專利名稱：汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)及其測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)及其測試方法，屬車輛性能測試技術(shù)設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有對汽車驅(qū)動功率值的測試系統(tǒng)，是一種安裝在室內(nèi)的汽車底盤測功機(jī)。在汽車底盤測功機(jī)上測試汽車的驅(qū)動功率值，是以汽車底盤測功機(jī)的滾筒代替路面，用被測試汽車的驅(qū)動車輪驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，而滾筒是與渦流制動器串聯(lián)的，由試驗人員通過控制柜操作渦流制動器對滾筒施加旋轉(zhuǎn)阻力矩，被測試汽車的驅(qū)動車輪驅(qū)動底盤測功機(jī)的滾筒旋轉(zhuǎn)時，必須克服滾筒上的旋轉(zhuǎn)阻力矩，根據(jù)功率平衡原理，汽車驅(qū)動車輪驅(qū)動底盤測功機(jī)的滾筒以某一轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，此時滾筒上的旋轉(zhuǎn)阻力矩乘滾筒的轉(zhuǎn)速所得出的功率值即是被測試汽車驅(qū)動車輪上此時的驅(qū)動功率值。以上現(xiàn)有測試汽車驅(qū)動功率值的方法，是在室內(nèi)的底盤測功機(jī)上模擬行駛工況的行駛阻力，讓汽車驅(qū)動車輪來驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)，無法做到對汽車行駛工況所消耗的驅(qū)動功率值的測試。因此，實際上是被測試汽車的驅(qū)動功率是否能平衡渦流制動器此時加到汽車底盤測功機(jī)滾筒上設(shè)定的行駛阻力功率值。這種模擬測試，存在測試操作不方便、測量結(jié)果不真實、不準(zhǔn)確、重復(fù)性差、測試設(shè)備投資大等的缺點(diǎn)和問題。
即使在底盤測功機(jī)上重現(xiàn)道路行駛工況時汽車的油門開度和行駛車速，進(jìn)行汽車某行駛工況驅(qū)動功率值的模擬測試，由于汽車在道路上行駛時，汽車發(fā)動機(jī)的冷卻水溫度和發(fā)動機(jī)潤滑部位的機(jī)油溫度、機(jī)油粘度等因素與汽車在實驗室內(nèi)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時的上述因素存在不可避免的隨機(jī)差異。因此，在室內(nèi)汽車底盤測功機(jī)上重現(xiàn)汽車行駛工況測出的驅(qū)動功率值，與汽車實際行駛工況的驅(qū)動功率值誤差很大，且其誤差是不可修正的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服和解決現(xiàn)有汽車行駛工況驅(qū)動功率值的測試采用在汽車底盤測功機(jī)上進(jìn)行模擬測試，存在操作不方便、測量結(jié)果不真實、不準(zhǔn)確、測試設(shè)備投資大等的缺點(diǎn)和問題，提供一種測試操作方便、測試費(fèi)用少，無需進(jìn)行模擬測試，測量結(jié)果真實、測試結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好、設(shè)備投資少等諸多優(yōu)點(diǎn)的汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)及其測試方法，以促進(jìn)車輛性能測試技術(shù)的發(fā)展。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的一般汽車的動力傳動系統(tǒng)及本發(fā)明的汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖如圖1所示，其動力傳動軸轉(zhuǎn)矩值信號紅外發(fā)射、紅外接收及數(shù)據(jù)處理裝置電路方框圖如圖2所示，其動力傳動軸轉(zhuǎn)矩值信號紅外發(fā)射、紅外接收及數(shù)據(jù)處理裝置電路原理圖如圖3所示。一般汽車車型的動力傳動是，由汽車動力裝置如發(fā)動機(jī)1(圖1所示)發(fā)出動力，經(jīng)汽車離合器或液力變扭器2、汽車變速器3、帶萬向節(jié)的汽車動力傳動軸總成6、帶主減速器、差速器及半軸的汽車驅(qū)動橋總成8傳到汽車驅(qū)動車輪9，由驅(qū)動車輪9作用于路面一個力。路面反作用一個驅(qū)動力給驅(qū)動車輪，驅(qū)動汽車行駛。
本汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速傳感器4、設(shè)置在動力傳動軸總成6上帶紅外發(fā)射轉(zhuǎn)矩值信號的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置7、帶紅外接收專用管及其支架的轉(zhuǎn)矩值信號紅外接收裝置10、傳輸管線11、14、汽車蓄電池12、數(shù)據(jù)處理裝置13共同安裝連接構(gòu)成，其相互位置及其連接關(guān)系為轉(zhuǎn)速傳感器4裝于汽車變速器箱3的輸出軸處變速箱殼體上，帶紅外發(fā)射轉(zhuǎn)矩值信號的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置7裝在汽車動力傳動軸6上，帶紅外接收專用管及支架的紅外接收裝置10安裝在車架或車身底板5上，紅外接收裝置10通過管線11與數(shù)據(jù)處理裝置13相連接并通過管線11傳輸紅外接收裝置10接收到的轉(zhuǎn)矩值信號給數(shù)據(jù)處理裝置13，汽車蓄電池12安裝在車身底板5上并通過電源線與需供電的裝置相連通，數(shù)據(jù)處理裝置13安放在車廂內(nèi)并通過管線14與轉(zhuǎn)速傳感器4相連接通，以傳輸轉(zhuǎn)速電脈沖信號給數(shù)據(jù)裝置13；其動力傳動軸轉(zhuǎn)矩值信號紅外發(fā)射電路由應(yīng)變片電橋電路、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)矩信號發(fā)送處理電路、轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路共同電氣連接構(gòu)成。其相互連接關(guān)系為信號放大器通過應(yīng)變片電橋電路輸出信號線、信號放大輸出線分別與應(yīng)變片電橋電路、A/D轉(zhuǎn)換器相電氣連接，轉(zhuǎn)矩值信號發(fā)送處理電路通過A/D轉(zhuǎn)換信號輸出線、轉(zhuǎn)矩值信號發(fā)送處理信號輸出線分別與A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路共同電氣連接；其紅外接收及數(shù)據(jù)處理電路由紅外接收電路、轉(zhuǎn)速傳感器、紅外接收處理用單片機(jī)電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為紅外接收處理用單片機(jī)電路分別通過紅外接收信號線、轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號線、紅外接收處理用單片機(jī)輸出信號線分別與紅外接收電路、轉(zhuǎn)速傳感器、紅外接收處理用單片機(jī)相電氣連接；紅外接收電路通過接收轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射信號與轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路相連通。其中應(yīng)變片電橋電路由粘貼在動力傳動軸6外圓表面的R21～R24電阻應(yīng)變片共同電氣連接構(gòu)成；信號放大器由R14、R15及IC1共同電氣連接構(gòu)成；A/D轉(zhuǎn)換器由C3、R3、C9、C11、R16、C12及IC2共同電氣連接構(gòu)成；轉(zhuǎn)矩信號發(fā)送處理電路由IC3單片機(jī)構(gòu)成；轉(zhuǎn)矩信號調(diào)制發(fā)射電路由R6、R10、R13、R17、R18、C13～C15、T3、T4、RW1、D2、LD2及IC3共同電氣連接構(gòu)成；紅外接收電路由IC5、R20、C27共同電氣連接構(gòu)成；轉(zhuǎn)速傳感器可選用SGQ-13B型；紅外接收處理用單片機(jī)電路由IC7單片機(jī)、IC8、C21、C23～C26共同電氣連接構(gòu)成；汽車行駛工況驅(qū)動功率值的測試方法依據(jù)旋轉(zhuǎn)的動力傳動軸傳遞動力功率的計算式計算P＝Tω＝T.2πn/60(w)(1)即P＝T.n/9549.3(Kw) (2)式中P——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)傳遞的功率值，T——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)傳遞的轉(zhuǎn)矩值(N.m)ω——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)角速度n——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(rpm)其關(guān)鍵是同時測量汽車在任一行駛工況下其動力傳動軸上的轉(zhuǎn)矩值和動力傳動軸的轉(zhuǎn)速值，則可測試計算出經(jīng)過傳動軸的驅(qū)動功率值。本汽車行駛工況驅(qū)動功率值的測試系統(tǒng)安裝在汽車動力傳動系中，隨汽車在道路試驗行駛時，對汽車行駛工況的驅(qū)動功率值進(jìn)行測試；猶如動力氣壓表或動力液壓表在動力系統(tǒng)中可測出任一時刻動力系統(tǒng)中的氣壓或液壓值一樣，本發(fā)明是在汽車動力傳動系統(tǒng)中，串上一個動力傳動軸轉(zhuǎn)矩值測量裝置，將汽車行駛過程中任何試驗時刻所須克服的行駛阻力矩值在動力傳動軸上測量出來，同時將被測轉(zhuǎn)矩值的動力傳動軸的轉(zhuǎn)速也由轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行采樣變?yōu)殡娒}沖信號，與轉(zhuǎn)矩值信號一同被送到驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置計算出汽車行駛工況的驅(qū)動功率值；由上述可見，本發(fā)明是在汽車行駛過程中對汽車的驅(qū)動功率值進(jìn)行直接測量，而且是在進(jìn)行道路試驗過程中測得的；汽車行駛過程的行駛阻力由4部分組成車輪與路面間的滾動阻力，行駛路面的坡度阻力，汽車加、減速時的慣性阻力和汽車行駛時與大氣相對運(yùn)動產(chǎn)生的空氣阻力；這4部分阻力中，滾動阻力與車輛參數(shù)。特別是輪胎參數(shù)值、車速、路面材質(zhì)狀況等因素關(guān)系復(fù)雜；行駛路面的坡度阻力可在測得路面坡度后計算出其值；慣性阻力由汽車平移質(zhì)量與汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量兩大部分的慣量計算轉(zhuǎn)換而得，也比較復(fù)雜；空氣阻力則由汽車形狀阻力，干擾阻力，內(nèi)循環(huán)阻力，誘導(dǎo)阻力和摩擦阻力等組成。在室內(nèi)的底盤測功機(jī)上模擬的行駛阻力與汽車實際行駛工況的行駛阻力誤差很大且其誤差是不可修正的，按本發(fā)明在汽車行駛過程中隨車進(jìn)行汽車驅(qū)動功率值的測量，則可真實準(zhǔn)確測試出汽車在實際行駛工況時的驅(qū)動功率值。
其具體測試操作步驟(1)在試驗車的動力傳動軸外圓表面上粘貼4個電阻應(yīng)變片共同電氣連接構(gòu)成電橋電路；(2)將由電橋電路輸出信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)矩信號發(fā)送處理電路、轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路及由干電池組成的電源共同電氣連接構(gòu)成的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置電路板安裝在用輕金屬(如鋁合金)制造的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置外殼內(nèi)，并將用輕金屬(如鋁合金)制造的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置外殼通過螺絲固裝在汽車動力傳動軸上；(3)將被測試汽車變速器輸出軸處箱體上的轉(zhuǎn)速傳感器引出的轉(zhuǎn)速電脈沖信號輸出線，與數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端相連，若被測試汽車的變速器輸出軸處箱體上的轉(zhuǎn)速傳感器輸出的不是電脈沖信號，可在其旋轉(zhuǎn)機(jī)件芯軸前串聯(lián)一個能產(chǎn)生轉(zhuǎn)速電脈沖信號的轉(zhuǎn)速傳感；(4)將帶傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置的動力傳動軸換為汽車上平時使用的動力傳動軸，裝在汽車上；(5)將轉(zhuǎn)矩值信號紅外接收裝置安裝在車架或車廂底板5上能接收到傳動軸上傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置紅外發(fā)射出來的轉(zhuǎn)矩值信號的合適位置，并將紅外接收裝置的信號輸出線與數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端相連，轉(zhuǎn)矩值紅外接收裝置由汽車上的蓄電池12供電；(6)將數(shù)據(jù)處理裝置13安置在被測試汽車的車廂內(nèi)方便試驗人員操作的合適位置，數(shù)據(jù)處理裝置13由汽車上的蓄電池12供電；(7)汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)在試驗車上安裝準(zhǔn)備一切就緒后，關(guān)閉紅外接收裝置10和數(shù)據(jù)處理裝置13的電源開關(guān)，試驗員啟動測試裝置的測試程序，在數(shù)據(jù)處理裝置13的顯示屏上即可顯示傳動軸上傳遞的瞬時轉(zhuǎn)矩值、轉(zhuǎn)速值和傳動軸上的汽車驅(qū)動功率值，并儲存起來，待調(diào)取研究用。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)現(xiàn)有技術(shù)只能模擬汽車行駛工況進(jìn)行測量，測量結(jié)果不真實，模擬測量不方便，測量結(jié)果誤差大，不準(zhǔn)確，重復(fù)性差，而用本發(fā)明測量系統(tǒng)是在汽車道路試驗行駛工況中直接進(jìn)行測量，測量結(jié)果真實、測量結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好；(2)從功率測試設(shè)備的成本來比較，現(xiàn)有精度較高的汽車底盤測功機(jī)需人民幣幾百萬元，而且從外國買進(jìn)，而本發(fā)明則是對不同車型配置一個傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置，本發(fā)明的系統(tǒng)測量裝置，成本不超過5萬元人民幣，由同一傳動軸改型的不同車型，可以通用本發(fā)明的一個系統(tǒng)測量裝置，有了隨車使用的本系統(tǒng)，以本發(fā)明人的發(fā)明專利技術(shù)(發(fā)明專利號ZL 97104627.1)用道路試驗測試汽車的空氣阻力系數(shù)值，與現(xiàn)有技術(shù)用風(fēng)洞試驗測試汽車的空氣阻力系數(shù)值，進(jìn)行一次測試需要人民幣20～30萬元相比較，本發(fā)明隨車使用的本系統(tǒng)會有良好的經(jīng)濟(jì)效益；(3)前述汽車行駛工況的滾動阻力值影響因素關(guān)系極為復(fù)雜，有了本發(fā)明的系統(tǒng)，可在道路行駛試驗中測出任一特定車況、路況、車速下的汽車行駛滾動阻力值；這對于高速行駛的汽車輪胎的匹配研究，提供了一種便利的測試手段。特定車況、路況、車速下的汽車輪胎的良好匹配，可減少因輪胎導(dǎo)致高速行車交通事故的發(fā)生，會產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益(4)本發(fā)明特別解決了在傳動軸外表面粘貼的應(yīng)變片連線組成電橋電路的穩(wěn)定性、重復(fù)性問題。并解決了高速旋轉(zhuǎn)的汽車傳動軸上轉(zhuǎn)矩值信號的紅外發(fā)射，紅外接收數(shù)據(jù)不丟失的問題。經(jīng)對樣件的測試標(biāo)定，測量結(jié)果重復(fù)性誤差很小，測試轉(zhuǎn)矩值的測試精度誤差在5％以內(nèi)；對于傳動軸上的轉(zhuǎn)矩值信號無接觸傳輸?shù)膯栴}，本發(fā)明的系統(tǒng)由于采用紅外編碼發(fā)射與接收技術(shù)，得以較好的解決。經(jīng)汽車以每小時100多公里的速度在高等級路面行駛及在試驗臺架上汽車以每小時120多公里的速度傳動軸高速旋轉(zhuǎn)時的測試，測試的結(jié)果表明，本發(fā)明的汽車傳動軸上的轉(zhuǎn)矩值信號采用紅外編碼發(fā)射、紅外接收方案，可確保轉(zhuǎn)矩值信號數(shù)據(jù)不丟失，測試數(shù)據(jù)重復(fù)性好。


下面對說明書附圖進(jìn)一步說明如下圖1是一般汽車動力傳動路徑示意及汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和在汽車上的安裝示意圖；圖2是其紅外發(fā)射、紅外接收及數(shù)據(jù)處理裝置電路方框圖；圖3是其紅外發(fā)射、紅外接收及數(shù)據(jù)處理裝置的電路原理圖；圖4是驅(qū)動功率測試數(shù)據(jù)微機(jī)處理程序流程方框圖。圖中1是汽車動力裝置，2是汽車離合器或液力變矩器，3是汽車變速器，4是轉(zhuǎn)速傳感器，5是車架或車身底板，6是帶萬向節(jié)的汽車動力傳動軸總成，7是帶紅外發(fā)射裝置的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置，8是帶主減速器、差速器及半軸的汽車驅(qū)動橋總成，9是汽車驅(qū)動車輪，10是帶紅外接收專用管及支架的紅外接收裝置，11、14均是傳輸管線，12是汽車蓄電池，13是包括驅(qū)動功率顯示、存儲的數(shù)據(jù)處理裝置。
具體實施例方式發(fā)明人認(rèn)為實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方式可為如下(1)首先按圖2、圖3所示分別繪制紅外發(fā)射、紅外接收及數(shù)據(jù)處理印刷電路板，然后篩選元器件安裝紅外發(fā)射電路板、紅外接收及數(shù)據(jù)處理電路板，例如IC1可選AD621，IC2可選TLC1549，IC3可選8051，IC4可選7555，IC5可選PIC-12043，IC6可選ZSG5568，IC7可選8052，IC8可選MAX232，IC9可選MC7805，IC10可選MC7805；(2)可選用輕金屬(如鋁合金)制造紅外發(fā)射裝置外殼，用工程塑料或金屬薄板制造紅外接收裝置外殼、數(shù)據(jù)處理裝置外殼，然后把裝配并試調(diào)好的電路板分別固裝于相應(yīng)的外殼內(nèi)；(3)按圖4所示，編制軟件程序并輸進(jìn)單片機(jī)貯存；(4)按圖2、3所示并按上面說明書所述的連接關(guān)系進(jìn)行電氣連接，并進(jìn)行帶紅外發(fā)射裝置的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置靜態(tài)動態(tài)標(biāo)定調(diào)試；(5)按圖1所示，發(fā)明人采用LZ1010VH型面包車來做試驗車，采用該車型原裝件汽車動力裝置1、汽車離合器2、汽車變速器3、汽車動力傳動軸總成6、帶主減速器、差速器及半軸的汽車驅(qū)動橋總成8、汽車驅(qū)動車輪9、汽車蓄電池12等；帶紅外發(fā)射裝置的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置7、帶紅外接收專用管及支架的紅外接收裝置10、數(shù)據(jù)處理裝置13均采用上述發(fā)明人研制成的裝置；管線11、14可采用工程塑料管或金屬管及電纜信號線；然后按圖1所示并按上面說明書所述的位置連接關(guān)系進(jìn)行安裝連接，連接時可用螺釘固定，便能較好地實施本發(fā)明系統(tǒng)；然后按上面說明書所述的方法步驟進(jìn)行操作便能較好地實施本發(fā)明，方便容易地測得汽車任何行駛工況的驅(qū)動功率值。
在實施本發(fā)明過程中應(yīng)說明下述幾個方面汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)，由汽車動力傳動軸上的轉(zhuǎn)矩值測量帶轉(zhuǎn)矩值信號發(fā)射裝置，傳動軸轉(zhuǎn)速測量裝置，轉(zhuǎn)矩值紅外信號接收裝置和驅(qū)動功率值數(shù)據(jù)處理裝置，蓄電池5部分組成。①帶轉(zhuǎn)矩值信號發(fā)射的汽車動力傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置，由一個電橋電路、電源、信號處理電路、紅外發(fā)射裝置、固定殼體幾部分組成。其中電橋電路由4片電阻應(yīng)變片粘貼在動力傳動軸的外圓表面連線組成，電源由干電池組成，電源向電橋電路輸入電壓，電橋電路輸出的電壓則與傳動軸上所傳遞的轉(zhuǎn)矩值成一一對應(yīng)關(guān)系稱轉(zhuǎn)矩值信號，轉(zhuǎn)矩值信號經(jīng)信號處理電路放大、轉(zhuǎn)換、調(diào)制等處理后，由若干個串聯(lián)的紅外發(fā)射管將轉(zhuǎn)矩值信號向外發(fā)射離開高速旋轉(zhuǎn)的傳動軸。干電池電源和信號處理電路以及紅外發(fā)射裝置均被緊固安置在一個殼體內(nèi)，該殼體被緊固在傳動軸上與傳動軸一同進(jìn)行過動不平衡檢查，與傳動軸同步旋轉(zhuǎn)；②轉(zhuǎn)矩值紅外信號接收裝置由一個紅外接收管及其支架組成，被固定在傳動軸周圍附近的汽車車架上，可不間斷地接收到傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置發(fā)射出來的轉(zhuǎn)矩值紅外信號。轉(zhuǎn)矩值紅外信號接收裝置接收到的轉(zhuǎn)矩值信號，通過管線傳輸?shù)津?qū)動功率值數(shù)據(jù)處理裝置；③傳動軸轉(zhuǎn)速測量裝置由一個轉(zhuǎn)速傳感器和管線組成。串聯(lián)安裝在與傳動軸串聯(lián)的汽車變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速傳感器上，或從變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速傳感器上直接取得傳動軸轉(zhuǎn)速值的電脈沖信號，轉(zhuǎn)速測量裝置測得的轉(zhuǎn)速值電脈沖信號經(jīng)管線輸送到驅(qū)動功率值數(shù)據(jù)處理裝置；④汽車驅(qū)動功率值數(shù)據(jù)處理裝置，由汽車蓄電池供電，具有對紅外接收器經(jīng)管線傳輸來的轉(zhuǎn)矩值信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理，對轉(zhuǎn)速傳感器經(jīng)管線傳輸來的轉(zhuǎn)速值電脈沖信號進(jìn)行處理以及編程采樣計算驅(qū)動功率值，存儲運(yùn)算結(jié)果并顯示驅(qū)動功率值及與其相對應(yīng)的汽車車速以及傳動軸轉(zhuǎn)矩值等功能；⑤測傳動軸旋轉(zhuǎn)速度值的原理是測與傳動軸串聯(lián)的汽車變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速值，通過轉(zhuǎn)速傳感器的電脈沖信號與轉(zhuǎn)速值的關(guān)系來測量的。
權(quán)利要求
1.一種汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)，其特征在于它由轉(zhuǎn)速傳感器(4)、設(shè)置在動力傳動軸總成(6)上帶紅外發(fā)射轉(zhuǎn)矩值信號的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置(7)、帶紅外接收專用管及其支架的轉(zhuǎn)矩值信號紅外接收裝置(10)、傳輸管線(11)、(14)、汽車蓄電池(12)、數(shù)據(jù)處理裝置(13)共同安裝連接構(gòu)成，其相互位置及其連接關(guān)系為轉(zhuǎn)速傳感器(4)裝于汽車變速箱(3)的輸出軸處變速箱殼體上，帶紅外發(fā)射轉(zhuǎn)矩值信號的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置(7)裝在汽車動力傳動軸(6)上，帶紅外接收專用管及支架的紅外接收裝置(10)安裝在車架或車身底板(5)上，紅外接收裝置(10)通過管線(11)與數(shù)據(jù)處理裝置(13)相連接并通過管線(11)傳輸紅外接收裝置(10)接收到的轉(zhuǎn)矩值信號給數(shù)據(jù)處理裝置(13)，汽車蓄電池(12)安裝在車身底板(5)上并通過電源線與需供電的裝置相連通，數(shù)據(jù)處理裝置(13)安放在車廂內(nèi)并通過管線(14)與轉(zhuǎn)速傳感器(4)相連接通，以傳輸轉(zhuǎn)速電脈沖信號給數(shù)據(jù)裝置(13)。
2.按權(quán)利要求1所述的一種汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)，其特征在于所述動力傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置的紅外發(fā)射裝置電路由應(yīng)變片電橋電路、信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)矩信號發(fā)送處理電路、轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路共同電氣連接構(gòu)成。其相互連接關(guān)系為信號放大器通過應(yīng)變片電橋電路輸出信號線、信號放大輸出線分別與應(yīng)變片電橋電路、A/D轉(zhuǎn)換器相電氣連接，轉(zhuǎn)矩值信號發(fā)送處理電路通過A/D轉(zhuǎn)換信號輸出線、轉(zhuǎn)矩值信號發(fā)送處理信號輸出線分別與A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路共同電氣連接。
3.按權(quán)利要求1所述的一種汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)，其特征在于所述的紅外接收及數(shù)據(jù)處理電路由紅外接收電路、轉(zhuǎn)速傳感器、紅外接收處理用單片機(jī)電路共同電氣連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為紅外接收處理用單片機(jī)電路分別通過紅外接收信號線、轉(zhuǎn)速傳感器輸出信號線、紅外接收處理用單片機(jī)輸出信號線分別與紅外接收電路、轉(zhuǎn)速傳感器、紅外接收處理用單片機(jī)相電氣連接；紅外接收電路通過接收轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射信號與轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路相連通。
4.按權(quán)利要求1所述的一種汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)，其測試方法如下依據(jù)旋轉(zhuǎn)的動力傳動軸傳遞動力功率的計算式計算P＝Tω＝T.2πn/60(w)(1)即P＝T.n/9549.3(Kw) (2)式中P——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)傳遞的功率值，T——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)傳遞的轉(zhuǎn)矩值(N.m)ω——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)角速度n——動力傳動軸旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(rpm)其關(guān)鍵是同時測量汽車在任一行駛工況下其動力傳動軸上的轉(zhuǎn)矩值和動力傳動軸的轉(zhuǎn)速值，則可測試計算出經(jīng)過傳動軸的驅(qū)動功率值。本汽車行駛工況驅(qū)動功率值的測試系統(tǒng)安裝在汽車動力傳動系中，隨汽車在道路試驗行駛時，對汽車行駛工況的驅(qū)動功率值進(jìn)行測試；猶如動力氣壓表或動力液壓表在動力系統(tǒng)中可測出任一時刻動力系統(tǒng)中的氣壓或液壓值一樣，本發(fā)明是在汽車動力傳動系統(tǒng)中，串上一個動力傳動軸轉(zhuǎn)矩值測量裝置，將汽車行駛過程中任何試驗時刻所須克服的行駛阻力矩值在動力傳動軸上測量出來，同時將被測轉(zhuǎn)矩值的動力傳動軸的轉(zhuǎn)速也由轉(zhuǎn)速傳感器進(jìn)行采樣變?yōu)殡娒}沖信號，與轉(zhuǎn)矩值信號一同被送到驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置計算出汽車行駛工況的驅(qū)動功率值；由上述可見，本發(fā)明是在汽車行駛過程中對汽車的驅(qū)動功率值進(jìn)行直接測量，而且是在進(jìn)行道路試驗過程中測得的；汽車行駛過程的行駛阻力由4部分組成車輪與路面間的滾動阻力，行駛路面的坡度阻力，汽車加、減速時的慣性阻力和汽車行駛時與大氣相對運(yùn)動產(chǎn)生的空氣阻力；這4部分阻力中，滾動阻力與車輛參數(shù)。特別是輪胎參數(shù)值、車速、路面材質(zhì)狀況等因素關(guān)系復(fù)雜；行駛路面的坡度阻力可在測得路面坡度后計算出其值；慣性阻力由汽車平移質(zhì)量與汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量兩大部分的慣量計算轉(zhuǎn)換而得，也比較復(fù)雜；空氣阻力則由汽車形狀阻力，干擾阻力，內(nèi)循環(huán)阻力，誘導(dǎo)阻力和摩擦阻力等組成。在室內(nèi)的底盤測功機(jī)上模擬的行駛阻力與汽車實際行駛工況的行駛阻力誤差很大且其誤差是不可修正的，按本發(fā)明在汽車行駛過程中隨車進(jìn)行汽車驅(qū)動功率值的測量，則可真實準(zhǔn)確測試出汽車在實際行駛工況時的驅(qū)動功率值。其具體測試操作步驟①在試驗車的動力傳動軸外圓表面上粘貼4個電阻應(yīng)變片共同電氣連接構(gòu)成電橋電路；②將由電橋電路輸出信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)矩信號發(fā)送處理電路、轉(zhuǎn)矩值信號調(diào)制發(fā)射電路及由干電池組成的電源共同電氣連接構(gòu)成的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置電路板安裝在用輕金屬制造的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置外殼內(nèi)，并將用輕金屬制造的傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置外殼通過螺絲固裝在汽車動力傳動軸上；③將被測試汽車變速器輸出軸處箱體上的轉(zhuǎn)速傳感器引出的轉(zhuǎn)速電脈沖信號輸出線，與數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端相連，若被測試汽車的變速器輸出軸處箱體上的轉(zhuǎn)速傳感器輸出的不是電脈沖信號，可在其旋轉(zhuǎn)機(jī)件芯軸前串聯(lián)一個能產(chǎn)生轉(zhuǎn)速電脈沖信號的轉(zhuǎn)速傳感；④將帶傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置的動力傳動軸換為汽車上平時使用的動力傳動軸，裝在汽車上；⑤將轉(zhuǎn)矩值信號紅外接收裝置安裝在車架或車廂底板(5)上能接收到傳動軸上傳動軸轉(zhuǎn)矩測量裝置紅外發(fā)射出來的轉(zhuǎn)矩值信號的合適位置，并將紅外接收裝置的信號輸出線與數(shù)據(jù)處理裝置的輸入端相連，轉(zhuǎn)矩值紅外接收裝置由汽車上的蓄電池(12)供電；⑥將數(shù)據(jù)處理裝置(13)安置在被測試汽車的車廂內(nèi)方便試驗人員操作的合適位置，數(shù)據(jù)處理裝置(13)由汽車上的蓄電池(12)供電；⑦汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)在試驗車上安裝準(zhǔn)備一切就緒后，關(guān)閉紅外接收裝置(10)和數(shù)據(jù)處理裝置(13)的電源開關(guān)，試驗員啟動測試裝置的測試程序，在數(shù)據(jù)處理裝置(13)的顯示屏上即可顯示傳動軸上傳遞的瞬時轉(zhuǎn)矩值、轉(zhuǎn)速值和傳動軸上的汽車驅(qū)動功率值，并儲存起來，待調(diào)取研究用。
全文摘要
本發(fā)明是一種汽車行駛工況驅(qū)動功率值測試系統(tǒng)及其測試方法，系統(tǒng)由轉(zhuǎn)速傳感器、帶紅外發(fā)射的傳動軸轉(zhuǎn)矩值測量裝置、紅外接收裝置及數(shù)據(jù)處理裝置、傳輸管線、蓄電池等共同安裝連接構(gòu)成，其主要位置關(guān)系轉(zhuǎn)速傳感器裝汽車變速器輸出軸處變速器箱體上；帶紅外發(fā)射的傳動軸轉(zhuǎn)矩值測量裝置固裝在動力傳動軸上，動力傳動軸前端與變速器的輸出軸連接，其末端與汽車驅(qū)動橋連接；紅外接收裝置安裝在車架或車身底板上，并通過管線與數(shù)據(jù)處理裝置相連接，數(shù)據(jù)處理裝置安裝于車廂內(nèi)并通過管線與轉(zhuǎn)速傳感器相連接通。測試方法的關(guān)鍵是同時測試汽車行駛時動力傳動軸上的轉(zhuǎn)矩值T和其轉(zhuǎn)速值n來計算汽車的驅(qū)動功率值。本發(fā)明設(shè)備投資少、測試操作方便、測試費(fèi)用少、隨車在道路試驗時進(jìn)行測試、測試結(jié)果真實可靠、測試結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好。
文檔編號G01L5/13GK1397789SQ02134409
公開日2003年2月19日 申請日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者周鋒, 陳曉鵬 申請人:華南理工大學(xué)