影响底盘测功机测试精度的因素(底盘测功机实验心得)

戴小枫

摘要:GB 18285-2018汽油车污染物排放限值及测量方法(双怠速法和简单工况法)和GB 3847-2018柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法和负荷减速法)将于2019年5月1日起实施。底盘测功机的日常检测为保证简单工况法和加载减速法的排放检测结果提供了有力保障。本文研究了底盘测功机的日常检测策略，旨在帮助机动车检测机构提高排放检测的准确性。

关键词:底盘测功机；日常检查；简单工况法；装载减速法

底盘测功机日常检测策略研究

戴小枫

(扬州理工学院，扬州225127，中国)

摘要:GB 18285-2018《汽油车双速怠速工况和短行驶工况排放限值及测量方法》和GB 3847-2018《柴油车自由加速和减速循环排放限值及测量方法》自2019年5月1日起实施。底盘测功机的日常检测为简单工况和怠速工况下的排放测试结果提供了有力的保证。本文研究了底盘测功机的日常检测策略，旨在帮助机动车检测机构提高排放检测的准确性。

关键词:底盘测功机；日常检查；简单驾驶模式条件；减速循环

底盘测功机是用稳态工况法、瞬态工况法、简单瞬态工况法和柴油车排气污染物加载减速法检测汽油车排气污染物的必备仪器。本文以汽油车排气污染物稳态工况法和柴油车排气污染物加载减速法中使用的底盘测功机为例，阐述了底盘测功机的日常检测策略。

GB 18285-2018《汽油车污染物排放限值及测量方法(双怠速法和简单工况法)》规定，稳态工况法使用的底盘测功机应每周进行一次滑行试验(GB 18285-2018和GB 3847-2018对滑行试验有不同的称呼，如滑行试验、负荷精度试验、滑行试验等。本文为出租车测试，读者阅读时请注意)。实际滑行试验时间应在理论值的7%以内，底盘测功机的所有转动部件都应包括在滑行试验中。当底盘测功机未能通过滑行试验时，应进行额外的损失试验。

GB 3847-2018《柴油车污染物排放限值和测量方法(自由加速法和负载减速法)》规定，对于试验量小于4000次/年的试验线，底盘测功机应每72小时进行一次滑行试验；检测量超过4000车次/年的检测线路，应每天进行滑行试验。当测功机未能通过滑行试验时，应进行额外的功率损失检测。

从以上两个标准可以看出，底盘测功机的日常检查包括滑行检查和附加功率检测。一般机动车检验机构共用底盘测功机和稳态工况法、载荷-减速度法的计算机软件程序。在这种情况下，机动车检验机构如何做好底盘测功机的日常检验工作？

本文主要研究底盘测功机的日常检查方法、技巧和风险规避策略。

1滑行试验检查策略

1.1滑行试验和检查的时间安排

根据GB 18285-2018《bb . 1.1滑行试验(时间法)》，底盘测功机应每天检查一次。实际滑行试验时间应在理论值的7%以内，底盘测功机的所有旋转部件都应包括在滑行试验中。“按照要求，底盘测功机在开始测试前，每天都要进行滑行测试检查。GB 3847-2018的B.5.1也有类似要求。

1.2滑行试验检查方法

GB 18285-2018的BB.1.1规定，滑行试验中不得采用车辆驱动底盘测功机的方法，而应采用电机拖动底盘测功机进行试验。如果50 ~ 30 km/h或35 ~ 15 km/h的滑行时间超过理论计算时间(CCDT)的7%，则必须锁定底盘测功机，不能用于排放试验，直到满足滑行检查要求。

GB 3847-2018的BB.1.6规定:分别设定10 kW、20 kW、30 kW的载荷，将底盘测功机设定为IHPv值，使底盘测功机能够进行100 km/h ~ 10 km/h(至少80 km/h ~ 10 km/h)的滑行试验。对于30千瓦滑行，实际滑行时间必须为10千瓦和20千瓦滑行，实际滑行时间必须在理论计算时间的2%以内(CCDT)。

1.3滑行时间的理论计算公式

在GB 18285-2018中，只有两个速度点，分别是40 km/h和25 km/h。对于每个速度点，随机选取6.0 kW~13.0 kW之间的一个值，将测功机设置为IHPV值，这样滑行试验的工作量相对较小。

GB 3847-2018中滑行测试检查设定负荷分别10 kW、20 kW、30 kW，作为 IHPV值对测功机进行设定，且要求底盘测功机执行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行测试，与GB 18285-2018中对滑行测试的IHPV值及速度点要求迥然不同，务必引起注意，但计算公式的含义是一致的，本文将这两个标准中的三个公式合为一个公式加以介绍。GB 3847-2018中对10 kW、20 kW、30 kW的设定载荷进行滑行试验检查，将测功机设定为IHPV值，要求底盘测功机进行100 km/h ~ 10 km/h(至少80 km/h ~ 10 km/h)的滑行试验，GB 18285-2018中滑行试验的IHPV。

TV-滑行时间的理论计算，s；

DIW——底盘测功机所有转动部件的惯性质量，kg；

V+10—车速V+10，米/秒；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25km/h；

VV-10—车辆速度V-10，米/秒；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25km/h；

IHPV——车速V时的指示功率，kW；对于GB 18285-2018，在6.0 kW~13.0 kW之间随机选取一个值；对于GB 3847-2018，分别为10 kW、20 kW、30kw；分别是；

PL——测功机在V，kW时的额外功率损失。

根据GB 18285-2018，滑行测试只有两个速度点，分别为40 km/h和25 km/h，实际滑行测试时间应在理论计算滑行时间的7%以内。

根据GB 3847-2018，底盘测功机应进行100 km/h ~ 10 km/h(至少80 km/h ~ 10 km/h)的滑行试验，实际滑行时间必须在30kW滑行的理论计算滑行时间(CCDTV)的4%以内。对于10千瓦和20千瓦滑行，实际滑行时间必须在理论计算滑行时间(CCDTV)的2%以内。

1.4滑行试验时间不合格的原因

底盘测功机滑行试验时间不合格一般有以下几个原因:

1.4.1底盘测功机加载精度差。

如果底盘测功机加载精度不好，即加载误差大，IHPV实际值远小于或大于设定值，实际滑行时间超过规定值。

GB 18285-2018附录B.5.1.1.2规定，当环境温度在0℃至45℃之间时，预热后的底盘测功机吸收功率(PAU吸收功率+内耗损失功率)的准确度应达到0.2 kW，或在设定功率的2%以内(以较大者为准)。GB 3847-2018附录B.3.1.4.2规定，环境温度在0℃至45℃之间时，预热后的底盘测功机功率规格误差不得超过0.4 kW。当环境温度不变时，底盘测功机的精度应在试验开始后15 s内达到0.4 kW，30 s内达到0.2 kW。从以上两个标准可以看出，底盘测功机的精度是很高的。

底盘测功机精度低的原因一般有:加载电流精度差(涡流质量差、控制电路设计不合理或所用元器件质量差)、加载力波动大(滚轮和涡流安装精度差、轴承质量差，会导致附加损耗功率增加)、内耗损耗大(润滑脂类型不对、预热不充分会导致附加损耗功率增加)、转速传感器和称重传感器精度低等。

1.4.2加载时间错误

IHPV选中后，什么时候加载？怎么装？对滑行时间的测量有很大影响。部分底盘测功机在未启动时提前加载，导致运行阻力大，运行时间长，涡流装置过热，影响PAU的功率吸收，降低底盘测功机的精度。有些底盘测功机是进入速度区间后加载的，所以有两个问题:一是可能加载过猛，瞬时制动效果明显，导致滑行时间缩短；二是可能加载太慢，导致滑动阻力小，滑动时间延长。

底盘测功机正确的加载方法是:当底盘测功机的转速已经超过规定的转速范围一定值时，切断电机电源，逐渐加载到规定值，达到规定的加载功率后再滑入转速范围，确保滑入范围内的加载功率符合标准要求。

2附加功率损耗测试策略

2.1额外的断电测试机会

GB 18285-2018附录BB.1.2规定，底盘测功机滑行试验不合格时，应进行附加损失试验。附加损失试验用于检查底盘测功机的内部摩擦损失功率(包括轴承摩擦损失等。).试验应在8 km/h ~ 60 km/h的范围内进行，并且应在系统的功率吸收装置已经校准之后进行。在本试验中，通过寻找速度和摩擦损失曲线来修正底盘测功机的运行载荷。当车速低于8 km/h时，试验台的摩擦损失较小，无需检查。当车速为40公里/小时和25公里/小时时，附加损失试验结果必须小于设备第一次附加损失试验结果的200%，最大值不得超过2.5千瓦，否则必须锁定底盘测功机。

GB3847-2018没有规定附加损失试验的时间，但也应在滑行时间检查前完成。HJ/T 292-2006《柴油车加减速工况下排气烟度测量设备技术要求》规定了底盘测功机寄生功率PLHP滑行试验的速度区间和对应的标称速度。需要注意的是:GB 3847-2018与HJ/T 292-2006规定的速度区间不一致，GB 3847-2018规定在10公里/小时~ 100公里/小时范围内进行(至少10公里/小时~ 80公里/小时)，每10公里/小时测量一个速度段；HJ/T 292-2006规定了8 km/h的测量速度段

2.2附加损失测试方法

GB 18285-2018规定，附加损失试验时，应将底盘测功机的指示功率IHP设置为零，在40 km/h和25 km/h运行速度下测试附加损失功率PLHP(kW ),只测两个速度点。

GB 3847-2018规定，附加损失试验时，底盘测功机的指示功率IHP应设置为零。应在10 km/ h~100 km/h/h(至少10 km/h ~ 80 km/h)范围内进行，每10 km/ h测量一个速度段，通过此试验，得到速度与摩擦损失功率的关系曲线，用于修正底盘测功机的功率测量结果。

可以看出，GB 18285-2018与GB 3847-2018在附加损失试验方法上有所不同。这是因为稳态工况法只有两个速度点，而载荷-减速度法的速度点因车型不同而不同，不要求统一。因此，需要速度与摩擦损失功率的关系曲线。

2.3附加损耗功率的理论计算公式

GB 18285-2018规定测量在 40 km/h、25 km/h 速度下的测功机附加损失功率；GB 3847-2018规定在时速 10 km/h～100 km/h（至少为 10 km/h～80 km/h）的范围内，每10 km/h一个测量速度段，测量附加损失功率。虽然两个标准的要求不相同，但两个标准理论公式的含义是一样的。GB 18285-2018规定测功机的附加损失功率应在40 km/h和25 km/h速度下测量；GB 3847-2018规定，在10 km/h ~ 100 km/h范围内(至少10 km/h ~ 80 km/h)，每10 km/h速度段测量一次附加损耗功率。虽然两个标准的要求不同，但两个标准的理论公式含义相同。

类型:

DIW——底盘测功机所有转动部件的惯性重量，kg；

V+10—车速V+10，m/s(注意速度单位不是km/h，需要换算成m/s)；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25km/h；

VV-10—车速V-10，m/s(注意速度单位不是km/h，需要换算成m/s)；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25km/h；

ACDT-测功机从V+10滑动到V-10的实际时间，s

2.4不合格附加损耗功率的原因

底盘测功机附加损失功率不合格主要包括以下几个方面:

2.4.1底盘测功机预热不充分

根据GB 18285-2018附录B.4.2.5，底盘测功机每天启动或停止后，或车速低于20 km/h的时间超过30min或者关机后重启机器，测试前自动预热。这种预热应该由系统控制自动进行。如果不按规定进行测功机预热，应锁定系统，不能进行排放检测。

如果预热不充分，底盘测功机旋转部分的轴承会因为润滑脂没有达到规定的工作温度而增加运动阻力，从而增加摩擦损失功率。

油脂选择错误

如果润滑脂选择不当，特别是在寒冷的冬季和炎热的夏季，轴承的运行阻力会增加，摩擦损失功率也会增加。

2.4.3涡流有泄漏电流。

由于某些底盘测功机的控制系统质量不高，总有电流通过涡流，导致涡流处于功率吸收状态，成为附件功率损耗的一部分。

2.4.4轴承质量差或滚子和涡流机安装精度差。

轴承的好坏与传动阻力有很大关系。研究表明，好的轴承约占底盘测功机内阻的10%，否则，比例可达30%甚至更高。因此，使用质量好的轴承，加上适当的润滑脂，可以有效地减缓传动阻力，减少额外的功率损失。滚子和涡流机安装精度差也会增加传动阻力。

2.4.5传感器误差大。

前面说过，如果转速传感器和力传感器的性能不好，底盘测功机的精度就会变差，因为P=FV。一般情况下，速度传感器和力传感器由于安装不紧固、信号线的强电干扰、插头接头氧化导致的接触电阻大、动不平衡和滚轮(和/或涡流装置)的摆振等因素，会使误差增大，用电负荷不稳定。

3摘要

通过对底盘测功机日常检验策略的研究及其风险点的分析，旨在帮助机动车检验机构正确开展底盘测功机日常检验，消除日常检验的误区，正确获取检验结果，了解和掌握底盘测功机日常检验不合格的原因和处理方法，对维护设备完好率和检验结果正确率具有良好的示范作用。

滚动阻力对汽车底盘输出功率测量值的影响分析

滚动阻力系数与压路机类型、模拟路面行驶速度、轮胎结构、材料和气压等有关。具体分析如下。

精轧轧辊对轧制力限制系数的影响

鼓轮半径越大，车轮滚动时轮胎的变形就越小，也就是说弹性迟滞损失就越小。

在加工过程中，轧辊的椭圆度和同轴度越小，轮胎在轧辊上运行越稳定，车速不变时滚动阻力系数的波动范围越小，因此滚动阻力系数随着轧辊加工精度的提高而降低。

我国在用的底盘测功机辊面有两种，一种是普通光面辊，即表面经过处理的辊；另一种是轧辊表面喷涂耐磨硬质合金。由于前辊表面光滑，附着系数在0.5左右。汽车车轮在行驶时，除了滚动阻力之外，还有滑行和拖行现象。采用后一种表面喷涂技术，使压路机表面的附着系数提高到0.8左右，接近普通路面的附着系数，从而避免滑拖现象。

滚筒中心距是指底盘测功机前后滚筒支撑轴之间的距离。随着滚筒中心距的增大，汽车车轮的安装角度增大，前后滚筒对车轮的支撑力也增大，这将导致车辆在测功机台架上运行的滚动阻力增大。

轮胎压力对滚动阻力系数的影响

轮胎气压对滚动阻力系数影响很大。压力较低时，轮胎在坚硬路面上变形较大，滚动时迟滞损失增大。为了减少这一项带来的检测误差，要求在进行早期动态测试之前，轮胎压力应充至标准压力。