汽车动力性检测

第二章 汽车动力性检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn • 第一节 发动机动力性检测 • 第二节 底盘输出功率检测 • 第三节 汽车传动系检测 • 第四节 动力性检测结果分析 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 教学目的及要求 • 课时： ２ • 重点：发动机 动力性检测， 汽车驱动轮输 出功率测试。 • 难点：无负荷 测功原理，汽 车驱动轮输出 功率测试原理。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 一、发动机动力性的评价指标 汽车比功率、最大动力因数、最高车速、加速性能、最大爬坡度、 发动机最大输出功率、驱动轮输出功率。 在用整车动力性的评价指标，用汽车发动机在额定扭矩或额定功率 时的驱动轮输出功率作为整车动力性的评价指标。 第一节 发动机动力性检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn • 汽车动力性：又称汽车牵引性，它是表征汽车加速、爬 坡及能达到最高车速的能力。汽车动力性是汽车最基本的 使用性能。 • 发动机最大输出功率：是指发动机在全负荷状态下只 带动维持运转所必须的附件时所输出的功率，又称总功最 大功率。此时被测发动机一般不带空气滤清器、冷却风扇 等附件。新出厂发动机的最大输出功率一般指发动机的额 定功率。能反映发动机动力性的好坏，却无法反映汽车传 动系的技术状况。 • 驱动轮输出功率：是汽车发动机功率经过传动系消耗后 到驱动轮的输出功率，它是汽车发动机和传动系综合工作 过程后的输出参数。其大小完全取决于发动机发出的功率 和传动系的传动效率，也取决于它们的技术状况。驱动轮 输出功率的减少，说明发动机或传动系的技术状况已变差。 第一节 发动机动力性检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第一节 发动机动力性检测 二、发动机功率的测试 方法 • 1.稳态测功：又称有负荷 测功，是指发动机在节气 门开度一定、转速一定和 其他参数都保持不变的稳 定状态下，在测功机上通 过给发动机加一定的模拟 负荷测定发动机功率的一 种方法。 • 稳态测功时，发动机的有 效功率Pe、有效转矩Te 和 转速n之间有以下关系： 9550 nTP ee = PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第一节 发动机动力性检测 2.动态测功：又称无负荷（外 载）测功，其测量原理基于 动力学理论。当发动机与传 动系脱开，并将发动机急加 速到节气门最大开度时，发 动机克服本身的惯性力矩， 迅速达到空载最大转速。对 于某一结构的发动机，其运 动件及附件的转动惯量是个 定值，这就是发动机加速时 的负载。因此，只要测出发 动机在指定转速范围内急加 速时的平均加速度，即可得 知发动机的有效功率，或者 测量某一转速时的瞬时加速 度，也可确定出发动机的瞬 时功率的大小。 水 涡 流 测 功 器 电 涡 流 测 功 器 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第一节 发动机动力性检测 11、、测瞬时加速度测瞬时加速度àà 瞬时功率瞬时功率 通过测量加速过通过测量加速过 程中某一转速下的瞬程中某一转速下的瞬 时加速度时加速度 （（dn/dtdn/dt），从而获），从而获 得瞬时功率的方法得瞬时功率的方法 。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 2、测加速时间 à平均功率 通过测量加 速过程中某 加速范围内 的加速时间 t ，从而获 得平均加速 功率。 第一节 发动机动力性检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 三、单缸功率检测 功率平衡测试又称为各缸 功率均匀性测试。在发 动机正常工作情况下， 发动机输出功率应等于 各缸功率之和，各缸输 出功率应大致相等。 利用无负荷测功仪检测单 缸功率的方法：首先测 出各缸都工作时的发动 机功率，然后在所测气 缸断火情况下测出所测 气缸不工作时的发动机 功率，两功率之差即为 断火气缸的单缸功率。 第一节 发动机动力性检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第一节 发动机动力性检测 • 单缸功率的判断 将发动机的转速稳定在1200r/min，单缸断火 时，四冲程发动机转速下降值一般应在表所示的 范围内，且各缸转速下降值相差不应超过25%。 • 单缸断火时发动机的转速下降值 • 发动机气缸数 转速下降值（r/min） 转速下降率（%） • 4 144-168 12-14 • 6 96-108 8-9 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn • 底盘测功的目的： • 1.为了获得驱动 车轮的输出功率或 驱动力，以评价汽 车的动力性。 • 2.用获得的驱动 车轮输出功率与发 动机飞轮输出功率 进行对比，求出传 动效率，以判定底 盘传动系的技术状 况。 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 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：主要由道路模 拟系统、数据采集与 控制系统、安全保障 系统及引导举升系统。 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：主要由道路模 拟系统、数据采集与 控制系统、安全保障 系统及引导举升系统。 底盘测功机 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn •• 底盘测功试验台的类型：底盘测功试验台的类型： •• 按测功器形式：水力式、电力式和电涡流式三种；按测功器形式：水力式、电力式和电涡流式三种； •• 按测功装置中测功器冷却方式：风冷式、水冷式和油冷式三种；按测功装置中测功器冷却方式：风冷式、水冷式和油冷式三种； •• 按滚筒装置承载能力：小型按滚筒装置承载能力：小型((承载质量小于等于承载质量小于等于3t)3t)、中型、中型(3(3～～6t)6t)、、 大型大型(6(6～～10t)10t)和特大型和特大型((大于大于10t)10t)四种。四种。 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 功率吸收装置主要有水力式、电力式和电涡流式三种，国内功率吸收装置主要有水力式、电力式和电涡流式三种，国内 生产的底盘测功机大多采用电涡流测功器作为功率吸收装置。生产的底盘测功机大多采用电涡流测功器作为功率吸收装置。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 滚筒装置 • 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 ％。 • 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。 滚筒装置 • 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 ％。 • 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。 底盘测功机 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 滚筒装置 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 滚筒装置 由于车轮与滚筒的接触状况与在路面上行驶不同，滚筒由于车轮与滚筒的接触状况与在路面上行驶不同，滚筒 直径越小，比压就越大，滚动阻力就越大，对驱动轮输直径越小，比压就越大，滚动阻力就越大，对驱动轮输 出功率的损耗也越大，因此，应尽可能选择滚筒直径的出功率的损耗也越大，因此，应尽可能选择滚筒直径的 大的底盘测功机，以减少检测时的滚动阻力损耗。大的底盘测功机，以减少检测时的滚动阻力损耗。 底盘测功机检测时轮胎的滚动阻力随安置角的增大而增底盘测功机检测时轮胎的滚动阻力随安置角的增大而增 大，安置角随前后滚筒中心距的增大而增大。大，安置角随前后滚筒中心距的增大而增大。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 滚筒试验台的受力情 况 安置角：底盘测功机 主、从滚筒中心到被 测汽车车轮中心的连 线与重力垂线所形成 的角度，用α表示。 Ff=f•Gcosα 滚动阻力随安置角增 大而增大。 滚筒示意图 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 加载装置 • 俗称测功器，可吸收和测 量驱动轮上的输出功率， 同时模拟汽车在路面上的 各种阻力。 • 转子与滚筒相连同步转 动，定子与测力装置相 连，可绕其轴线摆动，转 子与定子之间存在作用力。 测量装置 • 主要包括测力装置、测速 装置和测距装置。 测功机工作原理 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 控制与指示装置 • 现代汽车底盘测 功机广泛采用以 微机为核心的控 制系统，有测力、 测速传感器传来 的电信号输入到 控制装置，经微 机处理后，在指 示装置上直接显 示输出功率、驱 动力和车速的数 值。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 辅助装置 • 举升装置 • 飞轮机构。通过飞轮的转动惯量来模拟道路行 驶时汽车的动能。 • 冷风装置 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 带有反托装置的底盘测功机带有反托装置的底盘测功机 反托装置是利用反托电动机带动底盘测功机的功反托装置是利用反托电动机带动底盘测功机的功 率吸收装置、滚筒及汽车车轮、汽车传动系率吸收装置、滚筒及汽车车轮、汽车传动系 的一种装置。的一种装置。 带有反托装置可以测试的参数：带有反托装置可以测试的参数： ①① 测定不同车速下，底盘测功机自身传动系所测定不同车速下，底盘测功机自身传动系所 消耗的功率。消耗的功率。 ②② 测定汽车车轮在滚筒上运转时，在不同车速测定汽车车轮在滚筒上运转时，在不同车速 下所消耗的功率。下所消耗的功率。 ③③ 测定汽车在底盘测功机上运转时，汽车传动测定汽车在底盘测功机上运转时，汽车传动 系在不同车速下所消耗的功率。系在不同车速下所消耗的功率。 第二节 底盘输出功率检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 二、测功机工作原理 1.汽车驱动轮输出功 率测试 1）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。 Pk＝F·v/3600 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 2）检测结果分析 • 汽车驱动轮输出功率是评价汽车技术 状况的基本参数之一，是汽车性能检 测的必检项目。 • 驱动轮输出功率检测：是采用汽车发 动机额定扭矩和额定功率的工况测取 驱动轮的输出功率，即发动机全负 荷，在发动机额定扭矩转速或额定功 率转速所对应的直接挡车速下，测的 驱动轮输出功率，经标准环境系数的 校正后，得到校正后的驱动轮输出功 率，再和发动机额定扭矩时的发动机 功率或发动机额定功率的比值的百分 数，对照国家标准的限值，判定其整 车的动力性。 台架测功机 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 影响底盘测功机进行 动力性测试准确性 的因素 检测驱动轮输出功率 时操作应满足两点： 第一，应该挂直接 挡或传动比接近1 的档位，并使车速 稳定在标准要求的 速度；第二，加速 踏板必须踩到底 （全负荷）。 台架测功机 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第二节 底盘输出功率检测 实测驱动轮输出功率修正为校正驱动轮输出功率 1.不同使用环境的大气压力、温度和空气湿度，都会影响 到发动机的进气压力，车辆在不同的环境下使用，功率 值是不同的，是有差异和变化的； 2.营运车辆综合性能要求和检测方法规定，要将现场检测 的实测驱动轮输出功率修正到标准环境下的校正驱动轮 功率后，再和发动机额定扭矩功率比较后得到其百分 数，再对车辆的整车动力性进行判定。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 • 汽车传动系是汽车底盘 的重要组成部分。传动 系技术状况的好坏不仅 直接关系到发动机的动 力传递，而且对汽车的 操纵方便性和燃料经济 性产生较大的影响。包 括离合器、变速器、万 向传动装置、主减速器 及差速器等部件。随着 汽车行驶里程的增加， 传动系功能会逐渐下 降，出现异响、过热、 漏油及乱挡等故障。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 在测得驱动车轮输出功率后，立即踩下离合器踏板，利用 试验台对汽车的反拖可测得传动系消耗功率。将测得的同 一转速下的驱动车轮输出功率与传动系消耗功率相加，就 可求得这一转速下的发动机有效功率。 所测出的功率偏低，可能是发动机功率偏低或传动系功率 损失太大。 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 当被检汽车的机械传动效率 低于标准值时，说明消耗于 离合器、变速器、分动器、 万向传动装置、主减速器、 差速器和轮毂轴承等处的功 率增加。损耗的功率主要集 中在各运动件的摩擦损耗和 搅油损耗上。因此，通过正 确的调整和合理的润滑，机 械传动效率会得到提高。 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 汽车传动系机械效率 轿车：0.90～0.92 货车和大客：单级主减 速器0.90 双级主减速器0.84 4×4越野汽车：0.85 6×4越野汽车：0.80 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn • 一、传动系传动 效率的检测 传动系损失Pr： 10-20%,发动机 的功率Pe,驱动 轮输出功率Pk, 底盘测功损失 功率Pc。 η=(Pk+Pc)/Pe Pe=Pk+Pr+Pc 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 •二、汽车滑行距离检 测 汽车滑行距离是指汽车 加速至某一预定车速后 挂空档，利用汽车具有 的动能来行使的距离。 汽车滑行距离的长短可 反映汽车传动系统阻力 的大小，据此可判断汽 车传动系统的总体技术 状况。汽车传动系传动 效率越高，汽车的滑行 距离越长，则表明传动 系统总的技术状况越好。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 • 汽车检测前应运行至正常工 作温度，检测时，汽车驱动轮 带动滚筒及其飞轮旋转，当驱 动车轮达到预定车速时，摘档 滑行，则储存在底盘测功机旋 转质量中的动能、驱动轮及传 动系旋转部件的动能都释放出 来，使汽车驱动轮及传动系旋 转部件继续旋转，直至滑行的 驱动轮停转。此时，测功机滚 筒滚过的圆周长即为汽车的滑 行距离，它可通过底盘测功机 的测距装置测出。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 • 影响底盘测功机测试精度的因素 • 1.测功机机械阻力对驱动轮输出功率测定值的影响 • 底盘测功机的机械损失主要包括支撑轴承、联轴器和升速器等。这些机件在车 轮带动滚筒旋转时，由于摩擦力的存在将消耗一定的功率，在检测驱动轮输出功 率时，必须计入底盘测功机机械阻力所消耗的功率。 • 2.电涡流测功器冷却风扇对驱动轮输出功率测定值的影响 • 电涡流测功器的冷却风扇与转子为一体。转子转动时，风扇也转动并将消耗一 定的驱动功率，冷却风扇的作用是给励磁线圈散热。冷却风扇消耗的功率与电涡 流测功器转子转速的三次方成正比，这对测定值的影响还是较大的。 • 3.滚动阻力对驱动轮输出功率测定值的影响 • 橡胶弹性轮胎在滚筒上滚动时，轮胎的变形会引起轮胎内部香蕉、帘布线等内 部物质的摩擦发热，这个变形摩擦将消耗部分驱动轮功率。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 • 汽车检测前应运行至正常工 作温度，检测时，汽车驱动轮 带动滚筒及其飞轮旋转，当驱 动车轮达到预定车速时，摘档 滑行，则储存在底盘测功机旋 转质量中的动能、驱动轮及传 动系旋转部件的动能都释放出 来，使汽车驱动轮及传动系旋 转部件继续旋转，直至滑行的 驱动轮停转。此时，测功机滚 筒滚过的圆周长即为汽车的滑 行距离，它可通过底盘测功机 的测距装置测出。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 • 汽车检测前应运行至正常工 作温度，检测时，汽车驱动轮 带动滚筒及其飞轮旋转，当驱 动车轮达到预定车速时，摘档 滑行，则储存在底盘测功机旋 转质量中的动能、驱动轮及传 动系旋转部件的动能都释放出 来，使汽车驱动轮及传动系旋 转部件继续旋转，直至滑行的 驱动轮停转。此时，测功机滚 筒滚过的圆周长即为汽车的滑 行距离，它可通过底盘测功机 的测距装置测出。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 三、用离合器打滑频闪测定仪检测离合器的打滑 离合器踏板自由行程过小，离合器弹簧弹力减弱或折断，离合器摩擦 片粘有油污，离合器压盘与飞轮发生翘曲，离合器摩擦片烧蚀或硬化 等都势必导致离合器打滑。离合器打滑将使动力传递受到影响，并使 离合器磨损加剧、过热、烧焦甚至损坏。使用离合器频闪测定仪可检 测离合器是否打滑。 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 离合器打滑频闪仪主要由透镜、闪光灯、电阻器、电容器、传感器和电 源等组成。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 (1)将汽车停置在底盘测功试验台上 或车速表试验台上，无试验台的 可支起驱动轮。 (2)在传动轴上作一标记。 (3)变速器挂人直接挡，踩下加速踏 板，使车轮原地运转，必要时可 给试验台滚筒增加负荷或使用行 车制动器，以增加驱动论和传动 系的负荷。 (4)将闪光灯发出的光亮点投射到 传动轴的标记处，若离合器不打 滑，传动轴上标记点与光亮点同 步；若离合器打滑，则传动轴上 标记点与光亮点不同步。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 四、用指针式传动系游动角度检测仪检测传动系游动角度 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn • 由传感器、测量仪及 连线组成。 • 固定在传动轴上。 第三节 汽车传动系检测 五、用数字式传动系游动角度检测仪检测传动系游动角度 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn • 将测量仪接好电源，用电缆把测量仪和传感器连接好，先按仪器使 用说明书的要求对仪器进行自校，再将转换开关扳到“测量”位置 上，即可进行实测。 • 实测时仍要按万向传动装置 、离合器与变速器及各挡 、驱动桥分 段进行。 • 在测量仪上读取数值时应注意，显示的角度值在0°～30°内有 效，出现大于30°的情况，可将固定在传动轴上的传感器适当转过 一定角度。若其中一极限位置为零度，另一极限位置超过30°，说 明该段游动角度已大于30°，超出了仪器的测量范围。 第三节 汽车传动系检测 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn 底盘测功试验台维护 • 例行检查： • 漏水、漏油现象检查与排除； • 轴承发松旷与滑润检查； • 6个月检查项目： • 各部螺栓紧固； • 循环水池积垢情况； • 冷却水滤清器堵塞情况 • 定期标定：车速传感器和力传 感器，每年一次。 PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 www.fineprint.cn