1.底盘测功机的功能

底盘测功机是汽车底盘综合性能试验设备，其基本功能为：

①测试汽车驱动轮输出功率。

②测试汽车的加速能力。

③测试汽车的滑行能力和传动系统传动效率。

④测试校正车速-里程表。

⑤间接测试发动机功率。

利用底盘测功机滚筒装置作为活动路面，以测功机的制动力矩模拟汽车的行驶阻力，则凡是汽车在运行中进行的试验项目，在配备所需仪器设备后均可在底盘测功机上进行。如采用油耗仪测试汽车在各种工况下的油耗；采用气体分析仪测试汽车在各种工况下的排气成分和烟度等。

2.底盘测功机的构造

底盘测功机一般由滚筒装置、测功装置、飞轮机构、测速装置、控制与指示装置等构成。其机械部分的结构如图3-41所示。

图3-41 底盘测功机机械部分结构示意图

1—框架 2—电涡流测功机 3—变速器 4—主动滚筒 5—速度传感器 6—万向节 7、8—飞轮 9、10—电磁离合器 11—举升器 12—从动滚筒 13—压力传感器

（1）滚筒装置

测功试验时，汽车驱动轮在滚筒上滚动，驱动滚筒旋转。因此，滚筒装置的作用相当于能够连续移动的路面，支撑车轮，并传递功率、转矩、速度。

底盘测功机的滚筒装置有单滚筒和双滚筒两种类型，如图3-42所示。

单滚筒直径较大，因而滚筒表面曲率小。试验时，轮胎与滚筒表面间接触面积大，滑转率小，行驶阻力小，因而测试精度高。

双滚筒直径较小，因而滚筒表面曲率大，轮胎与滚筒表面的接触面积小，车轮比压和变形大，滑转率大，从而使滚动阻力增大，测试精度低，但车轮在滚筒上安放定位方便。

图3-42 滚筒装置的结构简图

a）单轮单滚筒式 b）双轮双滚筒式 c）单轮双滚筒式

图3-43 水冷电涡流测功器结构示意图

5—底座 6—轴承 7—冷却水管 8—冷却室水沟

滚筒表面状况越接近路面状况越好。在底盘测功机上，光滚筒是目前应用最多的一种形式，但附着系数较低。

双滚筒底盘测功机的滚筒中心距应依据滚筒直径选取，应保证汽车试验时不会发生向前（或向后）越出滚筒的现象。

（2）测功装置

测功装置用于吸收和测量汽车驱动轮的输出功率，通常称为测功器。汽车在试验台上测功试验时，只有驱动轮运转，其车身静止不动，因而用底盘测功机测试汽车的技术状况，必须用加载装置模拟汽车在道路上行驶时受到的各种阻力。因此，测功装置也是一个加载装置。

底盘测功机常用的测功器有水力测功器、电力测功器和电涡流测功器三类。测功器主要由定子和转子构成。转子与滚筒相连，定子可绕其主轴线摆动。图3-43为常用水冷电涡流测功器的结构示意图。

水力测功器用水作为加载制动介质。水填充在测功器的定子和转子之间，转子转动时对其起阻碍作用，形成制动力矩，并把该力矩传递给定子。通过调节进出水量控制水面高度，可获得不同大小的制动力矩。(www.daowen.com)

电力测功器又称平衡电机，作为负载使用时，其作用相当于直流发电机；作为驱动机械使用时，其作用相当于直流电动机。

电涡流测功器的定子内部沿圆周布置有励磁线圈和涡流环，转子的外圆上加工有均匀分布的齿与槽，齿顶与涡流环间留有一定的空气隙。当励磁线圈通直流电时，在其周围形成磁场，因而磁力线通过定子、气隙、涡流环和转子形成闭合磁路。由于通过转子齿顶的磁通比通过齿槽的磁通大，因此转子旋转时，通过定子内圈涡流环上的某点的磁通呈周期性变化。磁通的变化在定子涡流环内将产生感应电流以阻止磁通的变化。电涡流和励磁线圈形成的磁场相互作用，使转子受到一个制动力矩（与滚筒旋转方向相反），起到加载作用；同时，定子也受到一个与制动力矩大小相等、方向相反的力矩。通过测力装置可测得使定子转动的力矩的大小，并可测定汽车驱动轮经滚筒输出的转矩。

（3）飞轮机构

飞轮机构用于模拟汽车在非稳定工况下运行时的阻力，进行非稳定工况的性能试验（如加速性能、滑行性能等）。通常，飞轮机构采用离合器以实现与滚筒的自由接合。

飞轮转动惯量可以根据相同车速下，底盘测功机滚筒和飞轮机构在测试时的动能与汽车在道路上行驶时的动能等效的原则确定。

（4）测量装置

底盘测功机的测量装置由测力装置、测距装置和测速装置组成。

测力装置主要由测功器外壳、测力臂、测力传感器及信号处理电路等组成。测功器的外壳（定子）用轴承安装在轴承座上，可绕转子轴转动。测力臂的一端装在外壳上，另一端装测力传感器。

测力装置的工作原理如图3-44所示（以电涡流测功器为例）。测功器工作时，电涡流与其磁场的相互作用对转子形成制动力矩T_b，同时，外壳（定子）也受到一个与T_b大小相等、方向相反的力矩T，迫使外壳连同固定其上的测力臂转动，使之对测力传感器产生压力或拉力。该力经过标定即可测量作用于滚筒上的驱动力矩和驱动力。

图3-44 测力传感器工作原理

1—车轮 2—前滚筒 3—涡流机定子（外壳） 4—涡流机转子 5—测力传感器 6—力臂 7—后滚筒

测速装置一般由测速传感器、中间处理装置和指示装置构成。

光电式测速装置主要由光电传感器、计数器和印制电路构成。光电传感器主要由光源、光电盘、光电池组成。光电盘安装在从动滚筒一端并由滚筒带动旋转，光源和光电池固定在光电盘两侧，光源发出的光线可通过光电盘上的孔照在光电池上。试验时，滚筒带动光电盘旋转，把持续发出的光线切割成光脉冲，从而在光电池的两极间产生电脉冲，如图3-45a所示。由于光电盘的孔数是一个定值，所以计数器所记录的电脉冲数可折算为滚筒旋转过的圈数，因此根据滚筒的圆周长，可折算得到汽车驶过的距离。显然，用单位时间内记的电脉冲数，可折算得到试验车速。

磁电式测速传感器由信号盘齿轮和磁头（感应线圈及永久磁铁）等组成，如图3-45b所示。信号盘固装在滚筒轴上，磁头固定在机架上。当信号盘随滚筒旋转时，其齿和槽依次越过固定磁头，引起磁阻的变化，感应线圈中的磁通量随之变化，使磁电传感器输出交变的感应电动势，即信号电压。显然，该脉冲信号的频率或周期可折算得到车速值。

（5）反拖装置

反拖装置用于提供原动力以驱动汽车驱动轮和传动系统运转，以测试底盘测功机滚筒系统的机械损失、汽车传动系统的机械损失及车轮在滚筒上的滚动阻力。

图3-45 测速装置

1—光源 2—圆盘 3—光电池 4—齿轮 5—感应线圈 6—永久磁铁

图3-46 反拖装置

1—反拖电动机 2—转矩计 3—滚筒 4—轮胎

反拖装置由反拖电动机、离合器及测力装置组成，如图3-46所示。反拖电动机通过离合器直接与滚筒轴连接，其转速可通过变频调速装置调节。测力装置则用于测定汽车和底盘测功机传动系统的阻力。

（6）控制系统

控制系统一般由控制柜、计算机及控制软件等组成，可实现数据采集与处理、结果输出、电涡流测功器载荷控制和其他附件控制等。

（7）其他附属装置

此外，底盘测功机还配置有举升、锁定、引导、安全、冷却风机等附属装置。