本公司生產的WS-DPCG系列底盤測功機系統，該系統目的是在實驗室內模擬道路阻力，對輕型車動力性能測試，經濟性能及排放性能測試。

      動力性能主要包括高車速測試，30分鐘高車速，加速性能測試，爬坡起步能力測試，驅動輪輸出功率測試，滑行測試，較大牽引力測試;經濟性能包括能量消耗率測試，續駛里程測試;排放測試主要包括國五排放，國六排放，ECE標準，EPA標準等;系統設計包含三大部分：測功機主機部分，燃油車輔助測試部分(油耗測試裝置，發動機監控裝置，排放分析儀對接系統)，新能源電動車輔助測試部分(電能測試裝置，功率分析裝置);測試部分(控制系統，測試系統，監控系統，打印輸出系統)。，該系統滿足輕型汽車在環境艙內的測試，系統設計如下圖(僅供參考，依最終設計為主)。

　　一.客戶需求

　　1. 安裝方式：地下施工及環境艙內安裝

　　2. 測試車型：較大設計總質量不超過 3500kg 的 M1 類、M2 類和 N1 類汽車

　　3. 驅動方式：前驅/后驅

　　4. 高車速：210km/h

　　5. 主要目的：汽車性能測試、經濟性測試及排放測試的底盤測功機

　　6. 高風速：120km/h

　　二.客戶義務

　　1. 380V 三相五線制交流電源(380V±5% AC、50Hz、300KVA)

　　2. 測試用場地

　　2.1 環境要求：環境溫度：-40℃到60℃，環境濕度：20%--80%

　　2.2 地下安裝尺寸：深*寬=10000*8000mm，空間

 　　3. 按乙方提供的圖紙在合同規定日期之前完成地地基施工

　　4. 按乙方提供的圖紙將水，電，氣及其它管線引至指定位置

　　5. 至少安排兩名技術人員負責協調工作及后期的培訓

　　三.適用產品

　　1. 整車動力性能測試

　　2. 整車排放性能測試

　　3. 整車經濟性能測試

　　4. 整車耐久性能測試

　　四.測試項目及執行標準

　　1. 主要測試項目

　　a. 高車速性能測試

　　b. 30分鐘高車速測試

　　c. 加速性能測試

　　d. 爬坡車速性能測試

　　e. 滑行性能測試

　　f. 油耗測試(等速油耗和工況油耗)

　　g. 驅動輪輸出功率測試

　　h. 較大牽引力測試

　　i. 能量消耗率測試

　　j. 續駛里程測試

　　k. 排放污染物測試

　　l. 耐久性能測試

　　2. 執行標準

　　a. GB 7258-2022機動車運行安全技術條件

　　b. GB 38900-2020機動車安全技術檢驗項目和方法

　　c. GB5226.1-2002機械安全 機械電器設備 第1部分：通用技術條件

　　d. GB18352.2-2001輕型汽車污染物排放限值及測量方法

　　e. 美國EPA的技術規 范 C100081T1

　　f. GBT 18386 汽車能量消耗率和續駛里程試驗方法

　　g. GB/T 12545.1 等速行駛燃油消耗量試驗

　　h. GB/T 12545.2 多工況燃油消耗量試驗

　　i. GB/T 19233 輕型汽車燃料消耗試驗方法

　　j. GBT 18385 電動汽車動力性能試驗方法

　　k. GB/T 18276 汽車動力性臺架試驗方法和評價指標

　　l. GB/T 18352.6 輕型汽車污染物排放限值及測量方法

　　五.設備功能介紹

　　底盤測功機主要由機械系統、電氣系統和測量、控制系統三大部分組成。這三部分相互聯系組成有機整體。電氣系統負責給試驗臺提供動力，并時時采集試驗數據;測量、控制系統起監控作用，保證測功機正常運轉;機械系統是試驗臺的基礎，它和其他兩大系統協調工作才能完成各項試驗項目

　　底盤測功機采用測功電機中置式結構形式，主要用于兩輪驅動車輛試驗。該測功機主要由測功機轉鼓、交流變頻電機/驅動器、測功機控制器以及各類輔助系統等組成。

　　測功機能夠準確模擬試驗車輛在道路上行使的各類阻力負載。測功機安裝在地下，車輛駛上轉鼓，對中固定后，測功機模擬實際道路條件如速度、扭矩或道路載荷等，車輛可以在模擬的實際道路環境下試驗。通過測功機驅動器來實現道路載荷模擬。系統具有響應速度快，控制精度高，重復性好等特點，廣泛應用于車輛模擬試驗中。

　　測功機計算機控制系統用于準確模擬道路載荷。道路載荷主要通過操作計算機輸入各種車輛的道路載荷系數，并通過計算來確定和修改。同時系統還具有自標定功能，用于驗證測功機的測試狀態。本系統還包括一個手持計算機，用于試驗人員在現場對測功機系統進行控制

　　控制系統由硬件和軟件兩部分組成。硬件主要由工業控制計算機(IPC)、數據采集板卡、可編程邏輯控制(PLC)等組成;軟件主要由底層系統通訊軟件、上位機控制系統軟件、信號采集處理軟件以及其他輔助控制軟件。IPC 結合 PLC 是本控制系統的核心，建立在通訊協議基礎上的控制系統結構使本系統兼具數據采集的實時性，可靠性。

　　本控制系統可以實現轉速和轉矩兩種控制模式，控制精度高且可根據反饋系統實現自動調整。系統的手動和自動兩種控制模式使控制更靈活，試驗方式多樣化。采用我公司獨有的方案屏蔽抗干擾技術，使本系統中的應用，大大提高了系統的穩定性及信號傳輸的可靠性。

　　底盤測功機械系統主要由測功機安裝底座、轉鼓、測功電動機、測功機安裝支架、車輛對中機構、轉鼓制動器、速度編碼器、拉壓力傳感器、以及表面覆蓋板等部件組成。其整體機構如下圖所示：

　　其中安裝底座采用鋼板焊接而成，焊接后進行了全面的熱處理，以消除應力集中。安裝底座具有足夠的強度和撓度，與減震墊鐵配合使用可以充分吸收測功機在運轉過程中的震動，延長設備使用壽命。兩個轉鼓采用鋼板卷制焊接而成，退火后進行整體加工，充分保證了轉鼓的公差尺寸，轉鼓表面采用硬質合金噴涂處理，表面可以獲得足有的硬度和粗糙度。測功電動機采用特種交流變頻電動機，具有優異的動態性能和較高的過載能力，配合直接轉矩變頻驅動器，可以準確模擬車輛在實際使用過程中的各類負載。測功機電動機可以四象限運行，在轉速方式和扭矩方式下，均可正反運轉。測功機安裝支架采用鋼板焊接而成，承擔轉鼓、測功電機以及試驗車輛的所有重力負載。車輛對中機構用與車輛安裝過程中，準確的保證車輛輪胎較低點與轉鼓表面高點重合，可以自動調整車輛位置。轉鼓制動器可以在任何轉速下工作，在轉鼓運轉出現異常情況下，迅速將轉鼓制動。速度編碼器和拉壓力傳感器均為測功機控制和測量提供可靠的數據保證。

　　1. 模擬阻力加載系統

　　測功電動機采用特制交流變頻電動機。電機內部結構以及磁場結構通過有效優化，與一般變頻電動機相比具有發熱量低、噪聲小、扭矩和功率穩定等特點。電量回饋滿足IEEE-519要求，過載能力可達180%.。電機軸承作為轉鼓組件的支撐軸承有效降低了支撐點數量，電機的外殼體采用浮動結構，外殼體通過兩套多自由度低摩擦軸承支撐，采用拉壓力傳感器進行固定，扭矩和牽引力的測量都達到了較好的準確度。測功電機的冷卻采用強制通風方式，電機可以在比較惡劣的地坑環境下長期工作。

　　底盤測功機主機模塊是整個測試系統的核心。該模塊主要由交流伺服電機、控制器、轉速傳感器、力矩傳感器、以及傳動裝置等組成。系統采用國外先進的高速調速伺服電機和德國高精度轉速傳感器組成，形成閉環回路，實現高精度速度控制和扭矩控制。系統采用精度為±0.2%的高精度力傳感器，通過數據采集模塊， 從而實現力矩測試的高可靠性、高準確度及高實時性。

　　傳動裝置主要由電機、轉轂、動力吸收裝置、聯軸器、底盤臺板及夾持裝置、剎車與離合器等構成。

　　2. 負載轉鼓系統

　　底盤測功機具有兩套轉鼓用以模擬實際道路表面，兩套轉鼓通過連接裝置直接剛性與測功電動機的兩端輸出軸相連。轉鼓組件以及試驗車輛的重量均被測功電機輸出軸支撐軸承承擔，所以只有兩套旋轉軸承支撐整體重量，有效降低了機械傳動系統的摩擦阻力。測功電機外殼體通過兩套靜態軸承支撐，軸承在旋轉方向上具有多自由度，有效降低了軸承摩擦，減小寄生損失，為驅動力的準確測量提供了可靠保證。另外通過控制系統的自標定功能，可以有效的測量出系統本身摩擦損失，然后通過系統標定，補償了摩擦損失，使測量結構更加準確。

　　轉鼓采用焊接結構，表面采用硬質合金熱噴涂處理，從而增加耐腐蝕性、表面粗糙度、耐磨性等，有效模擬水泥路面和瀝青路面與汽車輪胎的接觸。

　　轉鼓與測功電機安裝結構圖如下：

　　3. 模擬冷卻風機系統

　　風機冷卻模塊主要由交流變頻電機和變頻器單元、風速調節器、風機以及相關的聯結器等構成。采用控制器控制風機，實現風速跟隨(可根據車速自動調節風機速度)。主機冷卻風機采用內置式安裝，及安裝在主機電機罩內，一方面冷卻效果好，另外一方面也降低了風機的噪音。結構如下圖：

　　4. 測量控制系統

　　測量控制單元主要包括自動控制單元、手動控制單元、急停控制單元、行駛阻力控制單元、運行狀態指示單元、測量運算單元、風速控制單元、冷卻控制單元、數據采集單元等，均安裝于控制柜中。

　　5. 操作臺控制系統

　　主要功能：

　　系統控制：控制系統、變頻器系統的上電、斷電

　　顯示指示：上電指示、運轉指示、報警指示、手動調速等

　　試驗項目運行：參數設定、試驗過程監控、測試結果存儲、顯示和打印

　　6. 速度測量編碼器

　　速度測量編碼器通過連接桿直接安裝在測功電機輸出軸的一側。與測量控制器相配合用于獲取測功機距離、速度、加速度等信號，并為控制系統和電機驅動器提供了轉鼓反饋信號。當編碼器轉動時，輸出的脈沖信號通過光纖傳送到測量控制器。速度編碼器屬于精密光學測量儀器，在安裝過程中應充分保證編碼器輸出軸所承受的軸向和徑向力盡可能小，編碼器輸出軸徑向跳動應小于0.1mm

　　7. 拉壓力傳感器

　　測功電機加載扭矩采用動態拉壓力傳感器通過測力臂計算測量的方式獲取。測力臂固定在測功電機的外殼體上，電機外殼體浮動安裝，臂長選取與轉鼓半徑相等。因此拉壓力傳感器的測量值即為轉鼓表面驅動力，通過與臂長計算同樣得到測功電機加載扭矩。電機加載的扭矩測量值通過傳感器放大器，測量控制器后直接作為電機控制器的反饋信號，從而電機的加載力通過閉環控制，也具有較高的控制精度和響應速度。

　　8. 自動對中系統

　　自動對中系統主要用于車輛行駛上測功機過程中，通過機械同步方式將汽車驅動輪輪胎調整到與轉鼓中心重合。對中系統具有足夠的推力，可以將自重5000kg的汽車從最偏心距離推向轉鼓中心。對中機構通過四套聯動的方式進行驅動，所以可以保證每個方向運動的一致性。對中機構以變頻電機作為動力源，通過同步帶、軸承座、連接桿、絲杠電動推桿連接為一體，可以保證任何時刻的運動同步性。對中機構可以通過操作計算機控制，也可以通過試驗現場的控制器進行人工手動調節。當對中機構將汽車驅動輪推到轉鼓中心位置時，操作員就可以安全的安裝車輛緊固裝置。對中機構也可以將汽車驅動輪完全抬起，脫離與轉鼓表面接觸，在不需要將車輛開走的情況，進行測功機自身的無車滑行標定程序。對中機構上安裝有安全保護行程開關，當任何一套機構發生故障，沒有同時到達較低點或者較低點均會發出報警指令，安全關閉系統回到安全狀態。

　　車輛在轉鼓上的位置準確度符合美國 EPA 技術規范的要求 ，對中精度 ≤±10mm。

　　車輛自動對中裝置可將機動車車軸置于轉鼓中間 ，可提升軸重≥5 噸。

　　9. 車輛固定裝置

　　車輛驅動輪端采用交叉拉索的方式進行固定，以防止車輛驅動軸的橫向擺動。拉索一端連接在車輛上，一端固定與車輛相反的固定立柱上。車輛從動輪端采用楔塊式車輛緊固裝置，包括兩套完整的揳塊總成，分別置于從動輪的兩側，并帶有一套與T型槽板緊固的壓緊機構。楔塊上安裝有收緊帶固定機構，通過脹緊帶可以將從動輪緊緊固定。該固定裝置質量輕、堅固可靠，易于定位，適用于各種車型。

　　10. 車輛位置探測裝置

　　車輛位置探測裝置主要用于在試驗過程中實時跟蹤探測車輛位置是否在安全范圍之內，當試驗車輛產生較大的位置變動(比如向前移動，或者兩側移動，或者車輛緊固裝置故障，或者車輛爆胎等)位置探測傳感器將發出信號給測功機控制系統，控制系統將命令測功機自動關機。位置探測傳感器具有標準的探測開關，帶有探針式作動器，可以在垂直和水平方向上調節以適應不同試驗車輛。

　　11. 手持遙控裝置水電費

　　手持遙控器主要功能是用來進行對中操作 ，能顯示對中狀態 ，當前速度， 設定牽引力大小 ，設定對中速度 ，包括緊急制動按鈕以及轉轂鎖制等功能。

　　12. 司機助系統

　　司機助支架的顯示器支架主要由懸臂組成，“懸臂”，顧名思義，就是可 以伸展自如，如同手臂一樣不受限制。而且采用鋁合金材質，對角穩扣固定、 且對角夾四邊都有保護裝置 ，與顯示器接觸的部位都有這種保護裝置對顯示 器起到保護作用 ，可以直接轉動 ，方便司機在試驗時的操作。

　　駕駛室司機助采用 11 寸觸摸屏顯示方式，采用 HDMI 通訊方式，與主顯 示器進行互動。

　　司機助是輔助駕駛員對車輛在底盤測功機上進行駕駛的 ，可以讓駕駛員清 楚的看到對車輛駕駛的情況，

　　本系統采用車內控制模式進行輔助駕駛。所謂車內控制 ，是輔助駕駛手柄 及安全監控和安全控制手柄帶入車內 ，進行遠程操作

　　13. 其他系統

　　轉鼓制動：分為測功電機電制動和機械制動器制動 ，具有緊急制動和快速制 動功能 ，可以根據不同的報警信號或制動命令采取不同的制動方式，機械制動器采用氣動制動，主要由制動盤、氣動卡鉗及摩擦片、行程 開關等組成

　　地坑蓋板：乙方在地坑蓋板的設計階段與用戶密切溝通 ，得到用戶認可后進行加工和 施工,測功機安裝于環境倉時，底坑蓋板內壁采用隔溫處理。,采用花紋板鋼制 金屬 ，經過熱鍍鋅處理，地坑蓋板較大承載重量不小于 5T

　　標定裝置：標定杠桿安裝于測功機機體， 由力臂和托盤組成 ，在標定時候 ，整套系統 配備 10 個 20kg 砝碼，砝碼等級為 M3 級。每次安放一個砝碼，系統自動計算力矩

　　立柱拉索：車輛安全立柱高度采用 0.8m 的高度 ，并且在立柱每隔 0.2m 處安裝有高 度調節裝置 ，保證安全拉索在安裝過程中保持水平位置 ，在固定后不使被測 車輛產生額外的軸荷，在系統設計階段標準配置為 2 套安全立柱裝置 ，可根據用戶需要增加安全 立柱和拉索裝置，安全拉索采用繩索鎖環和掛鉤結構 ，在安全和鎖緊時 ，能快速操作。拉索 較大承受力不小于 50000N ，拉索長度 5m

　　14. 預留監控接口系統

　　整體預留大于32路接口，功能如下，也可以根據客戶要求定制：

　　預留溫度監控接口：12路

　　預留開關量接口：6路

　　預留模擬量輸入接口：6路

　　預留數字量接口：2路

　　預留LAN通訊口:2路

　　預留485接口：2路

　　預留232接口：4路

　　六.系統工作原理

　　1. 測功機部分：主要負責力的加載，通過轉速和扭矩的閉環矢量系統，達到精準的控制

　　2. 油耗測試部分：針對燃油車用汽油機和柴油機實時油耗量的測量及監控

　　3. 電能測試部分：針對新能源汽車在行駛過程的電流，電壓等參數的測量及監控，以及正常能量消耗率和續駛里程測試

　　4. 排放分析部分：針對燃油摩托車尾氣排放量的測量及監控，是否滿足國家對車輛尾氣排放要求

　　5. 上位機部分：以報表格式顯示出相應數據，有利于對測試參數的分析。

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