底盘测功机日常检查策略研究

戴晓锋

摘 要：GB 18285-2018《汽油車污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》、GB 3847-2018《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》两个标准于2019年5月1日起实施。底盘测功机日常检查对保证简易工况法及加载减速法排放检验结果提供强有力的保证。本文研究底盘测功机日常检查策略，旨在帮助机动车检验机构提高排放检验的正确率。

关键词：底盘测功机；日常检查；简易工况法；加载减速法

Study on daily inspection strategy of chassis dynamometer

DAI Xiaofeng

（Yangzhou Polytechnic Institute， Yangzhou 225127， China）

Abstract： GB 18285-2018 "Limits and measurement methods for emissions from gasoline vehicles under two-speed idle conditions and short driving mode conditions" and GB 3847-2018 "Limits and measurement methods for emissions from diesel vehicles under free acceleration and lugdown cycle"have been implemented since May 1， 2019. The daily inspection of the chassis dynamometer provides a strong guarantee for the emission test results of the simple driving mode conditions， andlugdown cycle.This article studies the daily inspection strategy of chassis dynamometers， which aims to help motor vehicle inspection agencies improve the accuracy of emissions inspections.

Keywords： Chassis dynamometer； daily inspection； simple driving mode conditions； lugdown cycle

底盘测功机是汽油车排气污染物稳态工况法、瞬态工况法、简易瞬态工况法以及柴油车排气污染物加载减速法检测所需的必要仪器。本文以汽油车排气污染物稳态工况法和柴油车排气污染物加载减速法检测用底盘测功机为例，阐述底盘测功机日常检测策略。

GB 18285-2018《汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》规定，用于稳态工况法的底盘测功机，每周应进行一次滑行测试检查（GB 18285-2018与GB 3847-2018中多处对滑行测试检查叫法不一致，比如：滑行检测检查、负荷精度测试、滑行检查等等，本文统一为滑行测试检查，请读者阅读时注意），实际滑行测试时间应该在理论值的±7% 以内，底盘测功机的所有转动部件都应包括在滑行测试中。当底盘测功机不能通过滑行测试检查时，则应进行附加损失测试。

GB 3847-2018《柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）》规定，对检测量低于4000车次/年的检测线，底盘测功机应该每72小时进行一次滑行测试检查；对检测量在4000车次/年以上的检测线，应该每天进行滑行测试检查。当测功机不能通过滑行测试检查时，应进行附加功率损失检测。

从以上两个标准可以看出，底盘测功机的日常检查包括滑行检查和附加功率检测两个方面。机动车检验机构一般对稳态工况法和加载减速法共用底盘测功机，共用计算机软件程序，在这种情况下，机动车检验机构如何做好底盘测功机日常检查呢？

本文主要研究底盘测功机日常检查方法、技巧及规避风险的策略。

1 滑行测试检查策略

1.1 滑行测试检查时机

根据GB 18285-2018中“BB.1.1 滑行测试（时间法）每天应对底盘测功机进行一次滑行测试检查，实际滑行测试时间应该在理论值的±7%以内，底盘测功机的所有转动部件都应包括在滑行测试中。”的要求，应每天在开始检测前对底盘测功机进行滑行测试检查。GB 3847-2018的B.5.1也有类似的要求。

1.2 滑行测试检查方法

GB 18285-2018的BB.1.1规定：滑行测试不能采用由车辆带动底盘测功机运转的方法，应由电机拖动底盘测功机进行试验。如果速度在50～30km/ h的滑行测试，或35～15km/h的滑行测试时间超过理论计算时间（CCDT）的±7%，底盘测功机必须锁止，不能用于排放测试，直到满足滑行检查要求为止。

GB 3847-2018的BB.1.6规定：设定负荷分别10 kW、20 kW、30 kW，作为 IHPv 值对底盘测功机进行设定，使底盘测功机执行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行测试，对30 kW 的滑行，实际滑行时间必须在理论计算时间（CCDT）的±4%之内；对10 kW和20 kW 的滑行，实际滑行时间必须在理论计算时间（CCDT）的±2%之内。

1.3滑行时间的理论计算公式

GB 18285-2018中滑行测试检查只有两个速度点，分别为40 km/h和25 km/h，对于每个速度点，在 6.0 kW～13.0 kW 之间随机选择一个值，作为 IHPV 值对测功机进行设定，滑行测试检查的工作量相对较少。

GB 3847-2018中滑行测试检查设定负荷分别10 kW、20 kW、30 kW，作为 IHPV值对测功机进行设定，且要求底盘测功机执行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行测试，与GB 18285-2018中对滑行测试的IHPV值及速度点要求迥然不同，务必引起注意，但计算公式的含义是一致的，本文将这两个标准中的三个公式合为一个公式加以介绍。

CCDTV—理论计算滑行时间，s；

DIW—底盘测功机所有转动部件的惯性质量，kg；

VV+10—车速 V+10，m/s；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25 km/h；

VV-10—车速 V-10，m/s；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25 km/h；

IHPV—车速 V時的指示功率，kW；对于GB 18285-2018，在 6.0 kW～13.0 kW之间随机选择一个值；对于GB 3847-2018，分别为10 kW、20 kW、30 kW；

PLHPV—测功机在 V时的附加损失功率，kW。

GB 18285-2018规定，滑行测试检查只有两个速度点，分别为40 km/h和25 km/h，实际滑行测试时间应该在理论计算滑行时间的±7%以内。

GB 3847-2018规定，底盘测功机执行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行测试，对 30kW的滑行，实际滑行时间必须在理论计算滑行时间（CCDTV）的±4%之内；对 10 kW和 20 kW 的滑行，实际滑行时间必须在理论计算滑行时间（CCDTV）的±2%之内。

1.4 滑行测试时间不合格的原因

底盘测功机滑行测试时间不合格，一般有以下几个原因：

1.4.1 底盘测功机加载准确度差

如果底盘测功机加载准确度不好，也即加载误差较大，导致IHPV 实际值远远小于设定值或大于设定值，导致实际滑行时间超过规定值。

GB 18285-2018附录B.5.1.1.2规定，当环境温度在 0℃～45℃之间时，经预热后的底盘测功机吸收功率（PAU 吸收功率+内部摩擦损失功率）的准确度应达到±0.2 kW，或设定功率的±2% 以内（取两者中的较大值）。GB 3847-2018附录B.3.1.4.2规定，当环境温度在 0～45℃ 之间时，经预热后底盘测功机的功率设定误差不应超过±0.4 kW。在环境温度不变时，底盘测功机的准确度应在试验开始后的15 s内达到±0.4 kW，30 s内达到±0.2 kW。从上述两个标准的规定可以看出，对底盘测功机的准确度要求很高。

导致底盘测功机准确度不高的原因一般包括：加载电流精度差（电涡流器质量差、控制电路设计不合理或者所使用的元器件质量差）、加载力波动大（滚筒与电涡流器安装精度差、轴承质量差，会导致附加损失功率增大）、内部摩擦损失大（润滑脂型号选错、预热不充分，会导致附加损失功率增大）、速度传感器、测力传感器精度低等等。

1.4.2 加载时机错误

IHPV选定后，何时加载？怎样加载？对滑行时间测定有很大影响。有部分底盘测功机在底盘测功机未启动时，事先加载好，导致底盘测功机运转阻力大，运行时间长，电涡流器过热，影响PAU 吸收功率，导致底盘测功机准确度降低。有的底盘测功机是在进入速度区间后再进行加载，这样有两个问题：一是有可能加载过猛，瞬间制动作用明显，导致滑行时间缩短；二是有可能加载过慢，导致滑行阻力小，滑行时间延长。

底盘测功机正确的加载方法是，当底盘测功机的速度已经超过规定的速度区间一定值后，切断电机电源，渐进加载至规定值，在滑进速度区间前达到规定的加载功率，确保在滑行区间内的加载功率符合标准要求。

2 附加功率损失测试策略

2.1 附加功率损失测试时机

GB 18285-2018附录BB.1.2规定：当底盘测功机不能通过滑行测试检查时，则应进行附加损失测试。附加损失测试用于检查底盘测功机内部摩擦损失功率（包括轴承摩擦损失等）。应在速度为 8km/h～60 km/h 的范围内，并且是在系统的功率吸收单元完成校正之后进行该项测试。该测试通过求出速度与摩擦损失曲线，来修正底盘测功机的运转负荷。当速度低于8 km/h 时，测试台架的摩擦损失较小，可以不进行检查。当速度为40 km/h 和25 km/h 时，附加损失测试结果必须小于设备首次附加损失测试结果的 200%，并且最大值不能超过 2.5 kW，否则底盘测功机必须锁止。

GB3847-2018未明确附加损失测试时机，但也应在滑行时间检查之前完成该项工作。HJ/T 292-2006《柴油车加载减速工况法排气烟度测量设备技术要求》规定了底盘测功机寄生功率 PLHP滑行测试的速度间隔区间和相应的名义速度。需要注意的是：GB 3847-2018与HJ/T 292-2006规定的速度间隔区间不一致，GB 3847-2018规定在时速10 km/h～100 km/h（至少为10 km/h～80 km/h）的范围内进行，每10 km/h 一个测量速度段；HJ/T 292-2006规定的是8 km/h一个测量速度段。

2.2 附加损失测试方法

GB 18285-2018规定：附加损失测试时底盘测功机的指示功率 IHP 应设为零，在 40 km/h和 25 km/h 运转速度下测试附加损失功率 PLHP（kW），只测两个速度点。

GB 3847-2018规定：附加损失测试时底盘测功机的指示功率 IHP 应设为零。在时速10 km/ h～100 km/h（至少为 10 km/h～80 km/h）的范围内进行，每10 km/h一个测量速度段。通过该测试求出速度与磨擦损失功率之间的关系曲线，用来修正底盘测功机的功率测量结果。

可见，GB 18285-2018与GB 3847-2018附加损失测试方法不同，这是因为稳态工况法只有两个速度点，而加载减速法速度点因车型而异，没有要求统一，所以要求求出速度与磨擦损失功率之间的关系曲线。

2.3 附加损失功率理论计算公式

GB 18285-2018规定测量在 40 km/h、25 km/h 速度下的测功机附加损失功率；GB 3847-2018规定在时速 10 km/h～100 km/h（至少为 10 km/h～80 km/h）的范围内，每10 km/h一个测量速度段，测量附加损失功率。虽然两个标准的要求不相同，但两个标准理论公式的含义是一样的。

式中：

DIW—底盘测功机所有转动部件的惯性重量，kg；

VV+10—车速 V+10，m/s（注意速度单位不是km/h，需要换算为m/s）；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25 km/h；

VV-10—车速 V-10，m/s（注意速度单位不是km/h，需要换算为m/s）；对于GB 18285-2018，V为40 km/h和25 km/h；

ACDT—测功机从 V+10 滑行到 V-10 的实际时间，s。

2.4 附加损失功率不合格原因

底盘测功机附加损失功率不合格的主要有以下几个方面：

2.4.1 底盘测功机预热不充分

GB 18285-2018的附录B.4.2.5规定：底盘测功机每天开机或停机后，或车速低于 20 km/h 的时间超过 30 min；或停机后再次开机，测试前均应自动进行预热。此预热应由系统控制自动进行，如没有按规定进行测功机预热，系统应被锁定，不能进行排放检测。

如果预热不充分，底盘测功机旋转部件中的轴承由于润滑脂没有处在规定的工作温度下，运动阻力增大，增加摩擦损失功率。

2.4.2 润滑脂选用错误

如果润滑脂选用错误，特别是在酷寒的冬天和炎热的夏天，轴承的运转阻力增大，增加摩擦损失功率。

2.4.3 电涡流器有漏电电流

部分底盘测功机由于控制系统质量不高，始终有电流通过电涡流器，导致电涡流器一直处于功率吸收状态，成为附件损失功率的一部分。

2.4.4 轴承质量差或者滚筒、电涡流机安装精度差

轴承的质量与传动阻力有很大关系，有研究表明，良好的轴承在底盘测功机内阻中占10% 左右，否则，占比能达到30% 甚至更高。因此使用良好质量的轴承，配以适当的润滑脂，能有效减速传动阻力，减少附加损失功率。滚筒、电涡流机安装精度差也会增大传动阻力。

2.4.5 传感器误差大

前文笔者讲过，速度传感器、力传感器如果性能不佳，会到导致底盘测功机准确度变差，因为P=FV。速度传感器、力传感器一般会因为安装不紧固、信号线受到强电干扰、插接接头氧化导致接触电阻大、滚筒（和/或电涡流器）动不平衡摆振等等因素，导致误差增大，功率加载不稳定。

3 总结

本文通过对底盘测功机日常检查策略研究，分析其风险点，旨在帮助机动车检验机构正确进行底盘测功机日常检查，消除日常检查误区，正确获取检查结果，了解并掌握底盘测功机日常检查不合格的原因和处理方法，对保持设备完好率和检验结果的正确率有很好的示范作用。

滚动阻力对汽车底盘输出功率测定值的影响分析

滚动阻力系数与模拟道路面的滚筒种类、行驶车速以及轮胎的构造、材料、气压等有关，具体分析如下。

刚制光滚筒对滚动限力系数的影响

若滚筒的半径越大，在车轮滚动时轮胎的变形量就越小，也就是说弹性迟滞损失就小。

在加工过程中滚筒的椭圆度、同轴度越小，轮胎在滚筒上的运转就越平稳，当车速一定时滚动阻力系数的波动范围就越小，故滾动阻力系数随滚筒加工精度的提高而减小。

我国在用的底盘测功机滚筒表面有两种，一种是常见的光滚筒即表面为经处理的滚筒；另一种是滚筒表面喷涂有耐磨硬质合金。前者由于滚筒表面较光滑，起附着系数约为0.5，汽车车轮在行走时，除滚动阻力外还有滑拖现象。后者采用表面喷涂技术，将滚筒表面的附着系数提高到0.8左右，接近于一般路面的附着系数，则可避免滑拖现象。

滚筒中心距是指底盘测功机前后两排滚筒支撑轴线之间的距离，随着滚筒中心距的增加，汽车车轮的安置角随之增大，前后滚筒对车轮支撑力也随之增大，这样将导致车辆在测功机台架上运行滚动阻力增大。

轮胎气压对滚动阻力系数的影响

轮胎气压对滚动阻力系数影响很大，气压低时在硬质路面上轮胎变形大，滚动时迟滞损失增加，为了减少该项所引起的检测误差，要求早动力性检测前必须将轮胎气压充至标准气压。