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如何界定測功機技術的領先能力

已被閱讀：3712次作者：測功機生產(chǎn)者

      近年來，隨著我國汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車在居民生活得到了越來越廣泛的應用，同時，汽車所帶來的環(huán)境污染問題也得到了大家廣泛的關注。為了改善人們的生活環(huán)境，降低由于汽車增加而帶來的環(huán)境污染問題，世界各國都開始頒布和實施更加嚴格的機動車排放法規(guī)，借此來規(guī)范機動車行業(yè)的秩序，限制排放達不到標準的車輛的生產(chǎn)，以此來減少汽車尾氣對環(huán)境的污染。

      技術的發(fā)展緩慢，在上世紀６０年代我國才開始真對發(fā)動機測試技術進行研究。到了７０年代，在交通部的大力扶持下，我國開始了檢測設備的研究與開發(fā)，并取得了一些成果，能夠對發(fā)動機的動力性、供油系統(tǒng)的油壓等方面進行測試；８０年代是我國經(jīng)濟及科學技術迅猛發(fā)展的年代，在這期間發(fā)動機及汽車測試技術也得到了相應的發(fā)展與提高，促進了發(fā)動機測試臺架的誕生，并飛速發(fā)展。到目前為此，我國已經(jīng)打破了發(fā)動機及汽車測試設備由國外壟斷的現(xiàn)象，部分企業(yè)能夠自主研發(fā)和生產(chǎn)大型、復雜的測試設備如汽車底盤測功機、發(fā)動機綜合分析儀、四輪定位儀、懸掛檢測臺、制動檢測臺、排氣分析儀、燈光檢測儀等。為了對內燃機進行測試及評定，測試系統(tǒng)需要能夠對發(fā)動機的主要技術參數(shù)進行測試記錄，如發(fā)動機的轉矩、轉速、油耗等，同時要保證試驗系統(tǒng)的安全性還需對水溫、機油濕度進行測試。

      將所測得的內燃機工作過程信息進行記錄、分析、計算并形成可視化的圖形及表格以便對其進行評定：發(fā)動機測試設備的設計和開發(fā)過程存在很多困難：發(fā)動機需要測量參數(shù)較多，同時在試驗中使用的數(shù)據(jù)接口和傳感器類型也各不相同，這使發(fā)動機測試系第一章緒論統(tǒng)中硬件系統(tǒng)的建立存在困難；此外，發(fā)動機試驗一般是在高溫、高噪聲及高電磁干擾的環(huán)境下進行的，這對數(shù)據(jù)的采集及測量有很大的干擾，使的測量精度和穩(wěn)定性下降；此外，結構簡單、功能單一的測功機以不足現(xiàn)在人們對測試設備的需求，設計開發(fā)時沒有考慮與計算機連接問題，使得試驗數(shù)據(jù)的采集、處理過程都是由人‘Ｔ完成，這在一定程度上增加了作量，同時也加大了試驗難度。隨著計算機技術與電子技術的迅猛發(fā)展，計算機在發(fā)動機測控系統(tǒng)中得到了廣泛的應用，并最終成為發(fā)動機測試系統(tǒng)的核心，推動了發(fā)動機測試系統(tǒng)進入到自動化時代。測功機的分類發(fā)動機測試臺架是發(fā)動機性能試驗中的重要設備，而發(fā)動機測試臺架中的一個重要組成部分是測功機。利用發(fā)動機測試臺架對發(fā)動機功率、負荷、發(fā)動機轉速、轉矩等特性進行測試，同時，在測量發(fā)動機排放時也必須在發(fā)動機測試臺架上進行。

      只有性能優(yōu)良的發(fā)動機測試系統(tǒng)才能準確的測出發(fā)動機的真實性能，所以不論是為了實際生產(chǎn)還是為了科學研究都需要對發(fā)動機臺架測試系統(tǒng)進行深入的研究。目前，對于汽車發(fā)動機的檢測有實際測試和臺試測試兩種檢測方式。所謂實際測試，其測試過程足在整：午＝上進行，即以汽車作為測試目標？這種測試方法能夠更加準確的測量出發(fā)動機在實際工作中的性能，但其測量方法對測試設備的安裝難度較大，試驗臺成本較高，且測量的發(fā)動機參數(shù)有限，所以使用的范圍有限。臺試測試則是在試驗臺架上對發(fā)動機進行檢測的，它具有搭建方便、可測參數(shù)多的特性，測功機試驗臺架足最常用的臺試設備【４】。為了更好的發(fā)揮測功機試驗臺架的性能，許多企業(yè)與科研機構不斷的對發(fā)動機測控系統(tǒng)進行深入的設計與研究，并取得了一定的成果。根據(jù)功率傳遞介質的不同，目前的測功機可分為三大類：水力型測功機、電渦流型測功機和電力型測功機。

１、水力測功機：在早期的臺架試驗中，水力測功機因其性能穩(wěn)定、造價低廉的特點而被廣泛的使用。由于水力測功機的制動介質是水，在工作狀態(tài)下，水起到聯(lián)機作用，并對旋轉的轉子產(chǎn)生沖擊、摩擦阻力，以達到吸收發(fā)動機功率的目的。對于沒功機功率的調節(jié)也是通過控制進水量來實現(xiàn)的。由于水力測功機自身結構原因，造成其控制精度低，且響應速度慢，有嚴重的滯后現(xiàn)象，不適合于發(fā)動機的動態(tài)測量。

２、電渦流測功機：該測功機將吸收來的功率轉化成電渦流，并利用渦電流效應將其轉換成熱能，經(jīng)由窄氣或水將這些氣量消耗掉。常見的電渦流型測功機與水力測功機相比具有動態(tài)響應速度快的特點，且造價適中，其應用范圍廣泛。其轉矩由轉子盤產(chǎn)生的電渦流與外磁場相互作用產(chǎn)生的，并通過調節(jié)勵磁線圈中電流的大小米改變阻力矩。由于電渦流型測功機在正常Ｔ作時發(fā)熱量很大， ‘需要用水進行冷卻，而冷卻水循環(huán)系統(tǒng)自身存在很多缺陷如管路鋪設、水垢清除等，這也在一定程度上限制了電渦流測功機使用。

３、電力測功機：測功機作為負載使用時，將機械能轉換為電能，此時的測功機相當于發(fā)電機；當測功機處于電動狀態(tài)時，反拖發(fā)動機轉動并輸出功率。現(xiàn)在的電力電子控制技術Ｉ一分的成熟，所以能夠輕松的實現(xiàn)對發(fā)動機真實工作狀；兌的模擬。電力測功機又可分為直流電力測功機和交流電力測功機兩種，它們最大的優(yōu)點就在于工作平穩(wěn)，能夠穩(wěn)定的輸出轉矩，測試精度高且使用方便。對于直流測功機的研究起步較早，技術相對比較成熟，但由于直流電機存在高轉速時換向困難的問題限制了直流電機的發(fā)展。而交流電機相對于直流電機價格比較便宜，并且在高速時不存在換向的問題所以得到了廣泛的應用。

      近幾年來隨著交流電機的調速控制技術的逐漸完善，交流測功機在工作時可作為發(fā)電機使用，極大的節(jié)約了能源，使的交流電力測功機得到越來越多人的認可。交流電力測功機試驗臺架由交流測功機輸出轉矩來模擬發(fā)動機實際工作中所受到的逆轉矩，以滿足發(fā)動機檢測試驗的負載條件：同時試驗臺架還包括很多試驗檢測設施，用于發(fā)動機轉速、轉矩、溫度、油耗和壓力等的測量。本課題是利用交流測功機成本低、工作平穩(wěn)、控制精確方便等特點，開發(fā)一套能夠實現(xiàn)ＥＴＣ測試循環(huán)的發(fā)動機測試臺架。從硬件功能上看，該系統(tǒng)由三部分組成：發(fā)動機控制系統(tǒng)、測功機系統(tǒng)、測量采集系統(tǒng)。與其它測功機沒有區(qū)別，但其主要特點是能夠實現(xiàn)對發(fā)動機的瞬態(tài)控制。所以在測功機的選擇上及發(fā)動機轉速與轉矩的控制上要求更高。臺架試驗中測量設備有轉速傳感器、扭矩傳感器等，這些檢測元件和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共同構成了測量系統(tǒng)：測量系統(tǒng)的主要功能是對被測發(fā)動機的各項試驗參數(shù)進行測量，并對測量數(shù)據(jù)進行處理以及記錄，同時４５與控制有關的數(shù)據(jù)信號反饋給控制系統(tǒng)，從而形成閉環(huán)控制。測功機系統(tǒng)的主要部件是測功機，它能夠模擬發(fā)動機在實際車輛上工作時所受到的逆轉矩，測功機通過連接機構（聯(lián)軸器）將施加逆轉矩旋加在發(fā)動機的輸出軸上，從而為被測發(fā)動機提供負載轉矩，這也是發(fā)動機能夠脫離車輛而進行獨立測試的主要原因。因此，測功機的性能及控制策略直接決定著發(fā)動機測試試驗的內容與測試精度，這也是發(fā)動機測控系統(tǒng)中最為關鍵的部分。