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1、
畢業設計開題報告
設計（論文）題目: HLJITD60底盤測功機設計
院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院
專 業 班 級:
學 生 姓 名:
導 師 姓 名:
開 題 時 間:
指導委員會審查意見：
簽字： 年 月 日
開題報告撰寫要求
一、“開題報告”參考提綱
1
2、. 課題研究目的和意義；
2. 文獻綜述（課題研究現狀及分析）；
3. 基本內容、擬解決的主要問題；
4. 技術路線或研究方法；
5. 進度安排；
6. 主要參考文獻。
二、“開題報告”撰寫規范
請參照《黑龍江工程學院本科生畢業設計說明書及畢業論文撰寫規范》要求。字數應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。
畢業設計開題報告
學生姓名
系部
汽車與交通工程學院
專業、班級
車輛工程B07-2班
指導教師姓名
職稱
副教授
從事
專業
車輛
3、工程
是否外聘
□是■否
題目名稱
HLJITD60底盤測功機設計
一、課題研究現狀、選題目的和意義
1．課題研究現狀
底盤測功機，又稱轉鼓試驗臺，是一種室內試驗設備。用以模擬汽車在實際行駛時的阻力，測定汽車的使用性能以及檢測汽車的技術狀況，診斷汽車故障。底盤測功機既可以用于汽車科學試驗，也可以用于維修。底盤測功機主要部分為滾筒機構、動力吸收裝置、控制與測量系統和輔助裝置。附加飛輪系統等。汽車在道路上行駛時，汽車相對于靜止的路面做縱向運動，在底盤測功機上是以轉鼓的表面來取代路面，這時是轉鼓的表面相對于靜止的汽車作旋轉運動。試驗時車輛驅動輪帶動轉鼓-測功機旋轉。測功機提供阻轉矩
4、，使車輛發動機受到的阻力等效于同等工況下在道路試驗中受到的阻力；風機的風速跟蹤車速，使車輛發動機（還有傳動箱、輪胎等）的冷卻條件與道路試驗等效。這樣車輛就可以在底盤測功機上模擬道路行駛。系統還配備了對速度、時間、距離、溫度、壓力、油耗等項目的測量環節，由計算機進行數據采集和控制【1】。整個系統協調運轉，駕駛員在顯示器的提示下按照試驗要求駕駛車輛。一方面保證測試的重復性，別一方面便于相關數據的采集和車輛性能的調整。底盤測功機是一種不解體檢驗汽車性能的檢測設備，能方便地進行汽車的加載調試和診斷汽車在負載條件下出現的故障等。由于汽車底盤測功機在試驗時能通過控制試驗條件，使周圍環境影響減至最小，同時通
5、過功率吸收加載裝置來模擬道路行駛阻力，控制行駛狀況，故能進行符合實際的復雜循環試驗，因而得到廣泛應用。
國內外的汽車底盤測功機的發展由機械式到電子式，結構由復雜到簡單的過程。在80年代以前，汽車檢測設備主要以機械結構為主，如機械式測滑實驗臺，測力彈簧結構的制動實驗臺等。汽車底盤測功機也主要以機械模擬為主，即采用飛輪模擬汽車行駛時的平移質量和旋轉質量的慣量阻力，只能檢測汽車在低速行駛狀態下的參數，且精度很低。進入80年代，隨著汽車機電一體化的發展，汽車檢測設備也進入了機電一體化設計階段在傳統結構的汽車檢測設備的基礎上，盡量減少機械傳動環節，并采用反應速度快的高精度傳感器，電子計算機與機械裝置相
6、結和的方法來設計汽車檢測設備，為檢測高速行駛中的汽車的真實性能提供了可能性。此階段的汽車底盤測功機主要采用機械一電模擬方式，用飛輪模擬汽車慣性阻力，用電負荷模擬汽車的另一部分行駛阻力，大大提高了檢測的精度。當時，德、日、美三國的很多公司紛紛投入大量的人力、物力開發研制機械一電模擬的汽車底盤測功機，并取得了很大成果。隨著研究的不斷深入，人們發現采用飛輪組來模擬汽車的慣性阻力是有級模擬。對于測定穩定工況下的汽車性能而言，在轉鼓實驗臺上只要裝有作為負荷的測功機就可以，而且希望旋轉部分的慣性矩盡量小，以減少慣性對測量裝置的影響；對于測定非穩定工況的汽車性能而言，為了模擬汽車重量的影響，實驗臺旋轉質量的
7、動能應與行駛汽車的動能相等。因此，必須采用慣性可調的飛輪，傳動比可以改變的增速器或通過電力驅動的調節來改變實驗臺旋轉質量的動能，以適應重量不同的各種車型的需要。這將使試驗臺結構變得復雜且增加制造成本。因此人們開始研制通用的轉鼓實驗臺，即電力汽車底盤測功機。它利用電磁力及發電機結構提供測功機所需要的負載。在消耗工況下，通過改變磁通量和改變負載電阻均可改變回路中的電流。電力測功機這種實驗臺通過電信號調節模擬汽車的慣性力，實現了無級模擬。通過設計良好的底盤測功機測控系統使其能自動調節【2】【3】。
汽車底盤測功機被廣泛應用于工業發達國家的汽車制造、檢測和維修業當中。德國申克公司生產的汽車底盤測功機
8、，它自己帶有的一套控制模式能實現數字控制和模擬控制轉速、滑行等功能，可逼真地再現實際工況。還有德國的馬哈公司、美國的野馬公司、CLAYTON公司、法國的TELMA公司、西班牙的FRENELSA公司等生產的底盤測功機在其各自的國家均得到廣泛應用，并出口到世界其他國家。
早期國內引進的大多是日本的模擬電子式底盤測功機。1981年，天津公共汽車公司三廠和交通部科學研究院參考引進日本彌榮的CDM．310型底盤測功機，研制出汽車性能試驗臺。1991年，交通部公路研究所和成都汽車保修機械廠制成DCG．10A汽車底盤測功機，結束了我國不能生產底盤測功機的歷史【4】。目前，汽車底盤測功機在我國已經有一些企業
9、生產了一系列的產品，國內生產的主機(機械部分)已接近并在某些主要指標方面達到或超過進口設備水平，研究現在主要集中在控制系統這一部分，與國外仍有一定差距。
近年來因電子計算機技術的高度發展，為數掘的采集、處理及試驗數據分析提供了有效的手段，同時為模擬道路狀態準備了條件，加速了底盤測功機的發展，加之各類專用軟件的開發和應用，使底盤測功機得到了更廣泛的推廣。
2.選題目的和意義
當今世界關于環境和能源的問題備受關注，“節能、環保、安全”已成為未來汽車工業發展的主題，汽車的輕量化設計對提高車輛動力性、減少能源消耗與降低污染具有重要的實際意義。為了解決這些問題，節能汽車呈現加速發展的趨勢，節能
10、汽車的研發任務日趨緊迫，其研究手段需要不斷完善。
目前車輛主要的開發方式為計算機仿真、實車開發和試驗臺開發平臺三種。計算機仿真有適應性強、費用低、開發周期短等優點，但受動力系統復雜的數學模型的制約，難以得到準確結果，仿真結果的可信性、可用性必須通過其它途徑來檢驗。實車平臺的優點是能夠為開發對象提供真實的運行環境，但成本高、適應性差、測試和調節難度大。汽車底盤測功機試驗臺及與其相關的動力測試設備可以方便有效地對動力系統及其部件進行性能測試，對控制策略的優劣進行分析和評價，在整車的開發中具有計算機仿真和實車平臺所不可替代的作用，是車輛開發的基礎設施。用底盤測功機對整車進行綜合試驗。該綜合試驗使用
11、了功能比車載測試儀器更強的室內試驗設備，消除了無需研究的因素，在某些方面可獲得精度更高、更全面和更深入的試驗結果。
同時，車輛本身又是一個復雜的系統，在使用過程中，隨著行駛里程的增加和使用時間的延續，車輛的技術狀況不斷惡化，出現動力性、經濟性下降，排放污染物增加，使用的可靠性降低，故障率上升等現象，嚴重時車輛不能正常運行。因此要加強對在用車輛的定期檢測，以便及時維修調整，使車輛處于良好的技術狀況。汽車底盤測功機就是常用的檢測車輛性能的設備。
底盤測功機室內試驗系統最終建立，可直接對整車控劃目標，如動力性能、經濟性能進行全面的檢測，同時也可對動力總成控制系統進行全面調試和檢測，縮短整車試驗和
12、標定的試驗周期，降低研制的風險和成本，對整車和零部件總成的設計具有十分重要的指導意義。在車輛的使用過程中，底盤測功機充分利用現代化檢測手段，可在汽車不解體的條件下迅速準確地檢測汽車各機構、系統、零部件的技術狀況和使用性能，查找故障或隱患所在，采取相應的預防措施，確保車輛在良好的技術狀況下運行。對車輛的使用和維護同樣具有十分重要的意義。
本設計為全國大學生節能車比賽用車，相應的底盤測功機。既能夠測試節能賽車的性能（包括驅動輪輸出功率、扭矩和轉速）。也可以進行電動汽車(包括純電動汽車、燃料電池電動汽車)及摩托車的特有性能的測試。故設計本底盤測功機具有如下功能：
（1）．起步換擋加速性能測試；
13、
（2）．最高車速測試；
（3）．爬坡度測試；
（4）．底盤輸出功率測試；
（5）．燃油經濟性試驗；
（6）．校驗車速表、校驗里程表；
二、設計（論文）的基本內容、擬解決的主要問題
設計的主要內容：
（1）設計滾筒機構、動力吸收裝置、控制與測量系統和輔助裝置，附加飛輪系統。
（2）建立車輛行駛仿真數學模型。
（3）程序設計，基于NI公司labview軟件；
（4）設計測試系統；
本課題需要解決的關鍵問題有：
(1) 汽車底盤測功機慣性模擬系統的設計。
(2) 底盤測功機設備選型匹配設計計算。
(3) 道路行駛阻力在試驗臺上的再現
(4) 冷卻風扇跟蹤車速變化。
14、
(5) 數據分析和處理。
（6）控制系統的實現。
三、技術路線（研究方法）
資料的調研及整體認識
控制系統的設計
測量系統的設計
確定拉壓傳感器型號
確定轉速傳感器型號
加載裝置的選型
滾筒裝置的設計
慣性模擬裝置的設計
輔助裝置的設計
硬件總體布局設計
底盤測功機的總體結構設計
四、進度安排
（1）調研、資料收集、完成開題報告， 第1-2周
（2）整體方案設計，完成結構示意圖（手繪），第3周
（3）結構設計計算，有限元分析，第4-8周
（4）繪制設計圖，第9-11周
（5）編寫設計說明書，第12周
（6）畢業設計（論文）審
15、核、修改， 第13-15周
（7）畢業設計（論文）答辯準備及答辯， 第16、17周
五、參考文獻
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[16] 賈民平, 張洪亭. 測試技術(第二版) [M]. 北京: 高等教育出版社,2009.
六、備注
指導教師意見：
簽字： 年 月 日
HLJITD60底盤測功機設計開題報告
