汽车底盘测功机的构造

    (一)道路模拟系统

    1、滚筒装置

    (l)滚简直径   底盘测功机所采用的路面模拟系统的滚筒一般是直径为Ø180-400mm的钢滚筒，按其结构形式可分为两滚筒和四滚筒两种。所谓两滚筒路面模拟系统由两根短滚筒组成，其特点是支承轴承少，台架的机械损失小;所谓四滚筒路面模拟系统由四根短滚筒组成，它较两滚筒多了四个支承轴承和一个联轴器，在检测过程中，其机械损失较大。

    (2)滚筒的表面状况   滚筒的表面状况是指滚筒表面的加工方法和清洁程度(水、油和橡胶粉末的污染等)。

    汽车在干燥滚筒上的驱动过程是一个摩擦过程，总摩擦力由若干分力组成，如:

F_总=F_附着+F_阻滞

式中:F_附着--接触面间的附着力；

     F_阻滞--轮胎在滚筒上滚动变形时，由于压缩与伸张作用之间能量的差别而消耗的能量，进而转化为阻止车轮滚动的作用力；

    该两项分力取决于轮胎材料、结构和温度。

    附着系数随速度增加而下降的原因较为复杂，一方面是由于滚筒圆周速度提高，橡胶块与滚筒之间的嵌合程度越来越差，在未达到平衡状态之前便产生了滑动和振动；另一方面随着速度的提高，接触面的温升加快，很快在滚筒表面形成了一层橡胶膜，降低了附着系数。

    (3)安置角   所谓汽车车轮在滚筒上的安置角是指车轮与滚筒接触点的切线方向与水平方向的夹角。台架的阻力系数随着安置角的增大而增大。试验过程对安置角的要求如下：

    a、车轮带动装有惯性飞轮的滚筒以最大加速度加速时，不得使出滚筒，以确定最小安置角；

    b、当台架滚筒制动后，保证车辆仍可是出滚筒，以确定最大安置角。

    （4）路面模拟系统常见的故障

    滚筒轴承座温度过高，其原因为：

    ①滚筒两端轴承同心度失准，前、后派滚筒平行度没达到原设计要求，可以通过精心调整轴承座排除故障；

     ②滚筒轴承润滑不良，需检查轴承工作状况，按照使用说明书的要求，定期对滚筒轴承进行润滑。

    2、功率吸收装置（加载装置）

    （1）底盘测功机功率吸收装置类型   在汽车检测线上所用的底盘测功机功率吸收装置的类型有：电涡流式、水力式、电力式。

    由于一般水力式功率吸收装置的可控性较电涡流式差，电力测功机的成本较高，因而国内所生产的汽车底盘测功机大多数采用电涡流式功率吸收装置。

    (2）电涡流功率吸收装置的基本结构   电涡流测功器主要由定子和转子两部分组成。在定子四周装有励磁线圈，转子与测功机主动滚筒相连，在磁场中转动。当励磁线圈通以直流电时，磁力线在定子、涡流环、空气隙和转子之间构成回路。磁通的大小与励磁线圈的应数以及所通过的电流大小有关。转子外圆制成凸凹不同的形状，由于通过齿顶和凹槽的磁通不一样，凸出部分比凹陷部分通过的磁通多，当转子旋转时，引起磁通的变化，从而在固定的涡流环中产生涡流。这种涡流产生的磁场又产生一个与转子旋转方向相同的转矩，由于作用与反作用的关系，转子产生一个与自己转动方向相反的转矩，该转矩是转子转速和磁场电流的函数。由于转子与滚简相连，就等于给滚筒施加了一个阻力，用这个阻力来模拟汽车在道路上行驶的阻力。这个对转子起制动作用的扭矩，使浮动的定子顺着转子旋转方向摆动。制动力矩的大小可以通过控制励磁电流来调节，所以，电涡流测功器很容易实现自动控制。

    涡流环必须能使涡流在其中自由产生，为此要求制作涡流环的材料电阻越小越好。对转子和定子要求磁力线能顺利通过，材料应具有高的导磁率，电工纯铁和低碳钢适合于做这些零件的材料。为了避免磁力线通过转子轴造成不必要的损失，转子轴可采用非导磁材料制造。

    电涡流测功器是一个功率吸收装置，它将吸收的汽车驱动轮输出功率转变成热能，经空气或冷却水散发出去。由于冷却方式不同，电涡流测功器分为风冷和水冷两种类型。

    ①水冷式电涡流功率吸收装置的基本结构如图 2所示，水冷式电涡流测功机率吸收装置主要由转子(包括带齿状凹凸的感应子17、主轴7）和定子(包括作为磁轭的铁芯1、涡流环2、励磁绕组18、端盖3）组成。其特点是

    a.结构复杂，安装不便，特别是我国北方冬季，由于气温低，必须注意冷却水管路保温以防水管冻裂；

    b.较风冷式测量精度高；

    c.冷却效率高，适合持续运行工况使用；

    d.冷却水温度一般不得超过60 ℃以防结垢，冷却水pH值按说明书规定执行。

    ②风冷式电涡流功率吸收装置的基本结构如图 3所示，风冷式电涡流功率吸收装置主要由转子、定子、励磁线圈、支承轴承、冷却风扇叶片、力传感器等组成，其特点是：

    a.结构简单，安装方便；

    b.冷却效率低，功率吸收装置不易长时间运行，其转子的导磁率随温度的上升而下降；因而其最大吸收功率随温升而减小，所以一般风冷式功率吸收装置在高转速、大负荷下工作时间不宜超过5min；

    c.由于冷却风扇在工作时消耗一定的功率，所以应该将风扇所消耗的功率计入汽车底盘输出功率。

    (3)电涡流功率吸收装置的工作原理   图 4是电涡流功率吸收装置基本工作原理图。

    当励磁线圈通以直流电时，在转子与铁芯间隙处就有磁力线通过。此间隙的磁通分布在转子齿顶处的磁通密度大，而通过齿槽处的磁通密度小。当转子以转速n旋转时，则在A处的磁通就减少。由磁感应定理可知，此时在定子的涡流环体内产生感应电势，力图阻止磁通的减小，于是就有电涡流产生，涡电流方向用右手定则判定，如图“+·”所示。同理，在B处产生的电涡流如图中所示。

    由图可见在齿顶处的电涡流方向为“·”，因此用左手定则判定，此时定子受力，其方向如图所示。而在齿槽处由于磁通很小，所以受力也很小。因此总的受力F之方向如图所示，此力使与定子外壳相连接的力臂引入称量机构便可进行力矩测量。

    当测功机转子以转速n(r/min）转动，且给励磁线圈加一定的电流时，可摆动的定子外壳就产生一定的阻力矩T(N·m）便可得到吸收功率P，

P=T·n／9549(kw)