CN103792091B - 一种车辆等速加载废气排放检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种车辆等速加载废气排放检测方法，左、右副滚筒各自为独立的自由滚筒，没有车辆检测时由运动干涉所产生的不正常摩擦功率的寄生功率；计算或试验副滚筒系统的当量惯量和阻力方程，或者统一规定相同直径副滚筒系统在25km／h和40km／h的阻力，并设定为定值不变化，每天只需采用滑行法测量主滚筒系统的阻力，即可快速标定台架阻力；按标准稳态工况法规范的加载和车速等速检测废气排放，如已完成10秒的快速检查工况需继续进行90秒工况，判断废气排放氮氧化物NO的检测值已达到稳态后，才开始取样计算平均值和评价。
Description
技术领域
一种车辆等速加载废气排放检测方法，是轻型点燃式汽车在底盘测功机上，按标准稳态工况法规范的加载和车速等速稳态检测废气的一种方法，属于汽车性能台试检测技术领域。
背景技术
现有轻型点燃式汽车稳态工况法检测废气排放，是按照国标GB18285-2005《点燃式发动机汽车排放污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》，点燃式汽车在底盘测功机上台试模拟路试负荷检测废气排放，由于现有轻型车底盘测功机的结构和计算机程序的缺陷，存在着许多车辆废气排放检测的错检错判，基准质量越大的乘用车越容易错检废气排放超标，主要原因是现有技术的轻型车底盘测功机容易产生较大的寄生功率和取样计算错误，寄生功率使车辆的驱动力、油耗和废气增加，取样加速工况滞后的偏大废气使平均检测值增大，为克服现有技术的不足，采用本发明的检测方法，按标准稳态工况法规范的加载和车速，在没有寄生功率的底盘测功机上，准确、快捷标定台架的基准惯量和规定车速点阻力，采用判断废气排放稳定的方式，提高检测的准确性和操作性。
发明内容
现有稳态工况法废气排放检测所采用的轻型车底盘测功机，主、副滚筒(前、后滚筒)是采用1∶1机械联接传动，左、右副滚筒中间用联轴器联接，全部滚筒的表面线速度相同。由于乘用车的轮胎气压较低，滚筒直径也偏小，车轮在滚筒上的接触变形较大，稳态工况法废气排放检测25km/h等速时的车轮驱动力较大，使主滚筒对车轮的支反力较大于副滚筒对车轮的支反力，同一车轮在主、副滚筒上的动力半径相差较大，车轮两接触点的线速度不同，而滚筒线速度一样，使车轮在滚筒上滚动加滑动，产生较大的寄生功率，从而加大了车辆的驱动力，使油耗和废气排放都增加，乘用车的基准质量越大，驱动力越大、寄生功率越大，废气越容易超标。同理，左、右驱动车轮气压不同或轮重不同也容易在副滚筒上产生寄生功率，寄生功率是由运动干涉所产生的不正常的附加摩擦功率。本方法所采用的轻型车底盘测功机的主、副滚筒轴无联接，左、右副滚筒中间也无联接，左右副滚筒为独立的自由滚筒，使车辆在加载检测中没有这种附加的较大寄生功率，从而大大提高检测的准确性。
现有台架1∶1机械联接使全部滚筒的表面线速度相同可便于每天标定台架阻力，本方法可计算副滚筒系统的当量惯量，先计算各个零件的转动惯量之和I，得到其当量惯量m＝I/r2，r为滚筒半径，用微型车驱动滚筒达到较高速后吊起驱动轮使副滚筒自由滑行，测得副滚筒系统的阻力与车速的二次方程，也可统一规定相同滚筒直径不同底盘测功机副滚筒系统固定不变的阻力方程，设定在使用过程中不变，只需标定主滚筒系统的当量惯量和阻力方程，加上副滚筒系统的已知对应值则等于台架的基准惯量和阻力方程。每天只需标定主滚筒系统即可准确、快捷地得到规定车速点的台架阻力，从而大大提高检测的操作性。
在稳态工况法废气排放检测过程中，在加速工况，如从0车速加速至25km/h或从25km/h加速至40km/h，废气排放相对等速时增大很多，而且发动机从加速工况过渡到等速工况的废气排放值达到稳定需要一定的滞后时间，而氮氧化物(NO)传感器的响应时间相对更长，两者相加的综合滞后时间具有随机性，影响因素很多，也与发动机驱动力变化速率相关，基准质量越大的乘用车驱动力变化速率越大，达到稳定废气排放值的综合滞后时间越长，当检测过程已完成10秒的快速检查工况时，废气检测值尤其是NO检测值通常仍然是加速工况滞后的非稳态废气排放，比等速时的稳态值偏大较多，容易造成不合格的错检错判。
本方法避免取样计算加速工况的滞后废气排放，确保准确检测等速加载的稳定废气排放，采用判断废气排放达到稳定后才取样计算平均值，由于综合滞后时间最长的是NO废气排放，所以，只要达到了NO稳态取样自然保证了CO和HC的稳态取样。当检测过程已完成10秒的快速检查工况时，需继续进行至90秒工况，可延时Δt1秒后开始判断NO的稳态，Δt1可为(0～20)秒，如果当前的NO值与Δt2以前时刻的NO值相对误差在±δ百分比范围内，或者在±η值范围内，Δt2可为(5～15)秒，δ可为(1％～5％)，η可为(30～100)×10-6，则可判断在Δt2以前时刻的废气排放才开始达到了稳态，再开始取样计算平均值和评价，之前的检测值作为非稳态排放值不计算平均值和评价，从而避免错检错判。也可以试验统计，按较长的加速工况综合滞后时间(第30～第60)秒来作为固定达到稳态的时刻。
一种车辆等速加载废气排放检测方法，是车辆在轻型车底盘测功机上，按标准GB18285-2005稳态工况法规范的加载和车速，等速加载稳态检测废气排放的一种方法，其特征在于：所用轻型车底盘测功机的左、右副滚筒各自为独立的自由滚筒，车辆检测时没有由运动干涉所产生的不正常摩擦功率的附加寄生功率；计算或试验副滚筒系统的当量惯量和阻力方程，或者统一规定相同直径副滚筒系统在规定两车速点如25km/h和40km/h的阻力，并设定不变化，采用滑行法测量主滚筒系统的当量惯量和阻力方程，加上副滚筒系统当量惯量和阻力方程，得到台架的基准惯量和阻力方程，准确、快捷标定台架阻力方程，按标准稳态工况法的规范来计算功率吸收装置在规定车速点的加载量，也同样适用于车辆简易瞬态工况法废气排放和油耗检测所用台架来消除寄生功率和标定台架阻力方程；按照标准稳态工况法规范的加载和车速，等速稳态检测废气排放，当车辆已完成10秒的快速检查工况需继续进行90秒工况检测时，先判断废气排放氮氧化物NO的检测值已达到稳态后才开始取样计算平均值和评价，或按统计的较长加速工况综合滞后时间来作为固定达到稳态的时刻，提高检测的准确性和操作性。本方法基于标准又高于标准，克服了现有技术的缺陷，本方法的技术优点如下：
(1)稳态工况法废气排放检测的最高车速为40km/h较低，本方法的主、副滚筒轴以及左、右副滚筒都没有1∶1联接的检测准确性和安全性良好，解决了每天台架阻力标定与寄生功率之间的矛盾，该台架同样适用于简易瞬态工况法废气排放和油耗检测所用台架。
(2)本方法降低了成本和噪音，可靠性好。与主滚筒系统不同，副滚筒系统没有同轴度装配误差的阻力，轴承阻力很小，变化也很小，设为定值误差极小。副滚筒零件少，计算当量惯量简单、准确，而且其当量惯量相对台架基准惯量比例不大，误差影响极小。
(3)按标准规范，稳态工况法废气排放检测需要每天标定25km/h和40km/h两车速的台架阻力，本方法把已知的副滚筒系统阻力设为定值不变化，只需标定主滚筒系统的阻力，同一车速两阻力相加即得到台架阻力，无需拆装传动带，有良好地准确性和操作性。
(4)在现有技术的轻型车底盘测功机也能实施本方法，可以采用试验方法来确定副滚筒系统的当量惯量和阻力方程，先结合传动带测量整个台架的基准惯量和阻力方程，然后脱开传动带测量主滚筒系统的当量惯量和阻力方程，两者之差即为副滚筒系统的当量惯量和阻力方程，并设定其阻力不变化，完善取样计算平均值和评价的计算机程序，拆除1∶1传动带等联接后，按本方法进行台架阻力标定和取样等速加载检测。
(5)稳态工况法废气检测的等速工况比较靠近加速工况，而且是用过程中的每10秒参数的平均值来评价，容易取到加速工况滞后的偏大废气值，本方法通过判断废气稳态后再取样计算平均值和评价，可避免这种错检错判。
(6)Δt1和Δt2取偏小值则准确性较差、效率较高；取偏大值则准确性较好、效率较差。δ和η取偏小值则准确性较好、效率较差；取偏大值则准确性较差，效率较高。
具体实施方式
用一台乘用车在滚筒直径Φ218mm台架上，按照国标GB18285-2005稳态工况法规范的加载和车速检测25km/h等速加载的废气排放来举例，说明本方法的具体实施方式：
(1)惯性飞轮、功率吸收装置、反拖电机和转速传感器联接安装在主滚筒轴上；左、右主滚筒中间用联轴器联接；左、右副滚筒中间无联轴器联接，各自为独立的自由滚筒。
(2)测量副滚筒两端面的平均壁厚为7mm，长度1000mm，钢材密度为7.85kg/分米3，滚筒的体积为10×Л(2.182-2.042)/4＝4.64分米3，滚筒的质量为7.85×4.64＝36.42kg，滚筒相对滚筒轴心线的转动惯量为36.42×(1.092+1.022)/2＝40.58kg×分米2，滚筒的当量惯量为40.58/1.092＝34.2kg。
(3)轴支承板厚10mm，质量为7.85×0.1×Л×2.042/4＝2.57kg，转动惯量为2.57×1.022/2＝1.34kg×分米2，当量惯量为1.34/1.092＝1.13kg，共2块为2.26kg，同理计算滚筒两端轴等的当量惯量共为1.2kg，单个副滚筒的当量惯量为34.2+2.26+1.2＝37.66kg，副滚筒系统当量惯量为37.66×2＝75.3≈75kg。
(4)在一个副滚筒的轴端上安装一个转速传感器，用微型车驱动滚筒使车速超过50km/h后吊起驱动轮，任副滚筒自由滑行测量25km/h、40km/h两个车速点的减速度m/s2，减速度乘以副滚筒系统当量惯量，可得到副滚筒系统在25km/h和40km/h两车速点的阻力f25和f40以及f副＝a+b×V2阻力回归方程，设定在台架使用长时间的f副、f25、f40都不变，也可以统一规定Φ218mm滚筒直径的副滚筒系统的f25和f40定值。
(5)每天只需用电机反拖主滚筒系统后，滑行法测量主滚筒系统的阻力方程，加上副滚筒系统固定不变的阻力方程，则得到台架阻力方程的标定值。
(6)按照国标GB18285-2005稳态工况法的规范，用所检车辆的基准质量计算25km/h车速点的总加载力，减去25km/h车速点的台架标定阻力即为功率吸收装置的加载力。设定Δt1＝5秒、Δt2＝10秒、δ为±3％(或η为±50×10-6)，当已完成10秒的快速检查工况(即总时间第25秒)需继续进行至90秒工况，延时5秒至第30秒时开始，把当前的NO值1642与前10秒(第20秒)的NO值1773比较，显然NO没有达到稳态，直至第53秒的NO值1468与第43秒的1503之比才判断达到稳态，判断从第43秒以后的废气排放值才达到稳态并开始取样计算平均值。也可以确定较长的加速工况综合滞后时间如第40秒或第50秒，以该固定时刻判断开始进入废气稳态，25km/h相比40km/h的综合滞后时间相对长一些。
一种车辆等速加载废气排放检测方法，基于标准又高于标准，具有结构简单、没有寄生功率、准确快捷标定台架阻力、正确稳态取样以及准确性、操作性和安全性良好的优点。
Claims (1)
1.一种车辆等速加载废气排放检测方法，是轻型点燃式汽车在底盘测功机上，按标准稳态工况法规范的加载和车速等速稳态检测废气的一种方法，其特征在于：所用底盘测功机的左、右副滚筒各自为独立的自由滚筒，车辆检测时没有由运动干涉所产生的不正常摩擦功率的附加寄生功率；计算或试验副滚筒系统的当量惯量和阻力方程，或者统一规定相同直径副滚筒系统在规定两车速点25km/h和40km/h的阻力，并设定不变化；采用滑行法测量主滚筒系统的当量惯量和阻力方程，加上副滚筒系统当量惯量和阻力方程，得到台架的基准惯量和阻力方程，准确、快捷标定台架阻力方程；按照标准稳态工况法规范的加载和车速等速稳态检测废气排放，当车辆已完成10秒的快速检查工况需继续进行90秒工况检测时，先判断废气排放氮氧化物的检测值已达到稳态后才开始取样计算平均值和评价，或按统计的较长加速工况综合滞后时间来作为固定达到稳态的时刻，提高检测的准确性和操作性。
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