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文檔簡介
交通運輸行業標準
汽車底盤測功機
(征求意見稿)
編制說明
標準起草組
2019年6月20日
一、工作簡況
(一)任務來源
汽車動力性代表了汽車行駛可發揮的能力,是汽車各種性能中最基本、最重
要的性能之一。汽車固有動力性在使用過程不是恒定不變的,隨著運行過程中零
部件的磨損、老化等,其逐漸衰退,直至喪失工作能力。因此,動力性衰退是汽
車技術狀況變差的征兆。GB7258《機動車安全運行技術條件》和GB18565《道
路運輸車輛綜合性能要求和檢驗方法》對汽車動力性提出了明確要求。
道路運輸主管部門依據GB18565《道路運輸車輛綜合性能要求和檢驗方法》
對營運車輛進行年審,并根據檢驗結果核發道路運輸證。凡達不到規定動力性和
燃料經濟性要求的車輛不得從事道路運輸經營。因此,汽車底盤測功機是道路運
輸車輛年審的重要設備,也是政府主管部門依據相關法律、法規履行管理職責的
物質基礎。
目前,在應用領域,汽車底盤測功機是汽車綜合性能檢驗機構的必備設備。
在生產領域,我國有汽車底盤測功機以及不解體檢測設備生產企業和聯網單位近
百家。隨著底盤測功機在汽車維修檢測領域的廣泛應用,以及檢測新技術、新工
藝的不斷發展,在設備功能、示值誤差和控制誤差等方面,現行標準在一定程度
上已不適應汽車動力性和油耗檢測的需求。為加強產品的技術水平和產品質量管
理,提升市場競爭力,引導用戶選用優質產品,限制劣質產品的生產,使本標準
更好地為政府管理法規和GB18565《道路運輸車輛綜合性能要求和檢驗方法》
服務,規范產品設計與生產,確保機動車檢驗檢測機構檢測結果的科學性、公正
性和準確性,對現行標準在技術內容上作出相應的補充與修改是必要的。
根據2018年交通運輸標準化計劃《交通運輸部關于下達2018年交通運輸標
準化計劃的通知》(交科技函〔2018〕235號)的安排,由交通運輸部公路科學
研究院等單位承擔交通運輸行業標準《汽車底盤測功機》(計劃號JT2018-73)
的修訂工作。
(二)協作單位
本標準由交通運輸部公路科學研究院、成都成保股份發展有限公司牽頭起草。
參加標準起草的單位有:深圳市安車檢測股份有限公司、石家莊華燕交通科技有
1
限公司、浙江江興汽車檢測設備有限公司、山東新凌志檢測技術有限公司、深圳
市康士柏實業有限公司、合肥市強科達科技開發有限公司、中國測試技術研究院、
廈門市計量檢定測試院、南通市汽車綜合性能檢測中心等。
(三)主要工作過程
2018年04月~2018年05月,成立標準起草組;
2018年05月15日~18日,在山東泰安召開標準修訂啟動會,初步確定標
準修訂內容、時間進度、試驗驗證項目及試驗分工;
2018年07月~09月,在成都成保股份發展有限公司、深圳市安車檢測股份
有限公司、石家莊華燕交通科技有限公司、山東新凌志檢測技術有限公司、浙江
江興汽車檢測設備有限公司等單位開展標準調研及試驗工作;
2018年9月,編寫完成標準征求意見稿(初稿);
2018年10月,在成都召開標準征求意見稿(初稿)研討會;
2019年3-4月,編寫完成標準征求意見稿及編制說明,在公路院汽運中心
進行內審;
2019年6月,交通運輸標準化信息平臺、標委會、相關行業主管部門、協
會以及生產、使用、管理、科研和檢測等單位征求意見。
(四)主要起草人及其所做的工作
仝曉平、劉元鵬、高建國、敬天龍、羅文博、邸建輝、唐向臣、徐益東、
李振、王平、張浩、楊華西、江濤、張強、宗成強、區傳金等。其中:
序號姓名單位具體承擔工作
1仝曉平交通運輸部公路科學研究院
負責標準修訂的組織實施工
2劉元鵬交通運輸部公路科學研究院
作,以及標準修訂的編寫工作
3高建國成都成保股份發展有限公司
負責相關試驗驗證組織實施工
4敬天龍深圳市安車檢測股份有限公司作,以及試驗報告的編寫工作,
并參與標準修訂的編寫工作
負責本標準與計量檢定規程相
5羅文博中國測試技術研究院
關技術內容的協調、銜接工作
6邸建輝石家莊華燕交通科技有限公司負責相關試驗驗證組織實施工
作,以及試驗報告的編寫工作,
并參與標準修訂的編寫工作
7唐向臣山東新凌志檢測技術有限公司
2
序號姓名單位具體承擔工作
8徐益東浙江江興汽車檢測設備有限公司
9李振深圳市康士柏實業有限公司
10王平交通運輸部公路科學研究院
11張浩交通運輸部公路科學研究院
12楊華西合肥市強科達科技開發有限公司
負責本標準與計量檢定規程相
13江濤廈門市計量檢定測試院
關技術內容的協調、銜接工作
14張強南通市汽車綜合性能檢測中心
15宗成強交通運輸部公路科學研究院參與標準修訂的編寫工作
16區傳金交通運輸部公路科學研究院
二、標準編制原則和確定標準主要內容的論據
(一)標準編制原則
本標準編制原則如下:
1.體現指導性、方法性的基本思路,充分考慮技術發展的最新水平,強化產
品質量,提升市場競爭力,促進行業發展和技術進步;
2.解決相關標準法規以及行業管理的需求,規范產品設計與生產,確保機動
車檢驗檢測機構檢測結果的科學性、公正性和準確性;
3.充分考慮現有技術水平以及使用現狀,技術內容科學、合理,可操作,有
利于指導產品的設計與生產;
4.本標準與計量檢定規程有所差異,但在計量性能指標方面應與現行計量檢
定規程以及相關標準協調統一;
5.根據底盤測功機的結構形式、工作原理、使用特點以及技術發展現狀和檢
測需求,確定標準的適用范圍、性能參數、技術指標和技術要求。
在本標準修訂過程中,主要參考了以下文獻:
《測功裝置》計量檢定規程(JJG653-2003);
《道路運輸車輛綜合性能要求和檢驗方法》(GB18565-2016);
《汽車排氣污染物檢測用底盤測功機校準規范》(JJF1221-2009)
《汽油車穩態工況法排氣污染物測量設備技術要求》(HJ/T291-2005)
3
《柴油車加載減速工況法排氣煙度測量設備技術要求》(HJ/T292-2005)
《汽油車污染物排放限值及測量方法(雙怠速法及簡易工況法)》(GB
18285-2018)
《柴油車污染物排放限值及測量方法(自由加速法及加載減速法)》(GB
3847-2018)
(二)確定標準主要內容的論據
1.標準名稱
本標準名稱無修改。
2.標準構架
本標準分為:范圍、規范性引用文件、術語和定義、分類與型號、技術要求、
試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸和儲存,共8章。
本標準與JT/T445-2008相比,除編輯性修改外,主要技術變化如下:
——增加了“基本慣量”的術語和定義(見3.6);
——刪除了“額定吸收功率”、“慣量模擬裝置”的術語和定義(見第3章,
2008年版的第3章);
——修改了“型號”表示方法(見4.2,2008年版的第5章);
——修改了“環境適應性”的要求(見5.1.1,2008年版的7.1.1);
——修改了“檢驗能力”的要求(見5.1.2,2008年版的7.1.2);
——修改了“功能要求”(見5.1.3,2008年版的第6章);
——修改了“三軸式測功機滾筒中心距”的要求(見5.3.3.2,見2008年版
的7.3.3.2);
——修改了“滾筒同步精度”的要求(見5.3.8,2008年版附錄A的A.1.2);
——增加了“主滾筒表面附著系數”的要求(見5.3.9,2008年版的7.3.8);
——增加了“功率吸收裝置”的要求(見5.4.2);
——修改了“舉升裝置承載面高度”的要求(見5.6.1,2008年版的7.6.1);
——增加了用于測量內部損耗的“反拖裝置”的要求(見5.7);
——刪除了“用于汽車傳動系阻力檢測反拖裝置”的要求(見5.7.1,2008
年版的7.7.2);
4
——增加了“基本慣量”的要求,刪除了“慣量模擬裝置”的要求(見5.8,
2008年版的7.8);
——修改了“顯示分度值”和“顯示分辨力”的要求(見5.9.1、5.9.2,2008
年版的表3);
——增加了“顯示界面”的要求(見5.9.6.1);
——修改了“數據采集”的要求(見5.9.6.2,2008年版的7.9.2.1);
——修改了“采樣頻率”的要求(見5.9.6.1、5.9.6.2,2008年版的7.9.2.1);
——增加了“內部損耗功率檢測能力”的要求(見5.9.7.1);
——刪除了“阻滯力補償”的要求(見2008年版的7.9.6.2);
——修改了“控制誤差”和“控制穩定時間”的要求(見5.10.2、5.10.3,
2008年版的7.10.2、7.10.3);
——增加和修改了試驗方法(見第6章,2008年版的第8章)。
3.范圍
本標準基本保留了原標準的適用范圍:本標準規定了汽車底盤測功機的分類
與型號、技術要求、試驗方法、檢驗規則以及標志、包裝、運輸和儲存等要求。
本標準適用于以電渦流機為功率吸收裝置的滾筒式汽車底盤測功機的設計、
生產、檢測和使用,其它型式的底盤測功機可參照執行。
本標準適用范圍無限制性。
4.規范性引用文件
本標準增加了“GB/T13384機電產品包裝通用技術條件”引用文件。除此,
無其他需要特殊說明的事項。
5.術語和定義
本標準是用于指導底盤測功機產品設計和生產的產品標準,其中涉及到諸多
專業名詞術語,為規范設計生產和便于對標準的理解,2008版標準給出了“汽
車底盤測功機、額定承載質量、額定吸收扭矩、額定吸收功率、主滾筒、功率吸
收裝置、慣量模擬裝置、當量慣量、恒速控制方式、恒力控制方式、內部損耗功
率和熱衰退率”等12個術語術語和定義。
5
本標準的技術要求中不再涉及“額定吸收功率、慣量模擬裝置”等術語,故
予以刪除。由于汽車尾氣檢測用底盤測功機對“基本慣量”有具體要求,本標準
增加了該術語和定義。
本標準無在其他標準中定義過的術語。
6.分類與型號(第4章)
任何產品均有分類和型號,分類與型號是產品的外在特征標示。本標準所規
定的汽車側滑檢驗臺分類方法與型號命名方法主要基于如下考慮:
(1)關于分類(4.1)
汽車底盤測功機(以下簡稱測功機)是用于汽車動力性檢測和試驗的設備,
也可用于汽車排放檢測。使用時,汽車驅動輪的負荷作用其上。因此,測功機應
具備足夠的結構強度和剛度,確保產品的使用可靠性和測量準確性。
滾筒反力式制動檢驗臺、汽車側滑檢驗臺、汽車車速表檢驗臺、汽車檢測用
軸輪重儀等汽車不解體檢測設備均以臺架能夠承受的汽車軸質量(額定承載質量)
進行分類,測功機仍然遵循這一分類方法:
按額定承載質量和滾筒組合形式分類,測功機分為3t、10t和13t三個級別,
分別對應雙軸式和三軸式滾筒組合形式。
(2)關于型號命名(4.2)
測功機的型號命名應能反映多元化的產品特征,包括生產企業、產品名稱、
規格型號等信息。本標準對原標準的型號命名方法進行了修改,并做出示例說明。
本標準規定的測功機型號命名方法為:企業名稱代碼+產品代號+功率吸收裝
置冷卻方式(F-風冷;S-水冷;Y-油冷)+額定承載質量(用兩位阿拉伯數字表
示)+改進序列號(用大寫英文字母A、B、C……表示)。
7.技術要求(第5章)
(1)基本要求(5.1)
基本要求主要包括環境適應性、檢測能力和功能要求。
①環境適應性(5.1.1)
我國幅員遼闊,南、北方氣候條件差異明顯,機電類檢測產品的環境適應能
力會對檢驗檢測結果產生影響。汽車不解體檢測設備的使用場所及其工作環境主
要包括環境溫度、環境濕度和供電電壓等,因此,需對環境適應能力提出要求。
6
汽車不解體檢測設備是在半封閉常溫環境條件下使用,因此,測功機的環境
適應性要求與滾筒反力式制動臺、汽車車速表檢驗臺、汽車檢測用軸輪重儀和汽
車前照燈檢測儀等產品保持一致,在以下環境條件下,底盤測功機應能正常工作:
a)溫度:-10℃~40℃;
b)相對濕度:不大于85%;
c)工作電壓:AC198V~242V,AC342V~418V,49Hz~51Hz;
d)工作現場的電磁干擾應對測試結果無影響。
②檢測能力(5.1.2)
測功機模擬汽車道路行駛的能力,取決于功率吸收裝置的加載能力和測試速
度。選配風冷式電渦流機作為功率吸收裝置時,需考慮熱衰退效應,應采取“過
盈”匹配,防止因熱衰退造成檢測能力下降。電渦流機是以額定吸收扭矩作為“檢
測能力”技術指標,可間接反映電渦流機的功率吸收能力。
2008版標準采用額定吸收功率表征測功機的檢測能力,也明確了額定吸收
功率是風冷式電渦流機冷態時的最大吸收功率。由于扭力與速度決定功率,測功
機的額定吸收功率也可理解為最大吸收扭矩與最高測試車速的乘積。
在汽車動力性臺架檢測中,測功機的作用是向被測車輛的驅動車輪施加與驅
動力方向相反的加載力,且功率吸收裝置是以額定吸收扭矩作為“能力”技術指
標,為了直接反映測功機檢測能力的大小,本標準修改了“檢測能力”指標,采
用“額定吸收扭矩”和“最高測試車速”表征測功機的檢測能力。具體如下:
表2.1測功機檢測能力
額定承載質量3t10t13t
額定吸收扭矩≥1600N.m≥2500N.m≥5000N.m
最高測試車速≥130km/h≥130km/h≥130km/h
③功能要求(5.1.3)
測功機的應用領域可分為:汽車檢測技術應用,如汽車動力性檢測;環境保
護,如汽車排氣污染物檢測和油耗檢測;實驗室內模擬道路行駛的臺架試驗研究
和汽車制造廠汽車定型試驗。不同的應用場合,測功機的功能、配置、甚至結構
形式不盡相同。對于通用型測功機而言,汽車動力性的檢測是最基本的功能,因
此,本標準將汽車驅動輪輸出功率和輸出扭矩、車速表誤差和里程表誤差規定為
測功機的基本功能,汽車油耗檢測、汽車排氣污染物檢測和傳動系阻力檢測定義
7
為測功機的擴展功能。由于原標準“擴展功能”中的“汽車加速性能”和“滑行
性能”檢測需要精準的慣量匹配,目前技術上難以實現,故在本標準中予以刪除。
需要說明的是,部分擴展功能需要其他軟、硬件支持,如傳動系阻力測試配備大
功率反拖裝置等,可由設備使用者在選購時提出具體要求。
(2)臺體(5.2)
在測功機應用中,小到幾百公斤的微型車,大到十幾噸乃至幾十噸的重型車
都要上臺架進行檢測,這就要求臺體應具備足夠的強度和剛度。臺體和滾筒軸頸
的變形以及軸承的碎裂,會使測功機損耗功率和振動增大,直接影響測試結果的
準確性。因此,臺體框架、滾筒及軸徑、軸承等不得有不可恢復的變形和破損。
此外,測功機整機質量較大,在設計上應考慮便于搬運、安裝。
綜上,本標準保留了原標準的要求:測功機臺體應具有承載標稱額定承載
質量的能力;測功機臺體應有用于安裝的起吊掛鉤裝置。
(3)滾筒(5.3)
本標準保留了原標準的滾筒直徑、滾筒直徑差、滾筒中心距、滾筒表面徑向
圓跳動、滾筒平行度、滾筒動平衡精度等要求。由于功率吸收裝置加載時,汽車
驅動輪的驅動力與加載力方向相反,提高主滾筒表面附著系數可有效減輕車輪與
滾筒之間的滑移,故增加了主滾筒表面附著系數的要求。考慮到測功機內阻檢測,
本標準還增加了滾筒同步性要求,同時刪除了滾筒啟動力矩的要求。
①主滾筒直徑(5.3.1)
制造優良且經過嚴格校準的測功機,功率測量結果與滾筒直徑大小無明顯關
系,只有在輪胎直徑與滾筒直徑之比足夠大時,測試結果才會產生明顯差異,這
也許就是國內、外測功機滾筒直徑取值范圍取200mm~530mm的主要原因,我們
的驗證試驗也證明了這一點。
適當減小滾筒直徑可提高速度恒定時的滾筒轉速,對改善功率吸收裝置的低
速工作特性有利,可提高控制系統的控制精度和穩定性,同時降低生產成本。2008
版標準中,按測功機的噸位等級給出滾筒直徑的推薦值,以此引導測功機的結構
標準化。經過十年的應用實踐,絕大部分在產、在售或在用的測功機滾筒直徑均
已采用了2008版標準中的推薦值。基于此,本次修訂將滾筒直徑推薦值修改為
規定值。測功機的滾筒直徑應符合以下要求:
8
a)3t:(218±2)mm;
b)10t:(320±2)mm;
c)13t:(370~530)mm。
②主滾筒直徑差(5.3.2)
測功機測試結果的準確性取決于力和速度的測量精度。一般情況下,在功率
計算時,計算機軟件中輸入滾筒直徑是標稱直徑,并以此計算滾筒表面線速度,
而實際加工完成后的滾筒直徑與滾筒標稱直徑存在公差,此公差越小,測得的結
果越準確,反之則誤差增大。因此,為保證測試結果的準確性,應控制滾筒直徑
的加工精度。本標準規定了主滾筒直徑的實際測量值與標稱值之間的公差,同時
規定了主滾筒之間的直徑差。由于速度傳感器與主滾筒關聯,從動滾筒直徑偏差
不會對速度測量產生影響,因此,本標準未對從動滾筒直徑提出公差要求。
本標準保留了原標準的內容:
每側主滾筒長度方向二分之一處和距滾筒兩端面30mm處的直徑差應不超過
±0.2mm,其平均值與滾筒標稱直徑差應不超過±0.2mm,左、右兩側主滾筒的
平均直徑差應不超過±0.2mm。
③滾筒中心距(5.3.3)
本標準修改了3t測功機滾筒中心距允許誤差,與《汽油車穩態工況法排氣
污染物測量設備技術要求》(HJ/T291)的要求保持一致,具體如下:
3t:A=(620+D)×sin31.5°誤差-6.5mm~12.7mm
對于三軸式測功機,為防止雙后驅車輪與測功機進車臺面發生干涉,依據
《柴油車污染物排放限值及測量方法(自由加速法及加載減速法)》(GB
3847-2018),將“第一軸滾筒和第二軸滾筒軸心連線的中點與第三軸滾筒軸心
的距離(L)”修改為“第1軸滾筒和第2軸滾筒軸心連線的中點與第3軸滾筒
軸心的距離應能保證雙后驅軸距在1170mm~1520mm范圍內,最后軸的驅動輪不
與進車引板發生干涉”。
④滾筒表面徑向圓跳動量(5.3.4)
該要求的目的是控制滾筒加工精度,減小測功機高速運行時滾筒表面徑向圓
跳動量導致的振動,提高測試精度。
本標準保留了原標準的內容。
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⑤滾筒平行度(5.3.5)
測功機主、從動滾筒的平行度反映測功機的加工質量和裝配質量。滾筒不平
行會使測試車輛側向滑移。
本標準保留了原標準的內容。
⑥滾筒高度差(5.3.6)
測功機在加工、焊接以及裝配時產生過大的滾筒高度差和滾筒間的高度差,
會導致測試車輛側向移動。
對于兩軸式測功機(5.3.6.1),本標準規定了每個滾筒上母線的高度差以
及各個滾筒之間的上母線的高度差。
對于三軸式測功機(5.3.6.2),2008版標準規定了“第3軸滾筒應低于第
1、2軸滾筒”,其夾角和高度差均需滿足要求。在《柴油車加載減速工況法排
氣煙度測量設備技術要求》(HJ/T292)4.6.9中,對第一滾筒的中心和第二
滾筒中心連線中點與第三滾筒中心連線的傾角提出了要求,本標準與其HJ/T292
保持一致。
⑦滾筒平衡品質(5.3.7)
滾筒平衡精度直接影響測功機的測試性能。在測功機高速運轉時,滾筒動平
衡精度不良會使臺體產生振動,并作用于測力傳感器上,使力信號產生疊加,從
而影響測量結果。
本標準保留了原標準的內容。
⑧滾筒同步裝置(5.3.8)
滾筒同步裝置是主動滾筒與從動滾筒之間的傳動連接裝置,主要采用橡膠帶
或鏈條制成,其作用是在測量測功機臺體內部內部損耗時,保證所有旋轉部件在
反拖電機驅動下同步旋轉。
本標準參照了GB3847和GB18285的要求,規定:
測功機的所有滾筒應同步轉動,速比為1:1,同步精度為±0.3km/h。需要
說明的是,本標準規定的滾筒同步精度為±0.3km/h,嚴于GB3847和GB18285
規定的±0.5km/h要求。
⑨主滾筒表面附著系數(5.3.9)
由于功率吸收裝置加載時,汽車驅動輪的驅動力與加載力方向相反,提高主
10
滾筒表面附著系數可有效減輕車輪與滾筒之間的滑移。2008版標準規定滾筒表
面應采用增加其表面附著系數的處理工藝,未規定附著系數。本次修訂對主滾筒
表面附著系數提出了定量要求,參照GB/T13564《滾筒反力式汽車制動檢驗臺》
相同,附著系數不低于0.70。
關于滾筒啟動力矩:
原標準規定了滾筒啟動力矩要求,以判斷設備內損情況的變化。鑒于本標準
規定測功機應配備測試“內部損耗”的反拖裝置,滾筒啟動力矩要求成予以取消。
與滾筒啟動力矩相比較,采用反拖裝置檢測臺架內部損耗,更加科學、直觀、方
便。
需要特別說明的,采用反拖裝置檢測測功機內部損耗方法,與HJ/T291《汽
油車穩態工況法排氣污染物測量設備技術要求》及HJ/T292《柴油車加載減速
工況法排氣煙度測量設備技術要求》的要求一致。
(4)功率吸收裝置(5.4)
功率吸收裝置是測功機的核心部件,主要有電力、水利和電渦流三種方式。
一般情況下,汽車動力性能和排放污染物檢測所使用的測功機均是電渦流測功。
電渦流機分為水冷、風冷和油冷等冷卻形式,由于水冷電渦流機成本高、配套設
施復雜,加上氣候環境、水質條件的限制,國、內外汽車測功機多使用風冷式電
渦流作為功率吸收裝置。
基于能量守衡,電渦流機是把汽車驅動輪的動能轉化為渦電流的電能進而以
熱量的形式被消耗掉。因此,電渦流機在工作時會產生巨大的熱量,水冷式電渦
流機由水帶走熱量,而風冷式電渦流受冷卻效率的制約,長時間工作時會產生熱
衰退效應,使得功率吸收能力下降。基于此,本標準借鑒德國產品,通過“熱衰
退率”指標來控制并改善風冷式電渦流機由于熱衰退對測試能力造成的影響
(5.4.1),使之滿足使用要求。
對風冷式電渦流機而言,轉子的散熱能力和控制轉子熱變形已成為轉子結構
設計的關鍵,也是風冷式電渦流機的核心技術之一。在測功機運轉時,功率吸收
裝置的轉子(包括冷卻葉輪)動平衡精度不良會加劇臺體的振動,振動所產生的
外力作用于測力傳感器上,從而影響測量結果的準確性。
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基于上述,本標準保留了原標準的內容,考慮到測試車輛驅動輪在加載力作
用下的“前行”趨勢,增加了“功率吸收裝置安裝位置”要求(5.4.2):功率
吸收裝置應與第一軸滾筒同軸相連聯。對于采用多個功率吸收裝置的三軸式測功
機,功率吸收裝置應與第一軸或第三軸滾筒同軸相連聯。
本標準保留了功率吸收裝置的轉動平衡品質的要求(5.4.3)。
(5)安全裝置(5.5)
測功機安全裝置主要包括側向限位裝置和系留裝置,本標準保留了原標準的
要求。
(6)舉升裝置(5.6)
本標準修改了舉升裝置“承載面高度”要求,主要基于受檢車輛駛入和駛離
測功機時,盡可能減小車輪對臺體沖擊,從實際運用和結構設計來看,規定高度
差的下限值即可,沒有必要設定上限值。故本標準規定:
舉升裝置應能保證車輛平穩駛入和駛離測功機。在舉升狀態下,其承載面應
不低于滾筒上母線20mm。
舉升裝置的其他要求保留了原標準內容。
(7)反拖裝置(5.7)
測功機的反拖裝置不僅是汽車傳動系阻力測試的驅動裝置,同時也是通過滑
行法測量測功機內部損耗功率的驅動裝置,區別在于前者所需電機功率較大(約
100kW),后者所需電機功率較小(約7.5kW)。由于測功機臺體旋轉部件和電
渦流機風阻所產生的功率損耗客觀存在,隨著測功機使用年限的增加,其內在損
耗功率還將增大,使得在汽車動力性測試中產生較大的誤差,尤其以微型車和小
功率車輛為甚。鑒于此,修訂標準規定在動力性檢測時應進行功率補償。
本標準要求“測功機應配備測量內部損耗的反拖裝置”(小反拖),而非汽
車傳動系阻力測試的驅動裝置(大反拖)。需要說明的是,在本標準中,汽車傳
動系阻力檢測為擴展功能。為了與HJ/T291、HJ/T292等相關標準保持一致,
本標準還增加了電機調速控制要求,具體如下:
測功機應配備用于測量內部損耗的反拖裝置,并具有將滾筒表面線速度拖動
至96km/h以上的能力。反拖電動機應采用調速控制。
(8)基本慣量(5.8)
12
采用脫檔滑行檢測車輛滑行性能需要慣量模擬,而機械模擬受到結構、成本
等因素的限制,模擬誤差較大,而且要做到覆蓋整個車系的精確模擬難以實現。
電慣量模擬雖能夠精確模擬,但技術復雜、制造成本高,目前只限于實驗室用于
特殊測試、試驗和研究,還不具備在推廣使用的條件。
綜上,本標準取消了測功機的汽車滑行性能檢測功能,刪除了汽車滑行試驗
的慣量模擬裝置的相應條款,只保留具有排氣污染物檢測功能測功機的基本慣量
要求,并將“慣量模擬裝置”修改為“基本慣量”,具體要求為:
具有排放污染物檢測功能的測功機,基本慣量應符合HJ/T291、HJ/T292
的要求,并在產品銘牌中標明。
(9)測量系統(5.9)
測功機測量系統的性能直接影響汽車動力性能的檢測與評價,原標準對分辨
力、鑒別力(閾)、靜態零值誤差、漂移、示值誤差和重復性誤差提出了要求。
由于本標準與現行相關計量檢定規程是配套使用的,且兩者不能出現原則性沖突
和矛盾。因此,修訂相關條款時,主要參考了《測功裝置》(JJG653-2003)和
《汽車排氣污染物檢測用底盤測功機校準規范》(JJF1221-2009)兩項標準規程。
本標準將上述技術參數調整為:顯示分度值、顯示分辨力、示值誤差、示值漂移
和測速傳感器安裝位置等。
①顯示分度值(5.9.1)
顯示分度值是被測量可以顯示的細分最小值,測量儀器的精密越高。本標準
規定:扭力顯示分度值1N;速度顯示分度值0.1km/h;功率顯示分度值0.1kW;
距離顯示分度值0.1m。相比原標準,顯示分度值要求沒有變化。
②顯示分辨力(5.9.2)
對于數字儀表,顯示裝置分辨力表示數字顯示結果的最小扭力值變化值,
取決于A/D轉換的位數,分辨力越小測量越準確。由于速度、距離采用編碼器傳
感,不存在A/D轉換,故只有扭力具有顯示裝置分辨力概念,本標準增加了顯示
裝置分辨力的要求:扭力的顯示分辨力(d)不大于5N。
③示值誤差(5.9.3)
示值誤差是測量儀器設備最基本的技術指標,反映測量的準確性。本標準保
留了原標準的要求:扭力示值誤差的允許范圍為±1.0%;速度示值誤差的允許范
13
圍為±0.2km/h;距離示值誤差的允許范圍為±1%。
④示值漂移(5.9.4)
示值漂移是測量儀器設備的主要技術指標,反映儀器設備的可靠性。本標準
保留了原標準示值漂移的要求:扭力示值漂移不大于1d;速度示值漂移不超過±
0.1km/h;距離示值漂移不超過±0.1m。
⑤測速傳感器安裝位置(5.9.5)
通常情況下,功率吸收裝置與主滾筒同軸安裝,功率吸收裝置加載后,由于
車輪驅動力的方向與功率吸收裝置的加載力方向相反,車輪有前移的趨勢,甚至
短暫脫離從動滾筒。這種情況下,如測速傳感器安裝在從動滾筒,會造成速度信
號丟失。故本標準規定測速傳感器應與主滾筒相聯。
⑥數據采集與處理(5.9.6)
數據采集與處理包括顯示界面、采集頻率和數據取樣規則,以及通訊接口。
●顯示界面(5.9.6.1)
在恒速控制和恒力控制的全過程中,為了便于讀取力、速度和時間參數,本
標準增加了顯示界面要求,具體要求為:
測功機測量系統應有恒速控制和恒力控制的顯示界面,可通過曲線讀取恒速
控制和恒力控制的全過程參數,包括力(N)、速度(km/h)和時間(ms)。
●采樣頻率(5.9.6.2)
不同的數據采集頻率對系統的穩定性、響應時間和檢測結果有較大的影響,
在不改變自控系統狀態的條件下,過低或過高的采集頻率會使系統不穩定。因此,
根據速度、距離、扭力參數的不同特性,規定不同的采集頻率是必要的。
速度、距離數據采集是單位時間內,利用采集的脈沖數折算出速度和距離,
過高的采集頻率,即造成采集時間過短,測量的數據不準,測功機處于低速時尤
為明顯,因此,結合原標準的運用情況,本標準保留速度、距離的數據采集頻率
要求不變,即速度、距離的數據采集頻率不低于10Hz。
扭力的數據采集是直接把力傳感器的模擬信號實時轉換為數字信號而得到
的。理論上說,扭力的數據采集頻率越高越好,參照《滾筒反力式汽車制動檢驗
臺》(GB13564-2005)中制動力的采集頻率要求,本標準將此參數修改為“扭力
的數據采集頻率應不低于100Hz”,與原標準相比有所提高。
14
●采樣時間(5.9.6.3)
任何測量的結果都應在示值相對穩定時讀取,控制系統也是如此,當控制趨
于穩定后方可采樣。本標準規定:恒速控制的車速示值連續3s在±0.2km/h范圍
內、恒力控制的扭力示值連續3s在±50N范圍內,取后3s數據的平均值。
●接口和協議(5.9.6.4)
本標準保留了原標準的內容,規定“系統應有標準通訊接口,并提供接口定
義和相關的通訊協議”。
⑦功率補償(5.9.7)
“功率補償”概念的提出緣于汽車排氣污染物系列標準要求,GB18285中所規
定的測量方法(工況條件)均是在恒功率下檢測,功率測量誤差影響加載精度和
排放測量結果。
長期以來,雖然業界已經意識到測功機臺體自身的功率損耗問題,但始終未
能很好地加以解決。因此,在2008版標準修訂時,我們將“功率補償”作為研究
的重點內容。試驗結果表明,在名義速度88km/h時,某型號測功機臺體的內部損
失功率為3.41kW,按此計算,1.0L昌河微型面包車的發動機額定功率為33kW,
臺體內部損失功率約占發動機額定功率的10%;在名義速度72km/h時,測功機臺
體的內部損失功率為2.32kW,按此計算,70km/h速度時,1.0L昌河微型面包車
的驅動輪輸出功率約為10.78kW,臺體內部損失功率占驅動輪輸出功率的21.5%。
再看下一個驗證試驗結果,在名義速度88km/h時,測功機臺體的內部損失功率為
4.45kW,東風EQ-1090的發動機額定功率為99kW,臺體內部損失功率占發動機
額定功率的4.5%;在名義速度72km/h時,測功機臺體的內部損失功率為3.17kW,
70km/h速度時,東風EQ-1090的驅動輪輸出功率約為53.43kW,臺體內部損失功率
約占驅動輪輸出功率的6%。
上述試驗表明,測功機內部損失功率造成的測量誤差遠遠大于標準中規定的
系統誤差,使得標準中扭力示值誤差±1%的要求失去意義。因此,內部損失功率
對測試結果的影響是不能忽略,也無法回避。如果不進行功率的補償,在營運車
輛技術等級評定和性能檢驗時將會造成嚴重誤判,故有必要在修訂標準中保留功
率補償要求,同時取消了阻滯力補償的要求。
●測功機應具有內部損耗功率的檢測能力,內部損耗功率的檢測應由控制軟
15
件自動完成,各過程應在同一界面中實現,內部損耗功率測試界面應具有屏幕打
印功能。
●測功機應能對內部損耗功率進行自動補償。
●測功機顯示輸出的受檢車輛驅動輪輸出功率為功率吸收裝置所吸收的功
率與測功機內部損耗功率之和。
(10)控制系統(5.10)
我國第一代汽車底盤測功機是在上世紀90年代初問世的。由于受當時客觀條
件(計算機技術、自控技術和電子元氣件水平)的制約,測功機控制系統的總體
性能欠佳(控制精度不高、調節時間較長),主要表現在:速度不能實現較為精
確地控制,控制誤差為±1km/h,調節時間一般為十幾秒以上,測試過程長,運
行效率低,對使用者,特別是流水作業的汽車綜合性能檢測機構帶來了許多不便。
此外,長時間的測試過程也會給受檢車輛帶來損傷。
隨著計算機和電子等相關產業的技術發展,我國汽車底盤測功機制造技術水
平取得了長足的進步,各項技術指標得到提升。同時,測功機的汽車排放污染物
和油耗等性能試驗也需要精準的控制。
①控制方式與功能(5.10.1)
本標準保留了原標準的內容。即:
●控制系統應具有恒速控制方式和恒力控制方式。
●滿足5.1.3功能要求。
②控制誤差(5.10.2)
恒力控制誤差:原標準規定:“恒力控制誤差應在±20N范圍內”。在多年
的應用實踐中發現,該指標限值過于嚴格,生產企業難以達到。為確保標準的科
學性和合理性,標準起草組采用實車進行了專項試驗(見圖2.1),試驗結果見
表2.2。由試驗數據可知:不同類型測功機的恒力控制的最大誤差為38N。據此,
本標準將恒力控制誤差范圍從±20N修改為±50N,相對于原標準,恒力控制誤
差放寬了30N,對油耗檢測和動力性檢測加載力的影響占比約為1%左右,可忽略
不計。恒速控制誤差要求仍與原標準相同,為±0.2km/h。
16
圖2.1控制誤差試驗
表2.2恒力控制誤差試驗
測試值偏離值最大偏離值
測功機類型目標驅動力(N)
(N)(N)(N)
782-18
800
812+1230
(40%最大扭力點)
輕型排放測功機830+30
(滾筒直徑218mm)1628+28
1600
1636+3636
(80%最大扭力點)
1570-30
812+12
800N
789-1128
(40%最大扭力點)
性能測功機772-28
(滾筒直徑318mm)1628+28
1600
1636+3638
(80%最大扭力點)
1570-30
745-15
760N
745-1515
(40%最大扭力點)
輕型排放測功機745-15
(滾筒直徑218mm)1514-6
1520
1514-67
(80%最大扭力點)
1513-7
1672-8
1680
1670-1012
(40%最大扭力點)
重型柴油測功機1668-12
(滾筒直徑373mm)3347-13
3360
3344-1618
(80%最大扭力點)
3342-18
③控制穩定時間(5.10.3)
17
在自控系統中,控制穩定時間體現對目標的跟蹤、調節能力,在測功機控制
系統中,控制穩定時間則是功率吸收裝置加、減載時,系統響應、調節的能力,
包括恒速控制穩定時間和恒力控制穩定時間。
一般情況下,自控系統都存在超調,但調節過程應是震蕩收斂的,其過程的
長短體現系統性能的優劣。適度的超調有利于控制,而無超調或超調過小會使系
統響應時間加長。因此,本標準通過“控制穩定時間”對測功機控制響應加以限
制。
●恒速控制穩定時間(5.10.3.1)
針對恒速控制穩定時間,我們也采用實車進行了專項試驗(見圖2.2),試
驗結果見表2.3。
圖2.2恒速控制穩定時間試驗
表2.3恒速控制穩定時間試驗
初始速度→目標平均值
測功機類型穩定時間(s)
速度(km/h)(s)
2.1
40→802.52.3
輕型排放測功機2.2
(滾筒直徑218mm)2.1
80→402.21.8
1.1
1.6
性能測功機
40→801.61.6
(滾筒直徑318mm)
1.6
18
初始速度→目標平均值
測功機類型穩定時間(s)
速度(km/h)(s)
1.8
80→400.61.5
2.1
4.6
輕型排放測功機
40→804.44.5
(滾筒直徑218mm)
4.4
4.6
40→804.74.7
重型柴油測功機4.8
(滾筒直徑373mm)4.8
80→404.94.8
4.9
根據試驗結果,本標準修改了恒速控制穩定時間的要求:恒速控制穩定時間
應不超過5s,與原標準指標相比,要求有所提高。
●恒力控制穩定時間(5.10.3.2)
為了與前述的恒力控制誤差保持一致,在恒力控制穩定時間要求中,相應修
改目標驅動力范圍為±50N,恒力控制穩定時間應不超過1s。
(11)電氣系統(5.11)
本標準保留了原標準中有關電氣系統的要求,包括絕緣電阻、接地裝置和接
地標志、電氣保護。
●絕緣電阻
電氣系統應能經受50Hz、1.5kV,歷時1min的耐電壓試驗,不應出現擊穿、
飛弧等現象,絕緣電阻不應小于5MΩ。
●接地裝置和接地標志
電氣系統應有接地裝置和接地標志,使用時應可靠接地。
●電氣保護
電氣系統應根據負荷的大小裝有斷路器,電動機控制應有過載、過熱和斷相
保護裝置。
(12)外觀質量(5.12)
本標準保留了原標準的內容。包括:外觀、涂層、表面處理、焊接件和儀表
的外觀要求。
(13)校準裝置(5.13)
19
本標準保留了原標準的內容。包括:隨機配備靜態扭力校準裝置、使用說明
書等。
8.試驗方法(第6章)
(1)試驗條件(6.1)
任何試驗都有特定的試驗條件要求,以確保試驗數據的準確、可信。根據我
國南、北方氣候特點、設備使用場所以及技術發展水平,對產品型式檢驗和出廠
檢驗提出的要求,包括環境條件、預熱要求和試驗用儀器、設備等方面。具體要
求如下:
●底盤測功機應在以下環境條件下進行試驗:
a)環境溫度:0℃~40℃;
b)相對濕度:≤85%;
c)工作電壓:AC198V~242V,AC198V~242V,49Hz~51Hz。
●試驗前,底盤測功機應按使用說明書規定的時間預熱,并調整臺架至水平
狀態。
●試驗用儀器、設備應經計量檢定合格/校準,并在有效期內。
需要說明的是,“5.1基本要求”中,“環境適應性”是對測功機環境適
應能力提出的要求,包括環境溫度、環境濕度、電源電壓和抗電磁干擾等。由于
測功機在常溫條件下使用,因此,在產品設計時通常不需要進行“高低溫”、“恒
定濕熱”和“電壓范圍”等試驗,主要通過工控機、單片機、電路器件等部件的
選型加以控制,以滿足環境工作條件的要求。
(2)檢測能力(6.2)
“檢測能力”的試驗內容為本標準6.2,主要采用人工檢查和實車試驗的方
式進行。需要說明的是,測功機生產企業不具備電力牽引裝置等專用設備開展功
率吸收裝置的機械特性和熱衰退特性的試驗,需要委托具有資質能力的機構進行。
具體試驗方法如下:
●檢查測功機制造企業提供的功率吸收裝置額定吸收扭矩的相關試驗數據
和證明材料。
●用試驗車驅動滾筒旋轉,檢視最高測試車速。
(3)臺體(6.3)
20
“臺體”的試驗內容為本標準6.3,包括“臺體承載能力”和“臺體起吊裝
置”試驗。
●“臺體承載能力”試驗(6.3.1)
原標準中規定靜壓時間為8h,由于該試驗過程中,需要人工監守,往往造成
在正常工作時間內,難以完成該試驗,并且從結構強度設計上看,靜壓時間為8h
和5h,可檢視效果是一致的,故本標準規定將靜壓時間修改為5h。方法如下:
將軸質量相當于測功機額定承載質量的試驗車置于測功機滾筒上(必要時可
進行配載),并在此負荷下靜壓5h。試驗車駛離測功機,滾筒應轉動自如,不應
有卡滯等現象,臺體結構(臺體框架、滾筒及軸頭、軸承等)不應變形和破損。
●“臺體起吊裝置”試驗(6.3.1)
采用人工目視檢查。
(4)滾筒(6.4)
“滾筒”部件的試驗內容為本標準6.4,包括“滾筒直徑與直徑差”、“滾
筒中心距”、“滾筒表面徑向圓跳動量”、“滾筒平行度”、“滾筒高度差”、
“滾筒平衡品質等級”、“滾筒轉動同步性”和“主滾筒表面附著系數”等。本
標準取消了“滾筒啟動力矩”試驗。
①主滾筒直徑與直徑差(6.4.1)
本標準保留了原標準滾筒直徑和直徑差的試驗方法。采用游標卡尺或其他量
具分別測量每側主滾筒長度方向1/2處和距滾筒兩端面30mm處的直徑,并計算
三個測量值間的直徑差、平均值與標稱直徑之差,以及左、右兩側主滾筒間的平
均直徑。如圖2.3所示。
30mm
30mm
圖2.3滾筒直徑測量位置
②滾筒中心距(6.4.2)
21
滾筒中心距試驗包括雙軸式滾筒中心距和三軸式滾筒中心距。本標準修改了
滾筒中心距的試驗方法,規定采用卡鉗(見圖2.4)、鋼板尺或其他量具進行測
量。
圖2.4卡鉗
③滾筒表面徑向圓跳動(6.4.3)
滾筒表面徑向圓跳動的試驗方法與原標準相同,采用百分表在滾筒兩端距
端面30mm處和中點三個斷面進行測量。由于,測功機滾筒普遍采用“滾花”等
提高表面附著系數的工藝,測量時,可在百分表上加裝專用觸頭測量。測量示意
圖見圖2.5。
M
M:根據百分表
觸頭尺寸加工
圖2.5滾筒表面徑向圓跳動試驗
④滾筒平行度(6.4.4)
22
滾筒平行度的試驗方法與原標準基本相同。采用游標卡尺或卡鉗、鋼板尺
等量具分別測量前、后相鄰滾筒距兩端面30mm處內側母線的距離,如圖2.6所
示。
需要說明的是,試驗方法中增加了“卡鉗、鋼板尺”等工量具。
30mm
A1A2
l
圖2.6滾筒平行度試驗
⑤滾筒高度差(6.4.5)
本標準修改了兩軸式和三軸式測功機滾筒高度差的試驗方法。規定以測功機
外框架上平面為基準,采用高度尺分別測量。
需要說明,所用高度尺應選擇長量爪型。
⑥滾筒平衡品質等級(6.4.6)
本標準增加了滾筒平衡品質等級的試驗方法,采用動平衡檢測設備對每個滾
筒進行動不平衡量的試驗。
⑦滾筒轉動同步性(6.4.7)
滾筒轉動同步性為新增的試驗方法。啟動反拖電機,調速至40km/h和
80km/h,待滾筒轉速穩定后,采用標準轉速計或其他測速裝置測量主、副滾筒轉
-6
速,按公式Vi=188.5×D×ni×10換算為速度值。
⑧主滾筒表面附著系數(6.4.8)
主滾筒表面附著系數為新增的試驗方法。標準起草組采用多種方法對滾筒
表面附著系數進行試驗,其中有拉力法和專用設備法。
23
拉力法是將輪胎橡膠放置在滾筒上母線上,在其上施加一定的重量,用測力
計沿滾筒上母線水平勻速拉動,測取拉力數值,再除以垂直載荷可得附著系數,
如圖2.7所示,試驗數據見表2.4、表2.5。
圖2.7主滾筒表面附著系數試驗(拉力法)
表2.4橡膠板1在制動主滾筒上試驗
橡膠硬度:Ha62(250×250)
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