【正文】 構(gòu)通常具有一組多個飛輪，其飛輪機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量及其在各個飛輪上的分配應(yīng)與所測車型進行加速能力試驗和滑行能力試驗的要求相適應(yīng)[14]。本系統(tǒng)采用電模擬的方法來實現(xiàn)汽車在行駛時的慣性阻力，所以取消了電磁離合器和飛輪機構(gòu)。 為了方便汽車進出底盤測功機，在主、副滾筒間設(shè)有舉升裝置。舉升裝置由舉升器和舉升托板組成。氣動式舉升器又有汽缸式和氣囊式兩種，氣囊式已經(jīng)開始推廣應(yīng)用，其特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和成本低廉。 1) 冷風(fēng)裝置。冷風(fēng)裝置的第一個作用是加強發(fā)動機散熱。實驗中，汽車并未行駛，因而缺少迎面風(fēng)，致使發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的散熱能力不足。長時間試驗，容易使輪胎工作溫度過高，所以在驅(qū)動橋兩側(cè)面對驅(qū)動輪也設(shè)置了移動式冷風(fēng)機[15]。 2) 約束裝置。在試驗中，為的防止汽車在 底盤是測功機上 動而是發(fā) 生危險，所以設(shè)置史蒂夫了該飛裝置。 系統(tǒng)組成及安裝 KDCG3型汽車底盤測功機機械臺架部分由主動滾筒，從動滾筒，電渦流機、傳感器、舉升板、飛輪組、反拖電機、可移動擋錕等組成。測量時，汽車駛上試驗臺、支承于主副滾筒之間。車輪驅(qū)動滾筒使之模擬路面的行駛狀況下，滾筒表面線速度就是汽車的行駛速度，測量滾筒的轉(zhuǎn)速就可以換算出汽車的行駛速度。汽車行駛時的道路阻力電渦流測功機加載進行摸擬，車輛的平移慣量和非驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動慣量由飛輪慣性系統(tǒng)進行模擬。當(dāng)汽車在底盤測功機上加速或減速時，汽車平移質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的慣性阻力由飛輪組來模擬。當(dāng)汽車進行變工況試驗時，就要將飛輪和滾筒結(jié)合起來。行駛監(jiān)視儀能夠在屏幕上顯示出試驗規(guī)范所設(shè)定的特定行駛循環(huán)和駕駛員正在操作汽車的實際車速曲線，以便駕駛員隨時調(diào)整車速，所以也稱“司機助”。整個底盤測功系統(tǒng)由一個主計算機管理系統(tǒng)集中管理，實現(xiàn)自動控制。 測功機系統(tǒng)主要性能參數(shù) KDCG—3底盤測功機系統(tǒng)主要性能參數(shù)最大吸收工率 200kw最大可測牽引力7000N最大允許軸荷 3噸滾筒中心距450mm(216。218mm)最高允許車速120km/h冷卻方式強制風(fēng)冷滾筒尺寸四滾筒248。218mmｘ950mmｘ4檢測臺外形尺寸4900ｘ990ｘ700mm轉(zhuǎn)速示值誤差＜177。1%測工機工作條件環(huán)境條件：0～40℃相對濕度：＜85%電源電壓：AC220V50Hz 車速信號采集霍爾傳感器圖8為霍爾車速傳感器工作示意圖。汽車車輪在滾筒上滾動時，帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)霍爾傳感器(霍爾元件)對準(zhǔn)永久磁鐵時，磁場強度增強，產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，輸出電壓可達10mV，當(dāng)霍爾傳感遠(yuǎn)離磁場時，輸出電壓降至O V，這樣便可得到脈沖信號，送入CPU高速輸入口(HSD)，通過檢測脈沖頻率或周期，便可得到車速信號。 廢氣分析儀 廢氣分析儀的構(gòu)成 型號：AVL DiGas 4000 Light型五組份汽車排氣分析儀。產(chǎn)地: 廈門海騰公司這種儀器主要由取樣裝置、分析裝置濃度指示裝置和校準(zhǔn)裝置等構(gòu)成。取樣裝置由取樣探頭、濾清器、導(dǎo)管（由特殊材料制作，要求管壁不吸附氣體、不與被測氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以確保測量精確度）、水分離器、和氣泵組成，作用就是從汽車的排氣管中吸入廢氣，濾掉灰塵和水分送往分析裝置；分析裝速度置由紅外史蒂夫光源、測量是氣室、標(biāo)史蒂夫準(zhǔn)氣室、切光扇輪和檢測飛室組成，檢測室由兩個相互v被帶金屬的的隔膜隔開相同的密閉飛氣室構(gòu)成，氣室內(nèi) 充有一定濃度的與是否 被測氣體相是否同的氣體飛，氣室的一端裝有兩個相同的由濾光鏡構(gòu)是成的光窗，兩個平行放置的管形氣室（一根氣室是標(biāo)準(zhǔn)氣室，內(nèi)部充滿不吸收紅外線的N2氣體，另是個一根為標(biāo)史蒂夫本氣室，標(biāo)本氣體從中通史蒂夫過）的是一端分別正對是否著分析室的兩個光窗，另一端與紅外線是光源對正是。 AVL DiGas 4000 Light分析儀的測量原理結(jié)構(gòu)組成 該排放分析儀采用不分光紅外測量原理，可以測量CO,HC,CO2,O2,NOx,過量空氣系數(shù)等參數(shù)，加裝傳感器后還可以測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸箱油溫等參數(shù)。該儀器由排氣取樣裝置、紅外氣體分析傳感器、微電腦數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)處理器、微型打印機及串行通訊裝置等構(gòu)成，其硬件系統(tǒng)框圖如下：紅外線傳 感器濾波及放大器A/D轉(zhuǎn)換器CPULED顯示數(shù)裾存儲打印機計算機采樣軟件串 行 通 訊采樣 裝 置 排放分析儀硬件系統(tǒng) 廢氣分析儀1 排放分析儀測量原理 本文試驗所用的排放分析儀采用了不分光紅外測量原理，這種方法可用于測量排氣中的CO和CO2，也可用于測量HC等氣體。其測量原理是基于大多數(shù)非對稱的多原子氣體（除了單元子氣體和想同原子的雙原子外）[33]。具有吸收紅外光的特性，不同氣體在紅外波譜帶內(nèi)（～10 181。 m）都有其特定波長的吸收帶， ～ 5 181。 m 的紅外光，CO2為4～5181。 m，HC為 m， 吸收輻射能的程度與被測氣體的濃度有關(guān)。 排放分析儀包括兩個相同的紅外光源，發(fā)出的紅外輻射通過光棚盤調(diào)制成一定頻率的光信號，并分別穿過分析室與比較室。比較室內(nèi)充滿對紅外光線不吸收的惰性氣體（通常為N2），在分析室內(nèi)則通過被測氣體。由于兩光束輻射能量已不相等，氣體受熱膨脹產(chǎn)生的壓力不等，使膜片變形導(dǎo)致電容量發(fā)生變化，這一變化經(jīng)放大器放大并經(jīng)整流得到直流信號送給儀表。被測氣體濃度大，電容量變化愈大，輸出信號愈大。若排氣中含有某些與被測氣體有重疊吸收的物質(zhì)時，會給測量帶來干擾，產(chǎn)生測量誤差。因此在分析室上方或下方設(shè)置過濾室，室內(nèi)充滿高濃度的干擾氣體，吸收相同成分的特征波長輻射。如對CO分析儀，則在過濾室中充CO2，可將紅外光源中4～ m波長吸收掉，以排除排氣中CO2成分的干擾。排放分析儀的技術(shù)參數(shù)和測量參數(shù) AVL DiGas 4000 light型排放分析儀技術(shù)參數(shù)３　試驗測試系統(tǒng)　在測量汽車尾氣排放成分時，排放分析儀、底盤測功機、采樣裝置、試驗控制單元及數(shù)據(jù)處理單元組成一個測試系統(tǒng)?！。薄〔蓸酉到y(tǒng)設(shè)計(1) 采樣方法　　采用直接采樣法、將采樣測頭（內(nèi)徑4～6mm）不銹鋼管，管壁上開１４～１６個　248。=2～4mm小孔）插入汽車排氣管內(nèi)３００mm左右，用采樣泵直接采取一定量的氣樣，經(jīng)過粗濾器和細(xì)濾器濾去氣體中的灰塵、供排氣分析儀分析。為防止氣樣中水分對分析儀干擾，在系統(tǒng)中增加由冷凝器和排水裝置組成的水分離器，用冷凝法除濕。為防止ＨＣ中某些低蒸氣壓的高沸點成份溶于水而產(chǎn)生測量誤差，將采樣導(dǎo)管做成加熱式，對于汽油機應(yīng)保持在１５０℃左右。直接采樣法較簡單，操作方便，適于連續(xù)觀察變工況引起的排氣成分變化，廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機臺架試驗。另外還有全量采樣法和定容采樣法。全量采樣法是將汽車排氣試驗中的全部排氣采集到一個由中夠容積的氣袋中分析；定容采樣法是一種接近于汽車排氣擴散到大氣中的實際狀態(tài)的采樣法。本文選用直接采樣法進行廢氣的實時采集。(2) 采樣點位置采集樣氣的采樣點可以根據(jù)實驗?zāi)康暮鸵髞泶_定，如果進行缸內(nèi)工作過程的研究，通常將采樣閥門安置在缸蓋上，在規(guī)定時刻采集某區(qū)域的廢氣成分，而更常見地是將采樣點安置在排氣管中的某一處。為了研究缸內(nèi)工作過程對排放的影響，可以將采集點置于排氣門側(cè)；為了研究排放對大氣的污染，也可以考慮將采樣點置于排氣尾管出口。但從快速系統(tǒng)響應(yīng)的角度，盡可能的縮短從采樣點到排放分析儀入口的傳送段距離是很有必要的。本文試驗所用到的采樣管長大約為８m，對于基于底盤測功機的整車（含整機和排氣管）排放試驗，考慮的是排放對大氣的污染，采樣點設(shè)置在排氣尾管內(nèi)３００mm處，如圖對于基于電噴發(fā)動機臺架的排放試驗，采樣點置于靠近排氣門側(cè)。2 試驗控制系統(tǒng)主計算機和控制裝置管理著全部測試過程，使測試保持同步，不僅可以用來操作測試過程，而且也實現(xiàn)了與上位主計算機進行聯(lián)網(wǎng)通訊?？刂葡到y(tǒng)包括兩個主要功能。（１）　工況控制根據(jù)前面所設(shè)定的幾種工況（冷起動、暖機以及加速滑行組合等）對底盤測功機進行工況控制。本文采用深圳大雷公司開發(fā)的底盤測功機試驗臺架控制程序，通過顯示屏指示駕駛員操作，可實現(xiàn)多種工況的測試。 （２）數(shù)據(jù)傳送及采樣控制采樣系統(tǒng)采用廈門海騰公司開發(fā)的采樣程序控制信號采集，采樣頻率１。５Ｈz，該程序通過ＲＳ２３２串行通訊口實時發(fā)送下列信號給上位機：排放分析儀采集的ＣＯ、ＣＯ２、ＨＣ、Ｏ２等四種排放成分的瞬時體積濃度值、過量空氣系數(shù)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速３ 排放分析儀根據(jù)要求配置不同的排放分析儀。如果針對法規(guī)規(guī)定的試驗，所選用的分析儀必須是法規(guī)規(guī)定的；而對于研究型的試驗，則可以根據(jù)測量方式和采樣要求配置分析儀。如前所述，本文試驗所用的排放分析儀是廈門海騰公司生產(chǎn)的ＡＶＬ?。膇Gas4000 Light五組分排放分析儀，這是一臺用于穩(wěn)態(tài)工況廢氣排放測量的直接采樣分析儀，采用不發(fā)光紅外線測量原理。第四章 實驗部分 熱怠速試驗按GB/T3845的規(guī)定進行試驗，要求車輛狀況良好、熱力狀態(tài)為冷態(tài)、燃油牌號同熱怠速試驗[32]。（3）加速工況試驗 按GB18285—2000《在用汽車排氣污染物限制及測試方法》，選取加速模擬工況其車速由25Km/h至40Km/h這一加速段進行加速工況試驗。加速模擬工況由ASM5025和ASM2540兩個工況組成。（4）滑行加速工況試驗1 加速性能測試，變檔加速由25Km/h至40Km/h后放空檔滑行，測量加速時間。 2 滑行性能測試，加速至35后放空檔丟油門滑行至靜止，測量滑行距離和時間。基于底盤測功機的汽油機排放試驗方案 如圖汽車在底盤測功機上分別進行冷起動—暖機—熱怠速組合、加速、加速滑行組合等瞬態(tài)工況下的排放試驗。瞬態(tài)工況由模擬工況控制器控制，廢氣由分析儀采樣管獲得，轉(zhuǎn)速性號由電感式轉(zhuǎn)速傳感器獲得。 2 基于發(fā)動機臺架的排放試驗方案汽 油 機排放分析儀主 機專 用 電 源節(jié)氣門位置 行程傳感系統(tǒng)傳動系統(tǒng)布進電 機布進電機驅(qū)動板微 機ISA控制卡（含軟件）主機（含控制軟件）基于發(fā)動機臺架的排放測試系統(tǒng)3 AVL DiGas 4000 Light 分析儀操作 根據(jù)所要進行測試的參數(shù)，安裝好轉(zhuǎn)速傳感器、油溫傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器置于第一缸點火分電器與火花塞連線的任意一點。 排放分析儀的操作步驟如下（詳細(xì)情況見操作手冊）。第一步 打開分析儀電源開關(guān)（在分析儀后面右下角）。分析儀運行初始化程序和自檢，顯示已安裝的軟件版本，約一分鐘。按 》鍵進入住菜單。第二步 選擇所需要的測量模式。選OM進入法規(guī)測量模式，主要用于汽車排放法規(guī)的測量：選STD進入標(biāo)準(zhǔn)測量摸式，主要用于排放研究方面的測量。第三步 儀器進入15分鐘預(yù)熱狀態(tài)。選STD模式，直接進入15分鐘預(yù)熱狀態(tài)；若選OM模式，儀器將要求輸入車輛注冊號及里程數(shù)，并設(shè)置怠速轉(zhuǎn)速、選擇是否進行高怠速測量，然后再進入15分鐘的預(yù)熱狀態(tài)。第四步 泄漏檢查。預(yù)熱完畢后，儀器將要求進行泄漏檢查，這時要關(guān)閉探頭大約40秒。第五步 儀器穩(wěn)定后進行進入測量狀態(tài)。泄漏檢查完畢后，把探頭移開，排放分析儀需藥30秒來完成穩(wěn)定過程，穩(wěn)定過程完成后，把探頭放入尾管300mm處進行排放測量。實驗前數(shù)據(jù)的測量在用工況法測量汽車尾氣排放情況下,汽車被停放在底盤測功機上,由底盤測功機來模擬真實道路的各種情況。根據(jù)國家排放法規(guī)而按其特定工況進行實驗,由于尾氣排放取樣管長度,分析裝置等各種方面的原因,在測量時,數(shù)據(jù)的得出存在一定的滯后,富康,吉利,北京吉普的排放實驗,我們可以得出如下表的測量結(jié)果. 四種車的排放延后時間如下表：成份車型 CO平均延后點/時間 CO2平均延后點/時間 HC平均延后點/時間 O2平均延后點/時間 λ平均延后點/時間吉利戰(zhàn)旗17/ 富康 本田13/15/20/12/通過表中的數(shù)據(jù),我們可以得出一個結(jié)論,即每種型號車的各種成分廢氣及λ與轉(zhuǎn)速信號比較的延后均不一致,從6s到22s不等,，需要一個人看著點陣屏，一個人按著秒表，非常的不方便。五章 軟件的設(shè)計及程序代碼 本軟件根據(jù)工況法測廢氣的需要而設(shè)計,根據(jù)廢氣排放儀的提供商廈門海騰公司所提供的通訊協(xié)議所編寫,其協(xié)議如下:AVL DiGas 4000與計算機通訊系統(tǒng)說明硬件連接：用9針插座的串行連接導(dǎo)線Pin(計算機一側(cè))2接收3發(fā)送5地線468腳短接（）儀器設(shè)置 在Digas 4000的Service/ user date / cinfignration / PClaterface 服務(wù) 用戶數(shù)據(jù) 配 置 計算機接口菜單上，可用 鍵選擇None、slave、 master 中的一種方式，確認(rèn)并存儲————選Master 當(dāng)法規(guī)測量完成時，儀器會出現(xiàn)一個計算機圖標(biāo)。按下該鍵不會接受到一個數(shù)據(jù)，例如Win95下的figar tirminal程序可接收。見附頁?！xSlave可由PC機控制接收4000的測定數(shù)據(jù)，下面詳細(xì)說明Slave 狀態(tài)下的接口協(xié)議。計算機通訊口設(shè)置為：9600波特體，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗。1）PC機發(fā)送05H給4000分析儀。2）4000分析儀若已準(zhǔn)備好發(fā)送數(shù)據(jù)組，則應(yīng)答06H（若未準(zhǔn)備好，則應(yīng)答15H，PC機可等待并發(fā)送05H或處理其它事務(wù)）3）PC機接收數(shù)據(jù)組并根據(jù)檢查和返回應(yīng)答。若檢查和正確，PC機回答06H，若檢查和不正確，PC機回答15H，則AVL DiGas 4000分析儀至發(fā)送數(shù)據(jù)組。數(shù)據(jù)