增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法

1、一种增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法，是汽车在底盘测功机上检测汽 车惯量、阻力和功率，本发明的特征是：在带惯性飞轮的底盘测功机上，先精确计算惯 性飞轮以及飞轮轴的当量惯量m1，通过滑行试验，得到惯性飞轮在各车速点的阻力Ffli 和损耗功率Pfli，并输入计算机；然后使系统在规定状态从最高车速自由滑行直至车速 为零，两次滑行检测过程分别脱开和结合惯性飞轮，测量滑行过程中的瞬时车速和时间， 从而得到系统在滑行过程中各车速区间内平均车速点的减速度，并可得结合和脱开惯性 飞轮增减惯量两次自由滑行，不带惯性飞轮时系统的当量惯量、各车速点的系统阻力和 系统损耗功率。
2、按照权利要求1所述的一种增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法，其特征 是：把主滚筒与副滚筒联结起来，反拖底盘测功机至最高车速后停电机，任底盘测功机 系统分别脱开和结合惯性飞轮增减惯量两次自由滑行，可检测不带惯性飞轮的底盘测功 机的系统当量惯量m2，以及各车速点的系统阻力和损耗功率。
3、按照权利要求1所述的一种增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法，其特征 是：车辆在底盘测功机上加速至最高车速后松油门挂空档或脱开离合器，增减惯量两次 自由滑行，可检测传动系统当量惯量m2+m3、以及各车速点的系统阻力和损耗功率； 系统当量惯量m2+m3减去m2，即得到该车型的底盘传动系当量惯量m3。
4、按照权利要求1所述的一种增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法，其特征 是：将车辆驱动轮置于底盘测功机上，拆去左右轮半轴，反拖系统至最高车速后停电机， 分别结合和脱开惯性飞轮增减惯量两次自由滑行，可得到各车速点的系统阻力，系统阻 力减去底盘测功机阻力后，即可得到车轮滚筒阻力，于是可得该车型的车轮滚筒当量滚 动阻力系数fi，并输入计算机。
5、按照权利要求1所述的一种增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法，其特征 是：将车辆驱动轮驶上底盘测功机，拆去发动机的火花塞、喷油器或进、排气门杆，汽 车变速箱挂上规定档位，反拖系统至一定车速后停电机，分别结合和脱开惯性飞轮增减 惯量两次自由滑行，可检测脱开惯性飞轮的系统当量惯量，减去m2，可得规定档位汽 车动力传动系当量惯量m4。

                             技术领域\n本发明是汽车在带惯性飞轮的惯性式或加载式底盘测功机上，通过离合器结合和 脱开惯性飞轮，增减惯量两次自由滑行检测系统的惯量、阻力和损耗功率方法，属于台 试汽车性能检测方法技术领域。\n                             背景技术\n汽车在底盘测功机上进行动力性、燃料经济性检测和汽油车ASM工况法废气排放 检测等，均需要检测系统的惯量、阻力和损耗功率。在加载式底盘测功机上，可采用自 由和加载两次滑行法检测汽车惯量、阻力和损耗功率，由于加载力波动和滑行时间短等 原因，检测精度不高。在惯性式底盘测功机上由于没有加载装置，难以实施自由和加载 两次滑行法。采用本发明，无需加载和检测加载力，滑行时间较长，检测精度高，可适 用于加载式和惯性式底盘测功机。\n                             发明内容\n在惯性式或加载式底盘测功机的主滚筒轴端头上一般通过离合器安装一个惯性飞 轮，在进行汽车动力性检测时，惯性式底盘测功机结合离合器带上惯性飞轮，而加载式 底盘测功机则脱开离合器不带惯性飞轮。\n1、检测原理\n增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法的原理是：精确计算惯性飞轮以及飞轮轴 的当量惯量m1，通过滑行试验，得到惯性飞轮在各车速点的阻力和损耗功率。使系统 在车辆规定状态从最高车速自由滑行直至车速为零，两次检测过程分别脱开和结合惯性 飞轮，测量滑行过程中的瞬时车速和时间，从而得到系统在滑行过程中各车速区间内平 均车速点的平均减速度，可列出两个方程式，在相同车速点联立解2个方程，可得系统 当量惯量和各车速点的阻力、损耗功率。\n1.1惯性飞轮阻力Ff1i和损耗功率Pf1i的确定\n精确计算惯性飞轮以及飞轮轴的当量惯量m1，并输入计算机，电机驱动底盘测功 机系统或主滚筒系统至最高车速后，停电机脱开惯性飞轮离合器任惯性飞轮自由滑行， 测出各瞬时车速和时间，可得飞轮各车速点Vi的阻力Ff1i＝m1(Vi+1-Vi-1)/(ti-1-ti+1)\nVi+1、Vi-1——第i+1和i-1两点车速m/s\nVi——第i+1和i-1两点车速区间的平均车速Vi＝(Vi+1+Vi-1)/2\nti+1、ti-1——第i+1和i-1两点的时间S\nm1——飞轮和飞轮轴当量惯量kg\nFf1i——Vi车速点的阻力N\n并可得各车速点Vi的损耗功率Pf1i＝Ff1i·Vi/1000kw\n定期标定后把Ff1i和Pf1i作为飞轮各车速点恒定阻力和损耗功率输入计算机。\n1.2增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率的计算\n以汽车在加载式底盘测功机上检测传动系统损耗功率为例，传动系统损耗功率等于底 盘测功机自身损耗功率、车轮与滚筒磨擦损耗功率和车辆底盘传动系损耗功率三者之和。\n涡流机卸载，车辆在底盘测功机上加速至最高车速后松油门挂空档(或脱开离合 器)增减惯量两次自由滑行，一过程为脱开惯性飞轮，另一过程为结合惯性飞轮。\na、脱开惯性飞轮自由滑行(系统当量惯量等于m2+m3)\nFfi＝(m2+m3)(Vi+1-Vi-1)/(ti-1-ti+1)………(1)\nm2——脱开惯性飞轮的底盘测功机当量惯量kg\nm3——所检车辆空档底盘传动系的当量惯量kg\nVi+1、Vi-1——脱开惯性飞轮自由滑行第i+1和i-1两点的车速m/s\nti+1、ti-1——脱开惯性飞轮自由滑行第i+1和i-1两点的时间s\nFfi——脱开惯性飞轮在Vi车速点的阻力N，Vi＝(Vi+1+Vi-1)/2\nb、结合惯性飞轮自由滑行(系统当量惯量等于m1+m2+m3)\nFf1i+Ffi＝(m1+m2+m3)·(V′i+1-V′i-1)/(t′i-1-t′i+1)……(2)\nt′i+1、t′i-1——结合惯性飞轮自由滑行第i+1和i-1两点的时间S\nV′i+1、V′i-1-结合惯性飞轮自由滑行第i+1和i-1两点的车速m/S\n令(Vi+1-Vi-1)/(ti-1-ti+1)＝a1i，(V′i+1-V′i-1)/(t′i-1-t′i+1)＝a2i，在 相同的车速Vi联立解(1)式和(2)式得：\nm2+m3＝(Ff1i-m1·a2i)/(a2i-a1i)…………(3)\n在(3)式中，m1为计算已知量，车速和时间均为检测已知量，a2i和a1i为已知 量，Ff1i也是存入计算机的已知量，由(3)式可得系统当量惯量m2+m3。\n由于在加载式底盘测功机上稳态检测功率一般脱开惯性飞轮，检测汽车底盘输出 功率PDi，把m2+m3代入(1)得：\nFfi＝(Ff1i-m1·a2i)·a1i/(a2i-a1i)……(4)\n并可得该车速点系统损耗功率Pfi＝Ffi·Vi/1000kw\n和发动机输出净功率Psi＝PDi+Pfi\n由以上可知：结合和脱开惯性飞轮增减惯量两次自由滑行，不带惯性飞轮时系统 的三个通用式：系统当量惯量等于(Ff1i-m1·a2i)/(a2i-a1i)kg；Vi车速点的系统 阻力等于(Ff1i-m1·a2i)·a1i/(a2i-a1i)N；以及Vi车速点的系统损耗功率等于 (Ff1i-m1·a2i)·a1i·Vi/1000(a2i-a1i)kw。\n2、底盘测功机系统当量惯量和阻力、损耗功率\n把主滚筒与付滚筒联结起来，用电机和电机离合器驱动底盘测功机至最高车速后， 停电机并脱开电机离合器，任底盘测功机系统分别在脱开和结合惯性飞轮增减惯量两次 自由滑行，按通用式可检测底盘测功机(不带惯性飞轮)的系统当量惯量m2，并可得 底盘测功机在各车速点的系统阻力Ff2i和损耗功率Pf2i。\n3、汽车底盘传动系当量惯量的检测\n所检车辆空档增减惯量两次自由滑行，从(3)式中得到系统当量惯量m2+m3， 减去m2即得到该车型的底盘传动系当量惯量m3。\n4、车轮滚筒当量滚动阻力系数fi的检测\n将车辆驱动轮置于底盘测功机上，拆去左右轮半轴，用电机和电机离合器反拖系统至最 高车速后，停电机脱开电机离合器，分别结合和脱开惯性飞轮增减惯量两次自由滑行，按通 用式可得到各车速点的系统阻力，系统阻力减去底盘测功机阻力后，即可得车轮滚筒阻力Ff4i， 于是可得该车型的车轮滚筒当量滚动阻力系数fi＝Ff4i/G1，G1——驱动轴轴重N，把fi输入计 算机。\n5、规定档位汽车动力传动系(含发动机)当量惯量m4检测\n将车辆驱动轮驶上底盘测功机，拆去发动机的火花塞、喷油器或进排气门杆，降低气缸 气压减少反拖功率。汽车变速箱挂上规定档位，先用电机和电机离合器反拖系统到一定车速 后，停电机脱开电机离合器，分别结合和脱开惯性飞轮增减惯量两次自由滑行，按通用式可 检测脱开惯性飞轮的系统当量惯量，减去m2，可得规定档位汽车动力传动系当量惯量m4。\n6、在惯性式底盘测功机上，把各车型一台典型车辆检测的m1、m2、m3、m4 和fi输入计算机作为该车型的参数，按发明专利“惯性台试检测汽车功率方法” ZL00122435.2，可检测汽车底盘动态输出功率、发动机惯性加速功率、传动系统损耗功 率、发动机输出净功率和汽车底盘传动系效率。\n7、在加载式底盘测功机上，把各车型一台典型车辆的有关参数m3，m4、fi输入计 算机作为该车型的参数，按发明专利“滑行标定检测汽车底盘传动系效率方法” ZL00118930.1，可检测汽车车轮滚筒阻力，通过检测汽车底盘输出功率和传动系统损耗功 率，可得到发动机输出净功率和汽车底盘传动系效率。并为准确模拟ASM工况法废气检 测涡流机加载以及模拟车辆路试燃料经济性检测涡流机加载提供了简单可靠的方法。\n增减惯量检测汽车惯量、阻力和功率方法具有以下突出特点：检测精度高，结构 简单，操作方便。\n                              具体实施方式\n在国产底盘测功机上，通常有一个由电磁离合器控制的惯性飞轮，并有测速、计 时装置和标定电机，可以很准确地测量滑行过程中的瞬时车速和时间。