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如何界定測功機技術的領先能力

已被閱讀：3694次作者：測功機生產者

      近年來，隨著我國汽車行業的蓬勃發展，汽車在居民生活得到了越來越廣泛的應用，同時，汽車所帶來的環境污染問題也得到了大家廣泛的關注。為了改善人們的生活環境，降低由于汽車增加而帶來的環境污染問題，世界各國都開始頒布和實施更加嚴格的機動車排放法規，借此來規范機動車行業的秩序，限制排放達不到標準的車輛的生產，以此來減少汽車尾氣對環境的污染。

      技術的發展緩慢，在上世紀６０年代我國才開始真對發動機測試技術進行研究。到了７０年代，在交通部的大力扶持下，我國開始了檢測設備的研究與開發，并取得了一些成果，能夠對發動機的動力性、供油系統的油壓等方面進行測試；８０年代是我國經濟及科學技術迅猛發展的年代，在這期間發動機及汽車測試技術也得到了相應的發展與提高，促進了發動機測試臺架的誕生，并飛速發展。到目前為此，我國已經打破了發動機及汽車測試設備由國外壟斷的現象，部分企業能夠自主研發和生產大型、復雜的測試設備如汽車底盤測功機、發動機綜合分析儀、四輪定位儀、懸掛檢測臺、制動檢測臺、排氣分析儀、燈光檢測儀等。為了對內燃機進行測試及評定，測試系統需要能夠對發動機的主要技術參數進行測試記錄，如發動機的轉矩、轉速、油耗等，同時要保證試驗系統的安全性還需對水溫、機油濕度進行測試。

      將所測得的內燃機工作過程信息進行記錄、分析、計算并形成可視化的圖形及表格以便對其進行評定：發動機測試設備的設計和開發過程存在很多困難：發動機需要測量參數較多，同時在試驗中使用的數據接口和傳感器類型也各不相同，這使發動機測試系第一章緒論統中硬件系統的建立存在困難；此外，發動機試驗一般是在高溫、高噪聲及高電磁干擾的環境下進行的，這對數據的采集及測量有很大的干擾，使的測量精度和穩定性下降；此外，結構簡單、功能單一的測功機以不足現在人們對測試設備的需求，設計開發時沒有考慮與計算機連接問題，使得試驗數據的采集、處理過程都是由人‘Ｔ完成，這在一定程度上增加了作量，同時也加大了試驗難度。隨著計算機技術與電子技術的迅猛發展，計算機在發動機測控系統中得到了廣泛的應用，并最終成為發動機測試系統的核心，推動了發動機測試系統進入到自動化時代。測功機的分類發動機測試臺架是發動機性能試驗中的重要設備，而發動機測試臺架中的一個重要組成部分是測功機。利用發動機測試臺架對發動機功率、負荷、發動機轉速、轉矩等特性進行測試，同時，在測量發動機排放時也必須在發動機測試臺架上進行。

      只有性能優良的發動機測試系統才能準確的測出發動機的真實性能，所以不論是為了實際生產還是為了科學研究都需要對發動機臺架測試系統進行深入的研究。目前，對于汽車發動機的檢測有實際測試和臺試測試兩種檢測方式。所謂實際測試，其測試過程足在整：午＝上進行，即以汽車作為測試目標？這種測試方法能夠更加準確的測量出發動機在實際工作中的性能，但其測量方法對測試設備的安裝難度較大，試驗臺成本較高，且測量的發動機參數有限，所以使用的范圍有限。臺試測試則是在試驗臺架上對發動機進行檢測的，它具有搭建方便、可測參數多的特性，測功機試驗臺架足最常用的臺試設備【４】。為了更好的發揮測功機試驗臺架的性能，許多企業與科研機構不斷的對發動機測控系統進行深入的設計與研究，并取得了一定的成果。根據功率傳遞介質的不同，目前的測功機可分為三大類：水力型測功機、電渦流型測功機和電力型測功機。

１、水力測功機：在早期的臺架試驗中，水力測功機因其性能穩定、造價低廉的特點而被廣泛的使用。由于水力測功機的制動介質是水，在工作狀態下，水起到聯機作用，并對旋轉的轉子產生沖擊、摩擦阻力，以達到吸收發動機功率的目的。對于沒功機功率的調節也是通過控制進水量來實現的。由于水力測功機自身結構原因，造成其控制精度低，且響應速度慢，有嚴重的滯后現象，不適合于發動機的動態測量。

２、電渦流測功機：該測功機將吸收來的功率轉化成電渦流，并利用渦電流效應將其轉換成熱能，經由窄氣或水將這些氣量消耗掉。常見的電渦流型測功機與水力測功機相比具有動態響應速度快的特點，且造價適中，其應用范圍廣泛。其轉矩由轉子盤產生的電渦流與外磁場相互作用產生的，并通過調節勵磁線圈中電流的大小米改變阻力矩。由于電渦流型測功機在正常Ｔ作時發熱量很大， ‘需要用水進行冷卻，而冷卻水循環系統自身存在很多缺陷如管路鋪設、水垢清除等，這也在一定程度上限制了電渦流測功機使用。

３、電力測功機：測功機作為負載使用時，將機械能轉換為電能，此時的測功機相當于發電機；當測功機處于電動狀態時，反拖發動機轉動并輸出功率。現在的電力電子控制技術Ｉ一分的成熟，所以能夠輕松的實現對發動機真實工作狀；兌的模擬。電力測功機又可分為直流電力測功機和交流電力測功機兩種，它們最大的優點就在于工作平穩，能夠穩定的輸出轉矩，測試精度高且使用方便。對于直流測功機的研究起步較早，技術相對比較成熟，但由于直流電機存在高轉速時換向困難的問題限制了直流電機的發展。而交流電機相對于直流電機價格比較便宜，并且在高速時不存在換向的問題所以得到了廣泛的應用。

      近幾年來隨著交流電機的調速控制技術的逐漸完善，交流測功機在工作時可作為發電機使用，極大的節約了能源，使的交流電力測功機得到越來越多人的認可。交流電力測功機試驗臺架由交流測功機輸出轉矩來模擬發動機實際工作中所受到的逆轉矩，以滿足發動機檢測試驗的負載條件：同時試驗臺架還包括很多試驗檢測設施，用于發動機轉速、轉矩、溫度、油耗和壓力等的測量。本課題是利用交流測功機成本低、工作平穩、控制精確方便等特點，開發一套能夠實現ＥＴＣ測試循環的發動機測試臺架。從硬件功能上看，該系統由三部分組成：發動機控制系統、測功機系統、測量采集系統。與其它測功機沒有區別，但其主要特點是能夠實現對發動機的瞬態控制。所以在測功機的選擇上及發動機轉速與轉矩的控制上要求更高。臺架試驗中測量設備有轉速傳感器、扭矩傳感器等，這些檢測元件和數據采集系統共同構成了測量系統：測量系統的主要功能是對被測發動機的各項試驗參數進行測量，并對測量數據進行處理以及記錄，同時４５與控制有關的數據信號反饋給控制系統，從而形成閉環控制。測功機系統的主要部件是測功機，它能夠模擬發動機在實際車輛上工作時所受到的逆轉矩，測功機通過連接機構（聯軸器）將施加逆轉矩旋加在發動機的輸出軸上，從而為被測發動機提供負載轉矩，這也是發動機能夠脫離車輛而進行獨立測試的主要原因。因此，測功機的性能及控制策略直接決定著發動機測試試驗的內容與測試精度，這也是發動機測控系統中最為關鍵的部分。