汽车底盘测功机的组成和工作原理

驱动轮输出功率或牵引力的检测俗称底盘测功机。是在滚筒试验台上进行的，一般称为底盘测功机。测功机试验台以压路机为运动路面，用加载装置模拟汽车行驶情况，测量汽车驱动轮在各种速度下的驱动功率、传动系统阻力和油耗。目前，所有的汽车检测站都使用测功机。其结构主要包括：滚轮装置、加载装置、测量装置等。

(1)滚轮装置。

支撑汽车两个驱动轮的滚轮分别为双滚轮，其结构为。滚筒通常由钢制成，并具有中空结构。辊子表面光滑、有滚花或涂层。目前有最光滑的滚筒。因为光滑的辊面摩擦系数低，所以在光滑的辊面上涂一层漆是比较理想的形式。

鼓的直径一般在186-400mm之间，随着测试速度的提高而增大。据有关资料显示，在高试验速度下，轮胎的滚动阻力往往达到传递功率的15% ~ 20%。当鼓直径过小时，长时间高速运转会使轮胎温度升高，胎面达到临界温度，导致早期损坏。因此，当试验速度达到200km/h时，滚轮的直径不应小于350 mm

(2)加载装置。

在滚筒试验台上测试汽车的性能时，需要模拟汽车在道路上行驶时的各种阻力。汽车在道路上行驶时，会遇到以下阻力：汽车传动系统

阻力、车轮滚动阻力、空气阻力和加速阻力等。汽车在试验台架上进行试验时，它所受到的阻力包括汽车传动系统的阻力、试验台架传动机构的阻力和车轮与滚轮之间的接触阻力。两者之和并不相等，前者大于后者。这样就必须要有加载装置，使试验台上的受力和路上的受力是一样的。液压、电动或机械测功机可用作转鼓试验台的加载装置和测功机。

汽车维修行业使用的滚筒试验台经常使用电涡流测功机。电涡流测功机具有测量精度高、振动小、结构简单、速度范围宽等优点。测功机主要由定子和转子组成。转子周围设有励磁线圈，转子的轴与试验台的驱动鼓相连，齿轮形转子盘在励磁线圈中转动。当励磁线圈用直流电激励时，就形成了磁场。随着齿轮形转子盘的转动，磁通量不断增加和减少，从而在定子中产生涡流。涡流在转子盘上产生制动磁场，从而对驱动滚筒产生一定的阻力矩。阻力矩吸收汽车驱动轮上的动力，并对滚轮加载。

(3)测量装置。

测量装置包括力测量装置、速度测量装置和功率指示装置。由于电涡流测功机不能直接测量汽车驱动轮的输出功率，需要测量旋转时的转速和扭矩，或者直线运动时的速度和牵引力，再换算成其功率值，所以测功机必须配有测力装置和测速装置。同时，在测试汽车的加速性能、滑行性能、油耗时，试验台必须准确指示其速度，还需要有测速装置。

力测量装置

测得的是辊轴上的扭矩，经过变换，得到作用在驱动轮上的切向力。当测功机的定子对其转子施加制动作用时，定子本身受到大小相等方向相反的反作用力矩。由于定子可以摆动，扭矩通过一定长度的杠杆臂从定子传递到测力装置，然后由仪表指示其数值。测力装置包括液压测力装置、机械测力装置和电力测力装置。

汽车的功率是不能用测功机直接测出来的，但是可以根据测得的扭矩和对应的速度计算出来。另外，汽车的速度也需要根据转速进行换算。一般来说，速度测量装置是电气的，由一个测速发电机和一个毫伏电压表组成。毫伏电压表的刻度为r/min和km/h，DC发生器的电压与转速成正比的测速装置，精度在2%左右，易受温度影响。然而，使用交流发电机电压的速度测量装置具有大约1%的高精度，其被广泛使用。

功率标度测力计的指示值多为牛顿单位力，即汽车驱动轮上的牵引力。此时，根据牵引力及其对应的速度计算出汽车驱动轮的功率。

(5)辅助设备

拿起

为了便于被测车辆进出底盘测功机，在主滚轮和辅助滚轮之间安装了升降装置。提升装置有气动、液压和电动三种，其中气动提升装置较为常见。

冷空气装置

底盘测功机一般在车前到散热器处装有移动式冷却装置，以加强汽车测试时发动机的冷却。

底盘测功机的工作原理

以电涡流底盘测功机为例，说明驱动轮输出功率的检测原理。

测量功率时，将汽车驱动轮置于滚筒之间，汽车驱动轮带动滚筒转动。与转子试验台的驱动鼓相连，此时转子也转动。与转子同轴的浮动定子装有励磁绕组。当没有电流流过励磁绕组时，转子不受制动转矩的影响。

当励磁绕组通直流电时，产生磁场，转子切割磁力线，感应出涡流。涡流与励磁线圈磁场的相互作用使转子以一定的制动力矩旋转。汽车驱动轮通过滚子带动转子转动时，需要克服这种涡流制动力矩，消耗能量。通过调节励磁线圈的电流，可以改变磁场和涡流的强度，从而改变驱动轮的负载。

当测功机转鼓稳定转动，励磁线圈通上一定电流时，加载转鼓的制动力矩等于驱动轮对转鼓的驱动力矩。根据作用力和反作用力原理，测功机定子绕主轴摆动的电扭矩等于其制动扭矩。

因此，只要测量定子承受的电磁转矩，就可以得到驱动轮对滚筒的驱动转矩。定子所承受的电磁转矩的测量可以通过具有一定长度的测力计和安装在其端部下方的驱动力传感器来进行。测力时，作用在定子上的电磁光力矩使浮壳绕主轴摆动，带动测力杠杆作用在其传感器上，输出电信号。

很明显，力和杠杆长度的乘积就是定子上电磁转矩的值，也就是驱动轮对卷筒的驱动转矩。当转子被滚筒带动旋转时，由于转子的外圆加工有均匀分布的齿和槽，通过齿顶和槽的磁通呈周期性变化，从而可以得到滚筒的转速信号。将底盘输出功率(kW)、驱动力(N)和车速(km/h)的测量值同时输入计算机系统进行处理和运算后即可显示出来。

通过改变电涡流测功机的负载，可以模拟汽车在道路上行驶的各种阻力，从而测量各种速度下驱动轮的输出功率和驱动力。但在实际测试中，汽车发动机在稳定转速下的最大功率点和最大扭矩点所对应的汽车底盘输出功率和驱动力是应用最广泛的，因为它们可以用来评价汽车和发动机的动力性能。