二手車發動機、變速箱、傳動系達標檢測方法探討

馮忠貴，吳明

(1.東莞市永發機動車檢測有限公司，廣東 東莞 523717；2.中山市道路運輸車輛綜合性能小欖檢測站，廣東 中山 528415)

中國二手車市場發展迅速，成為汽車消費新的增長點。當前二手車交易中存在車況信息不透明、質量難以保障等問題，主要原因是二手車檢測與現有汽車檢測技術的發展嚴重脫節，沒有定量檢測二手車重要部件的核心性能。下面探討二手車發動機、變速箱、傳動系的達標檢測方法。

1 各重要部件的達標檢測

1.1 發動機額定扭矩部分負荷的達標檢測

二手車大多是乘用車，發動機額定轉速較高，實際使用中負荷和轉速并不高，由于二手車的發動機和變速箱等技術狀況參差不齊，如果在發動機全負荷工況檢測，可能會損壞發動機和車輛。按GB 7258—2017《機動車運行安全技術條件》，汽車發動機功率不得小于標牌(或產品使用說明書)標明額定功率的75%，以此作為發動機達標評價的限值。為避免乘用車很高的發動機額定轉速，提高檢測的安全性，在底盤測功機上，在75%發動機額定扭矩部分負荷的恒力加載下，以發動機額定扭矩轉速對應車速vm作為限值，檢測穩定車速vw≥vm時發動機技術狀況達標，最大油門位置vw

隨著自動變速箱二手乘用車的增多，在發動機額定扭矩達標檢測過程中，可以檢測自動變速箱的換擋穩定時間，在檢測完發動機和自動變速箱后，以空擋滑行測量車輛傳動系阻力Fh，準確評價自動變速箱和傳動系的技術狀況。

1.2 發動機的達標檢測

1.2.1 手動變速箱乘用車

根據GB 18565—2016《道路運輸車輛綜合性能要求和檢驗方法》第6.5.5條，對于汽油乘用車，可從OBD讀取發動機轉速，無需在發動機額定扭矩轉速下測量車速，在掛上變速箱三擋后，為提高檢測安全性、準確性和規范性，在較低速40 km/h左右穩定后計算機自動取樣同一時刻的發動機轉速和車輪車速，代替發動機額定扭矩轉速nm和車速vm來計算。其優點是可減小觀察發動機轉速表的誤差，更重要的是可防止操作上弄虛作假。計算機按登錄的發動機額定扭矩轉速nm來計算，如果駕駛穩定轉速ns大于nm則取樣對應車速vs，vs>vm，計算機所計算的nm/vs

手動變速箱乘用車的傳動系效率為0.9～0.92，取傳動系效率為0.9，車輛傳動系允許阻力Ft=(1-0.9)(Fm-Ff)=0.1(Fm-Ff)，比0.18(Fm-Ff)更符合實際情況。

1.2.2 自動變速箱乘用車

自動變速箱乘用車會隨著負荷的變化而自動變速，如果采用GB 18565—2016中的方法，在功率吸收裝置未加載的工況下計算nm/vm，在恒力加載時，變速箱已自動降低了擋位，在相同的vm車速點，車輪驅動力增大而發動機轉速增大，造成很大的檢測誤差。

測量檢測環境的溫度、氣壓、濕度，計算功率校正系數Φ，輸入驅動輪半徑R，從OBD讀取發動機瞬時轉速ni，輸入發動機額定扭矩為Mm，額定扭矩轉速為nm，測取汽車的驅動軸空載質量GR，確定初始規定車速v0=50 km/h，計算50 km/h車速點的車輪與滾筒的滾動阻力Fc=fcGRg和滾動阻力矩Mc=FcR(fc為滾動阻力系數，子午線輪胎的fc=0.009；g為重力加速度)。通過試驗或統計確定以下參數：輕型底盤測功機臺架內阻Ftc=110 N，臺架阻力矩Mtc=FtcR，發動機附件消耗扭矩Mf=fmMm(fm為發動機附件消耗扭矩系數，fm=0.06)；自動變速箱的傳動系效率略低一點，傳動系阻力系數Ψ=0.12，傳動系阻力矩Mai=Ψ(Msi-Mf)=0.12(Msi-Mf)。

驅動車輪駛入底盤測功機，自動變速箱掛D擋，計算機記錄同一時刻的發動機轉速ni、驅動輪車速vi和驅動輪加載扭矩Mi，計算同一時刻車速與發動機轉速之比Ki=vi/ni，把車輛各種阻力矩都換算在發動機曲軸上，計算同一時刻發動機輸出扭矩Msi=Mf+Ψ(Msi-Mf)+Ki(Mi+Mc+Mtc)/(0.377R)，得Msi=Mf+[Ki(Mi+Mc+Mtc)/(0.377R)]/(1-Ψ)。標準環境狀態下發動機輸出扭矩Mbi=ΦMsi。設Mbi=δMm，得功率吸收裝置對應驅動輪加載扭矩Mb=[δMm(1-Ψ)/Φ-Mf+ΨMf]×0.377R/Ki-Mc-Mtc。

功率吸收裝置逐步加載，調整油門踏板，穩定車速在50 km/h或從50 km/h急加速至65 km/h，當計算機判斷自動變速箱自動降擋Ki明顯下降時，按降擋后的Ki計算，可得Mbi=δMm對應的Mb，功率吸收裝置以恒扭矩控制或恒力控制對驅動輪加載Mb。按額定扭矩轉速nm和降擋后的Ki計算對應車速vm=Kinm，顯示屏提示車速vm，當恒扭矩控制加載Mb或恒力控制加載穩定后，調整并穩定油門，檢測穩定車速vw≥vm。vw≥vm時，檢測發動機的技術狀況達標；若vw

1.3 自動變速箱的達標檢測

通過Ki的變化可判斷變速箱的技術狀況，若在恒力和車速穩定工況下Ki波動較大，則自動變速箱的技術狀況不正常。當變速箱在各穩定擋位下Ki波動不超過±6%時可判定達標，Ki波動超過±6%時可判定不達標。在降擋過程中，Ki變化過渡到穩態的時間不大于1.5 s，可判定變速箱達標，超1.5 s則判定變速箱不達標。對于無極變速自動變速箱，在逐步加載變速的過程中，Ki應表現出有規律的減小變化，否則技術狀況不正常。

1.4 傳動系的達標檢測

發動機動力性達標檢測結束、功率吸收裝置卸載后，顯示屏提示松油門掛空擋。掛空擋滑行，測量50 km/h車速點的減速度，以底盤測功機基本慣量與乘用車空擋轉動件當量慣量之和計算車輛臺架系統的滑行阻力f1，減去底盤測功機臺架內阻Ftc=110 N，得到空擋滑行車輛傳動系阻力Fh=f1-110 N。

按試驗統計，技術狀況良好的乘用車子午線輪胎的臺試綜合阻力系數為0.012，該系數包含車輪滾筒摩擦系數和車輛傳動系摩擦系數。如允許車輛傳動系阻力增大50%，按驅動軸空載質量GR計算車輛傳動系阻力限值為1.5×0.012GR×9.81≈0.18GR。當檢測傳動系阻力Fh小于等于限值時達標，大于限值時則不達標。為減小溫度影響，提高檢測準確性，可把檢測傳動系阻力Fh換算成基準溫度的阻力后，再與限值比較。

1.5 全時四驅乘用車的達標檢測

進行全時四驅乘用車達標檢測時，可把前后軸車輪都放在底盤測功機組合臺架上進行檢測，如沒有組合臺架，則可以發動機慣量作為負荷來動態快速檢測。

動態快速檢測首先要通過試驗統計不同排量發動機的轉動慣量，并得到轉動慣量與排量的函數關系，登錄所檢發動機排量即可得到轉動慣量Ie。從OBD讀取瞬時發動機轉速ni，換算成角速度后計算發動機的瞬時角加速度ε，急踩油門到底穩定1 s后松油門，計算各時刻發動機輸出扭矩。

由于發動機結構有增壓和非增壓的不同扭矩特性，無外載負荷時有限速和非限速的不同，油門踩板加速時有附加供油和非附加供油的不同，檢測計算機程序較復雜，先根據發動機型號有T則為增壓，然后根據檢測記錄數據判斷是否限速或是否加速附加供油，根據不同情況采用不同程序計算發動機最大檢測扭矩。

全時四驅乘用車傳動系的達標檢測可采用人工法。已知乘用車的整車質量M，通過人工手推力傳感器使乘用車滾動，檢測第一過程，乘用車空擋，用人工作用力水平推動或拉動力傳感器，使乘用車沿縱向對稱中心線向前直線滾動，記錄同一時刻乘用車瞬時車速vi和力傳感器的作用力Fi，計算各時間區間Δt的乘用車空擋傳動系阻力并取均值fp1；檢測第二過程，使乘用車在原滾動地面上反向，重復第一過程檢測，取檢測第一過程均值fp1和第二過程均值fp2的平均值作為空擋傳動系阻力檢測值f。通過試驗統計，按技術狀況良好乘用車路面空擋滾動阻力系數為0.007來計算，如允許車輛傳動系阻力增大50%，按整車質量Gz計算，車輛傳動系阻力限值為1.5×0.007Gz×9.81≈0.103Gz，同理判斷是否達標。

2 達標檢測舉例

以自動變速箱乘用車檢測為例，汽油發動機額定扭矩Mm=185 N·m，額定扭矩轉速nm=4 000 r/min，子午線輪胎驅動輪計算半徑R=0.315 m，驅動空載軸重GR=866 kg，輕型底盤測功機基本慣量為896 kg，乘用車空擋傳動系轉動件當量慣量為50 kg；以安全運行條件確定系數δ=0.75，測量檢測環境的溫度、氣壓、濕度，計算功率校正系數Φ=0.962；設定初始規定車速v0=50 km/h，傳動系阻力系數Ψ=0.12；設Ki波動限值為不超過±6%，在降擋過程中Ki變化過渡到穩態的時間限值為不大于2 s，從OBD讀取發動機的瞬時轉速ni。

通過試驗統計確定如下參數：滾動阻力矩Mc=fcGRgR=0.009×866×9.81×0.315=24.08N·m；臺架阻力矩Mtc=FtcR=110×0.315=34.65 N·m；發動機附件消耗扭矩Mf=fmMm=0.06×185=11.1 N·m。

汽車掛上變速箱規定D擋位，功率吸收裝置逐步加載，調整油門踏板位置使車速穩定在初始規定車速50 km/h，快速踩下油門踏板加速至65 km/h，變速箱自動降擋，加速前Ki=vi/ni=0.024 693，加速后Ki=0.013 768。把車輛各種阻力矩都換算在發動機曲軸上，以加速后降擋Ki=0.013 768計算對應驅動輪加載扭矩Mb=[δMm(1-Ψ)/Φ-Mf+ΨMf]×0.377R/Ki-Mc-Mtc=[0.75×185×(1-0.12)/0.962-11.1+0.12×11.1]×0.377×0.315/0.013 768-24.08-34.65≈951.8 N·m。

功率吸收裝置恒扭矩控制對驅動輪以951.8N·m加載穩定或以恒力=Mb/R=951.8/0.315=3 022 N控制加載穩定后，計算額定扭矩轉速對應車速vd=4 000×0.013 768≈55.1 km/h。在不小于55.1 km/h調整并穩定油門測量穩定車速vw=56.8 km/h，發動機動力性的技術狀況達標。自動變速箱在各穩定擋位時的Ki波動為±3.7%<±6%，在降擋時Ki變化過渡到穩定的時間為0.896 s<1.5 s，變速箱傳遞動力的技術狀況達標。

檢測穩定車速vw=56.8 km/h后，功率裝置卸載，顯示器提示松油門掛空擋。車輛空擋滑行，測量50 km/h車速時車輛臺架系統平均減速度為0.245 6 m/s2，系統滑行阻力F1=0.245 6×(896+50)=232.3 N，傳動系阻力Fh=232.3-110=122.3 N，小于該車傳動系阻力限值=0.18GR=0.18×866=155.9 N，傳動系阻力技術狀況達標。

3 結語

通過幾十年的檢測技術引進、消化、創新，國內已形成了建全的檢測技術開發、設備制造、檢測站、人員操作等完整的產業鏈。采用達標法檢測二手車的重要部件核心性能，可同步定量測量發動機、自動變速箱、傳動系的技術狀況，具有安全、快捷、準確、無過加載不傷車等優點，可利用現有安檢站作為第三方檢測來實現，從而解決當前二手車車況信息不透明、質量難以保障的問題。