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文档简介
交通运输行业标准
汽车底盘测功机
(征求意见稿)
编制说明
标准起草组
2019年6月20日
一、工作简况
(一)任务来源
汽车动力性代表了汽车行驶可发挥的能力,是汽车各种性能中最基本、最重
要的性能之一。汽车固有动力性在使用过程不是恒定不变的,随着运行过程中零
部件的磨损、老化等,其逐渐衰退,直至丧失工作能力。因此,动力性衰退是汽
车技术状况变差的征兆。GB7258《机动车安全运行技术条件》和GB18565《道
路运输车辆综合性能要求和检验方法》对汽车动力性提出了明确要求。
道路运输主管部门依据GB18565《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》
对营运车辆进行年审,并根据检验结果核发道路运输证。凡达不到规定动力性和
燃料经济性要求的车辆不得从事道路运输经营。因此,汽车底盘测功机是道路运
输车辆年审的重要设备,也是政府主管部门依据相关法律、法规履行管理职责的
物质基础。
目前,在应用领域,汽车底盘测功机是汽车综合性能检验机构的必备设备。
在生产领域,我国有汽车底盘测功机以及不解体检测设备生产企业和联网单位近
百家。随着底盘测功机在汽车维修检测领域的广泛应用,以及检测新技术、新工
艺的不断发展,在设备功能、示值误差和控制误差等方面,现行标准在一定程度
上已不适应汽车动力性和油耗检测的需求。为加强产品的技术水平和产品质量管
理,提升市场竞争力,引导用户选用优质产品,限制劣质产品的生产,使本标准
更好地为政府管理法规和GB18565《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》
服务,规范产品设计与生产,确保机动车检验检测机构检测结果的科学性、公正
性和准确性,对现行标准在技术内容上作出相应的补充与修改是必要的。
根据2018年交通运输标准化计划《交通运输部关于下达2018年交通运输标
准化计划的通知》(交科技函〔2018〕235号)的安排,由交通运输部公路科学
研究院等单位承担交通运输行业标准《汽车底盘测功机》(计划号JT2018-73)
的修订工作。
(二)协作单位
本标准由交通运输部公路科学研究院、成都成保股份发展有限公司牵头起草。
参加标准起草的单位有:深圳市安车检测股份有限公司、石家庄华燕交通科技有
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限公司、浙江江兴汽车检测设备有限公司、山东新凌志检测技术有限公司、深圳
市康士柏实业有限公司、合肥市强科达科技开发有限公司、中国测试技术研究院、
厦门市计量检定测试院、南通市汽车综合性能检测中心等。
(三)主要工作过程
2018年04月~2018年05月,成立标准起草组;
2018年05月15日~18日,在山东泰安召开标准修订启动会,初步确定标
准修订内容、时间进度、试验验证项目及试验分工;
2018年07月~09月,在成都成保股份发展有限公司、深圳市安车检测股份
有限公司、石家庄华燕交通科技有限公司、山东新凌志检测技术有限公司、浙江
江兴汽车检测设备有限公司等单位开展标准调研及试验工作;
2018年9月,编写完成标准征求意见稿(初稿);
2018年10月,在成都召开标准征求意见稿(初稿)研讨会;
2019年3-4月,编写完成标准征求意见稿及编制说明,在公路院汽运中心
进行内审;
2019年6月,交通运输标准化信息平台、标委会、相关行业主管部门、协
会以及生产、使用、管理、科研和检测等单位征求意见。
(四)主要起草人及其所做的工作
仝晓平、刘元鹏、高建国、敬天龙、罗文博、邸建辉、唐向臣、徐益东、
李振、王平、张浩、杨华西、江涛、张强、宗成强、区传金等。其中:
序号姓名单位具体承担工作
1仝晓平交通运输部公路科学研究院
负责标准修订的组织实施工
2刘元鹏交通运输部公路科学研究院
作,以及标准修订的编写工作
3高建国成都成保股份发展有限公司
负责相关试验验证组织实施工
4敬天龙深圳市安车检测股份有限公司作,以及试验报告的编写工作,
并参与标准修订的编写工作
负责本标准与计量检定规程相
5罗文博中国测试技术研究院
关技术内容的协调、衔接工作
6邸建辉石家庄华燕交通科技有限公司负责相关试验验证组织实施工
作,以及试验报告的编写工作,
并参与标准修订的编写工作
7唐向臣山东新凌志检测技术有限公司
2
序号姓名单位具体承担工作
8徐益东浙江江兴汽车检测设备有限公司
9李振深圳市康士柏实业有限公司
10王平交通运输部公路科学研究院
11张浩交通运输部公路科学研究院
12杨华西合肥市强科达科技开发有限公司
负责本标准与计量检定规程相
13江涛厦门市计量检定测试院
关技术内容的协调、衔接工作
14张强南通市汽车综合性能检测中心
15宗成强交通运输部公路科学研究院参与标准修订的编写工作
16区传金交通运输部公路科学研究院
二、标准编制原则和确定标准主要内容的论据
(一)标准编制原则
本标准编制原则如下:
1.体现指导性、方法性的基本思路,充分考虑技术发展的最新水平,强化产
品质量,提升市场竞争力,促进行业发展和技术进步;
2.解决相关标准法规以及行业管理的需求,规范产品设计与生产,确保机动
车检验检测机构检测结果的科学性、公正性和准确性;
3.充分考虑现有技术水平以及使用现状,技术内容科学、合理,可操作,有
利于指导产品的设计与生产;
4.本标准与计量检定规程有所差异,但在计量性能指标方面应与现行计量检
定规程以及相关标准协调统一;
5.根据底盘测功机的结构形式、工作原理、使用特点以及技术发展现状和检
测需求,确定标准的适用范围、性能参数、技术指标和技术要求。
在本标准修订过程中,主要参考了以下文献:
《测功装置》计量检定规程(JJG653-2003);
《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》(GB18565-2016);
《汽车排气污染物检测用底盘测功机校准规范》(JJF1221-2009)
《汽油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求》(HJ/T291-2005)
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《柴油车加载减速工况法排气烟度测量设备技术要求》(HJ/T292-2005)
《汽油车污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》(GB
18285-2018)
《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》(GB
3847-2018)
(二)确定标准主要内容的论据
1.标准名称
本标准名称无修改。
2.标准构架
本标准分为:范围、规范性引用文件、术语和定义、分类与型号、技术要求、
试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和储存,共8章。
本标准与JT/T445-2008相比,除编辑性修改外,主要技术变化如下:
——增加了“基本惯量”的术语和定义(见3.6);
——删除了“额定吸收功率”、“惯量模拟装置”的术语和定义(见第3章,
2008年版的第3章);
——修改了“型号”表示方法(见4.2,2008年版的第5章);
——修改了“环境适应性”的要求(见5.1.1,2008年版的7.1.1);
——修改了“检验能力”的要求(见5.1.2,2008年版的7.1.2);
——修改了“功能要求”(见5.1.3,2008年版的第6章);
——修改了“三轴式测功机滚筒中心距”的要求(见5.3.3.2,见2008年版
的7.3.3.2);
——修改了“滚筒同步精度”的要求(见5.3.8,2008年版附录A的A.1.2);
——增加了“主滚筒表面附着系数”的要求(见5.3.9,2008年版的7.3.8);
——增加了“功率吸收装置”的要求(见5.4.2);
——修改了“举升装置承载面高度”的要求(见5.6.1,2008年版的7.6.1);
——增加了用于测量内部损耗的“反拖装置”的要求(见5.7);
——删除了“用于汽车传动系阻力检测反拖装置”的要求(见5.7.1,2008
年版的7.7.2);
4
——增加了“基本惯量”的要求,删除了“惯量模拟装置”的要求(见5.8,
2008年版的7.8);
——修改了“显示分度值”和“显示分辨力”的要求(见5.9.1、5.9.2,2008
年版的表3);
——增加了“显示界面”的要求(见5.9.6.1);
——修改了“数据采集”的要求(见5.9.6.2,2008年版的7.9.2.1);
——修改了“采样频率”的要求(见5.9.6.1、5.9.6.2,2008年版的7.9.2.1);
——增加了“内部损耗功率检测能力”的要求(见5.9.7.1);
——删除了“阻滞力补偿”的要求(见2008年版的7.9.6.2);
——修改了“控制误差”和“控制稳定时间”的要求(见5.10.2、5.10.3,
2008年版的7.10.2、7.10.3);
——增加和修改了试验方法(见第6章,2008年版的第8章)。
3.范围
本标准基本保留了原标准的适用范围:本标准规定了汽车底盘测功机的分类
与型号、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和储存等要求。
本标准适用于以电涡流机为功率吸收装置的滚筒式汽车底盘测功机的设计、
生产、检测和使用,其它型式的底盘测功机可参照执行。
本标准适用范围无限制性。
4.规范性引用文件
本标准增加了“GB/T13384机电产品包装通用技术条件”引用文件。除此,
无其他需要特殊说明的事项。
5.术语和定义
本标准是用于指导底盘测功机产品设计和生产的产品标准,其中涉及到诸多
专业名词术语,为规范设计生产和便于对标准的理解,2008版标准给出了“汽
车底盘测功机、额定承载质量、额定吸收扭矩、额定吸收功率、主滚筒、功率吸
收装置、惯量模拟装置、当量惯量、恒速控制方式、恒力控制方式、内部损耗功
率和热衰退率”等12个术语术语和定义。
5
本标准的技术要求中不再涉及“额定吸收功率、惯量模拟装置”等术语,故
予以删除。由于汽车尾气检测用底盘测功机对“基本惯量”有具体要求,本标准
增加了该术语和定义。
本标准无在其他标准中定义过的术语。
6.分类与型号(第4章)
任何产品均有分类和型号,分类与型号是产品的外在特征标示。本标准所规
定的汽车侧滑检验台分类方法与型号命名方法主要基于如下考虑:
(1)关于分类(4.1)
汽车底盘测功机(以下简称测功机)是用于汽车动力性检测和试验的设备,
也可用于汽车排放检测。使用时,汽车驱动轮的负荷作用其上。因此,测功机应
具备足够的结构强度和刚度,确保产品的使用可靠性和测量准确性。
滚筒反力式制动检验台、汽车侧滑检验台、汽车车速表检验台、汽车检测用
轴轮重仪等汽车不解体检测设备均以台架能够承受的汽车轴质量(额定承载质量)
进行分类,测功机仍然遵循这一分类方法:
按额定承载质量和滚筒组合形式分类,测功机分为3t、10t和13t三个级别,
分别对应双轴式和三轴式滚筒组合形式。
(2)关于型号命名(4.2)
测功机的型号命名应能反映多元化的产品特征,包括生产企业、产品名称、
规格型号等信息。本标准对原标准的型号命名方法进行了修改,并做出示例说明。
本标准规定的测功机型号命名方法为:企业名称代码+产品代号+功率吸收装
置冷却方式(F-风冷;S-水冷;Y-油冷)+额定承载质量(用两位阿拉伯数字表
示)+改进序列号(用大写英文字母A、B、C……表示)。
7.技术要求(第5章)
(1)基本要求(5.1)
基本要求主要包括环境适应性、检测能力和功能要求。
①环境适应性(5.1.1)
我国幅员辽阔,南、北方气候条件差异明显,机电类检测产品的环境适应能
力会对检验检测结果产生影响。汽车不解体检测设备的使用场所及其工作环境主
要包括环境温度、环境湿度和供电电压等,因此,需对环境适应能力提出要求。
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汽车不解体检测设备是在半封闭常温环境条件下使用,因此,测功机的环境
适应性要求与滚筒反力式制动台、汽车车速表检验台、汽车检测用轴轮重仪和汽
车前照灯检测仪等产品保持一致,在以下环境条件下,底盘测功机应能正常工作:
a)温度:-10℃~40℃;
b)相对湿度:不大于85%;
c)工作电压:AC198V~242V,AC342V~418V,49Hz~51Hz;
d)工作现场的电磁干扰应对测试结果无影响。
②检测能力(5.1.2)
测功机模拟汽车道路行驶的能力,取决于功率吸收装置的加载能力和测试速
度。选配风冷式电涡流机作为功率吸收装置时,需考虑热衰退效应,应采取“过
盈”匹配,防止因热衰退造成检测能力下降。电涡流机是以额定吸收扭矩作为“检
测能力”技术指标,可间接反映电涡流机的功率吸收能力。
2008版标准采用额定吸收功率表征测功机的检测能力,也明确了额定吸收
功率是风冷式电涡流机冷态时的最大吸收功率。由于扭力与速度决定功率,测功
机的额定吸收功率也可理解为最大吸收扭矩与最高测试车速的乘积。
在汽车动力性台架检测中,测功机的作用是向被测车辆的驱动车轮施加与驱
动力方向相反的加载力,且功率吸收装置是以额定吸收扭矩作为“能力”技术指
标,为了直接反映测功机检测能力的大小,本标准修改了“检测能力”指标,采
用“额定吸收扭矩”和“最高测试车速”表征测功机的检测能力。具体如下:
表2.1测功机检测能力
额定承载质量3t10t13t
额定吸收扭矩≥1600N.m≥2500N.m≥5000N.m
最高测试车速≥130km/h≥130km/h≥130km/h
③功能要求(5.1.3)
测功机的应用领域可分为:汽车检测技术应用,如汽车动力性检测;环境保
护,如汽车排气污染物检测和油耗检测;实验室内模拟道路行驶的台架试验研究
和汽车制造厂汽车定型试验。不同的应用场合,测功机的功能、配置、甚至结构
形式不尽相同。对于通用型测功机而言,汽车动力性的检测是最基本的功能,因
此,本标准将汽车驱动轮输出功率和输出扭矩、车速表误差和里程表误差规定为
测功机的基本功能,汽车油耗检测、汽车排气污染物检测和传动系阻力检测定义
7
为测功机的扩展功能。由于原标准“扩展功能”中的“汽车加速性能”和“滑行
性能”检测需要精准的惯量匹配,目前技术上难以实现,故在本标准中予以删除。
需要说明的是,部分扩展功能需要其他软、硬件支持,如传动系阻力测试配备大
功率反拖装置等,可由设备使用者在选购时提出具体要求。
(2)台体(5.2)
在测功机应用中,小到几百公斤的微型车,大到十几吨乃至几十吨的重型车
都要上台架进行检测,这就要求台体应具备足够的强度和刚度。台体和滚筒轴颈
的变形以及轴承的碎裂,会使测功机损耗功率和振动增大,直接影响测试结果的
准确性。因此,台体框架、滚筒及轴径、轴承等不得有不可恢复的变形和破损。
此外,测功机整机质量较大,在设计上应考虑便于搬运、安装。
综上,本标准保留了原标准的要求:测功机台体应具有承载标称额定承载
质量的能力;测功机台体应有用于安装的起吊挂钩装置。
(3)滚筒(5.3)
本标准保留了原标准的滚筒直径、滚筒直径差、滚筒中心距、滚筒表面径向
圆跳动、滚筒平行度、滚筒动平衡精度等要求。由于功率吸收装置加载时,汽车
驱动轮的驱动力与加载力方向相反,提高主滚筒表面附着系数可有效减轻车轮与
滚筒之间的滑移,故增加了主滚筒表面附着系数的要求。考虑到测功机内阻检测,
本标准还增加了滚筒同步性要求,同时删除了滚筒启动力矩的要求。
①主滚筒直径(5.3.1)
制造优良且经过严格校准的测功机,功率测量结果与滚筒直径大小无明显关
系,只有在轮胎直径与滚筒直径之比足够大时,测试结果才会产生明显差异,这
也许就是国内、外测功机滚筒直径取值范围取200mm~530mm的主要原因,我们
的验证试验也证明了这一点。
适当减小滚筒直径可提高速度恒定时的滚筒转速,对改善功率吸收装置的低
速工作特性有利,可提高控制系统的控制精度和稳定性,同时降低生产成本。2008
版标准中,按测功机的吨位等级给出滚筒直径的推荐值,以此引导测功机的结构
标准化。经过十年的应用实践,绝大部分在产、在售或在用的测功机滚筒直径均
已采用了2008版标准中的推荐值。基于此,本次修订将滚筒直径推荐值修改为
规定值。测功机的滚筒直径应符合以下要求:
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a)3t:(218±2)mm;
b)10t:(320±2)mm;
c)13t:(370~530)mm。
②主滚筒直径差(5.3.2)
测功机测试结果的准确性取决于力和速度的测量精度。一般情况下,在功率
计算时,计算机软件中输入滚筒直径是标称直径,并以此计算滚筒表面线速度,
而实际加工完成后的滚筒直径与滚筒标称直径存在公差,此公差越小,测得的结
果越准确,反之则误差增大。因此,为保证测试结果的准确性,应控制滚筒直径
的加工精度。本标准规定了主滚筒直径的实际测量值与标称值之间的公差,同时
规定了主滚筒之间的直径差。由于速度传感器与主滚筒关联,从动滚筒直径偏差
不会对速度测量产生影响,因此,本标准未对从动滚筒直径提出公差要求。
本标准保留了原标准的内容:
每侧主滚筒长度方向二分之一处和距滚筒两端面30mm处的直径差应不超过
±0.2mm,其平均值与滚筒标称直径差应不超过±0.2mm,左、右两侧主滚筒的
平均直径差应不超过±0.2mm。
③滚筒中心距(5.3.3)
本标准修改了3t测功机滚筒中心距允许误差,与《汽油车稳态工况法排气
污染物测量设备技术要求》(HJ/T291)的要求保持一致,具体如下:
3t:A=(620+D)×sin31.5°误差-6.5mm~12.7mm
对于三轴式测功机,为防止双后驱车轮与测功机进车台面发生干涉,依据
《柴油车污染物排放限值及测量方法(自由加速法及加载减速法)》(GB
3847-2018),将“第一轴滚筒和第二轴滚筒轴心连线的中点与第三轴滚筒轴心
的距离(L)”修改为“第1轴滚筒和第2轴滚筒轴心连线的中点与第3轴滚筒
轴心的距离应能保证双后驱轴距在1170mm~1520mm范围内,最后轴的驱动轮不
与进车引板发生干涉”。
④滚筒表面径向圆跳动量(5.3.4)
该要求的目的是控制滚筒加工精度,减小测功机高速运行时滚筒表面径向圆
跳动量导致的振动,提高测试精度。
本标准保留了原标准的内容。
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⑤滚筒平行度(5.3.5)
测功机主、从动滚筒的平行度反映测功机的加工质量和装配质量。滚筒不平
行会使测试车辆侧向滑移。
本标准保留了原标准的内容。
⑥滚筒高度差(5.3.6)
测功机在加工、焊接以及装配时产生过大的滚筒高度差和滚筒间的高度差,
会导致测试车辆侧向移动。
对于两轴式测功机(5.3.6.1),本标准规定了每个滚筒上母线的高度差以
及各个滚筒之间的上母线的高度差。
对于三轴式测功机(5.3.6.2),2008版标准规定了“第3轴滚筒应低于第
1、2轴滚筒”,其夹角和高度差均需满足要求。在《柴油车加载减速工况法排
气烟度测量设备技术要求》(HJ/T292)4.6.9中,对第一滚筒的中心和第二
滚筒中心连线中点与第三滚筒中心连线的倾角提出了要求,本标准与其HJ/T292
保持一致。
⑦滚筒平衡品质(5.3.7)
滚筒平衡精度直接影响测功机的测试性能。在测功机高速运转时,滚筒动平
衡精度不良会使台体产生振动,并作用于测力传感器上,使力信号产生叠加,从
而影响测量结果。
本标准保留了原标准的内容。
⑧滚筒同步装置(5.3.8)
滚筒同步装置是主动滚筒与从动滚筒之间的传动连接装置,主要采用橡胶带
或链条制成,其作用是在测量测功机台体内部内部损耗时,保证所有旋转部件在
反拖电机驱动下同步旋转。
本标准参照了GB3847和GB18285的要求,规定:
测功机的所有滚筒应同步转动,速比为1:1,同步精度为±0.3km/h。需要
说明的是,本标准规定的滚筒同步精度为±0.3km/h,严于GB3847和GB18285
规定的±0.5km/h要求。
⑨主滚筒表面附着系数(5.3.9)
由于功率吸收装置加载时,汽车驱动轮的驱动力与加载力方向相反,提高主
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滚筒表面附着系数可有效减轻车轮与滚筒之间的滑移。2008版标准规定滚筒表
面应采用增加其表面附着系数的处理工艺,未规定附着系数。本次修订对主滚筒
表面附着系数提出了定量要求,参照GB/T13564《滚筒反力式汽车制动检验台》
相同,附着系数不低于0.70。
关于滚筒启动力矩:
原标准规定了滚筒启动力矩要求,以判断设备内损情况的变化。鉴于本标准
规定测功机应配备测试“内部损耗”的反拖装置,滚筒启动力矩要求成予以取消。
与滚筒启动力矩相比较,采用反拖装置检测台架内部损耗,更加科学、直观、方
便。
需要特别说明的,采用反拖装置检测测功机内部损耗方法,与HJ/T291《汽
油车稳态工况法排气污染物测量设备技术要求》及HJ/T292《柴油车加载减速
工况法排气烟度测量设备技术要求》的要求一致。
(4)功率吸收装置(5.4)
功率吸收装置是测功机的核心部件,主要有电力、水利和电涡流三种方式。
一般情况下,汽车动力性能和排放污染物检测所使用的测功机均是电涡流测功。
电涡流机分为水冷、风冷和油冷等冷却形式,由于水冷电涡流机成本高、配套设
施复杂,加上气候环境、水质条件的限制,国、内外汽车测功机多使用风冷式电
涡流作为功率吸收装置。
基于能量守衡,电涡流机是把汽车驱动轮的动能转化为涡电流的电能进而以
热量的形式被消耗掉。因此,电涡流机在工作时会产生巨大的热量,水冷式电涡
流机由水带走热量,而风冷式电涡流受冷却效率的制约,长时间工作时会产生热
衰退效应,使得功率吸收能力下降。基于此,本标准借鉴德国产品,通过“热衰
退率”指标来控制并改善风冷式电涡流机由于热衰退对测试能力造成的影响
(5.4.1),使之满足使用要求。
对风冷式电涡流机而言,转子的散热能力和控制转子热变形已成为转子结构
设计的关键,也是风冷式电涡流机的核心技术之一。在测功机运转时,功率吸收
装置的转子(包括冷却叶轮)动平衡精度不良会加剧台体的振动,振动所产生的
外力作用于测力传感器上,从而影响测量结果的准确性。
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基于上述,本标准保留了原标准的内容,考虑到测试车辆驱动轮在加载力作
用下的“前行”趋势,增加了“功率吸收装置安装位置”要求(5.4.2):功率
吸收装置应与第一轴滚筒同轴相连联。对于采用多个功率吸收装置的三轴式测功
机,功率吸收装置应与第一轴或第三轴滚筒同轴相连联。
本标准保留了功率吸收装置的转动平衡品质的要求(5.4.3)。
(5)安全装置(5.5)
测功机安全装置主要包括侧向限位装置和系留装置,本标准保留了原标准的
要求。
(6)举升装置(5.6)
本标准修改了举升装置“承载面高度”要求,主要基于受检车辆驶入和驶离
测功机时,尽可能减小车轮对台体冲击,从实际运用和结构设计来看,规定高度
差的下限值即可,没有必要设定上限值。故本标准规定:
举升装置应能保证车辆平稳驶入和驶离测功机。在举升状态下,其承载面应
不低于滚筒上母线20mm。
举升装置的其他要求保留了原标准内容。
(7)反拖装置(5.7)
测功机的反拖装置不仅是汽车传动系阻力测试的驱动装置,同时也是通过滑
行法测量测功机内部损耗功率的驱动装置,区别在于前者所需电机功率较大(约
100kW),后者所需电机功率较小(约7.5kW)。由于测功机台体旋转部件和电
涡流机风阻所产生的功率损耗客观存在,随着测功机使用年限的增加,其内在损
耗功率还将增大,使得在汽车动力性测试中产生较大的误差,尤其以微型车和小
功率车辆为甚。鉴于此,修订标准规定在动力性检测时应进行功率补偿。
本标准要求“测功机应配备测量内部损耗的反拖装置”(小反拖),而非汽
车传动系阻力测试的驱动装置(大反拖)。需要说明的是,在本标准中,汽车传
动系阻力检测为扩展功能。为了与HJ/T291、HJ/T292等相关标准保持一致,
本标准还增加了电机调速控制要求,具体如下:
测功机应配备用于测量内部损耗的反拖装置,并具有将滚筒表面线速度拖动
至96km/h以上的能力。反拖电动机应采用调速控制。
(8)基本惯量(5.8)
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采用脱档滑行检测车辆滑行性能需要惯量模拟,而机械模拟受到结构、成本
等因素的限制,模拟误差较大,而且要做到覆盖整个车系的精确模拟难以实现。
电惯量模拟虽能够精确模拟,但技术复杂、制造成本高,目前只限于实验室用于
特殊测试、试验和研究,还不具备在推广使用的条件。
综上,本标准取消了测功机的汽车滑行性能检测功能,删除了汽车滑行试验
的惯量模拟装置的相应条款,只保留具有排气污染物检测功能测功机的基本惯量
要求,并将“惯量模拟装置”修改为“基本惯量”,具体要求为:
具有排放污染物检测功能的测功机,基本惯量应符合HJ/T291、HJ/T292
的要求,并在产品铭牌中标明。
(9)测量系统(5.9)
测功机测量系统的性能直接影响汽车动力性能的检测与评价,原标准对分辨
力、鉴别力(阈)、静态零值误差、漂移、示值误差和重复性误差提出了要求。
由于本标准与现行相关计量检定规程是配套使用的,且两者不能出现原则性冲突
和矛盾。因此,修订相关条款时,主要参考了《测功装置》(JJG653-2003)和
《汽车排气污染物检测用底盘测功机校准规范》(JJF1221-2009)两项标准规程。
本标准将上述技术参数调整为:显示分度值、显示分辨力、示值误差、示值漂移
和测速传感器安装位置等。
①显示分度值(5.9.1)
显示分度值是被测量可以显示的细分最小值,测量仪器的精密越高。本标准
规定:扭力显示分度值1N;速度显示分度值0.1km/h;功率显示分度值0.1kW;
距离显示分度值0.1m。相比原标准,显示分度值要求没有变化。
②显示分辨力(5.9.2)
对于数字仪表,显示装置分辨力表示数字显示结果的最小扭力值变化值,
取决于A/D转换的位数,分辨力越小测量越准确。由于速度、距离采用编码器传
感,不存在A/D转换,故只有扭力具有显示装置分辨力概念,本标准增加了显示
装置分辨力的要求:扭力的显示分辨力(d)不大于5N。
③示值误差(5.9.3)
示值误差是测量仪器设备最基本的技术指标,反映测量的准确性。本标准保
留了原标准的要求:扭力示值误差的允许范围为±1.0%;速度示值误差的允许范
13
围为±0.2km/h;距离示值误差的允许范围为±1%。
④示值漂移(5.9.4)
示值漂移是测量仪器设备的主要技术指标,反映仪器设备的可靠性。本标准
保留了原标准示值漂移的要求:扭力示值漂移不大于1d;速度示值漂移不超过±
0.1km/h;距离示值漂移不超过±0.1m。
⑤测速传感器安装位置(5.9.5)
通常情况下,功率吸收装置与主滚筒同轴安装,功率吸收装置加载后,由于
车轮驱动力的方向与功率吸收装置的加载力方向相反,车轮有前移的趋势,甚至
短暂脱离从动滚筒。这种情况下,如测速传感器安装在从动滚筒,会造成速度信
号丢失。故本标准规定测速传感器应与主滚筒相联。
⑥数据采集与处理(5.9.6)
数据采集与处理包括显示界面、采集频率和数据取样规则,以及通讯接口。
●显示界面(5.9.6.1)
在恒速控制和恒力控制的全过程中,为了便于读取力、速度和时间参数,本
标准增加了显示界面要求,具体要求为:
测功机测量系统应有恒速控制和恒力控制的显示界面,可通过曲线读取恒速
控制和恒力控制的全过程参数,包括力(N)、速度(km/h)和时间(ms)。
●采样频率(5.9.6.2)
不同的数据采集频率对系统的稳定性、响应时间和检测结果有较大的影响,
在不改变自控系统状态的条件下,过低或过高的采集频率会使系统不稳定。因此,
根据速度、距离、扭力参数的不同特性,规定不同的采集频率是必要的。
速度、距离数据采集是单位时间内,利用采集的脉冲数折算出速度和距离,
过高的采集频率,即造成采集时间过短,测量的数据不准,测功机处于低速时尤
为明显,因此,结合原标准的运用情况,本标准保留速度、距离的数据采集频率
要求不变,即速度、距离的数据采集频率不低于10Hz。
扭力的数据采集是直接把力传感器的模拟信号实时转换为数字信号而得到
的。理论上说,扭力的数据采集频率越高越好,参照《滚筒反力式汽车制动检验
台》(GB13564-2005)中制动力的采集频率要求,本标准将此参数修改为“扭力
的数据采集频率应不低于100Hz”,与原标准相比有所提高。
14
●采样时间(5.9.6.3)
任何测量的结果都应在示值相对稳定时读取,控制系统也是如此,当控制趋
于稳定后方可采样。本标准规定:恒速控制的车速示值连续3s在±0.2km/h范围
内、恒力控制的扭力示值连续3s在±50N范围内,取后3s数据的平均值。
●接口和协议(5.9.6.4)
本标准保留了原标准的内容,规定“系统应有标准通讯接口,并提供接口定
义和相关的通讯协议”。
⑦功率补偿(5.9.7)
“功率补偿”概念的提出缘于汽车排气污染物系列标准要求,GB18285中所规
定的测量方法(工况条件)均是在恒功率下检测,功率测量误差影响加载精度和
排放测量结果。
长期以来,虽然业界已经意识到测功机台体自身的功率损耗问题,但始终未
能很好地加以解决。因此,在2008版标准修订时,我们将“功率补偿”作为研究
的重点内容。试验结果表明,在名义速度88km/h时,某型号测功机台体的内部损
失功率为3.41kW,按此计算,1.0L昌河微型面包车的发动机额定功率为33kW,
台体内部损失功率约占发动机额定功率的10%;在名义速度72km/h时,测功机台
体的内部损失功率为2.32kW,按此计算,70km/h速度时,1.0L昌河微型面包车
的驱动轮输出功率约为10.78kW,台体内部损失功率占驱动轮输出功率的21.5%。
再看下一个验证试验结果,在名义速度88km/h时,测功机台体的内部损失功率为
4.45kW,东风EQ-1090的发动机额定功率为99kW,台体内部损失功率占发动机
额定功率的4.5%;在名义速度72km/h时,测功机台体的内部损失功率为3.17kW,
70km/h速度时,东风EQ-1090的驱动轮输出功率约为53.43kW,台体内部损失功率
约占驱动轮输出功率的6%。
上述试验表明,测功机内部损失功率造成的测量误差远远大于标准中规定的
系统误差,使得标准中扭力示值误差±1%的要求失去意义。因此,内部损失功率
对测试结果的影响是不能忽略,也无法回避。如果不进行功率的补偿,在营运车
辆技术等级评定和性能检验时将会造成严重误判,故有必要在修订标准中保留功
率补偿要求,同时取消了阻滞力补偿的要求。
●测功机应具有内部损耗功率的检测能力,内部损耗功率的检测应由控制软
15
件自动完成,各过程应在同一界面中实现,内部损耗功率测试界面应具有屏幕打
印功能。
●测功机应能对内部损耗功率进行自动补偿。
●测功机显示输出的受检车辆驱动轮输出功率为功率吸收装置所吸收的功
率与测功机内部损耗功率之和。
(10)控制系统(5.10)
我国第一代汽车底盘测功机是在上世纪90年代初问世的。由于受当时客观条
件(计算机技术、自控技术和电子元气件水平)的制约,测功机控制系统的总体
性能欠佳(控制精度不高、调节时间较长),主要表现在:速度不能实现较为精
确地控制,控制误差为±1km/h,调节时间一般为十几秒以上,测试过程长,运
行效率低,对使用者,特别是流水作业的汽车综合性能检测机构带来了许多不便。
此外,长时间的测试过程也会给受检车辆带来损伤。
随着计算机和电子等相关产业的技术发展,我国汽车底盘测功机制造技术水
平取得了长足的进步,各项技术指标得到提升。同时,测功机的汽车排放污染物
和油耗等性能试验也需要精准的控制。
①控制方式与功能(5.10.1)
本标准保留了原标准的内容。即:
●控制系统应具有恒速控制方式和恒力控制方式。
●满足5.1.3功能要求。
②控制误差(5.10.2)
恒力控制误差:原标准规定:“恒力控制误差应在±20N范围内”。在多年
的应用实践中发现,该指标限值过于严格,生产企业难以达到。为确保标准的科
学性和合理性,标准起草组采用实车进行了专项试验(见图2.1),试验结果见
表2.2。由试验数据可知:不同类型测功机的恒力控制的最大误差为38N。据此,
本标准将恒力控制误差范围从±20N修改为±50N,相对于原标准,恒力控制误
差放宽了30N,对油耗检测和动力性检测加载力的影响占比约为1%左右,可忽略
不计。恒速控制误差要求仍与原标准相同,为±0.2km/h。
16
图2.1控制误差试验
表2.2恒力控制误差试验
测试值偏离值最大偏离值
测功机类型目标驱动力(N)
(N)(N)(N)
782-18
800
812+1230
(40%最大扭力点)
轻型排放测功机830+30
(滚筒直径218mm)1628+28
1600
1636+3636
(80%最大扭力点)
1570-30
812+12
800N
789-1128
(40%最大扭力点)
性能测功机772-28
(滚筒直径318mm)1628+28
1600
1636+3638
(80%最大扭力点)
1570-30
745-15
760N
745-1515
(40%最大扭力点)
轻型排放测功机745-15
(滚筒直径218mm)1514-6
1520
1514-67
(80%最大扭力点)
1513-7
1672-8
1680
1670-1012
(40%最大扭力点)
重型柴油测功机1668-12
(滚筒直径373mm)3347-13
3360
3344-1618
(80%最大扭力点)
3342-18
③控制稳定时间(5.10.3)
17
在自控系统中,控制稳定时间体现对目标的跟踪、调节能力,在测功机控制
系统中,控制稳定时间则是功率吸收装置加、减载时,系统响应、调节的能力,
包括恒速控制稳定时间和恒力控制稳定时间。
一般情况下,自控系统都存在超调,但调节过程应是震荡收敛的,其过程的
长短体现系统性能的优劣。适度的超调有利于控制,而无超调或超调过小会使系
统响应时间加长。因此,本标准通过“控制稳定时间”对测功机控制响应加以限
制。
●恒速控制稳定时间(5.10.3.1)
针对恒速控制稳定时间,我们也采用实车进行了专项试验(见图2.2),试
验结果见表2.3。
图2.2恒速控制稳定时间试验
表2.3恒速控制稳定时间试验
初始速度→目标平均值
测功机类型稳定时间(s)
速度(km/h)(s)
2.1
40→802.52.3
轻型排放测功机2.2
(滚筒直径218mm)2.1
80→402.21.8
1.1
1.6
性能测功机
40→801.61.6
(滚筒直径318mm)
1.6
18
初始速度→目标平均值
测功机类型稳定时间(s)
速度(km/h)(s)
1.8
80→400.61.5
2.1
4.6
轻型排放测功机
40→804.44.5
(滚筒直径218mm)
4.4
4.6
40→804.74.7
重型柴油测功机4.8
(滚筒直径373mm)4.8
80→404.94.8
4.9
根据试验结果,本标准修改了恒速控制稳定时间的要求:恒速控制稳定时间
应不超过5s,与原标准指标相比,要求有所提高。
●恒力控制稳定时间(5.10.3.2)
为了与前述的恒力控制误差保持一致,在恒力控制稳定时间要求中,相应修
改目标驱动力范围为±50N,恒力控制稳定时间应不超过1s。
(11)电气系统(5.11)
本标准保留了原标准中有关电气系统的要求,包括绝缘电阻、接地装置和接
地标志、电气保护。
●绝缘电阻
电气系统应能经受50Hz、1.5kV,历时1min的耐电压试验,不应出现击穿、
飞弧等现象,绝缘电阻不应小于5MΩ。
●接地装置和接地标志
电气系统应有接地装置和接地标志,使用时应可靠接地。
●电气保护
电气系统应根据负荷的大小装有断路器,电动机控制应有过载、过热和断相
保护装置。
(12)外观质量(5.12)
本标准保留了原标准的内容。包括:外观、涂层、表面处理、焊接件和仪表
的外观要求。
(13)校准装置(5.13)
19
本标准保留了原标准的内容。包括:随机配备静态扭力校准装置、使用说明
书等。
8.试验方法(第6章)
(1)试验条件(6.1)
任何试验都有特定的试验条件要求,以确保试验数据的准确、可信。根据我
国南、北方气候特点、设备使用场所以及技术发展水平,对产品型式检验和出厂
检验提出的要求,包括环境条件、预热要求和试验用仪器、设备等方面。具体要
求如下:
●底盘测功机应在以下环境条件下进行试验:
a)环境温度:0℃~40℃;
b)相对湿度:≤85%;
c)工作电压:AC198V~242V,AC198V~242V,49Hz~51Hz。
●试验前,底盘测功机应按使用说明书规定的时间预热,并调整台架至水平
状态。
●试验用仪器、设备应经计量检定合格/校准,并在有效期内。
需要说明的是,“5.1基本要求”中,“环境适应性”是对测功机环境适
应能力提出的要求,包括环境温度、环境湿度、电源电压和抗电磁干扰等。由于
测功机在常温条件下使用,因此,在产品设计时通常不需要进行“高低温”、“恒
定湿热”和“电压范围”等试验,主要通过工控机、单片机、电路器件等部件的
选型加以控制,以满足环境工作条件的要求。
(2)检测能力(6.2)
“检测能力”的试验内容为本标准6.2,主要采用人工检查和实车试验的方
式进行。需要说明的是,测功机生产企业不具备电力牵引装置等专用设备开展功
率吸收装置的机械特性和热衰退特性的试验,需要委托具有资质能力的机构进行。
具体试验方法如下:
●检查测功机制造企业提供的功率吸收装置额定吸收扭矩的相关试验数据
和证明材料。
●用试验车驱动滚筒旋转,检视最高测试车速。
(3)台体(6.3)
20
“台体”的试验内容为本标准6.3,包括“台体承载能力”和“台体起吊装
置”试验。
●“台体承载能力”试验(6.3.1)
原标准中规定静压时间为8h,由于该试验过程中,需要人工监守,往往造成
在正常工作时间内,难以完成该试验,并且从结构强度设计上看,静压时间为8h
和5h,可检视效果是一致的,故本标准规定将静压时间修改为5h。方法如下:
将轴质量相当于测功机额定承载质量的试验车置于测功机滚筒上(必要时可
进行配载),并在此负荷下静压5h。试验车驶离测功机,滚筒应转动自如,不应
有卡滞等现象,台体结构(台体框架、滚筒及轴头、轴承等)不应变形和破损。
●“台体起吊装置”试验(6.3.1)
采用人工目视检查。
(4)滚筒(6.4)
“滚筒”部件的试验内容为本标准6.4,包括“滚筒直径与直径差”、“滚
筒中心距”、“滚筒表面径向圆跳动量”、“滚筒平行度”、“滚筒高度差”、
“滚筒平衡品质等级”、“滚筒转动同步性”和“主滚筒表面附着系数”等。本
标准取消了“滚筒启动力矩”试验。
①主滚筒直径与直径差(6.4.1)
本标准保留了原标准滚筒直径和直径差的试验方法。采用游标卡尺或其他量
具分别测量每侧主滚筒长度方向1/2处和距滚筒两端面30mm处的直径,并计算
三个测量值间的直径差、平均值与标称直径之差,以及左、右两侧主滚筒间的平
均直径。如图2.3所示。
30mm
30mm
图2.3滚筒直径测量位置
②滚筒中心距(6.4.2)
21
滚筒中心距试验包括双轴式滚筒中心距和三轴式滚筒中心距。本标准修改了
滚筒中心距的试验方法,规定采用卡钳(见图2.4)、钢板尺或其他量具进行测
量。
图2.4卡钳
③滚筒表面径向圆跳动(6.4.3)
滚筒表面径向圆跳动的试验方法与原标准相同,采用百分表在滚筒两端距
端面30mm处和中点三个断面进行测量。由于,测功机滚筒普遍采用“滚花”等
提高表面附着系数的工艺,测量时,可在百分表上加装专用触头测量。测量示意
图见图2.5。
M
M:根据百分表
触头尺寸加工
图2.5滚筒表面径向圆跳动试验
④滚筒平行度(6.4.4)
22
滚筒平行度的试验方法与原标准基本相同。采用游标卡尺或卡钳、钢板尺
等量具分别测量前、后相邻滚筒距两端面30mm处内侧母线的距离,如图2.6所
示。
需要说明的是,试验方法中增加了“卡钳、钢板尺”等工量具。
30mm
A1A2
l
图2.6滚筒平行度试验
⑤滚筒高度差(6.4.5)
本标准修改了两轴式和三轴式测功机滚筒高度差的试验方法。规定以测功机
外框架上平面为基准,采用高度尺分别测量。
需要说明,所用高度尺应选择长量爪型。
⑥滚筒平衡品质等级(6.4.6)
本标准增加了滚筒平衡品质等级的试验方法,采用动平衡检测设备对每个滚
筒进行动不平衡量的试验。
⑦滚筒转动同步性(6.4.7)
滚筒转动同步性为新增的试验方法。启动反拖电机,调速至40km/h和
80km/h,待滚筒转速稳定后,采用标准转速计或其他测速装置测量主、副滚筒转
-6
速,按公式Vi=188.5×D×ni×10换算为速度值。
⑧主滚筒表面附着系数(6.4.8)
主滚筒表面附着系数为新增的试验方法。标准起草组采用多种方法对滚筒
表面附着系数进行试验,其中有拉力法和专用设备法。
23
拉力法是将轮胎橡胶放置在滚筒上母线上,在其上施加一定的重量,用测力
计沿滚筒上母线水平匀速拉动,测取拉力数值,再除以垂直载荷可得附着系数,
如图2.7所示,试验数据见表2.4、表2.5。
图2.7主滚筒表面附着系数试验(拉力法)
表2.4橡胶板1在制动主滚筒上试验
橡胶硬度:Ha62(250×250)
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