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机动车污染控制与清洁燃油利用技术专题

车辆底盘测功机的惯量模拟

董-：●-，J’●泉

南通常通测试设备有限公司

摘要：通过对底盘测功机惯量模拟的各种方法比较，分析了各种模拟方法的使用条件：详细探讨了

电惯量模拟的计算原则及加载方式。

关键词：底盘测功机、惯量模拟

一、概述

车辆进行动力性能、尾气排放等试验时，通常都在底盘测功机上进行。由于车辆试验时实际是处于停

止状态，车辆的行驶时的惯性对车辆动力性能，排放性能的影响不能直接反映，因此，底盘测功机应能将

车辆惯性的这种影响通过各种方式进行模拟，而且这种模拟的准确性直接影响试验结果。

在理想情况下，模拟车辆行驶时惯性的主要是底盘测功机转动部件对主轴的转动惯量，如果，底盘测

功机的转动惯量J(主轴)与试验车辆质量M有下列关系：

；MV2=；J旷

即可认为底盘测功机能准确模拟试验车辆的惯性。式中，u为底盘测功机主轴回转角速度，v为车

辆运行速度，当车辆在底盘测功机上运行时，即为车轮的线速度，也就是转毂的线速度。对每一台底盘测

功机来说，转毂半径R是一定的，因此：

V=R(^)

如果底盘测功机要适应不同质量车辆的试验需要，其转动惯量必须与试验车辆匹配，能随着试验车辆

的质量变化。

即：M．j．R2

二、惯量模拟方法

一、。I贝里俣，以／丁7友

惯量模拟方法通常有机械惯量匹配和电惯量模拟两大类，主要有以下几种：

1．机械组合飞轮

这是最早采用的方法。该方法采用一定的机械机构，通过改变底盘测功机配备的飞轮组合(由不同惯

量的飞轮组成)方式，从而达到改变测功机惯量的目的。

本方法的主要特点是结构复杂。如果能对试验车辆进行准确统计分类，且车型较少，选用此方法能方

便、准确进行合适的惯量匹配，并且具有较高的匹配精度，如一些生产车型较少的企业：如果试验车型较

多，匹配时一般采用允许一定的偏差的原则，这样通过牺牲少量惯量匹配精度的方法满足试验需要。

2．变速惯量模拟

使用本方法的底盘测功机的飞轮采用变速装置与测功机主轴联接，假如测功机本体转动惯量为Jc，飞

轮的转动惯量为Jf’飞轮与主轴转速比为u，贝,JJN功机总的转动惯量J：

J=Jc+u2Jf

如_粜变速机构采用简单的有级变速机构，其特点与机械组合飞轮方式基本相同。但如果采用无级变速

传动方式，即能很方便进行测功机的惯量匹配。例如，某测功机：

转毂回转半径：R=0．108m

测功机本体转动惯量：Jc=6．4kg．m2

飞轮转动惯量：Jf=7．6

kg．m2

如粜直接联接，u=l

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测功机总的转动惯量：J=Jc+Jf=14

kg．m2

匹配的车辆惯性质量：M=．I／Rz=1200kg

该测功机如果加装传动比为O．5-2的无级变速装置，当u=0．5时

匹配的车辆质量：M。卸．5=(Jc+0，52J0／R2=712kg

当u=2时

匹配的车辆质量：M。。2=(Jc+22J0／R2=3155埏

该测功机在试验运行质量为712kg～3155kg的车辆时，能实现惯量的准确匹配。匹配精度取决于无级

变速装置的控制、测量精度。

3．电惯量模拟

目前火部分底盘测功机采用电惯量模拟的方法进行惯量匹配，所谓电惯量模拟是通过调整测功机负荷

加载量来弥补测功机基准惯量与车辆质量之差的方法。不同的测功机类型有不同的电惯量模拟方法。

(1)单向加载部件的电惯量模拟。

这种测功机只有功率吸收元件，如风冷电涡流测功器，试验时，通过调整加载量的大小进行电惯量模

拟。根据牛顿定律，需要调整(增加)的加载扭矩为：

T=△M．a．R

此即为底盘测功机的电惯量模拟值。

式中，a为车辆运行加速度，R为转毂半径，△M为车辆质量与底盘测功机基准惯量羞，△M=M-J／R2。

由于试验需要的加载量是不定的，因此，调整的加载量只能大于零，即：

T≥0

由此，在△M