测试技术在汽车上的应用课件

測試技術在汽車上的應用

概述隨著汽車性能的不斷提高，汽車測試技術水準也有了很大的發展，室內臺架試驗以較高的精度在室內試驗台上測試汽車整車及總成和零部件，並能消除不需研究的某些因素，容易控制試驗條件。發動機參數的測試

發動機的主要性能指標有:動力性指標、經濟性指標、振動與雜訊、排放性能指標等。針對這些性能指標的檢測，開發了各種測試設備，有通用儀錶，也有專用儀錶。隨著電子技術和電腦控制技術的不斷提高，智能化儀錶得到廣泛的應用。1）發動機應安裝方便，在一定功率和轉速範圍內能試驗不同類型的發動機，有一定的通用性．這需要合理地選擇測功器的型號。2）試驗條件與裝車條件儘量一致。發動機應帶有國家標準中規定的附件，包括空氣濾清器和排氣消聲器等。3）試驗設備和測量儀錶的精度和安裝位置應符合國家《汽車發動機性能試驗方法》（GB/T18297-2001）的要求，以保證正確測量及不同的試驗台測量時的可比性。4）採用先進的測試技術和儀錶，實現測試設備的自動化和現代化。

發動機參數的測試§9.2.1對發動機試驗台的要求

發動機參數的測試§9.2.2發動機試驗台的組成

（1）測功器及控制系統

（2）發動機臺架

（3）燃油消耗量測量儀

（4）空氣消耗量測量儀（5）進排氣系統

（6）冷卻液溫控系統

（7）潤滑油溫控系統

（8）測量系統

（9）動態仿真試驗台

（1）溫度測量是發動機測試的主要專案之一，在發動機中，環境溫度、進氣溫度、排氣溫度、缸內燃燒氣體溫度、冷卻液溫度、潤滑油溫度、測功器冷卻液溫度、燃油溫度等都是影響發動機性能的重要參數。

（2）溫度測量用感測器按測量方式一般有接觸式感測器和非接觸式感測器兩種。根據測試系統選用相應的溫度感測器。

發動機參數的測試§9.2.3溫度測量

發動機臺架測試系統中，一般需測定的壓力參數有：潤滑油壓力，大氣壓力、進氣壓力、排氣背壓、曲軸箱壓力、缸內壓力、進氣真空度、測功機冷卻水壓等。

發動機參數的測試§9.2.4壓力測量

在發動機的試驗中，需要進行各種液體和氣體的流量測量，包括：燃油消耗量、潤滑油流量、冷卻液流量、空氣進氣量、排氣流量、曲軸箱漏氣量等。常用流量測量方法一般分為容積型、速度型和品質型三類。一般根據被測介質的性質、流量計用途、工況條件、安裝條件、振動情況等進行合理選用。發動機參數的測試§9.2.5流量測量

發動機參數的測試§9.2.6轉速和功率測量

在發動機試驗研究中，轉速是一個重要的特性參數。發動機曲軸轉速的測量，可以用來計算發動機的有效功率；也可以由此判定或控制發動機工況的穩定程度。

轉速的測量：

按照測量方法分類可分為儀錶直接與被測旋轉軸接觸測量的接觸法，儀錶不與被測旋轉軸接觸的非接觸法，以及從轉軸以外的檢測的方法等。

按測量原理分類可分為機械式、電氣式、電子式3種。發動機參數的測試§9.2.6轉速和功率測量功率的測量：

功率的測量通常採用間接測量的方法，即直接測出發動機輸出軸的轉矩和轉速後通過計算得出

式中

T（N∙m）為轉矩，轉速n（r/min），功率P(kW)

汽車振動的測試

汽車振動是影響汽車性能的重要因素，這種振動會嚴重地影響汽車的平順性和操縱穩定性以及汽車零部件的疲勞壽命。另外，嚴重的汽車振動還會影響汽車的行駛速度和產生雜訊，所以汽車振動的測試具有十分重要的意義。下麵以懸架性能測控分析系統為例來介紹汽車振動的測試。進行汽車懸架性能試驗研究的關鍵是由振動試驗台、測控裝置及數據處理組成的懸架性能測控分析系統。汽車振動的測試§9.3.1系統方案方案工作流程：

測試系統的軟體介紹

汽車振動的測試§9.3.2硬體介紹

上所述的測試系統，需要由電腦控制變頻器改變試驗台的振動頻率，由電腦發出控制信號給步進電動機改變試驗台的振幅，所以開發了控制軟體，在程式中設計了控制演算法，使設備協調工作，實現對頻率和振幅的控制.汽車振動的測試§9.3.3測試系統的軟體介紹

試驗台控制方式開環控制閉環控制

汽車振動的測試§9.3.3測試系統的軟體介紹

定頻振動閉環控制系統框圖

掃頻振動頻率上升階段控制系統方框圖

2控制系統軟體介紹汽車振動的測試本模組採用VisualC++生成的SDI單文檔應用程式，主要完成試驗台的開環和閉環控制，使硬體部分協調工作，達到控制目的。實現數據即時採集、繪製加速度即時變化曲線、觀測試驗台的基本振動情況。§9.3.3測試系統的軟體介紹

（1）程式流程圖

汽車振動的測試2控制系統軟體介紹§9.3.3測試系統的軟體介紹

汽車振動的測試（2）程式運行

§9.3.3測試系統的軟體介紹

汽車振動的測試§9.3.3測試系統的軟體介紹

3.誤差分析處理

在開發實驗臺的閉環控制系統中，加速度感測器在測量加速度信號時所產生的誤差，將直接影響控制精度。引起加速度測量誤差的因素是多方面的，主要是試驗設備的限制，以及外界原因造成。（1）振幅引起的誤差（2）頻率引起的誤差（3）感測器、放大器、採集器引起的誤差（4）閉環控制精度汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功汽車底盤包括傳動系、行駛系、轉向系和制動系。汽車底盤的技術狀況關係到整車行駛的穩定性和安全性，同時還影響發動機動力的傳遞和燃油的消耗。因此，汽車底盤的測試與有十分重要的意義。1.底盤測功試驗台的結構、原理（1）滾筒裝置（2）功率吸收裝置（3）測量裝置（4）輔助裝置單輪雙滾筒試驗台測量示意圖

控制系統是底盤測功機的關鍵組件，其技術水準的高低，性能好壞，直接影響到整機性能。汽車底盤測功機的控制系統分為全自動控制和半自動控制兩種。

汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功2.控制系統

雙滾筒式底盤測功機加（減）載控制系統由電腦及外部設備和電渦流機及其控制器組成。

典型的底盤測功試驗台的結構如圖

底盤測功機除載荷控制外，還有舉升器升降、電磁離合器接合、水泵通斷、車輛檢測燈等位控信號的控制。這些位控信號通常都是由電腦輸出經信號放大、驅動來實現。汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功3.可測專案

(1)額定扭矩工況測量。(2)額定功率工況測量。(3)恒車速測量底盤輸出功率。(4)恒扭矩測量底盤輸出功率。(5)各種速度區間加速時間和距離的測定。(6)各種速度區間滑行時間和距離的測定。(7)車速表校準。(8)里程表校準。(9)最高車速測定。(10)定工況燃料經濟性測定(另配油耗計)。(11)多工況加載排放測定（另配尾氣檢測儀）。(12)底盤（臺架）損耗功率的反拖實驗。

KDCG-10型汽車底盤測功機的半自動控制和數字顯示部分是以單片微機為核心的智能儀錶構成的，它可以作為一個單獨儀錶使用，也可以配合主控微機使用，擔任測量數據的採集、量化、計算和顯示工作。

汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功4.半自動測量（人工操作）

KDCG-10型汽車底盤測功機的數字顯示面板

系統主介面

汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功5.自動測量（電腦控制過程）汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功額定扭矩工況測量圖

5.自動測量（電腦控制過程）額定功率工況測量圖

額定功率工況測量圖

汽車動力學的測試§9.4.1汽車底盤測功5.自動測量（電腦控制過程）測量的介面和生成的曲線

反拖損耗功率測量

直接擋加速測量

滑行距離測量目前測量車輛排放一般都在無負荷的情況下進行，採用怠速或雙怠速法測量尾氣排放，這種方法無法檢測現代技術製作的汽車的尾氣排放故障，但測試儀器價格便宜，檢測方法簡單快捷，一般檢測站均使用此方法。現在國家有關部門為了適應環保的新要求，制定了新的排放檢測方法，即加速模擬工況實驗法，簡稱工況法（ASM法）。進行ASM法測量時，需要對臺體的損耗功率進行標定，標定的方法按照損耗功率測量中的進行就可以了，但是此時只對特定速度下的損耗功率感興趣（25km/h和40km/h）。

車輛在底盤測功機上的實驗運行迴圈由ASM5025和ASM2540兩個工況組成。運轉迴圈圖如圖。汽車動力學的测试§9.4.1汽車底盤測功5.自動測量（電腦控制過程）ASM工況法測量

汽車動力學的测试§9.4.1汽車底盤測功5.自動測量（電腦控制過程）系統參數是與檢測密切相關的重要參數，不正確的參數將使系統無法工作。一般由現場工程師調好以後不再改變。

車速係數：由滾筒直徑決定的係數。其值=直徑×3.14159/25（或50）。扭矩係數：用於車輛牽引力的標定，使電腦中的扭力值與面板一致。距離參數：此值一定與車速係數保持一致。恒速速度：恒速功率測量時，系統認為速度達到穩定的容許誤差範圍。恒速穩定點數：恒速功率測量時，系統採集數據事，必須在上述認為穩定的速度下保持的時間數。條屏通道：指揮駕駛員操作的引導屏使用的串口編號。

汽車動力學的测试§9.4.1汽車底盤測功5.自動測量（電腦控制過程）滾動阻力係數：按照平坦乾燥的水泥路面計算係數，一般取值為0.015，在最高車速測量中有用，但注意在“輸入汽車參數”中的前後軸重應該正確輸入。空氣阻力係數：一般取值0.8，在最高車速測量中有用，但注意在“輸入汽車參數”中的輪距和車高（計算迎風面