四驱汽车底盘测功机计量检测方法的研究1）

邬洋 刘嘉靖 刘海鹏 许鹏

（北京市计量检测科学研究院）

四驱汽车底盘测功机计量检测方法的研究1）

邬洋 刘嘉靖 刘海鹏 许鹏

（北京市计量检测科学研究院）

随着不断加严的排放法规的实施，汽车污染排放问题正在成为许多城市环境保护和管理部门关注的焦点。汽车底盘测功机可在室内快速无损地检测汽车各项性能指标，特别是对汽车排放的大气污染物进行检测。本文通过开展四驱汽车底盘测功机的计量检测方法研究，制定了科学合理的计量检测方法，并进行了科学课题实践。实践证明，无论从研究思路、实际操作上，该计量检测方法都具备较强的先进性和可操作性。

汽车污染排放 四驱车底盘测功机 计量检测方法

0 引言

汽车底盘测功机是一种在不解体整车状态下检测汽车各项性能指标的检测设备，是主要用于汽车驱动轮输出功率、输出扭力（扭矩）等性能检测试验的装置。汽车底盘测功机通过滚筒模拟路面，计算出道路模拟方程，并用加载装置进行加载模拟，以达到对汽车各种工况的准确模拟的目的。汽车在道路上行驶时，汽车相对于静止的路面做纵向运动，在底盘测功机上是以转鼓的表面来取代路面，这时转鼓的表面相对于静止的汽车作旋转运动。

底盘测功机分为两类：单滚筒底盘测功机和双滚筒底盘测功机。近年来，因电子计算机技术的高度发展，为数据的采集、处理及试验数据分析提供了有效的手段，同时为模拟道路状态准备了条件，加速了底盘测功机的发展，加之各类专用软件的开发和应用，使汽车底盘测功机得到了广泛的推广[1-4]。

由于底盘测功机的重要作用，长期以来，国内外的学者及研究机构均对其展开了研究与探讨。如：华中科技大学开发了一种基于PC486微机并结合模拟调节器的直流电力底盘测功机。武汉理工大学刘伟[5]借鉴和吸收了以往先进的研究成果，开发和研究了针对电动汽车的室内测试设备汽车底盘测功机的相关技术。西安交通大学的交流底盘测功机的控制系统由一台工控机和一台ROCKWELL公司的PLC来协调整个控制功能。哈尔滨理工大学胡博[6]研究了基于CAN总线的汽车底盘测功机系统。

鉴于汽车底盘测功机的重要性和目前的四驱车数量急剧上升趋势，本文重点开展了四驱汽车底盘测功机的计量检测方法研究，制定了科学合理的计量检测方法，并进行了科学课题实践。实践证明，无论从研究思路、实际操作和实践上，该计量检测方法都具备较强的先进性和可操作性。

1 四驱车底盘测功机计量方法现状

目前，市场上应用最为广泛也最为成熟的是两驱车底盘测功机，国内生产厂家为弥荣（北京）、成都成保、河北华燕、浙江江兴等传统制造底盘测功机的企业，国外为日本弥荣公司、德国马哈等制造企业。然而，前几年由于四驱车底盘测功机的技术不成熟和生产成本高等问题，一直采用双怠速法测试四驱车。

2016年，北京市机动车保有量已达到560多万辆，在造成城市交通拥堵的同时，也给政府环境污染治理带来了空前的压力。因此，“在用车尾气排放性能检测”已成为政府监管的重要手段之一。目前，在全国所有在用车尾气排放检测的检测机构所采用的检测方式中，尾气检测主要分为两驱车工况法检测（其中北京为稳态工况法）和四驱车双怠速检测方法。经过深入北京市二手车交易市场调研发现，每年二手四驱车约占总二手车交易量的5%，占中高端车的25%，而这么多车辆均不具备相应的四驱尾气检测设备和方法。

纵观全国检测市场，均为双怠速法检测四驱车，此方法为在发动机处于低怠速和高怠速两种状态下测试尾气排放情况，与车辆实际在路上行驶时排放的性能差异巨大。

随着技术的进步和四驱汽车检测需求的扩大，已有国内弥荣（北京）、成都成保、国外马哈等公司生产出了适用于四驱车的底盘测功机，其能完全满足全时四驱或智能四驱车辆的检测要求。

目前，四驱车底盘测功机检测尾气尚无计量法规、检测标准，更无从谈起四驱车检测数据积累。因此，本文重点研究四驱车底盘测功机的计量检测方法。

2 四驱车底盘测功机的类型

四驱车底盘测功机按照机构类型分为单滚筒底盘测功机和双滚筒底盘测功机（见图1）。

单滚筒测功机的特点是滚筒的直径大，故车辆检测时，车轮在滚筒上滚动就更加接近于在真实路面滚动，这样就会使得测试更加精确。常用单滚筒底盘测功机的滚筒直径一般在1500mm～2500mm的范围，滚筒尺寸越大，它的制造难度与安装时的费用也会随之增加；在测试过程中，车轮与滚筒的对中比较困难，对车辆在测功机上的停放位置要求严格，需借助专用的对中装置；相对于双滚筒测功机，其测试精度较高，现在主要应用于科研机关单位与汽车制造单位，应用范围较窄。

双滚筒测功机滚筒的直径则比单滚筒测功机要小得多，在测试时车轮卡在两个滚筒之间，一般直径范围处于180mm～500mm的范围。由于滚筒直径小且在试验时，轮胎与滚筒的接触方式与真实路面存在一定差异，故其测试精度相对较低；但是这种测功机制造成本相对低廉，其安装要求也较低，使用方便，现在被广泛应用于汽车检测站、机动车环保检测机构和汽车修理厂的故障诊断与汽车工况检测。

因此，本文针对四驱车底盘测功机的计量检测研究，包含单滚筒和双滚筒的底盘测功机。

3 参照的计量技术法规

本文计量方法所涉及的行业标准、计量技术规程和规范如下：

JT/T 445—2008《汽车底盘测功机》

JJG（交通）063—2005《汽车底盘测功机检定规程》

图1 单滚筒底盘测功机和双滚筒底盘测功机

JJF 1221—2009《汽车排气污染物监测用底盘测功机校准规范》

JJF 1227—2009《汽油车稳态加载污染物排放检测系统校准规范》

4 计量检测设备性能参数及指标

底盘测功机主要由以下部分组成：功率吸收装置及其控制器、滚筒装置、机械惯量装置、驱动电机、同步装置、测力装置、测速装置、举升装置、侧向限位装置和显示装置等。

针对底盘测功机的组成部分，参考相关国家和行业的规程、规范，本文提出了四驱汽车底盘测功机的具体技术指标如表1所示。

表1 四驱车底盘测功机的计量指标

5 同步系统的计量检测

利用北京市计量检测科学研究院研制的四驱车底盘测功机滑行时间测试仪，测试四驱车底盘测功机前后滚筒速度的同步性。

北京市计量检测科学研究院研制的高精度双通道同步测量检测线综合计量仪，可同时对两个通道的信号进行检测，检测内容包括：车速及同步性、扭力、制动力、轮重/轴重、响应时间、滑行时间、惯量、恒载荷、变载荷、寄生功率等受检项目。

6 计量检测方法验证

2016年—2017年，北京市计量检测科学研究院承担的北京市科技计划课题（课题编号：Z161100003016002）“国产质监计量科学仪器验证与综合评价能力研发培育”，研究和制定了本文所述的计量检测方法，并利用此方法开展了验评实验，得到了良好的实践效果。该实践验证了本文所述的四驱车底盘测功机的计量检测方法是科学合理的，具备较强的先进性和可操作性。

7 结论

本文重点开展了四驱汽车底盘测功机的计量检测方法研究和实践，制定了科学合理的计量检测方法，并进行了科学实验验证。实践证明，无论从研究思路、实际操作和实践上，该计量检测方法都具备较强的先进性和可操作性，这为四驱车底盘测功机的计量检测奠定了坚实的技术基础。

[1]高明. 从仪器设计者的观点看VXI总线[J]. 国外电子测量技术，1992（2）：37-43.

[2]郑玉航, 高智杰, 王仕成. 基于测控总线自动化测试系统组建[J]. 电子测量技术，2002（4）：9-10.

[3]肖文龙. 单滚筒底盘测功机加载阻力测试方法研究[D]. 南昌：华东交通大学，2015.

[4]王晓东. 底盘测功机模拟车辆道路行驶阻力加载力研究[D]. 西安：长安大学，2010.

[5]刘伟. 电动汽车底盘测功机的开发与研究[D]. 武汉：武汉理工大学，2005.

[6]胡博. 基于CAN总线的汽车底盘测功机测控系统研究[D].哈尔滨：哈尔滨理工大学，2008.

Investigation of Metrology Method of 4WD Vehicle Chassis Dynamometer

Wu Yang, Liu Jiajing, Liu Haipeng, Xu Peng
( Beijing Institute of Metrology )

With the tightening of emission regulations, the vehicle pollution problemis becoming the focus of many urban environmental protection and management departments. The vehicle chassis dynamometer can detect the performance of the vehicle quickly indoors, especially the air pollutants emitted by the vehicle. In this paper, a scientific and reasonable metrology method is developed by four wheel drive (4WD) vehicle chassis dynamometer calibration.At the same time, a scientifi c project has been carried out using this metrology method. It has been found that this metrology method has a strong advancement and operability both in theory and the implementation of the program.

vehicle pollution problem , 4WD vehicle chassis dynamometer, metrology method

1）北京市科技计划课题（课题编号：Z161100003016002）：国产质监计量科学仪器验证与综合评价能力研发培育。