路运行的一项重要技术条件。１９９５年交通部为了提高在用汽车的技术性能，又发布了ＪＴ／Ｔ１９８—９５《汽车技术等级评定标准》，将动力性作为第一项主要性能进行评定，对汽车进行技术等级评定，达不到等级标准的汽车不准上路。１９９７年《机动车运行安全技术条件》提出了对发动机进行检测的要求。ＧＢ／Ｔ１８２７６—２０００《汽车动力性台架试验方法和指标》具体明确了动力性检测的方法和底盘测功机的性能，并提出整车动力性可用底盘测功机检测汽车驱动轮输出功率来评价。随后，６８１８５６５—２００１《营运车辆综合性能要求和检验方法》对动力性检测进一步明确完善。此外在判断在用车的动力性方面，除了用底盘测功机外还采用无外载测功仪，通过检测发动机功率来简单判断汽车动力性。发动机无外载测功的测量原理，是基于～种动力学方法。发动机在怠速或某一空载低速下，突然打开节气门至最大开度加速到较高转速时，发动机产生动力，除克服各种阻力矩外，其有效扭矩全部用来加速运转自身的运动部件，即发动机以自身运动机件为载荷加速运转。如果被测发动机的有效功率愈大，其瞬时角加速度愈大，而加速时间愈短。瞬时角加速度和加速时间均可测得，只要测得二者之一便可获得功率。但是，用无外载测功仪检测发动机功率，测试误差较大，可高达２０９６：测试结果离散，数据重复性差，并且用户几乎没有能力做出发动机测功系数的标定工作。因为测功系数是通过对大量的发动机台架试验数据和对发动机自由加速过程数据的分析、整理及回归后，才能确定的，是建立在统计学基础上的计算公式，所以事实上限制了发动机无外载加速测功仪在检测站上的使用，它只适用于对发动机技术状况进行初步性判断或对比试验，主要用于汽车修理企业。因此目前在我国检测站上广泛使用的还是底盘测功机。§１—３课题的提出一、任务的来源和研究目的１．任务来源本研究是交通部西部交通科技项目“ＡＳＭ用汽车底盘综合性能测功机及控制系统的开发研究”的子课题，项目编号为：２００１２．研究目的３９８３６５７６—２。目前我国交通行业正在贯彻国标ＧＢｌ８５６５《营运车辆综合性能要求和检验方法》，其中动力性、排放性、经济性的检测都要求在汽车底盘测功机上进行。而不同性能检测时对测功机有不同的要求，对大多数用户特别是西部地区的用户来说很难有经济实力在～个检测站去配备２—３个不同的底盘测功机来完成不同的检测项目。课题主要耳标就是研制一种可同时兼容动力、经济、排放检测要求的汽车底盘综合性能测功机，以同时满足汽车检测站、修理厂和Ｉ／Ｍ站的要求，这对推动汽车维修质量的提高、防治汽车排放污染和提高汽车运行的安全性具有重大的意义。由于检测经济性、排放性对测功机的结构、检测精度等的要求和检测动力性时不一样，因此，为了实现三者的兼容，需要对原来的只能测动力性的底盘测功机进行改造或重新设计。本子课题是为主课题的有关研究提供相关检测控制和台架设计的数学模型和理论依据。二、动力性台架检测中存在的问题判断在用车整车动力性时，对汽车进行动力性检测的项目主要有：驱动轮输出功率、最高车速、加速能力、滑行性能，但目前利用底盘测功机来进行这些项目的测量以判定在用车的动力性时存在诸多问题。１．忽略了汽车在道路和台架上滚动阻力的差异，以汽车在台架上受到的滚动阻力简单地取代道路上的滚动阻力；忽略了汽车在滚筒直径不同时受到的滚动阻力不同，在同一台架上检测不同类型的车辆，并采用同一控制方式，因而造成动力性判断的失误。２．由于动力性、经济性、排放性能的测量对底盘测功机的要求不同，在同一台测功机上对这些性能进行测量，如不采用特殊的控制措施，必然会导致检测结果不准确。３．ＧＢｌ８５６５～２００１《营运车辆综合性能要求和检验方法》中规定，当底盘测功机所配备的飞轮系统惯量级数不能准确满足测试汽车的当量惯量需要时，可选配与测试汽车整备质量最接近的转动惯量级，但应对检测结果作必要的修正。当前使用的台架所配备的飞轮一般不能准确满足测试汽车的当量惯量需要，对所有检测的车辆类型不能进行惯量匹配，又不对检测结果进行修正，使得滑行检测失准。４．大部分底盘测功机不带反拖装置，台架的内部损耗无法测出，不能准确计算驱动轮输出功率及准确加载，导致检测结果误差较大。§１—４本文主要内容基于上述研究目的及动力性检测中存在的问题，本文在大量实验的基础上，采用数学、物理的方法从理论上分析汽车动力性道路实验和台架实验的轮胎滚动阻力和惯性阻力等主要影响因素，找出导致汽车在道路和台架检测结果产生差异的原因，为台架检测数据的修正和计算机控制提供理沦依据，以实现符合有关国家标准的前提下在同一底盘测功机上同时检测动力性、经济性、排放性的目的。本文主要内容如下：１．分析台架内部产生的损失功率以及在汽车底盘输出功率中所占的７