底盤測功機日常檢查策略研究

戴曉鋒

摘 要：GB 18285-2018《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 3847-2018《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）》兩個標準于2019年5月1日起實施。底盤測功機日常檢查對保證簡易工況法及加載減速法排放檢驗結果提供強有力的保證。本文研究底盤測功機日常檢查策略，旨在幫助機動車檢驗機構提高排放檢驗的正確率。

關鍵詞：底盤測功機；日常檢查；簡易工況法；加載減速法

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

底盤測功機是汽油車排氣污染物穩態工況法、瞬態工況法、簡易瞬態工況法以及柴油車排氣污染物加載減速法檢測所需的必要儀器。本文以汽油車排氣污染物穩態工況法和柴油車排氣污染物加載減速法檢測用底盤測功機為例，闡述底盤測功機日常檢測策略。

GB 18285-2018《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）》規定，用于穩態工況法的底盤測功機，每周應進行一次滑行測試檢查（GB 18285-2018與GB 3847-2018中多處對滑行測試檢查叫法不一致，比如：滑行檢測檢查、負荷精度測試、滑行檢查等等，本文統一為滑行測試檢查，請讀者閱讀時注意），實際滑行測試時間應該在理論值的±7% 以內，底盤測功機的所有轉動部件都應包括在滑行測試中。當底盤測功機不能通過滑行測試檢查時，則應進行附加損失測試。

GB 3847-2018《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）》規定，對檢測量低于4000車次/年的檢測線，底盤測功機應該每72小時進行一次滑行測試檢查；對檢測量在4000車次/年以上的檢測線，應該每天進行滑行測試檢查。當測功機不能通過滑行測試檢查時，應進行附加功率損失檢測。

從以上兩個標準可以看出，底盤測功機的日常檢查包括滑行檢查和附加功率檢測兩個方面。機動車檢驗機構一般對穩態工況法和加載減速法共用底盤測功機，共用計算機軟件程序，在這種情況下，機動車檢驗機構如何做好底盤測功機日常檢查呢？

本文主要研究底盤測功機日常檢查方法、技巧及規避風險的策略。

1 滑行測試檢查策略

1.1 滑行測試檢查時機

根據GB 18285-2018中“BB.1.1 滑行測試（時間法）每天應對底盤測功機進行一次滑行測試檢查，實際滑行測試時間應該在理論值的±7%以內，底盤測功機的所有轉動部件都應包括在滑行測試中。”的要求，應每天在開始檢測前對底盤測功機進行滑行測試檢查。GB 3847-2018的B.5.1也有類似的要求。

1.2 滑行測試檢查方法

GB 18285-2018的BB.1.1規定：滑行測試不能采用由車輛帶動底盤測功機運轉的方法，應由電機拖動底盤測功機進行試驗。如果速度在50～30km/ h的滑行測試，或35～15km/h的滑行測試時間超過理論計算時間（CCDT）的±7%，底盤測功機必須鎖止，不能用于排放測試，直到滿足滑行檢查要求為止。

GB 3847-2018的BB.1.6規定：設定負荷分別10 kW、20 kW、30 kW，作為 IHPv 值對底盤測功機進行設定，使底盤測功機執行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行測試，對30 kW 的滑行，實際滑行時間必須在理論計算時間（CCDT）的±4%之內；對10 kW和20 kW 的滑行，實際滑行時間必須在理論計算時間（CCDT）的±2%之內。

1.3滑行時間的理論計算公式

GB 18285-2018中滑行測試檢查只有兩個速度點，分別為40 km/h和25 km/h，對于每個速度點，在 6.0 kW～13.0 kW 之間隨機選擇一個值，作為 IHPV 值對測功機進行設定，滑行測試檢查的工作量相對較少。

GB 3847-2018中滑行測試檢查設定負荷分別10 kW、20 kW、30 kW，作為 IHPV值對測功機進行設定，且要求底盤測功機執行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行測試，與GB 18285-2018中對滑行測試的IHPV值及速度點要求迥然不同，務必引起注意，但計算公式的含義是一致的，本文將這兩個標準中的三個公式合為一個公式加以介紹。

CCDTV—理論計算滑行時間，s；

DIW—底盤測功機所有轉動部件的慣性質量，kg；

VV+10—車速 V+10，m/s；對于GB 18285-2018，V為40 km/h和25 km/h；

VV-10—車速 V-10，m/s；對于GB 18285-2018，V為40 km/h和25 km/h；

IHPV—車速 V時的指示功率，kW；對于GB 18285-2018，在 6.0 kW～13.0 kW之間隨機選擇一個值；對于GB 3847-2018，分別為10 kW、20 kW、30 kW；

PLHPV—測功機在 V時的附加損失功率，kW。

GB 18285-2018規定，滑行測試檢查只有兩個速度點，分別為40 km/h和25 km/h，實際滑行測試時間應該在理論計算滑行時間的±7%以內。

GB 3847-2018規定，底盤測功機執行100 km/h～10 km/h（至少80 km/h～10 km/h）的滑行測試，對 30kW的滑行，實際滑行時間必須在理論計算滑行時間（CCDTV）的±4%之內；對 10 kW和 20 kW 的滑行，實際滑行時間必須在理論計算滑行時間（CCDTV）的±2%之內。

1.4 滑行測試時間不合格的原因

底盤測功機滑行測試時間不合格，一般有以下幾個原因：

1.4.1 底盤測功機加載準確度差

如果底盤測功機加載準確度不好，也即加載誤差較大，導致IHPV 實際值遠遠小于設定值或大于設定值，導致實際滑行時間超過規定值。

GB 18285-2018附錄B.5.1.1.2規定，當環境溫度在 0℃～45℃之間時，經預熱后的底盤測功機吸收功率（PAU 吸收功率+內部摩擦損失功率）的準確度應達到±0.2 kW，或設定功率的±2% 以內（取兩者中的較大值）。GB 3847-2018附錄B.3.1.4.2規定，當環境溫度在 0～45℃ 之間時，經預熱后底盤測功機的功率設定誤差不應超過±0.4 kW。在環境溫度不變時，底盤測功機的準確度應在試驗開始后的15 s內達到±0.4 kW，30 s內達到±0.2 kW。從上述兩個標準的規定可以看出，對底盤測功機的準確度要求很高。

導致底盤測功機準確度不高的原因一般包括：加載電流精度差（電渦流器質量差、控制電路設計不合理或者所使用的元器件質量差）、加載力波動大（滾筒與電渦流器安裝精度差、軸承質量差，會導致附加損失功率增大）、內部摩擦損失大（潤滑脂型號選錯、預熱不充分，會導致附加損失功率增大）、速度傳感器、測力傳感器精度低等等。

1.4.2 加載時機錯誤

IHPV選定后，何時加載？怎樣加載？對滑行時間測定有很大影響。有部分底盤測功機在底盤測功機未啟動時，事先加載好，導致底盤測功機運轉阻力大，運行時間長，電渦流器過熱，影響PAU 吸收功率，導致底盤測功機準確度降低。有的底盤測功機是在進入速度區間后再進行加載，這樣有兩個問題：一是有可能加載過猛，瞬間制動作用明顯，導致滑行時間縮短；二是有可能加載過慢，導致滑行阻力小，滑行時間延長。

底盤測功機正確的加載方法是，當底盤測功機的速度已經超過規定的速度區間一定值后，切斷電機電源，漸進加載至規定值，在滑進速度區間前達到規定的加載功率，確保在滑行區間內的加載功率符合標準要求。

2 附加功率損失測試策略

2.1 附加功率損失測試時機

GB 18285-2018附錄BB.1.2規定：當底盤測功機不能通過滑行測試檢查時，則應進行附加損失測試。附加損失測試用于檢查底盤測功機內部摩擦損失功率（包括軸承摩擦損失等）。應在速度為 8km/h～60 km/h 的范圍內，并且是在系統的功率吸收單元完成校正之后進行該項測試。該測試通過求出速度與摩擦損失曲線，來修正底盤測功機的運轉負荷。當速度低于8 km/h 時，測試臺架的摩擦損失較小，可以不進行檢查。當速度為40 km/h 和25 km/h 時，附加損失測試結果必須小于設備首次附加損失測試結果的 200%，并且最大值不能超過 2.5 kW，否則底盤測功機必須鎖止。

GB3847-2018未明確附加損失測試時機，但也應在滑行時間檢查之前完成該項工作。HJ/T 292-2006《柴油車加載減速工況法排氣煙度測量設備技術要求》規定了底盤測功機寄生功率 PLHP滑行測試的速度間隔區間和相應的名義速度。需要注意的是：GB 3847-2018與HJ/T 292-2006規定的速度間隔區間不一致，GB 3847-2018規定在時速10 km/h～100 km/h（至少為10 km/h～80 km/h）的范圍內進行，每10 km/h 一個測量速度段；HJ/T 292-2006規定的是8 km/h一個測量速度段。

2.2 附加損失測試方法

GB 18285-2018規定：附加損失測試時底盤測功機的指示功率 IHP 應設為零，在 40 km/h和 25 km/h 運轉速度下測試附加損失功率 PLHP（kW），只測兩個速度點。

GB 3847-2018規定：附加損失測試時底盤測功機的指示功率 IHP 應設為零。在時速10 km/ h～100 km/h（至少為 10 km/h～80 km/h）的范圍內進行，每10 km/h一個測量速度段。通過該測試求出速度與磨擦損失功率之間的關系曲線，用來修正底盤測功機的功率測量結果。

可見，GB 18285-2018與GB 3847-2018附加損失測試方法不同，這是因為穩態工況法只有兩個速度點，而加載減速法速度點因車型而異，沒有要求統一，所以要求求出速度與磨擦損失功率之間的關系曲線。

2.3 附加損失功率理論計算公式

GB 18285-2018規定測量在 40 km/h、25 km/h 速度下的測功機附加損失功率；GB 3847-2018規定在時速 10 km/h～100 km/h（至少為 10 km/h～80 km/h）的范圍內，每10 km/h一個測量速度段，測量附加損失功率。雖然兩個標準的要求不相同，但兩個標準理論公式的含義是一樣的。

式中：

DIW—底盤測功機所有轉動部件的慣性重量，kg；

VV+10—車速 V+10，m/s（注意速度單位不是km/h，需要換算為m/s）；對于GB 18285-2018，V為40 km/h和25 km/h；

VV-10—車速 V-10，m/s（注意速度單位不是km/h，需要換算為m/s）；對于GB 18285-2018，V為40 km/h和25 km/h；

ACDT—測功機從 V+10 滑行到 V-10 的實際時間，s。

2.4 附加損失功率不合格原因

底盤測功機附加損失功率不合格的主要有以下幾個方面：

2.4.1 底盤測功機預熱不充分

GB 18285-2018的附錄B.4.2.5規定：底盤測功機每天開機或停機后，或車速低于 20 km/h 的時間超過 30 min；或停機后再次開機，測試前均應自動進行預熱。此預熱應由系統控制自動進行，如沒有按規定進行測功機預熱，系統應被鎖定，不能進行排放檢測。

如果預熱不充分，底盤測功機旋轉部件中的軸承由于潤滑脂沒有處在規定的工作溫度下，運動阻力增大，增加摩擦損失功率。

2.4.2 潤滑脂選用錯誤

如果潤滑脂選用錯誤，特別是在酷寒的冬天和炎熱的夏天，軸承的運轉阻力增大，增加摩擦損失功率。

2.4.3 電渦流器有漏電電流

部分底盤測功機由于控制系統質量不高，始終有電流通過電渦流器，導致電渦流器一直處于功率吸收狀態，成為附件損失功率的一部分。

2.4.4 軸承質量差或者滾筒、電渦流機安裝精度差

軸承的質量與傳動阻力有很大關系，有研究表明，良好的軸承在底盤測功機內阻中占10% 左右，否則，占比能達到30% 甚至更高。因此使用良好質量的軸承，配以適當的潤滑脂，能有效減速傳動阻力，減少附加損失功率。滾筒、電渦流機安裝精度差也會增大傳動阻力。

2.4.5 傳感器誤差大

前文筆者講過，速度傳感器、力傳感器如果性能不佳，會到導致底盤測功機準確度變差，因為P=FV。速度傳感器、力傳感器一般會因為安裝不緊固、信號線受到強電干擾、插接接頭氧化導致接觸電阻大、滾筒（和/或電渦流器）動不平衡擺振等等因素，導致誤差增大，功率加載不穩定。

3 總結

本文通過對底盤測功機日常檢查策略研究，分析其風險點，旨在幫助機動車檢驗機構正確進行底盤測功機日常檢查，消除日常檢查誤區，正確獲取檢查結果，了解并掌握底盤測功機日常檢查不合格的原因和處理方法，對保持設備完好率和檢驗結果的正確率有很好的示范作用。

滾動阻力對汽車底盤輸出功率測定值的影響分析

滾動阻力系數與模擬道路面的滾筒種類、行駛車速以及輪胎的構造、材料、氣壓等有關，具體分析如下。

剛制光滾筒對滾動限力系數的影響

若滾筒的半徑越大，在車輪滾動時輪胎的變形量就越小，也就是說彈性遲滯損失就小。

在加工過程中滾筒的橢圓度、同軸度越小，輪胎在滾筒上的運轉就越平穩，當車速一定時滾動阻力系數的波動范圍就越小，故滾動阻力系數隨滾筒加工精度的提高而減小。

我國在用的底盤測功機滾筒表面有兩種，一種是常見的光滾筒即表面為經處理的滾筒；另一種是滾筒表面噴涂有耐磨硬質合金。前者由于滾筒表面較光滑，起附著系數約為0.5，汽車車輪在行走時，除滾動阻力外還有滑拖現象。后者采用表面噴涂技術，將滾筒表面的附著系數提高到0.8左右，接近于一般路面的附著系數，則可避免滑拖現象。

滾筒中心距是指底盤測功機前后兩排滾筒支撐軸線之間的距離，隨著滾筒中心距的增加，汽車車輪的安置角隨之增大，前后滾筒對車輪支撐力也隨之增大，這樣將導致車輛在測功機臺架上運行滾動阻力增大。

輪胎氣壓對滾動阻力系數的影響

輪胎氣壓對滾動阻力系數影響很大，氣壓低時在硬質路面上輪胎變形大，滾動時遲滯損失增加，為了減少該項所引起的檢測誤差，要求早動力性檢測前必須將輪胎氣壓充至標準氣壓。