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汽车底盘论文|多功能汽车底盘测功机

时间:2007-10-23栏目:职教论文

  【关键词】底盘测功机,检测控制系统,电涡流机
  
  【论文摘要】多功能汽车底盘测功机实现了不同工况不同负载下动力性能的连续测量并且增加了排放的连续测量功能,对控制系统和控制方法进行了改进,采用经验控制和自适应控制相结合的控制方案。本文在介绍多功能汽车底盘测功机检测控制系统的基础上,阐述了该测功机的测量原理及各种工况下汽车动力性能和排放数据的连续测量、电涡流机控制方法等关键技术,并给出了测量结果分析。
  
  1 概述
  
  随着汽车工业的迅猛发展,交通事故及环境污染对人类生命的威胁越来越大,因而汽车检测技术的重要性日益突出出来,各种检测设备也应运而生。作为大型实验设备,汽车底盘测功机可以模拟汽车道路试验的各种工况,完成汽车的经济性试验、动力性试验、排放性能评价与分析、可靠性试验以及与汽车传动系统有关的专项试验。它在汽车试验研究、产品开发和新车及在用车质量检测中是不可或缺的。使用汽车底盘测功机完成汽车试验及各类型的质量检测与通常的道路试验相比具有试验速度快、精度高、费用低、数据稳定、可比性好等优点[1].
  
  鉴于汽车底盘测功机的以上优点,国内许多厂家先后研制开发了一系列测功机产品,这些产品主要用于检测轴重10 t以下的汽车底盘输出功率,最大吸收功率为150 kW.检测项目主要是:汽车底盘的输出功率、驱动力、车速、加速性能、滑行性能、以及车速表和里程表的准确性等等[2].
  
  但是国内测功机产品还有许多不完善的地方,亟待解决。例如:汽车在不同工况 、不同负载等状态下,其动力性能不能实现连续测量,控制系统、控制方法比较落后。本文正是针对这些不足,在控制系统、控制方法上进行了改进,实现了不同工况、不同负载的状态下,对汽车动力性能进行准确可靠的连续测量,并且增加了排放的连续测量功能。此外,参照国外先进技术及经验,利用计算机技术对汽车有关传动损耗、滚动阻力、海拔高度、气温等参数进行模拟和修正。
  
  2 汽车动力性能及排放测功机检测控制系统
  
  多功能汽车底盘测功机(以下简称测功机)是一种新型底盘测功机。该机的测量和控制系统是实现其强大功能的关键设备,其结构参见图2—1.
  
  测功机检测控制系统中的控制微机采用高性能的工业控制计算机,整个测控系统包括计算机、显示器、键盘、鼠标、打印机,输入输出端子板,多功能PC总线接口卡 、可控硅及其控制电路,所有部件全部安装在1.8 m高的标准19寸工业控制柜中。测控系统加上测功机的机械部分(台架)构成了整个测功机。测控系统通过台架上的压力传感器、速度传感器、气动举升机和电涡流机等装置,完成对测功机的测量和控制。
  
  图中多功能PC总线接口板是计算机和测量控制通道的接口设备,现场模拟信号的放大和模数转换、开关量信号的测量都由它完成,该接口卡还能控制多个执行机构的动作,另外该卡还提供了用于频率测量的计数器接口。
  
  在台架上汽车驱动轮带动滚筒转动,滚筒转动经光电解码器产生脉冲输出,接入多功能卡的计数器,测量速度和行驶距离。汽车在台架上行驶时,其驱动能对滚筒的作用力经电涡流机耦合在压力传感器上,由输入通道将信号送入计算机,与速度信号结合可测量汽车的动力性能。在实际测量过程中,实测的速度信号与设定速度比较,根据偏差按一定的算法调整阻力(电涡流机励磁电流),使车速能稳定在给定值,完成恒速条件下各种数据的测量。
  
  测功机的应用软件由测量控制程序、登录程序和数据库服务程序构成,程序设计采用先进的C/S(客户/服务器)设计方法,软件的结构见图2—2.测量控制程序和登录程序是客户端程序,它们与数据库的数据交换是通过数据库服务程序完成,数据库结构对用户是透明的,方便本系统与其他机动车检测设备或管理网络连接。登录程序完成用户对车辆的基本信息、检测项目的初始设定;测量控制程序是该系统的核心程序,其主要功能是完成对硬件信号的测量和控制、按登录程序设定的检测要求完成各项检测任务,另外该程序还提供参数设定、检测结果查询、打印等辅助功能。
  
  3 底盘测功机测量基本原理
  
  底盘测功机的测量参数一般有牵引力、速度、距离等。下面分别介绍它们的测量原理。
  
  (1)功率测量原理
  
  电涡流测功器由转子和定子两部分组成,转子与定子间的制动力矩可由摆动的定子经测力臂传给测力传感器。当测功车速为定值时,驱动轮上的功率可按下式计算:
  
  式中:F—牵引力,N;V—车速,km/h.
  
  (2)速度测量原理
  
  试验台在进行测功、加速、制动试验时都需要准确的得到测试时刻的车速,并要求能连续测量。光电测量是测量车速的常用方法,其基本原理如下:在驱动滚筒轴上装有光电盘,驱动滚筒每旋转一周能发出600个脉冲,而驱动滚筒的圆周长是1 m,若每秒记录的脉冲数为n,则速度计算公式如下:
  
  (3)距离测量原理
  
  汽车的加速距离、滑行距离和制动距离的测量有很多类似之处,也是通过对驱动滚筒上的光电脉冲计数器来完成,对上述的脉冲传感器而言,每个脉冲的距离是1/600 m,通过计量脉冲数即可得到距离。
  
  4 多功能汽车底盘测功机关键技术
  
  4.1 电涡流机的控制技术
  
  电涡流机又称电涡流测功器,是基于涡流电流(物理学上也称傅科电流)进行

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