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聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)不斷完善，汽車性能不斷提高。也就是說(shuō)，現(xiàn)代汽車性能是為了滿足使用者日益提高的要求，不斷地被改進(jìn)而且日趨完善的。汽車的安全性、穩(wěn)定性、舒適性和大功率成為主要追求目標(biāo)，制動(dòng)防抱死裝置（ABS） 、四輪轉(zhuǎn)向、微處理機(jī)（MCPU）被廣泛采用?？傊瑢?duì)環(huán)境的污染越來(lái)越小，燃油經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越好，安全性越來(lái)越高是汽車發(fā)展的趨勢(shì)。人們對(duì)汽車性能的要求的不斷提高，一方面促進(jìn)了傳統(tǒng)的汽車技術(shù)與現(xiàn)代的電子技術(shù)的結(jié)合，使汽車的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在最近幾十年有了大幅度的提高；另一方面，它促進(jìn)汽車綜合性能（如排放、油耗、加速、制動(dòng)、平順性和可靠性）現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，大大提高了汽車新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度和出廠產(chǎn)品質(zhì)量的控制能力。檢測(cè)技術(shù)作為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。隨著電子技術(shù)和機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展，在傳統(tǒng)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，逐步發(fā)展成現(xiàn)代汽車診斷與檢測(cè)技術(shù)。汽車檢測(cè)通常指使用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備，結(jié)合計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)來(lái)檢測(cè)汽車技術(shù)狀況。它是以工程數(shù)學(xué)、故障物理、可靠性理論、電子學(xué)和電子技術(shù)、信息控制理論等為基礎(chǔ)的一門綜合性應(yīng)用科學(xué)。汽車檢測(cè)對(duì)于保證交通安全、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，提高運(yùn)輸能力和降低生產(chǎn)成本都具有重要意義。因此選擇汽車性能檢測(cè)作為研究課題是很有現(xiàn)實(shí)意義的。本文主要研究?jī)?nèi)容是汽車底盤測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的研究。介紹了汽車底盤測(cè)功機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀、基本構(gòu)造、電模擬原理，重點(diǎn)以電渦流測(cè)功器為例介紹了測(cè)控系統(tǒng)，并簡(jiǎn)單介紹了其它的測(cè)功機(jī)。關(guān)鍵詞：汽車底盤測(cè)功機(jī)；測(cè)控系統(tǒng)；電渦流測(cè)功器 聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）iAbstractThe structure of auto is consummated gradually and performance of auto is enhanced gradually along with technology development.That is to say,Today the performance of auto is to meet users’increasingly elevated require.It also is mended to gets to be perfect gradually.The main object about auto which is pursued by people is the security,stability,comfort and high-power.ABS,four cycle turning,MCPU are adopted in auto.In a word,the development trend about auto is that pollution to environmental is less and less;fuel is consumed more economical;security is better and better.On the one hand,the require to auto which is enhanced gradually promotes traditional auto technique to integrate moder electron technique.And the economy-technique-standard about auto has been improved greatly in the last several decade.On the other hand,it promotes modernsynthesis performance testing technique to develop and apply abroad.So exploiture speed about new auto is faster and control ability about new auto is advanced.Testing technique is the important part of modern manufacture technique.It bases on traditional testing methods and develops to modern auto diagnosis and testing technique along with electron technique and machining technique development.Auto testing is to test auto status using modern testing technique and equipment and combining computer,autocontrol technique.It’s a synthesis application science based on engineering math,fault physics,dependability theory, electron and information control theory,etc.Auto testing technique has an important meaning to traffic security,protecting environment,advancing transport ability and reducing production cost.So there is a realistic meaning to select auto performance testing as research task.This article main research content is the motor car chassis measurement of power machine observation system's researchIntroduced the motor car chassis measurement of power's machine development present situation, the fundamental construction, the electrical analogy principle, key introduced take the electricity turbulent flow 聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）iidynamometer as the example the observation system, and introduced other measurements of power machine simply.Key words: Motor car chassis measurement of power machine;Observation system ;Electricity turbulent flow dynamometer聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）目 錄前 言 11.緒 論 .11.1 汽車底盤測(cè)功機(jī)概述 11.2 底盤測(cè)功機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 31.3 課題的研究意義 51.4 研究?jī)?nèi)容 52.汽車底盤測(cè)功機(jī)基本構(gòu)造與電模擬原理 .52.1 轉(zhuǎn)鼓與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) 62.2 直流電力測(cè)功機(jī)與電氣系統(tǒng) 62.3 測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng) 72.3.1 工控機(jī)與數(shù)據(jù)采集卡的選擇 72.3.2 信號(hào)輸入及輸出通道 72.4 加載方案 82.5 加載裝置 92.5.1 液力測(cè)功器 92.5.2 電力測(cè)功器 92.5.3 電渦流測(cè)功器 92.6 測(cè)量裝置 92.7 電模擬原理 .103.電渦流測(cè)功機(jī) 103.1 結(jié)構(gòu)和工作原理 .103.2 電渦流測(cè)功機(jī)的外特性曲線 .113.3 電渦流測(cè)功機(jī)作為能量吸收裝置的幾個(gè)應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題 .113.3.1 吸收功率確定及增速措施 .113.3.2 吸收功率控制 .123.3.3 水冷卻及其水溫超溫保護(hù) .12聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）I4.其他測(cè)功機(jī) 134.1 水力測(cè)功機(jī) .134.2 直流測(cè)功機(jī) .134.3 交流測(cè)功機(jī) .13結(jié) 論 .14參考文獻(xiàn) 15致 謝 .16聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）0汽車底盤測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研究前 言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)不斷完善，汽車性能不斷提高。也就是說(shuō)，現(xiàn)代汽車性能是為了滿足使用者日益提高的要求，不斷地被改進(jìn)而且日趨完善的。早期的汽車是在馬車的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，在類似馬車的底盤上裝上動(dòng)力裝置便構(gòu)成汽車。早期的汽車能夠行駛，可以取代馬車，便使眾人為之震驚。隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)汽車性能的要求越來(lái)越高，20 世紀(jì) 70 年代以前，功率大、車速高是人們追求的主要目標(biāo)；70 年代以后，由于兩次世界性石油危機(jī)的出現(xiàn)，低油耗、低公害受到了世界各國(guó)的普遍重視。為了適應(yīng)全球各地在燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放等方面日益嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，迫使汽車廠商不得不巨額投資以提高產(chǎn)品性能。電動(dòng)和燃油混合動(dòng)力型汽車、燃料電池汽車等多種動(dòng)力技術(shù)將日趨普及，這些尖端技術(shù)可望在將來(lái)減少或消除汽車尾氣排放及其對(duì)環(huán)境的污染。80 年代，汽車的安全性、穩(wěn)定性、舒適性和大功率成為主要追求目標(biāo)，制動(dòng)防抱死裝置（ABS）、四輪轉(zhuǎn)向、微處理機(jī)（MCPU）被廣泛采用?？傊?，對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越小，燃油經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越好，安全性越來(lái)越高是汽車發(fā)展的趨勢(shì)。測(cè)試汽車整車的行駛性能，往往采用試車場(chǎng)試驗(yàn)或?qū)嶋H道路行駛試驗(yàn)，這兩種試驗(yàn)方法需要的財(cái)力和人力均較多，且重復(fù)性差，易受環(huán)境因素的干擾。除此之外，還可以在室內(nèi)條件下通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)測(cè)定。在道路上行駛時(shí)是汽車相對(duì)于靜止的路面作縱向運(yùn)動(dòng)，在底盤測(cè)功機(jī)上是以轉(zhuǎn)鼓的表面來(lái)取代路面，這時(shí)是轉(zhuǎn)鼓的表面相對(duì)于靜止的汽車作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)時(shí)，使用汽車底盤測(cè)功機(jī)模擬汽車的行駛阻力（與一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法相結(jié)合），可以測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)功率、汽車加速性能以及爬坡性能，能解決發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的合理匹配問(wèn)題，并且可以進(jìn)行油耗試驗(yàn)。1.緒 論1.1 汽車底盤測(cè)功機(jī)概述聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）1隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，汽車結(jié)構(gòu)不斷完善，汽車性能不斷提高。也就是說(shuō)，現(xiàn)代汽車性能是為了滿足使用者日益提高的要求，不斷地被改進(jìn)而且日趨完善的。早期的汽車是在馬車的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在類似馬車的底盤上裝上動(dòng)力裝置便構(gòu)成汽車。早期的汽車能夠行駛，可以取代馬車，便使眾人為之震驚。隨著時(shí)間的推移，人們對(duì)汽車性能的要求越來(lái)越高，20 世紀(jì) 70 年代以前，功率大、車速高是人們追求的主要目標(biāo)；70 年代以后，由于兩次世界性石油危機(jī)的出現(xiàn)，低油耗、低公害受到了世界各國(guó)的普遍重視。為了適應(yīng)全球各地在燃油經(jīng)濟(jì)性和尾氣排放等方面日益嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，迫使汽車廠商不得不巨額投資以提高產(chǎn)品性能。電動(dòng)和燃油混合動(dòng)力型汽車、燃料電池汽車等多種動(dòng)力技術(shù)將日趨普及，這些尖端技術(shù)可望在將來(lái)減少或消除汽車尾氣排放及其對(duì)環(huán)境的污染，80 年代，汽車的安全性、穩(wěn)定性、舒適性和大功率成為主要追求目標(biāo)，制動(dòng)防抱死裝置（ABS）、四輪轉(zhuǎn)向、微處理機(jī)（MCPU）被廣泛采用?？傊?，對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越小，燃油經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越好，安全性越來(lái)越高是汽車發(fā)展的趨勢(shì)。人們對(duì)汽車性能的要求的不斷提高，一方面促進(jìn)了傳統(tǒng)的汽車技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)的結(jié)合，使汽車的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在最近幾十年有了大幅度的提高；另一方面，它促進(jìn)汽車綜合性能（如排放、油耗、加速、制動(dòng)、平順性和可靠性）現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，大大提高了汽車新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度和出廠產(chǎn)品質(zhì)量的控制能力。汽車的好壞是通過(guò)具體的性能和性能指標(biāo)來(lái)加以評(píng)價(jià)的。汽車行駛性能，是指汽車在驅(qū)動(dòng)力作用下，克服各種阻力前進(jìn)的能力，一般包括最高車速、性能和爬坡能力等。這些性能的好壞主要受發(fā)動(dòng)機(jī)功率和傳動(dòng)系性能的支配（因而行駛性能又稱動(dòng)力性能），同時(shí)也受到空氣阻力影響，還需克服傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系等各相關(guān)部分的摩擦損失及輪胎損失。測(cè)試汽車整車的行駛性能，往往采用試車場(chǎng)試驗(yàn)或?qū)嶋H道路行駛試驗(yàn)，這兩種試驗(yàn)方法需要的財(cái)力和人力均較多，且重復(fù)性差，易受環(huán)境因素的干擾。除此之外，還可以在室內(nèi)條件下通過(guò)底盤測(cè)功機(jī)測(cè)定。在道路上行駛時(shí)是汽車相對(duì)于靜止的路面作縱向運(yùn)動(dòng)，在底盤測(cè)功機(jī)上是以轉(zhuǎn)鼓的表面來(lái)取代路面，這時(shí)是轉(zhuǎn)鼓的表面相對(duì)于靜止的汽車作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)時(shí)，使用汽車底盤測(cè)功機(jī)模擬汽車的行駛阻力（與一定的計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)據(jù)處理方法相結(jié)合），可以測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)功率、汽車加速性能以及爬坡性能，能解決發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的合理匹配問(wèn)題，并且可聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）2以進(jìn)行油耗試驗(yàn)。測(cè)功機(jī)主要有單轉(zhuǎn)鼓式和雙轉(zhuǎn)鼓式兩種。如圖 1 所示為單轉(zhuǎn)鼓式測(cè)功機(jī)，其轉(zhuǎn)鼓直徑越大，車輪在轉(zhuǎn)鼓上就越像在平路上滾動(dòng)。但加大轉(zhuǎn)鼓的直徑，測(cè)功機(jī)的制造和安裝費(fèi)用將顯著增加，所以一般鼓徑均在 1500 毫米以上而不超過(guò)2000～2500 毫米。單轉(zhuǎn)鼓測(cè)功機(jī)對(duì)試驗(yàn)車輛的安放定位要求較嚴(yán)，車輪與轉(zhuǎn)鼓的對(duì)中比較困難，但其試驗(yàn)精度比較高，故主要用于汽車制造和科研單位。圖 1 單轉(zhuǎn)鼓式測(cè)功機(jī)圖 2 雙轉(zhuǎn)鼓式測(cè)功機(jī)圖 2 所示為雙轉(zhuǎn)鼓式測(cè)功機(jī)，其轉(zhuǎn)鼓直徑比單轉(zhuǎn)鼓測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑要小得多，一般在 185～400 毫米范圍內(nèi)，隨試驗(yàn)的車速而定。轉(zhuǎn)鼓的曲率半徑小，輪胎和轉(zhuǎn)鼓的接觸情況就和在道路上的受壓情況不一樣，故試驗(yàn)精度較低。但這樣的試驗(yàn)臺(tái)對(duì)試驗(yàn)車的安放要求不高，使用方便，而且成本低，適合保修企業(yè)在進(jìn)行汽車技術(shù)狀況檢查和故障診斷時(shí)使用。1.2 底盤測(cè)功機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀在 80 年代以前，汽車檢測(cè)設(shè)備主要以機(jī)械結(jié)構(gòu)為主，如：機(jī)械式側(cè)滑實(shí)驗(yàn)臺(tái)、測(cè)力彈簧結(jié)構(gòu)的制動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)等，而汽車底盤測(cè)功機(jī)也主要以機(jī)械模擬為主，即采用飛輪模擬汽車行駛時(shí)的平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣量阻力，它們只能檢測(cè)汽聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）3車在低速行駛狀態(tài)下的參數(shù)，且精度很低。顯然，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的汽車檢測(cè)設(shè)備是不能滿足要求的。進(jìn)入 80 年代，隨著汽車機(jī)電一體化的發(fā)展，汽車檢測(cè)設(shè)備也進(jìn)入了機(jī)電一體化設(shè)計(jì)階段。電子技術(shù)能獲得廣泛應(yīng)用的原因，主要是電子控制系統(tǒng)的功能自由度大、精度高、工作穩(wěn)定，利用這些優(yōu)點(diǎn)和汽車檢測(cè)設(shè)備相結(jié)合便能去開(kāi)發(fā)研制新一代高精度的汽車檢測(cè)設(shè)備。在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的汽車檢測(cè)設(shè)備的基礎(chǔ)上，我們盡量減少機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，并采用反應(yīng)速度快的高精度傳感器，電子計(jì)算機(jī)與機(jī)械裝置相結(jié)和的方法來(lái)設(shè)計(jì)汽車檢測(cè)設(shè)備，為檢測(cè)高速行駛中的汽車的真實(shí)性能提供了可能性。以汽車底盤測(cè)功機(jī)為例，此階段的汽車底盤測(cè)功機(jī)主要是采用接線-電模擬方式，用飛輪模擬汽車慣性阻力，用電負(fù)荷模擬汽車的另一部分行駛阻力，大大提高了檢測(cè)的精度。當(dāng)時(shí)，德、日、美三國(guó)的很多公司紛紛投入大量的人力、物力開(kāi)發(fā)研制機(jī)械-電模擬的汽車底盤測(cè)功機(jī)，并取得了很大成果。如德國(guó) schenck 公司生產(chǎn)的單、雙鼓底盤測(cè)功機(jī)，日本 MEIDESHA 公司生產(chǎn)的單鼓底盤測(cè)功機(jī)，美國(guó) CLAYTON 公司 ECE-50 型雙鼓底盤測(cè)功機(jī)和美國(guó)Burke 生產(chǎn)的 48 寸單鼓底盤測(cè)功機(jī)。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)采用飛輪組來(lái)模擬汽車的慣性阻力是有級(jí)模擬。對(duì)于測(cè)定穩(wěn)定工況下的汽車性能而言，在轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上只要裝有作為負(fù)荷的測(cè)功機(jī)就可以，而且希望旋轉(zhuǎn)部分的慣性矩盡量小，以減少慣性對(duì)測(cè)量裝置的影響；對(duì)于測(cè)定非穩(wěn)定工況的汽車性能而言，為了模擬汽車重量的影響，則實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動(dòng)能應(yīng)與行駛汽車的動(dòng)能相等。因此，必須采用慣性可調(diào)的飛輪，傳動(dòng)比可以改變的增速器或通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)的調(diào)節(jié)來(lái)改變實(shí)驗(yàn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的動(dòng)能，以適應(yīng)重量不同的各種車型的需要。慣性飛輪可以直接安裝在轉(zhuǎn)鼓軸上或通過(guò)增速器連接。在后一種情況下，飛輪可以大大縮小，因?yàn)轱w輪所能儲(chǔ)存的動(dòng)能是與傳動(dòng)比平方成正比，但增添增速器將增加實(shí)驗(yàn)臺(tái)的成本。此外，有些實(shí)驗(yàn)臺(tái)，為了擴(kuò)大量程，往往裝有幾個(gè)慣量不同的飛輪，這些飛輪都可以利用離合器與轉(zhuǎn)鼓連接，以便根據(jù)汽車的重量來(lái)選擇負(fù)荷，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且制造成本高。因此人們開(kāi)始研制通用的轉(zhuǎn)鼓實(shí)驗(yàn)臺(tái)，即電力汽車底盤測(cè)功機(jī)，它利用電磁力及發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)提供測(cè)功機(jī)所需要的載荷。我們知道，發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的原理是可逆的，所以一般電力測(cè)功機(jī)至少有兩種工況：一是拖動(dòng)工況，在這種工況下，測(cè)功機(jī)的測(cè)功器作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、冷磨合、測(cè)定摩擦功率；二是消耗工況，在這種工況下，測(cè)功機(jī)的測(cè)功器作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，以電阻作為負(fù)載，吸收轉(zhuǎn)子軸的輸入功率。在消耗工況下，通過(guò)改變磁通量和改變聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）4負(fù)載電阻均可改變回路中的電流，這些都將改變汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載（即輸出功率和扭矩）。電力測(cè)功機(jī)這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)沒(méi)有飛輪裝置，汽車的慣性力的模擬也是通過(guò)電信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)模擬。通過(guò)對(duì)測(cè)功機(jī)控制系統(tǒng)的良好設(shè)計(jì)，使其能自動(dòng)調(diào)節(jié)并具有滿意的動(dòng)靜態(tài)品質(zhì)。1.3 課題的研究意義可以預(yù)見(jiàn)，在將來(lái)的幾十年中，我國(guó)將成為一個(gè)汽車大國(guó)，人均汽車占有量和汽總量都將是一個(gè)很大的數(shù)字，這就要求在汽車檢測(cè)方面也要有相對(duì)完善和精確的檢測(cè)器，汽車底盤測(cè)功機(jī)由于其自身的優(yōu)點(diǎn)而成為汽車試驗(yàn)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與制造、修質(zhì)量評(píng)定以及環(huán)保排放檢測(cè)等必需的大型檢測(cè)設(shè)備。根據(jù)交通部關(guān)于汽車維修設(shè)備置的規(guī)定，一類維修企業(yè)及 A 級(jí)綜合性能檢測(cè)站均必須配置汽車底盤測(cè)功機(jī)，上汽車制造廠、技術(shù)開(kāi)發(fā)中心、環(huán)保排放檢測(cè)站等在內(nèi)，中國(guó)在未來(lái)5-10 年汽車底盤測(cè)功機(jī)的需求量大致在 2-3 萬(wàn)臺(tái)。市場(chǎng)總額接近 48-72 萬(wàn)億元（僅按國(guó)產(chǎn)設(shè)備價(jià) 24 萬(wàn)元/臺(tái)計(jì)），這是一個(gè)不可忽視的巨大商機(jī)。而國(guó)內(nèi)迄今尚無(wú)廠家可以生產(chǎn)汽車工業(yè)使用的汽車底盤測(cè)功機(jī)，唯有依賴進(jìn)口，絕大多數(shù)是從德國(guó)申克（Schenck）司、美國(guó)?？耍˙oke）公司和日本小野測(cè)器株式會(huì)社等引進(jìn)的，設(shè)備價(jià)格均達(dá)數(shù)百萬(wàn)元以上。由此可見(jiàn)，對(duì)汽車底盤測(cè)功機(jī)的研究和進(jìn)一步發(fā)展有利于我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展，尤其對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到極大的監(jiān)督和推動(dòng)作用。此外，研制發(fā)展國(guó)產(chǎn)汽車底盤測(cè)功機(jī)，還會(huì)給國(guó)家節(jié)省大量外匯。1.4 研究?jī)?nèi)容本文參考了許多研究汽車底盤測(cè)功機(jī)的專家學(xué)者的有關(guān)文章，介紹了汽車底盤測(cè)功機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況、基本構(gòu)造以及電模擬工作原理，重點(diǎn)介紹了電渦流測(cè)功器的測(cè)控原理。其他測(cè)功器如水力測(cè)功機(jī)、直流測(cè)功機(jī)、交流測(cè)功機(jī)等因?yàn)橐恍┕逃械娜秉c(diǎn)難以應(yīng)應(yīng)用。電渦流測(cè)功器主要由制動(dòng)器、測(cè)力機(jī)構(gòu)和測(cè)速裝置等幾部分組成，具有控制簡(jiǎn)單，精確度高等優(yōu)點(diǎn)。2.汽車底盤測(cè)功機(jī)基本構(gòu)造與電模擬原理汽車底盤測(cè)功機(jī)可以在室內(nèi)模擬汽車在道路上行駛時(shí)的各種工況，可以完成汽車的動(dòng)力性試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)、排放性能評(píng)估與分析及與汽車傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)的專項(xiàng)試驗(yàn)。其基本結(jié)構(gòu)主要包括轉(zhuǎn)鼓及機(jī)械系統(tǒng)、直流電力測(cè)功及聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）5電氣系統(tǒng)、信號(hào)采集及處理系統(tǒng)、工控機(jī)測(cè)控系統(tǒng)和冷卻及輔助系統(tǒng)等。圖 3 汽車底盤測(cè)功機(jī)基本結(jié)構(gòu)2.1 轉(zhuǎn)鼓與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)汽車底盤測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)鼓及機(jī)械部分機(jī)械布置型式采用 T 型布置，主要由轉(zhuǎn)鼓、圖 4 測(cè)功機(jī)機(jī)械布置型式升速器、聯(lián)軸器及支撐裝置組成，其作用是保證試驗(yàn)車輛的驅(qū)動(dòng)輪與轉(zhuǎn)鼓表面有足夠的附著力，使試驗(yàn)車輛驅(qū)動(dòng)橋輸出的功率傳遞給直流測(cè)功機(jī)。進(jìn)行汽車的各項(xiàng)性能試驗(yàn)時(shí)，汽車驅(qū)動(dòng)輪在轉(zhuǎn)鼓上滾動(dòng)，由轉(zhuǎn)鼓將動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)系統(tǒng)，汽車發(fā)出的能量最后被測(cè)功發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能消耗掉。轉(zhuǎn)鼓相當(dāng)于汽車的行駛路面，其設(shè)計(jì)周長(zhǎng)為 C=5m，經(jīng)測(cè)量直徑為 Φ =1591.5mm。為了提高轉(zhuǎn)鼓與汽車輪胎的附著力，防止輪胎打滑，對(duì)轉(zhuǎn)鼓的表面進(jìn)行了熱噴涂處理，使之附著系數(shù)達(dá)到 0.95 以上。由于 T 型布置所需安裝空間的寬度較小，結(jié)構(gòu)緊湊，且可以選用現(xiàn)成的汽車傳動(dòng)系部分零件作為升速器。具有多個(gè)傳動(dòng)比，可以實(shí)現(xiàn)多種汽車在不同車速下與測(cè)功機(jī)具有很好的匹，即一臺(tái)測(cè)功機(jī)可以測(cè)試多種型號(hào)汽車的性能。2.2 直流電力測(cè)功機(jī)與電氣系統(tǒng)直流電力測(cè)功機(jī)及電氣系統(tǒng)能平穩(wěn)地吸收傳動(dòng)系傳出的功率，并將吸收的功率轉(zhuǎn)換為電能由本系統(tǒng)的負(fù)載電阻所消耗，能準(zhǔn)確地執(zhí)行計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流對(duì)試驗(yàn)車輛加載；能使測(cè)功機(jī)以電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行反拖試驗(yàn)，進(jìn)行轉(zhuǎn) 鼓轉(zhuǎn) 鼓 后 橋 升 速 器 測(cè) 功 電 機(jī)冷 卻 風(fēng) 機(jī) 系統(tǒng) 司 機(jī) 輔 助系 統(tǒng) 轉(zhuǎn) 鼓 振 動(dòng) 檢 測(cè) 系 統(tǒng) PI工 業(yè) 控 制 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng)風(fēng)機(jī) 試 驗(yàn) 車 輛 汽 車 固 定 裝置油 耗 傳 感 器轉(zhuǎn) 鼓 升 速 器 直 流 測(cè) 功機(jī) 負(fù) 載 裝 置勵(lì) 磁 裝 置油 溫 檢 測(cè)裝 置 轉(zhuǎn) 速 檢 測(cè) 裝置車 速 傳 感器 轉(zhuǎn) 矩 傳 感器聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）6車輛的冷、熱磨合。直流電力測(cè)功機(jī)及電氣系統(tǒng)主要包括：可手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換勵(lì)磁電源、可手動(dòng)/自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換整流電源、控制設(shè)備、冷卻風(fēng)機(jī)及負(fù)載電阻箱等?？紤]到試驗(yàn)的對(duì)象以中型載重汽車、輕型貨車和轎車為主，故選用的直流測(cè)功電機(jī)容量為 200kW。2.3 測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)量和控制(ComputerAutonlated Measurement andControl，CAMAC)系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱。它是自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、微電子學(xué)和通訊技術(shù)有機(jī)結(jié)合、綜合發(fā)展的產(chǎn)物，是一門新興的技術(shù)。它包括各種數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)、自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)、過(guò)程控制系統(tǒng)等等，廣泛地應(yīng)用于國(guó)防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。汽車底盤測(cè)功機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)底盤測(cè)功機(jī)進(jìn)行控制，對(duì)汽車底盤等進(jìn)行檢測(cè)，采集數(shù)據(jù)并處理及分析，對(duì)汽車性能進(jìn)行測(cè)試評(píng)估。測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)矩、車速和油耗等電信號(hào)，經(jīng)分析、處理后，采用改變直流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電流的方法，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)車輛動(dòng)態(tài)加載，以達(dá)到道路阻力模擬的目的。測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)如圖 5 所示，主要由拉壓傳感器、多路溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、光電隔離脈沖計(jì)數(shù)板、油耗傳感器、研華 IPC-610 工控機(jī)、多路信號(hào)處理器及分配器、光電隔離 AD/DA 板、研華 PCL-836 以及 PCL-812PG 數(shù)據(jù)采集卡等組成。2.3.1 工控機(jī)與數(shù)據(jù)采集卡的選擇工控機(jī)是一種具有特殊性能的計(jì)算機(jī)，能在惡劣的工作生產(chǎn)環(huán)境下，保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定工作，并能承受環(huán)境中的高（低）溫、沖擊、振動(dòng)、電磁干擾、潮濕及粉塵等不利因素。本系統(tǒng)采用研華工控機(jī)，其穩(wěn)定性高、可靠性強(qiáng)，底板有4個(gè)PCI槽和9個(gè)ISA槽，完全滿足底盤測(cè)功機(jī)測(cè)控系統(tǒng)擴(kuò)展要求。信號(hào)采集和處理分別選用PCLD-782B、PCL-836、PCL-812PG以及PCLD-780。PCLD-782B為24/16通 道脈沖輸入光電隔離卡，實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的隔離與整形，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力；還包括6個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，最大輸入頻率達(dá)10MHz；PCL-812PG提供16路模擬量輸入、16路數(shù)字量輸入/輸出以及兩路模擬信號(hào)輸出，根據(jù)需求可以調(diào)節(jié)模擬信號(hào)的輸出范圍；PCLD-780為接線端子，提供20路模擬/數(shù)字量輸入、輸出接線端。聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）72.3.2 信號(hào)輸入及輸出通道測(cè)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)并采集傳感器的電信號(hào)，包括速度、轉(zhuǎn)矩以及油耗等信號(hào)。圖 5 測(cè)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖測(cè)功發(fā)電機(jī)定子的偏轉(zhuǎn)通過(guò)測(cè)力臂架把力作用在轉(zhuǎn)矩傳感器上，由轉(zhuǎn)矩傳感器發(fā)出脈沖信號(hào)，經(jīng)整形放大，通過(guò)多路信號(hào)脈沖采集板進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡 PCL-836的 0 號(hào)計(jì)數(shù)器。直流測(cè)功機(jī)的轉(zhuǎn)軸上(與轉(zhuǎn)鼓相連)裝有測(cè)速齒盤(100 個(gè)齒)，每轉(zhuǎn)一周，裝在測(cè)速齒盤處的轉(zhuǎn)速傳感器接收 100 個(gè)脈沖信號(hào)，信號(hào)經(jīng)放大和整形后，由多路信號(hào)處理器、光隔板進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡 PCL-836 的 1 號(hào)計(jì)數(shù)器。另外，在控制周期內(nèi)，工控機(jī)由數(shù)據(jù)采集卡 PCL-812PG 輸出 0-10V 信號(hào)，以此來(lái)調(diào)節(jié)直流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電流的大小，完成測(cè)功機(jī)發(fā)電狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)加載，實(shí)現(xiàn)電模擬過(guò)程。2.4 加載方案打 印 機(jī)司 機(jī) 輔 助屏 研 華 IPC-610工 控機(jī) 控 制 室 監(jiān)視 屏X-Y曲 線繪 圖 儀光 隔 AD\數(shù) 據(jù) 采 集 轉(zhuǎn) 換 板 光隔 多 路 脈 沖 計(jì) 數(shù) 板 多 路 繼 電 器輸 出 板汽 車 底 盤 測(cè) 功 機(jī) 系 統(tǒng) 多 路 信 號(hào)處 理 器 分 配 器工 況 顯 示屏 電 機(jī)勵(lì) 磁控 制系 統(tǒng)轉(zhuǎn) 鼓轉(zhuǎn) 速傳 感器 升 速器 油溫 控制 器 油 耗傳 感器 振 動(dòng)位 移傳 感器 直 流測(cè) 功電 機(jī)轉(zhuǎn) 矩傳 感器 傳 動(dòng)系 統(tǒng)振 動(dòng)監(jiān) 視傳 感器負(fù) 載 電 阻 切換 裝 置冷 卻 風(fēng) 機(jī) 系統(tǒng)聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）8直流電力測(cè)功機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，吸收汽車發(fā)出功率，將其轉(zhuǎn)化成電能。該工作狀態(tài)下，常用的加載方案有兩種：一種是向電網(wǎng)饋電，由電網(wǎng)的負(fù)載損耗；另一種是直接連接固定電阻，由電阻損耗。測(cè)功機(jī)主要采用了第二種加載方案，具體方案如下：（1）采用一組大電流電子自動(dòng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)跟蹤測(cè)功電機(jī)的速度，完成分段切換電阻的功能，并由計(jì)算機(jī)完成實(shí)時(shí)控制切換。設(shè)計(jì)1/16Ω、1/8Ω、2/8Ω、3/8Ω、4/8Ω、5/8Ω、6/8Ω、7/8Ω、8/8Ω 九個(gè)負(fù)載臺(tái)階值，全程電阻值可不變換檔，控制性能更優(yōu)良，避免了電阻變檔瞬間對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)引起的波動(dòng)。（2）采用主調(diào)節(jié)器與副調(diào)節(jié)器構(gòu)成復(fù)合調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，使該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)輸出量改變可控硅整流元件的導(dǎo)通角。在切換電阻的每一個(gè)臺(tái)階值范圍內(nèi)，內(nèi)環(huán)為由副調(diào)節(jié)器構(gòu)成的模擬量隨動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，外環(huán)為由微機(jī)構(gòu)成的主調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它是數(shù)字量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進(jìn)出口配置有 A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換接口電路，外環(huán)既可以進(jìn)行定值調(diào)節(jié)，又可以實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)調(diào)節(jié)，選用不同的程序可以使整個(gè)加載控制系統(tǒng)構(gòu)成恒定轉(zhuǎn)矩加載控制系統(tǒng)、時(shí)變轉(zhuǎn)矩隨動(dòng)加載控制系統(tǒng)和恒定車速加載控制系統(tǒng)三種控制模式。2.5 加載裝置由于汽車在道路上所受的各種阻力與其在測(cè)功機(jī)上所受的阻力和不相等，為了測(cè)試汽車的各種性能，就必須給汽車提供額外的阻力以補(bǔ)償這部分阻力差，提供這部分阻力的裝置稱為測(cè)功器。2.5.1液力測(cè)功器這種測(cè)功器用水產(chǎn)生制動(dòng)力矩。水在測(cè)功器的轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間起聯(lián)結(jié)作用而形成制動(dòng)力矩。調(diào)節(jié)水槽中的液面高度，可以獲得不同的制動(dòng)力矩。當(dāng)水槽的高度一定時(shí)，制動(dòng)力矩隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速的改變而改變。這種測(cè)功器的工作穩(wěn)定。2.5.2電力測(cè)功器該種測(cè)功器既能作為負(fù)載使用，此時(shí)它吸收功率；又可驅(qū)動(dòng)機(jī)械，此時(shí)它輸出功率。利用電力測(cè)功器可以很好的模擬汽車的行駛阻力和慣性阻力，從而取消測(cè)功機(jī)的飛輪機(jī)構(gòu)，提高了測(cè)試精度。電力測(cè)功器的制造成本高，因而只有汽車制造和科研單位的底盤測(cè)功機(jī)上才采用這種測(cè)功器。聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）92.5.3電渦流測(cè)功器該種測(cè)功器利用了電磁原理。當(dāng)帶有激磁線圈的定子通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁力線從而在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電渦流，形成阻力矩。調(diào)整激勵(lì)電流的大小，可以獲得不同的阻力矩。2.6 測(cè)量裝置測(cè)量裝置包括測(cè)力裝置和測(cè)速裝置。測(cè)力裝置測(cè)量轉(zhuǎn)鼓上的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過(guò)變換可得到作用在驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力；測(cè)速裝置測(cè)量轉(zhuǎn)鼓上的轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)變換可以得到汽車的車速。2.7 電模擬原理汽車底盤測(cè)功機(jī)常用的模擬方式有機(jī)械模擬、機(jī)-電模擬和電模擬三種，機(jī)械模擬是在測(cè)功機(jī)上采用組合飛輪來(lái)模擬車輛行駛時(shí)的平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的慣性阻力；機(jī)-電模擬是由飛輪模擬車輛的慣性阻力，電模擬車輛行駛的其他阻力；電模擬方式則是在計(jì)算機(jī)或單片機(jī)控制下，由電負(fù)荷模擬道路行駛阻力，這種模擬方式不設(shè)置飛輪組件。汽車底盤測(cè)功機(jī)主要采用電模擬方式。被測(cè)汽車樣機(jī)上架后，可根據(jù)汽車的型號(hào)、變速檔位和試驗(yàn)項(xiàng)目由工控機(jī)選擇合適的負(fù)載電阻值檔位，根據(jù)不同的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)要求，可調(diào)用相應(yīng)的控制程序，由工控機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的加載給定值與轉(zhuǎn)矩反饋值比較，或與車速反饋值比較構(gòu)成雙閉環(huán)的恒轉(zhuǎn)矩加載自動(dòng)控制系統(tǒng)，或構(gòu)成雙閉環(huán)的恒速加載自動(dòng)控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)均由外環(huán)調(diào)節(jié)輸出量（由工控機(jī)模糊 PID 控制器輸出）作給定值與負(fù)載電流傳感器輸出的反饋信號(hào)比較，其輸出信號(hào)調(diào)節(jié)主可控硅元件的導(dǎo)通角，使測(cè)功發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流達(dá)到恒轉(zhuǎn)矩加載或恒速加載所要求的數(shù)值。而系統(tǒng)可由工控機(jī)根據(jù)擬合各種車型不同工況下的道路運(yùn)行負(fù)載阻力特性曲線自動(dòng)輸出加載給定值，從而自動(dòng)完成模擬道路運(yùn)行的性能測(cè)試。3.電渦流測(cè)功機(jī)3.1 結(jié)構(gòu)和工作原理電渦流測(cè)功機(jī)有盤式和柱式等不同的類型。圖 6 所示的是盤式電渦流測(cè)功機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖,由制動(dòng)器、測(cè)力機(jī)構(gòu)和測(cè)速裝置等幾部分組成。制動(dòng)器是吸收能量的核心部分，它可以調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的載荷, 并同時(shí)把所吸收的原動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)換為聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）10熱能, 經(jīng)水冷卻后帶走熱量。電渦流測(cè)功機(jī)主要由旋轉(zhuǎn)部分(感應(yīng)體)、擺動(dòng)部分(電樞和勵(lì)磁部分)、測(cè)力部分等組成。感應(yīng)體形狀猶如直齒輪，產(chǎn)生渦流的地方在導(dǎo)磁渦流環(huán)的孔壁上。勵(lì)磁繞組通上直流電后，則圍繞勵(lì)磁繞組產(chǎn)生一個(gè)閉合磁通。當(dāng)感應(yīng)體被原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙磁密隨感應(yīng)體的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期性變化,在渦流環(huán)孔壁表面及一定深度范圍內(nèi)將產(chǎn)生渦流電勢(shì)，并產(chǎn)生渦流，該渦流所形成的磁場(chǎng)又與氣隙磁場(chǎng)相互作用,就產(chǎn)生了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩通過(guò)外環(huán)及傳力臂傳至測(cè)力裝置上，然后由力傳感器將力的大小轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出, 從而達(dá)到測(cè)轉(zhuǎn)矩的目的轉(zhuǎn)速測(cè)量采用非接觸式的磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。圖 6 電渦流測(cè)功機(jī)系統(tǒng)1.聯(lián)軸器 2.主軸 3.感應(yīng)盤 4.勵(lì)磁線圈 5.冷卻室 6.氣隙 7.出水管線 8.油杯 9.測(cè)速齒輪 10.軸承座 11.進(jìn)水管線 12.支承環(huán) 13.外環(huán) 14.底座3.2 電渦流測(cè)功機(jī)的外特性曲線圖 7 所示的是電渦流測(cè)功機(jī)的特性曲線，該曲線表示測(cè)功機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下所能吸收的最大功率，它由 OA、AB、BC、CD 幾段直線組成。BC 是最大功率線，測(cè)功機(jī)在工作時(shí)不超過(guò)的最大吸收功率；CD 是最高轉(zhuǎn)速線，測(cè)功機(jī)在工作時(shí)允許的最高轉(zhuǎn)速。上述幾段直線與橫坐標(biāo)軸所包圍的區(qū)域?yàn)闇y(cè)功機(jī)的工作范圍。在此區(qū)域內(nèi)測(cè)功機(jī)所吸收的功率可以隨勵(lì)磁電流任意調(diào)整。凡被測(cè)動(dòng)力和機(jī)械的特性曲線落在這個(gè)區(qū)域內(nèi), 均能用該機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）11圖 7 電渦流測(cè)功機(jī)外特性曲線3.3 電渦流測(cè)功機(jī)作為能量吸收裝置的幾個(gè)應(yīng)用技術(shù)問(wèn)題3.3.1 吸收功率確定及增速措施從圖 7 所示的特性曲線可以看出，電渦流測(cè)功機(jī)在低轉(zhuǎn)速下能夠吸收的功率還是比較小(雖然比水力測(cè)功機(jī)要大)，轉(zhuǎn)速在 1000r/min 以上時(shí)，能夠吸收 50%以上的最大功率；轉(zhuǎn)速在 2000r/min 以上時(shí)，才能吸收最大的功率。因此，當(dāng)動(dòng)力傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，可以采用效果明顯且可行的增速措施。例如,螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)速范圍為 50～ 300r/min，最常用的轉(zhuǎn)速范圍是 150r/min 左右。為此，在驅(qū)動(dòng)裝置和電渦流測(cè)功機(jī)之間設(shè)置了一個(gè)傳動(dòng)比 i=8 的增速箱，螺桿泵地面驅(qū)動(dòng)裝置的功率范圍為 5.5～45kW。3.3.2 吸收功率控制電渦流測(cè)功機(jī)吸收功率的大小,也即測(cè)功機(jī)向動(dòng)力傳動(dòng)裝置施加載荷的大小，可以方便地通過(guò)改變勵(lì)磁電流來(lái)進(jìn)行控制。用專用信號(hào)電纜將電渦流測(cè)功機(jī)和測(cè)控儀連接起來(lái)，給測(cè)控儀儀表電源和勵(lì)磁電源通上 220V 的交流電，然后通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)控儀面板上的電位器旋鈕，就可以按要求改變勵(lì)磁電流，從而改變電渦流測(cè)功機(jī)吸收的功率了。水壓報(bào)警的作用是，當(dāng)冷卻水的水壓低于一定的數(shù)值時(shí)，控制儀表的報(bào)警觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷電渦流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)電渦流測(cè)功機(jī)的保護(hù)。3.3.3 水冷卻及其水溫超溫保護(hù)電渦流測(cè)功機(jī)吸收的能量都轉(zhuǎn)化成熱能，靠冷卻水將熱量帶走。所以，測(cè)功機(jī)在工作時(shí)，必須通入水壓為 0.02～ 0.1MPa 的冷卻水，而且必須保證冷卻水的管路暢通。冷卻水水壓越高，水溫升高越慢；反之，冷卻水水壓越低，水溫升高越快。當(dāng)水壓低于最低水壓時(shí)，報(bào)警電路動(dòng)作。聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）12圖 8 電渦流測(cè)功機(jī)水溫檢測(cè)控制為了保證測(cè)功機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，還必須在電渦流測(cè)功機(jī)的冷卻水出水管線上設(shè)置溫度檢測(cè)裝置，保證冷卻水的出口溫度不超過(guò) 55℃。圖 8 所示為電渦流測(cè)功機(jī)水溫檢測(cè)控制電路，主要由 Pt100 溫度傳感器和數(shù)顯控制儀組成。溫度傳感器將電渦流測(cè)功機(jī)冷卻水的出口溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)由數(shù)顯控制儀接收，經(jīng)變換后進(jìn)行數(shù)顯輸出，實(shí)現(xiàn)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)冷卻水的溫度超過(guò) 55℃時(shí)，控制儀表的報(bào)警觸點(diǎn)動(dòng)作，切斷電渦流測(cè)功機(jī)的勵(lì)磁電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電渦流測(cè)功機(jī)的保護(hù)。4.其他測(cè)功機(jī)4.1 水力測(cè)功機(jī)水力測(cè)功機(jī)因其單位轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的扭矩吸收能力強(qiáng)，長(zhǎng)期以來(lái)成為大功率內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)優(yōu)先采用的設(shè)備。目前主要有定充量水力測(cè)功機(jī)和變充量水力測(cè)功機(jī)。定充量水力測(cè)功機(jī)的吸收腔內(nèi)始終充滿具有一定壓力的水，通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)的閘套開(kāi)合位置(即調(diào)節(jié)測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間的工作面積)來(lái)改變測(cè)功扭矩大小，這類測(cè)功機(jī)穩(wěn)定性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。變充量水力測(cè)功機(jī)又稱水渦流測(cè)功機(jī)，它是通過(guò)進(jìn)、出水閥來(lái)調(diào)節(jié)水力測(cè)功機(jī)吸功腔內(nèi)水量的多少，以達(dá)到改變其制動(dòng)扭矩大小的目的。變充量水力測(cè)功機(jī)工作時(shí)水壓高，噪聲大，而且在轉(zhuǎn)速高、制動(dòng)扭矩小的區(qū)段幾乎不能穩(wěn)定工作。目前，主要采取如下措施解決其工作不穩(wěn)定的問(wèn)題: ①采用閉環(huán)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的油門或風(fēng)門來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；②采用閉環(huán)控制測(cè)功機(jī)水門來(lái)控制測(cè)功機(jī)的制動(dòng)扭矩；③采用水力測(cè)功機(jī)的工作介質(zhì)與冷卻介質(zhì)分離的方法 (雙介質(zhì)法 )。結(jié)合前兩種方法，采用雙閉環(huán)控制測(cè)功系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和扭矩是當(dāng)今世界水力測(cè)功機(jī)的先進(jìn)控制方法。4.2 直流測(cè)功機(jī)直流測(cè)功機(jī)采用勵(lì)磁直流電機(jī)，利用電樞繞組切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原理，根據(jù)在不同電磁力作用下所產(chǎn)生大小不同，與轉(zhuǎn)向相反的制動(dòng)力矩來(lái)控制測(cè)功機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。直流測(cè)功電機(jī)由于控制簡(jiǎn)單、 調(diào)速平滑、性能良好一直占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，直流測(cè)功電機(jī)的結(jié)構(gòu)上存在機(jī)械換向器和電刷，因此具有一些無(wú)法克服的固有缺點(diǎn)，如造價(jià)偏高、維護(hù)困難、壽命短，單機(jī)容量以及最高聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）13電壓和最高轉(zhuǎn)速都受到一定的限制等，導(dǎo)致直流電力測(cè)功電機(jī)在大容量、 高速測(cè)功系統(tǒng)中難以廣泛應(yīng)用。4.3 交流測(cè)功機(jī)交流測(cè)功機(jī)按照交流電動(dòng)機(jī)的種類分為異步測(cè)功機(jī)和同步測(cè)功機(jī)兩種，按照所使用的變頻器的控制技術(shù)，有直接轉(zhuǎn)矩控制和磁通矢量控制兩種交流測(cè)功機(jī)。由于同步測(cè)功機(jī)受同步電動(dòng)機(jī)性能與價(jià)格的限制，推廣應(yīng)用較少，主要用于高精度小功率的零部件測(cè)試。交流測(cè)功機(jī)是一種新型的機(jī)電一體化測(cè)功機(jī) ,它使用交流異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)作加載設(shè)備，交流電動(dòng)機(jī)由變頻器提供可變頻率的驅(qū)動(dòng)電源，并精確控制其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。與其它測(cè)功機(jī)技術(shù)相比，交流測(cè)功機(jī)具有優(yōu)異的轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)，高精度的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速控制特性，高效節(jié)能和高可靠性，適合各種動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的性能測(cè)試，從簡(jiǎn)單的穩(wěn)態(tài)測(cè)試到高級(jí)的瞬態(tài)測(cè)試。此外，交流測(cè)功機(jī)同時(shí)具有動(dòng)力驅(qū)動(dòng) (電動(dòng) )和動(dòng)力吸收 (加載 )能力，配合自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng) ,能夠進(jìn)行復(fù)雜的動(dòng)態(tài)測(cè)試和模擬測(cè)試。近年來(lái)，隨著交流傳動(dòng)控制技術(shù)的日趨成熟，交流測(cè)功機(jī)在動(dòng)力試驗(yàn)測(cè)試領(lǐng)域得到了普遍認(rèn)可和廣泛應(yīng)用，并設(shè)計(jì)出許多傳統(tǒng)的機(jī)械測(cè)功機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的測(cè)試方案，如能量回饋、 電封閉測(cè)試和多測(cè)功機(jī)組合測(cè)試等。目前許多著名的公司 (如 AVL、 SCHENCK、 MTS、 ABB、 SIEMENS 等 )都積極開(kāi)發(fā)和應(yīng)用基于交流測(cè)功機(jī)的動(dòng)力試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)，并認(rèn)為這是目前和未來(lái)最好的測(cè)試方案。結(jié) 論本文參考了許多研究汽車底盤測(cè)功機(jī)的專家學(xué)者的有關(guān)文章，介紹了汽車底盤測(cè)功機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況、基本構(gòu)造以及電模擬工作原理，重點(diǎn)介紹了電渦流測(cè)功器的測(cè)控原理。其他測(cè)功機(jī)如水力測(cè)功機(jī)、直流測(cè)功機(jī)、交流測(cè)功機(jī)等因?yàn)橐恍┕逃械娜秉c(diǎn)難以應(yīng)應(yīng)用。電渦流測(cè)功機(jī)主要由制動(dòng)器、測(cè)力機(jī)構(gòu)和測(cè)速裝置等幾部分組成，具有控制簡(jiǎn)單，精確度高等優(yōu)點(diǎn)。汽車綜合性能檢測(cè)系統(tǒng)包括底盤測(cè)功機(jī)、速度臺(tái)、制動(dòng)臺(tái)等多種檢測(cè)設(shè)備，目前汽車檢測(cè)設(shè)備多屬于單機(jī)單功能，但是為節(jié)省費(fèi)用、場(chǎng)地和人員，汽車檢測(cè)設(shè)備應(yīng)該從單機(jī)單功能向多功能綜合檢測(cè)臺(tái)發(fā)展，以使汽車檢測(cè)設(shè)備綜合化及汽車檢測(cè)線濃縮化。聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）14本文通過(guò)簡(jiǎn)單研究得出了一些有益的結(jié)果，也帶出了許多新問(wèn)題。由于本人理論知識(shí)掌握的有限和認(rèn)識(shí)水平的不足以及準(zhǔn)備時(shí)間的倉(cāng)促，文中不當(dāng)之處在所難免，因此，要想得出更精確和實(shí)用的結(jié)果，還必須對(duì)該課題繼續(xù)做深入探討。參考文獻(xiàn)[1]張靖，劉少毅編.檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].中國(guó)電力出版社，2002.1 [2]徐邦茶，李浚源，詹瓊?cè)A.直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)華[M].中理工大學(xué)出版社，2000.8 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謝本文的全部工作是在汽車學(xué)院武健老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在本人做畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間，多次得到武健老師的耐心指導(dǎo)和熱情幫助，老師對(duì)本專業(yè)學(xué)術(shù)前沿的準(zhǔn)確把握、淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度著實(shí)令人欽佩，還有他開(kāi)闊的思路、靈活而縝密的思維方法，也讓學(xué)生受益匪淺，在此謹(jǐn)向武老師表示深深的謝意。幾個(gè)月來(lái)，我還得到了相關(guān)領(lǐng)域其他老師的悉心指導(dǎo)以及同組同學(xué)的熱心幫助，老師們的言傳身教讓我受益終生。從他們身上，我不僅學(xué)到了很多理論知識(shí)，開(kāi)闊了眼界，最重要的是體會(huì)到了其高尚的人格魅力和為人師表的作風(fēng)。再次向關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)和老師表示衷心的感謝！向所有關(guān)心和幫助過(guò)我的同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！由于本人現(xiàn)階段能力有限，即使有了老師的精心指導(dǎo)，也難以在文中對(duì)自己的觀點(diǎn)表現(xiàn)地盡善盡美，敬請(qǐng)各位專家、老師和同學(xué)批評(píng)指正！最后，衷心地感謝在百忙之中進(jìn)行論文評(píng)審和參加答辯的各位老師！