汽車底盤測功機的組成和工作原理

驅動輪輸出功率或牽引力的檢測俗稱底盤測功機。是在滾筒試驗臺上進行的，一般稱為底盤測功機。測功機試驗臺以壓路機為運動路面，用加載裝置模擬汽車行駛情況，測量汽車驅動輪在各種速度下的驅動功率、傳動系統(tǒng)阻力和油耗。目前，所有的汽車檢測站都使用測功機。其結構主要包括：滾輪裝置、加載裝置、測量裝置等。

(1)滾輪裝置。

支撐汽車兩個驅動輪的滾輪分別為雙滾輪，其結構為。滾筒通常由鋼制成，并具有中空結構。輥子表面光滑、有滾花或涂層。目前有最光滑的滾筒。因為光滑的輥面摩擦系數(shù)低，所以在光滑的輥面上涂一層漆是比較理想的形式。

鼓的直徑一般在186-400mm之間，隨著測試速度的提高而增大。據(jù)有關資料顯示，在高試驗速度下，輪胎的滾動阻力往往達到傳遞功率的15% ~ 20%。當鼓直徑過小時，長時間高速運轉會使輪胎溫度升高，胎面達到臨界溫度，導致早期損壞。因此，當試驗速度達到200km/h時，滾輪的直徑不應小于350 mm

(2)加載裝置。

在滾筒試驗臺上測試汽車的性能時，需要模擬汽車在道路上行駛時的各種阻力。汽車在道路上行駛時，會遇到以下阻力：汽車傳動系統(tǒng)

阻力、車輪滾動阻力、空氣阻力和加速阻力等。汽車在試驗臺架上進行試驗時，它所受到的阻力包括汽車傳動系統(tǒng)的阻力、試驗臺架傳動機構的阻力和車輪與滾輪之間的接觸阻力。兩者之和并不相等，前者大于后者。這樣就必須要有加載裝置，使試驗臺上的受力和路上的受力是一樣的。液壓、電動或機械測功機可用作轉鼓試驗臺的加載裝置和測功機。

汽車維修行業(yè)使用的滾筒試驗臺經常使用電渦流測功機。電渦流測功機具有測量精度高、振動小、結構簡單、速度范圍寬等優(yōu)點。測功機主要由定子和轉子組成。轉子周圍設有勵磁線圈，轉子的軸與試驗臺的驅動鼓相連，齒輪形轉子盤在勵磁線圈中轉動。當勵磁線圈用直流電激勵時，就形成了磁場。隨著齒輪形轉子盤的轉動，磁通量不斷增加和減少，從而在定子中產生渦流。渦流在轉子盤上產生制動磁場，從而對驅動滾筒產生一定的阻力矩。阻力矩吸收汽車驅動輪上的動力，并對滾輪加載。

(3)測量裝置。

測量裝置包括力測量裝置、速度測量裝置和功率指示裝置。由于電渦流測功機不能直接測量汽車驅動輪的輸出功率，需要測量旋轉時的轉速和扭矩，或者直線運動時的速度和牽引力，再換算成其功率值，所以測功機必須配有測力裝置和測速裝置。同時，在測試汽車的加速性能、滑行性能、油耗時，試驗臺必須準確指示其速度，還需要有測速裝置。

力測量裝置

測得的是輥軸上的扭矩，經過變換，得到作用在驅動輪上的切向力。當測功機的定子對其轉子施加制動作用時，定子本身受到大小相等方向相反的反作用力矩。由于定子可以擺動，扭矩通過一定長度的杠桿臂從定子傳遞到測力裝置，然后由儀表指示其數(shù)值。測力裝置包括液壓測力裝置、機械測力裝置和電力測力裝置。

汽車的功率是不能用測功機直接測出來的，但是可以根據(jù)測得的扭矩和對應的速度計算出來。另外，汽車的速度也需要根據(jù)轉速進行換算。一般來說，速度測量裝置是電氣的，由一個測速發(fā)電機和一個毫伏電壓表組成。毫伏電壓表的刻度為r/min和km/h，DC發(fā)生器的電壓與轉速成正比的測速裝置，精度在2%左右，易受溫度影響。然而，使用交流發(fā)電機電壓的速度測量裝置具有大約1%的高精度，其被廣泛使用。

功率標度測力計的指示值多為牛頓單位力，即汽車驅動輪上的牽引力。此時，根據(jù)牽引力及其對應的速度計算出汽車驅動輪的功率。

(5)輔助設備

拿起

為了便于被測車輛進出底盤測功機，在主滾輪和輔助滾輪之間安裝了升降裝置。提升裝置有氣動、液壓和電動三種，其中氣動提升裝置較為常見。

冷空氣裝置

底盤測功機一般在車前到散熱器處裝有移動式冷卻裝置，以加強汽車測試時發(fā)動機的冷卻。

底盤測功機的工作原理

以電渦流底盤測功機為例，說明驅動輪輸出功率的檢測原理。

測量功率時，將汽車驅動輪置于滾筒之間，汽車驅動輪帶動滾筒轉動。與轉子試驗臺的驅動鼓相連，此時轉子也轉動。與轉子同軸的浮動定子裝有勵磁繞組。當沒有電流流過勵磁繞組時，轉子不受制動轉矩的影響。

當勵磁繞組通直流電時，產生磁場，轉子切割磁力線，感應出渦流。渦流與勵磁線圈磁場的相互作用使轉子以一定的制動力矩旋轉。汽車驅動輪通過滾子帶動轉子轉動時，需要克服這種渦流制動力矩，消耗能量。通過調節(jié)勵磁線圈的電流，可以改變磁場和渦流的強度，從而改變驅動輪的負載。

當測功機轉鼓穩(wěn)定轉動，勵磁線圈通上一定電流時，加載轉鼓的制動力矩等于驅動輪對轉鼓的驅動力矩。根據(jù)作用力和反作用力原理，測功機定子繞主軸擺動的電扭矩等于其制動扭矩。

因此，只要測量定子承受的電磁轉矩，就可以得到驅動輪對滾筒的驅動轉矩。定子所承受的電磁轉矩的測量可以通過具有一定長度的測力計和安裝在其端部下方的驅動力傳感器來進行。測力時，作用在定子上的電磁光力矩使浮殼繞主軸擺動，帶動測力杠桿作用在其傳感器上，輸出電信號。

很明顯，力和杠桿長度的乘積就是定子上電磁轉矩的值，也就是驅動輪對卷筒的驅動轉矩。當轉子被滾筒帶動旋轉時，由于轉子的外圓加工有均勻分布的齒和槽，通過齒頂和槽的磁通呈周期性變化，從而可以得到滾筒的轉速信號。將底盤輸出功率(kW)、驅動力(N)和車速(km/h)的測量值同時輸入計算機系統(tǒng)進行處理和運算后即可顯示出來。

通過改變電渦流測功機的負載，可以模擬汽車在道路上行駛的各種阻力，從而測量各種速度下驅動輪的輸出功率和驅動力。但在實際測試中，汽車發(fā)動機在穩(wěn)定轉速下的最大功率點和最大扭矩點所對應的汽車底盤輸出功率和驅動力是應用最廣泛的，因為它們可以用來評價汽車和發(fā)動機的動力性能。