汽車底盤測功機的構造

    (一)道路模擬系統

    1、滾筒裝置

    (l)滾簡直徑   底盤測功機所采用的路面模擬系統的滾筒一般是直徑為Ø180-400mm的鋼滾筒，按其結構形式可分為兩滾筒和四滾筒兩種。所謂兩滾筒路面模擬系統由兩根短滾筒組成，其特點是支承軸承少，臺架的機械損失小;所謂四滾筒路面模擬系統由四根短滾筒組成，它較兩滾筒多了四個支承軸承和一個聯軸器，在檢測過程中，其機械損失較大。

    (2)滾筒的表面狀況   滾筒的表面狀況是指滾筒表面的加工方法和清潔程度(水、油和橡膠粉末的污染等)。

    汽車在干燥滾筒上的驅動過程是一個摩擦過程，總摩擦力由若干分力組成，如:

F_總=F_附著+F_阻滯

式中:F_附著--接觸面間的附著力；

     F_阻滯--輪胎在滾筒上滾動變形時，由于壓縮與伸張作用之間能量的差別而消耗的能量，進而轉化為阻止車輪滾動的作用力；

    該兩項分力取決于輪胎材料、結構和溫度。

    附著系數隨速度增加而下降的原因較為復雜，一方面是由于滾筒圓周速度提高，橡膠塊與滾筒之間的嵌合程度越來越差，在未達到平衡狀態之前便產生了滑動和振動；另一方面隨著速度的提高，接觸面的溫升加快，很快在滾筒表面形成了一層橡膠膜，降低了附著系數。

    (3)安置角   所謂汽車車輪在滾筒上的安置角是指車輪與滾筒接觸點的切線方向與水平方向的夾角。臺架的阻力系數隨著安置角的增大而增大。試驗過程對安置角的要求如下：

    a、車輪帶動裝有慣性飛輪的滾筒以最大加速度加速時，不得使出滾筒，以確定最小安置角；

    b、當臺架滾筒制動后，保證車輛仍可是出滾筒，以確定最大安置角。

    （4）路面模擬系統常見的故障

    滾筒軸承座溫度過高，其原因為：

    ①滾筒兩端軸承同心度失準，前、后派滾筒平行度沒達到原設計要求，可以通過精心調整軸承座排除故障；

     ②滾筒軸承潤滑不良，需檢查軸承工作狀況，按照使用說明書的要求，定期對滾筒軸承進行潤滑。

    2、功率吸收裝置（加載裝置）

    （1）底盤測功機功率吸收裝置類型   在汽車檢測線上所用的底盤測功機功率吸收裝置的類型有：電渦流式、水力式、電力式。

    由于一般水力式功率吸收裝置的可控性較電渦流式差，電力測功機的成本較高，因而國內所生產的汽車底盤測功機大多數采用電渦流式功率吸收裝置。

    (2）電渦流功率吸收裝置的基本結構   電渦流測功器主要由定子和轉子兩部分組成。在定子四周裝有勵磁線圈，轉子與測功機主動滾筒相連，在磁場中轉動。當勵磁線圈通以直流電時，磁力線在定子、渦流環、空氣隙和轉子之間構成回路。磁通的大小與勵磁線圈的應數以及所通過的電流大小有關。轉子外圓制成凸凹不同的形狀，由于通過齒頂和凹槽的磁通不一樣，凸出部分比凹陷部分通過的磁通多，當轉子旋轉時，引起磁通的變化，從而在固定的渦流環中產生渦流。這種渦流產生的磁場又產生一個與轉子旋轉方向相同的轉矩，由于作用與反作用的關系，轉子產生一個與自己轉動方向相反的轉矩，該轉矩是轉子轉速和磁場電流的函數。由于轉子與滾簡相連，就等于給滾筒施加了一個阻力，用這個阻力來模擬汽車在道路上行駛的阻力。這個對轉子起制動作用的扭矩，使浮動的定子順著轉子旋轉方向擺動。制動力矩的大小可以通過控制勵磁電流來調節，所以，電渦流測功器很容易實現自動控制。

    渦流環必須能使渦流在其中自由產生，為此要求制作渦流環的材料電阻越小越好。對轉子和定子要求磁力線能順利通過，材料應具有高的導磁率，電工純鐵和低碳鋼適合于做這些零件的材料。為了避免磁力線通過轉子軸造成不必要的損失，轉子軸可采用非導磁材料制造。

    電渦流測功器是一個功率吸收裝置，它將吸收的汽車驅動輪輸出功率轉變成熱能，經空氣或冷卻水散發出去。由于冷卻方式不同，電渦流測功器分為風冷和水冷兩種類型。

    ①水冷式電渦流功率吸收裝置的基本結構如圖 2所示，水冷式電渦流測功機率吸收裝置主要由轉子(包括帶齒狀凹凸的感應子17、主軸7）和定子(包括作為磁軛的鐵芯1、渦流環2、勵磁繞組18、端蓋3）組成。其特點是

    a.結構復雜，安裝不便，特別是我國北方冬季，由于氣溫低，必須注意冷卻水管路保溫以防水管凍裂；

    b.較風冷式測量精度高；

    c.冷卻效率高，適合持續運行工況使用；

    d.冷卻水溫度一般不得超過60 ℃以防結垢，冷卻水pH值按說明書規定執行。

    ②風冷式電渦流功率吸收裝置的基本結構如圖 3所示，風冷式電渦流功率吸收裝置主要由轉子、定子、勵磁線圈、支承軸承、冷卻風扇葉片、力傳感器等組成，其特點是：

    a.結構簡單，安裝方便；

    b.冷卻效率低，功率吸收裝置不易長時間運行，其轉子的導磁率隨溫度的上升而下降；因而其最大吸收功率隨溫升而減小，所以一般風冷式功率吸收裝置在高轉速、大負荷下工作時間不宜超過5min；

    c.由于冷卻風扇在工作時消耗一定的功率，所以應該將風扇所消耗的功率計入汽車底盤輸出功率。

    (3)電渦流功率吸收裝置的工作原理   圖 4是電渦流功率吸收裝置基本工作原理圖。

    當勵磁線圈通以直流電時，在轉子與鐵芯間隙處就有磁力線通過。此間隙的磁通分布在轉子齒頂處的磁通密度大，而通過齒槽處的磁通密度小。當轉子以轉速n旋轉時，則在A處的磁通就減少。由磁感應定理可知，此時在定子的渦流環體內產生感應電勢，力圖阻止磁通的減小，于是就有電渦流產生，渦電流方向用右手定則判定，如圖“+·”所示。同理，在B處產生的電渦流如圖中所示。

    由圖可見在齒頂處的電渦流方向為“·”，因此用左手定則判定，此時定子受力，其方向如圖所示。而在齒槽處由于磁通很小，所以受力也很小。因此總的受力F之方向如圖所示，此力使與定子外殼相連接的力臂引入稱量機構便可進行力矩測量。

    當測功機轉子以轉速n(r/min）轉動，且給勵磁線圈加一定的電流時，可擺動的定子外殼就產生一定的阻力矩T(N·m）便可得到吸收功率P，

P=T·n／9549(kw)