一種動態模擬發動機試驗系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種動態模擬發動機試驗系統，包括動態模擬測功機、傳感檢測系統、控制系統、發動機臺架、油門操作機構、離合器操作機構和換擋操作機構；動態模擬測功機包括底座、第一慣性飛輪軸承支撐、第二慣性飛輪軸承支撐、第一電機軸承支撐和第二電機軸承支撐，第一慣性飛輪軸承支撐和第二慣性飛輪軸承支撐上安裝有飛輪軸，飛輪軸上連接有慣性飛輪，第一電機軸承支撐和第二電機軸承支撐之間設置有測功機電機，飛輪軸的端部連接有編碼器，測功機電機的外殼上設置有力傳感器；控制系統包括主控計算機、PLC模塊和變頻器，傳感檢測系統包括油耗儀；本發明還公開了一種動態模擬發動機試驗方法。本發明安裝使用方便，工作可靠性高，實用性強。
【專利說明】
一種動態模擬發動機試驗系統及方法
技術領域
[0001] 本發明屬于發動機試驗技術領域，具體涉及一種動態模擬發動機試驗系統及方 法。
【背景技術】
[0002] 傳統的發動機試驗系統一般用來測量發動機功率、扭矩、燃油消耗等參數。隨著技 術的發展及對縮短開發周期的需求，需要在臺架上對發動機所要匹配的整車（摩托車、汽 車)性能(車速、加速性能等)進行模擬，傳統的發動機試驗系統無法準確地模擬整車性能。
【發明內容】
[0003] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡 單、設計新穎合理、使用方便、實現成本低、工作可靠性高、使用壽命長、能有效在發動機臺 架上進行整車性能的模擬、減少開發試驗成本、實用性強的動態模擬發動機試驗系統。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種動態模擬發動機試驗系統， 其特征在于:包括動態模擬測功機、傳感檢測系統、控制系統和用于安裝待試驗發動機的發 動機臺架，以及用于操作待試驗發動機的油門操作機構、離合器操作機構和換擋操作機構；
[0005] 所述動態模擬測功機包括底座以及固定連接在底座上的第一慣性飛輪軸承支撐、 第二慣性飛輪軸承支撐、第一電機軸承支撐和第二電機軸承支撐，所述第一慣性飛輪軸承 支撐和第二慣性飛輪軸承支撐上安裝有飛輪軸，位于所述第一慣性飛輪軸承支撐和第二慣 性飛輪軸承支撐之間的一段飛輪軸上連接有慣性飛輪，所述第一電機軸承支撐和第二電機 軸承支撐之間設置有測功機電機，所述測功機電機的兩端輸出軸分別安裝在第一電機軸承 支撐和第二電機軸承支撐上，所述測功機電機靠近所述慣性飛輪一側的輸出軸通過飛輪軸 聯軸器與飛輪軸連接，所述測功機電機遠離所述慣性飛輪一側的輸出軸上連接有用于連接 待試驗發動機的輸出軸的測功機主軸聯軸器，所述飛輪軸的端部連接有用于對飛輪軸的轉 速進行測量的編碼器，所述測功機電機的外殼上設置有一端與測功機電機的外殼固定連 接、另一端與底座固定連接且用于對測功機電機的扭矩進行測量的力傳感器；
[0006] 所述油門操作機構包括油門控制伺服電機、油門轉動輪和油門拉線，所述轉動輪 固定連接在油門控制伺服電機的輸出軸上，所述油門拉線纏繞在油門轉動輪上，所述待試 驗發動機的節氣門與油門拉線連接；
[0007] 所述離合器操作機構包括離合器控制伺服電機、離合器轉動輪、第一離合器拉線、 離合器操作連桿和第二離合器拉線，所述離合器轉動輪固定連接在離合器控制伺服電機的 輸出軸上，所述第一離合器拉線的一端纏繞在離合器轉動輪上，所述第一離合器拉線的另 一端與離合器操作連桿連接，所述第二離合器拉線的一端與離合器操作連桿連接，所述待 試驗發動機的離合器操縱臂與第二離合器拉線的另一端連接；
[0008] 所述換擋操作機構包括換擋控制伺服電機、換擋轉動輪和換擋拉線，所述換擋轉 動輪固定連接在換擋控制伺服電機的輸出軸上，所述換擋拉線纏繞在換擋轉動輪上，所述 待試驗發動機的換擋桿與換擋拉線連接；
[0009] 所述控制系統包括主控計算機、與主控計算機相接的PLC模塊和與PLC模塊相接的 變頻器，所述編碼器和力傳感器均與PLC模塊的輸入端連接，所述油門控制伺服電機、離合 器控制伺服電機和換擋控制伺服電機均與PLC模塊的輸出端連接，所述測功機電機與變頻 器連接；
[0010] 所述傳感檢測系統包括用于對待試驗發動機的燃油消耗量進行檢測的油耗儀，所 述油耗儀與PLC模塊的輸入端連接。
[0011] 上述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述傳感檢測系統還包括用 于對待試驗發動機的曲軸箱竄氣量進行檢測的漏氣測量儀、用于對待試驗發動機燃燒時的 空燃比進行檢測的空燃比分析儀、用于對待試驗發動機的火花塞墊圈溫度進行檢測的第一 溫度傳感器、用于對待試驗發動機的機油溫度進行檢測的第二溫度傳感器、用于對待試驗 發動機的進氣溫度進行檢測的第三溫度傳感器、用于對待試驗發動機的燃油溫度進行檢測 的第四溫度傳感器、用于對待試驗發動機的進氣壓力進行檢測的第一壓力傳感器、用于對 待試驗發動機排氣壓力進行檢測的第二壓力傳感器、用于對待試驗發動機的燃油壓力進行 檢測的第三壓力傳感器和用于對待試驗發動機的脈沖轉速進行檢測的發動機轉速傳感器， 所述漏氣測量儀(4)和空燃比分析儀均與主控計算機連接，所述第一溫度傳感器、第二溫度 傳感器、第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳 感器和發動機轉速傳感器均與PLC模塊的輸入端連接。
[0012] 上述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述慣性飛輪為整體式慣性 飛輪，所述整體式慣性飛輪包括圓盤形的整體式飛輪本體和設置在整體式飛輪本體的中心 位置處且用于連接飛輪軸的整體式飛輪安裝孔。
[0013] 上述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述慣性飛輪為凸緣式慣性 飛輪，所述凸緣式慣性飛輪包括圓盤形的凸緣式飛輪本體和設置在凸緣式飛輪本體的中心 位置處且用于連接飛輪軸的凸緣式飛輪安裝孔，所述凸緣式飛輪本體的兩側側面上均設置 有圓環形的減重工藝槽。
[0014] 上述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述測功機電機為變頻調速 交流電機。
[0015] 上述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述編碼器為光電式編碼器。
[0016] 本發明還提供了一種方法步驟簡單、實現方便的動態模擬發動機試驗方法，其特 征在于，該方法包括以下步驟：
[0017] 步驟一、確定待模擬目標整車的車型對應的道路阻力并存儲在主控計算機中；
[0018] 步驟二、將待試驗發動機固定在發動機臺架上，并將待試驗發動機的輸出軸與測 功機主軸聯軸器連接；
[0019] 步驟三、將待試驗發動機的節氣門與油門操作機構中的油門拉線連接，將待試驗 發動機的離合器操縱臂與離合器操作機構中的第二離合器拉線連接，并將待試驗發動機的 換擋桿與換擋操作機構中的換擋拉線連接；
[0020] 步驟四、進行待模擬目標整車最大車速發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0021 ]步驟401、主控計算機將步驟一中確定出的待模擬目標整車的車型對應的道路阻 力傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給變頻器，變頻器驅動動態模擬測功機中的測功機電機， 使動態模擬測功機工作在道路阻力模擬模式下；
[0022]步驟402、啟動待試驗發動機；
[0023]步驟403、主控計算機與PLC模塊控制換擋控制伺服電機轉動，換擋控制伺服電機 轉動帶動換擋轉動輪轉動，換擋轉動輪通過換擋拉線帶動待試驗發動機的換擋桿動作，使 待試驗發動機由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中，主控計算機與PLC模塊控制離合器 控制伺服電機轉動，離合器控制伺服電機帶動離合器轉動輪轉動，離合器轉動輪通過第一 離合器拉線動作，第一離合器拉線帶動離合器操作連桿動作，離合器操作連桿再通過第二 離合器拉線帶動待試驗發動機的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋 后的離合器結合控制；
[0024]步驟404、主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服電機轉動，油門控制伺服電機 帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待試 驗發動機的節氣門開到最大位置；
[0025]步驟405、待試驗發動機工作過程中，編碼器對待試驗發動機的轉速進行測量并將測 量到的轉速傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，當主控計算機判定其連續接收到的 多次轉速差值不大于20r/min~70r/min時，判定為被模擬的待模擬目標整車已達到穩定的最大 車速，此時，主控計算機根據
計算得到被模擬的待模擬目標整車的最 大車速;其中，r為待模擬目標整車的驅動輪的滾動半徑且
為待模擬目標整車的輪輞直徑，Hflat-ratl。為待模擬目標整車的輪胎的扁平比，W為待模 擬目標整車的輪胎斷面寬度；i為待模擬目標整車的末級傳動比;nmax為此時編碼器檢測到 的測功機電機對應于待模擬目標整車的最高車速Vmx的最大轉速；
[0026] 步驟五、進行待模擬目標整車起步加速發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0027] 步驟501、在主控計算機上設定起步加速的測量距離Sq;
[0028]步驟502、主控計算機將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊，PLC 模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功機中的測功機電 機，使動態模擬測功機工作在道路阻力模擬模式下；
[0029]步驟503、啟動待試驗發動機；
[0030]步驟504、主控計算機與PLC模塊控制換擋控制伺服電機轉動，換擋控制伺服電機 轉動帶動換擋轉動輪轉動，換擋轉動輪通過換擋拉線帶動待試驗發動機的換擋桿動作，使 待試驗發動機由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中，主控計算機與PLC模塊控制離合器 控制伺服電機轉動，離合器控制伺服電機帶動離合器轉動輪轉動，離合器轉動輪通過第一 離合器拉線動作，第一離合器拉線帶動離合器操作連桿動作，離合器操作連桿再通過第二 離合器拉線帶動待試驗發動機的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋 后的離合器結合控制；
[0031]步驟505、主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服電機轉動，油門控制伺服電機 帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待試 驗發動機的節氣門開到最大位置；
[0032]執行步驟504~步驟505的過程中，編碼器對待試驗發動機的轉速進行測量并將測 量到的轉速傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機根據公式 計算得到第j次采樣得到的轉速^對應的待模擬目標整車的車速^，當采
樣得到的待模擬目標整車的車速大于〇時，開始計時
得到第j次采樣得到的轉速^對應的行駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟501中設 定的起步加速的測量距離Sq時，停止計時，此時記錄的時間即為模擬的起步加速時間；其 中，tj為主控計算機第j次采樣得到轉速nj時的計時時間；j的取值為1~N的自然數，N為采樣 總次數且取值為1~200的自然數；
[0033 ]步驟六、進行待模擬目標整車超越加速發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0034]步驟601、在主控計算機設定超越加速的測量距離Sc和超越加速的初始速度vo; [0035]步驟602、主控計算機將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊，PLC 模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功機中的測功機電 機，使動態模擬測功機工作在道路阻力模擬模式下；
[0036]步驟603、啟動待試驗發動機；
[0037]步驟604、主控計算機與PLC模塊控制換擋控制伺服電機轉動，換擋控制伺服電機 轉動帶動換擋轉動輪轉動，換擋轉動輪通過換擋拉線帶動待試驗發動機的換擋桿動作，使 待試驗發動機由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中，主控計算機與PLC模塊控制離合器 控制伺服電機轉動，離合器控制伺服電機帶動離合器轉動輪轉動，離合器轉動輪通過第一 離合器拉線動作，第一離合器拉線帶動離合器操作連桿動作，離合器操作連桿再通過第二 離合器拉線帶動待試驗發動機的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋 后的離合器結合控制；
[0038]步驟605、主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服電機轉動，油門控制伺服電機 帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待試 驗發動機的節氣門動作；
[0039]執行步驟604~步驟605的過程中，編碼器對待試驗發動機的轉速進行測量并將測 量到的轉速傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機根據公式
-計算得到第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬目標整車的車速并將 每次計算得到的車速與步驟601中設定的超越加速的初始速度vo相比較，輸出對油門控制 伺服電機轉速的控制信號，油門控制伺服電機帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門 拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待模擬目標整車的車速維持在超越加速的初始速 度V0;
[0040]步驟606、主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服電機轉動，油門控制伺服電機 帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待試 驗發動機的節氣門增大開度，開始計時，
計算得到第j次采 樣得到的轉速W對應的行駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟601中設定的超越加速 的測量距離SC時，停止計時，此時記錄的時間即為模擬的超越加速時間；
[0041 ]步驟七、進行待模擬目標整車爬坡性能發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0042]步驟701、在主控計算機上設定待模擬目標整車整備質量m、坡度角a、爬坡初始速 度、待試驗發動機的節氣門目標開度值、第一計時距離和第二計時距離；
[0043] 步驟702、主控計算機將步驟一中確定出的目標車型道路阻力加上mgsina后，傳輸 給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據目標車型道路阻力加上mgsina后的值驅 動動態模擬測功機中的測功機電機，使動態模擬測功機工作在爬坡道路阻力模擬模式下； [0044]步驟703、啟動待試驗發動機；
[0045]步驟704、主控計算機與PLC模塊控制換擋控制伺服電機轉動，換擋控制伺服電機 轉動帶動換擋轉動輪轉動，換擋轉動輪通過換擋拉線帶動待試驗發動機的換擋桿動作，使 待試驗發動機由空檔依次切換到一檔，在換擋過程中，主控計算機與PLC模塊控制離合器控 制伺服電機轉動，離合器控制伺服電機帶動離合器轉動輪轉動，離合器轉動輪通過第一離 合器拉線動作，第一離合器拉線帶動離合器操作連桿動作，離合器操作連桿再通過第二離 合器拉線帶動待試驗發動機的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后 的離合器結合控制；
[0046]步驟705、主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服電機轉動，油門控制伺服電機 帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待試 驗發動機的節氣門動作，使待試驗發動機的節氣門達到步驟701中設定的節氣門目標開度 值；
[0047]執行步驟704~步驟705的過程中，編碼器對待試驗發動機的轉速進行測量并將測 量到的轉速傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機根據公式
:計算得到第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬目標整車的車速^，當采 樣得到的待模擬目標整車的車速達到步驟701中設定的爬坡初始速度時，開始計時，并根據
f計算得到第j次采樣得到的轉速^對應的行駛距離I，當計算得到的 行駛距離達到步驟701中設定的第一計時距離時，停止計時，此時記錄的時間為第一計時時 間；并將第一停止計時時間記錄為第二開始計時起始時間，
計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的行駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟701 中設定的第二計時距離時，停止計時，此時記錄的時間為第二計時時間；比較第二計時時間 與第一計時時間，當第二計時時間小于等于第一計時時間時，判斷為待模擬目標整車爬坡 性能在設定的坡度角下滿足要求，否則，當第二計時時間大于第一計時時間時，判斷為待模 擬目標整車爬坡性能在設定的坡度角下不滿足要求。
[0048] 上述的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟：
[0049] 步驟八、進行待模擬目標整車等速燃油消耗發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0050] 步驟801、在主控計算機上設定等速燃油消耗測量車速和距離；
[00511步驟802、主控計算機將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊，PLC 模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功機中的測功機電 機，使動態模擬測功機工作在道路阻力模擬模式下；
[0052]步驟803、啟動待試驗發動機；
[0053]步驟804、主控計算機與PLC模塊控制換擋控制伺服電機轉動，換擋控制伺服電機 轉動帶動換擋轉動輪轉動，換擋轉動輪通過換擋拉線帶動待試驗發動機的換擋桿動作，使 待試驗發動機由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中，主控計算機與PLC模塊控制離合器 控制伺服電機轉動，離合器控制伺服電機帶動離合器轉動輪轉動，離合器轉動輪通過第一 離合器拉線動作，第一離合器拉線帶動離合器操作連桿動作，離合器操作連桿再通過第二 離合器拉線帶動待試驗發動機的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋 后的離合器結合控制；
[0054]步驟805、主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服電機轉動，油門控制伺服電機 帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待試 驗發動機的節氣門動作，使待試驗發動機的節氣門達到步驟801中設定的等速燃油消耗測 量車速對應的目標節氣門開度值；
[0055]執行步驟804~步驟805的過程中，編碼器對待試驗發動機的轉速進行測量并將測 量到的轉速傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機根據公式
計算得到轉速第j次采樣得到的轉速W對應的待模擬目標整車的車速^，
并將每次計算得到的車速與步驟801中設定的等速燃油消耗測量車速相比較，輸出對油門 控制伺服電機轉速的控制信號，油門控制伺服電機帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過 油門拉線帶動待試驗發動機的節氣門運動，使待模擬目標整車的車速維持在設定的等速燃 油消耗測量車速；
[0056] 步驟806、開始計時， 計算得到第j次采樣得到的轉 速^對應的行駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟801中設定的等速燃油消耗測量距 離時，停止計時；
[0057] 步驟806的過程中，油耗儀對待模擬目標整車的燃油消耗量進行測量，并將測量得 到的待模擬目標整車的燃油消耗量傳輸給主控計算機；
[0058] 步驟807、改變步驟801中的等速燃油消耗測量車速，重復執行步驟802~步驟806， 測量得到多個車速對應的待模擬目標整車的等速燃油消耗量；
[0059] 步驟九、進行待模擬目標整車工況法燃油消耗發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0060] 步驟901、在主控計算機上設定待模擬目標整車工況模型；
[00611步驟902、主控計算機將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊，PLC 模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功機中的測功機電 機，使動態模擬測功機工作在道路阻力模擬模式下；
[0062]步驟903、啟動待試驗發動機；
[0063]步驟904、主控計算機對油門操作機構9、離合器操作機構10和換擋操作機構11進 行控制，模擬步驟901中設定的待模擬目標整車工況模型；主控計算機與PLC模塊控制換擋 控制伺服電機轉動，換擋控制伺服電機轉動帶動換擋轉動輪轉動，換擋轉動輪通過換擋拉 線帶動待試驗發動機的換擋桿動作，使待試驗發動機進行換擋操作;在換擋過程中，主控計 算機與PLC模塊控制離合器控制伺服電機轉動，離合器控制伺服電機帶動離合器轉動輪轉 動，離合器轉動輪通過第一離合器拉線動作，第一離合器拉線帶動離合器操作連桿動作，離 合器操作連桿再通過第二離合器拉線帶動待試驗發動機的離合器操縱臂動作，實現換擋前 的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制；主控計算機與PLC模塊控制油門控制伺服 電機轉動，油門控制伺服電機帶動油門轉動輪轉動，油門轉動輪通過油門拉線帶動待試驗 發動機的節氣門運動，使待試驗發動機的節氣門動作，使待試驗發動機的節氣門達到步驟 901中設定的工況模型的工況曲線上各點車速對應的目標節氣門開度值；
[0064] 步驟904的過程中，油耗儀對待模擬目標整車的燃油消耗量進行測量，并將測量得 到的待模擬目標整車的燃油消耗量傳輸給主控計算機。
[0065] 上述的方法，其特征在于：步驟一中確定出被模擬的目標車型道路阻力的具體過 程為：
[0066] 步驟101、在主控計算機上設定待模擬目標整車的輪輞直徑Drim、待模擬目標整車 的輪胎的扁平比H flat-ratl。、待模擬目標整車的輪胎斷面寬度W和待模擬目標整車的末級傳 動比i ;并在主控計算機上設定待模擬目標整車的前輪滾動阻力ao和空氣阻力系數b;
[0067] 步驟102、主控計算機機根據
計算得到測功機電機對應于待 模擬目標整車的最高車速的最大轉速nmax，其中，r為待模擬目標整車的驅動輪的滾動半 徑
[0068] 步驟103、主控計算機將測功機電機對應于待模擬目標整車的最高車速vmax的最大 轉速nmax傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給變頻器，變頻器驅動動態模擬測功機中的測功機 電機，運轉到對應于待模擬目標整車最高車速的最大轉速后，停止對測功機電機的轉速進 行控制，使動態模擬測功機模擬待模擬目標整車在道路上從最高車速滑行到靜止狀態的滑 行過程；
[0069] 滑行模擬過程中，編碼器對測功機電機的轉速進行測量并將測量到的轉速傳輸給 PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機根據
?計算得到第 j次采樣得到的轉速nj對應的待模擬目標整車的車速Vj，再根據公式Fe, j = ao+b X vj2計算得 到待模擬目標整車的車速W對應的道路阻力Few
計算得到道路 阻力Fe, j對應的發動機輸出軸扭矩Me, j，然后，主控計算機將道路阻力Fe, j對應的發動機輸出 軸扭矩Me, j傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據道路阻力Fe, j對應的發動 機輸出軸扭矩改變其輸出的勵磁電流的大小，驅動動態模擬測功機中的測功機電機，使 測功機電機的扭矩與道路阻力對應的發動機輸出軸扭矩相等；同時，力傳感器對測 功機電機的扭矩進行測量并將測量扭矩傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主 控計算機對測量扭矩進行記錄和存儲；
[0070] 步驟104、主控計算機將其接收到的待模擬目標整車的車速對應的測量扭矩與
計算得到待模擬目標整車的車速Vj對應的道路阻力FE,j對應的發 動機輸出軸扭矩進行比對，當N次采樣得到的測量轉矩與計算得到的發動機輸出軸扭矩 差值不是均在計算得到的發動機輸出軸扭矩的2%~10%的范圍內時，重復執行步驟105， 直到N次采樣得到的測量轉矩與計算得到的發動機輸出軸扭矩差值均在計算得到的發動機 輸出軸扭矩的2%~10%的范圍內；
[0071 ]步驟105、主控計算機將測功機電機對應于待模擬目標整車的最高車速vmax的最大 轉速nmax傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給變頻器，變頻器驅動動態模擬測功機中的測功機 電機，運轉到測功機電機對應于待模擬目標整車的最高車速v max的最大轉速nmax后，停止對 測功機電機的轉速進行控制，使動態模擬測功機模擬待模擬目標整車在道路上從最高車速 滑行到靜止狀態的滑行過程；
[0072] 滑行模擬過程中，編碼器對測功機電機的轉速進行測量并將測量到的轉速傳輸給 PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機根據
計算得到第 j次采樣得到的轉速^對應的待模擬目標整車的車速^，并查詢存儲在其中的待模擬目標整 車的車速W對應的上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩，將上一次滑行模擬過程中中的測 量扭矩傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給變頻器，變頻器根據上一次滑行模擬過程中中的 測量扭矩改變其輸出的勵磁電流的大小，驅動動態模擬測功機中的測功機電機，使測功機 電機的扭矩與上一次滑行模擬過程中的測量扭矩相等；同時，力傳感器對測功機電機的扭 矩進行測量并將測量扭矩傳輸給PLC模塊，PLC模塊再傳輸給主控計算機，主控計算機對測 量扭矩進行記錄和存儲；
[0073] 步驟106、主控計算機將最后一次執行步驟105記錄和存儲的測量扭矩確定為被模 擬的目標車型道路阻力。
[0074] 本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0075] 1、本發明動態模擬發動機試驗系統的結構簡單，設計新穎合理，實現方便且成本 低。
[0076] 2、本發明的動態模擬發動機試驗系統，實現了在發動機試驗臺架上模擬整車性能 試驗的功能(動力性能、燃油經濟性能等），功能完備，且使用操作便捷。
[0077] 3、本發明的動態模擬發動機試驗系統，模擬慣量為動態模擬測功機的慣量與電模 擬慣量之和，動態模擬測功機的慣量為所述慣性飛輪的慣量、測功機電機的輸出軸的慣量、 飛輪軸聯軸器的慣量和測功機主軸聯軸器的慣量之和，電模擬慣量為通過控制系統對測功 機電機的轉速進行控制得到的慣量，通過該動態模擬測功機的慣量和電模擬慣量，能夠實 現對待模擬目標整車的慣量的準確模擬;通過控制系統控制測功機電機的扭矩，還能夠實 現對待模擬目標整車的車速對應的道路阻力的模擬，解決了現有測功機在發動機臺架上不 能正確進行整車慣量模擬的難題。
[0078] 4、本發明的離合器控制機構，由伺服電機、杠桿機構、拉索組成，通過杠桿機構，可 以使伺服電機以較小的力拉動發動機離合器，實現對被試發動機離合器的靈活操作。
[0079] 5、本發明的實用性強，實現成本低，使用效果好，便于推廣使用。
[0080] 綜上所述，本發明設計新穎合理，安裝使用方便，實現成本低，工作可靠性高，使用 壽命長，能有效在發動機臺架上進行整車性能的模擬，減少開發試驗成本，實用性強，使用 效果好，便于推廣使用;解決了現有技術中的發動機試驗時，不能準確進行整車慣量模擬的 缺陷。
[0081] 下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0082] 圖1為本發明實施例1和實施例2中動態模擬發動機試驗系統的結構示意圖。
[0083] 圖2為本發明實施例1和實施例2中控制系統與其他各元件的連接關系示意圖。
[0084] 圖3為本發明實施例1中動態模擬測功機的結構示意圖。
[0085] 圖4為本發明實施例1中整體式慣性飛輪的主視圖。
[0086] 圖5為圖4的左視圖。
[0087] 圖6為本發明實施例2中動態模擬測功機的結構示意圖。
[0088] 圖7為本發明實施例2中整體式慣性飛輪的主視圖。
[0089] 圖8為圖7的左視圖。
[0090] 附圖標記說明：
[0091] 1 一控制系統；1-1 一主控計算機;1-2-PLC模塊；
[0092] 1-3-變頻器;2-發動機轉速傳感器;3-動態模擬測功機；
[0093] 3-1-編碼器;3-2-飛輪軸承支撐；
[0094] 3-3-整體式慣性飛輪;3-31-整體式飛輪本體；
[0095] 3-32-整體式飛輪安裝孔;3-4-連接飛輪軸；
[0096] 3-5-第二慣性飛輪軸承支撐;3-6-飛輪軸聯軸器；
[0097] 3-7 一底座;3-8 一第一電機軸承支撐；
[0098] 3-9-測功機電機;3-10-力傳感器；
[0099] 3-11-第二電機軸承支撐;3-12-測功機主軸聯軸器；
[0100] 3-13-凸緣式慣性飛輪;3-131-凸緣式飛輪本體；
[0101] 3-132-凸緣式飛輪安裝孔;3-133-減重工藝槽；
[0102] 4-漏氣測量儀;5-油耗儀;6-1-第一溫度傳感；
[0103] 6-2-第二溫度傳感;6-3-第三溫度傳感;6-4-第四溫度傳感；
[0104] 7-空燃比分析儀;8-1-第一壓力傳感器;8-2-第二壓力傳感器；
[0105] 8-3-第三壓力傳感器;9 一油門操作機構；
[0106] 9-1 一油門控制伺服電機;9-2-油門轉動輪；
[0107] 9-3-油門拉線；10-離合器操作機構；
[0108] 10-1-離合器控制伺服電機;10-2-離合器轉動輪；
[0109] 10-3-第一離合器拉線；10-4-離合器操作連桿；
[0110] 10-5-第二離合器拉線；11一換擋操作機構；
[0111 ] 11-1一換擋控制伺服電機;11-2-換擋轉動輪；
[0112] 11-3-換擋拉線；12-安裝待試驗發動機；
[0113] 13一發動機臺架；
【具體實施方式】
[0114] 實施例1
[0115]如圖1所示，本發明的動態模擬發動機試驗系統，包括動態模擬測功機3、傳感檢測 系統、控制系統1和用于安裝待試驗發動機12的發動機臺架13,以及用于操作待試驗發動機 12的油門操作機構9、離合器操作機構10和換擋操作機構11;
[0116] 結合圖3,所述動態模擬測功機3包括底座3-7以及固定連接在底座3-7上的第一慣 性飛輪軸承支撐3-2、第二慣性飛輪軸承支撐3-5、第一電機軸承支撐3-8和第二電機軸承支 撐3-11，所述第一慣性飛輪軸承支撐3-2和第二慣性飛輪軸承支撐3-5上安裝有飛輪軸3-4， 位于所述第一慣性飛輪軸承支撐3-2和第二慣性飛輪軸承支撐3-5之間的一段飛輪軸3-4上 連接有慣性飛輪，所述第一電機軸承支撐3-8和第二電機軸承支撐3-11之間設置有測功機 電機3-9,所述測功機電機3-9的兩端輸出軸分別安裝在第一電機軸承支撐3-8和第二電機 軸承支撐3-11上，所述測功機電機3-9靠近所述慣性飛輪一側的輸出軸通過飛輪軸聯軸器 3-6與飛輪軸3-4連接，所述測功機電機3-9遠離所述慣性飛輪一側的輸出軸上連接有用于 連接待試驗發動機12的輸出軸的測功機主軸聯軸器3-12,所述飛輪軸3-4的端部連接有用 于對飛輪軸3-4的轉速進行測量的編碼器3-1，所述測功機電機3-9的外殼上設置有一端與 測功機電機3-9的外殼固定連接、另一端與底座3-7固定連接且用于對測功機電機3-9的扭 矩進行測量的力傳感器3-10;
[0117] 如圖1所示，所述油門操作機構9包括油門控制伺服電機9-1、油門轉動輪9-2和油 門拉線9-3,所述轉動輪9-2固定連接在油門控制伺服電機9-1的輸出軸上，所述油門拉線9-3纏繞在油門轉動輪9-2上，所述待試驗發動機12的節氣門與油門拉線9-3連接；
[0118] 如圖1所示，所述離合器操作機構10包括離合器控制伺服電機10-1、離合器轉動輪 10-2、第一離合器拉線10-3、離合器操作連桿10-4和第二離合器拉線10-5,所述離合器轉動 輪10-2固定連接在離合器控制伺服電機10-1的輸出軸上，所述第一離合器拉線10-3的一端 纏繞在離合器轉動輪10-2上，所述第一離合器拉線10-3的另一端與離合器操作連桿10-4連 接，所述第二離合器拉線10-5的一端與離合器操作連桿10-4連接，所述待試驗發動機12的 離合器操縱臂與第二離合器拉線10-5的另一端連接；
[0119] 如圖1所示，所述換擋操作機構11包括換擋控制伺服電機11-1、換擋轉動輪11-2和 換擋拉線11-3,所述換擋轉動輪11-2固定連接在換擋控制伺服電機11-1的輸出軸上，所述 換擋拉線11-3纏繞在換擋轉動輪11-2上，所述待試驗發動機12的換擋桿與換擋拉線11-3連 接；
[0120] 結合圖2,所述控制系統1包括主控計算機1-1、與主控計算機1-1相接的PLC模塊1-2和與PLC模塊1-2相接的變頻器1-3,所述編碼器3-1和力傳感器3-10均與PLC模塊1-2的輸 入端連接，所述油門控制伺服電機9-1、離合器控制伺服電機10-1和換擋控制伺服電機11-1 均與PLC模塊1 -2的輸出端連接，所述測功機電機3-9與變頻器1 -3連接；
[0121]結合圖2,所述傳感檢測系統包括用于對待試驗發動機12的燃油消耗量進行檢測 的油耗儀5,所述油耗儀5與PLC模塊1-2的輸入端連接。
[0122]如圖2所示，本實施例中，所述傳感檢測系統還包括用于對待試驗發動機12的曲軸 箱竄氣量進行檢測的漏氣測量儀4、用于對待試驗發動機12燃燒時的空燃比進行檢測的空 燃比分析儀7、用于對待試驗發動機12的火花塞墊圈溫度進行檢測的第一溫度傳感器6-1、 用于對待試驗發動機12的機油溫度進行檢測的第二溫度傳感器6-2、用于對待試驗發動機 12的進氣溫度進行檢測的第三溫度傳感器6-3、用于對待試驗發動機12的燃油溫度進行檢 測的第四溫度傳感器6-4、用于對待試驗發動機12的進氣壓力進行檢測的第一壓力傳感器 8-1、用于對待試驗發動機12排氣壓力進行檢測的第二壓力傳感器8-2、用于對待試驗發動 機12的燃油壓力進行檢測的第三壓力傳感器8-3和用于對待試驗發動機12的脈沖轉速進行 檢測的發動機轉速傳感器2,所述漏氣測量儀4和空燃比分析儀7均與主控計算機1-1連接， 所述第一溫度傳感器6-1、第二溫度傳感器6-2、第三溫度傳感器6-3、第四溫度傳感器6-4、 第一壓力傳感器8-1、第二壓力傳感器8-2、第三壓力傳感器8-3和發動機轉速傳感器2均與 PLC模塊1 -2的輸入端連接。
[0123] 如圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，所述慣性飛輪為整體式慣性飛輪3-3,所述整 體式慣性飛輪3-3包括圓盤形的整體式飛輪本體3-31和設置在整體式飛輪本體3-31的中心 位置處且用于連接飛輪軸3-4的整體式飛輪安裝孔3-32。
[0124] 本實施例中，所述測功機電機3-9為變頻調速交流電機。
[0125] 本實施例中，所述編碼器3-1為光電式編碼器。
[0126] 本發明的動態模擬發動機試驗方法，包括以下步驟：
[0127] 步驟一、確定待模擬目標整車的車型對應的道路阻力并存儲在主控計算機1-1中；
[0128] 本實施例中，步驟一中確定出被模擬的目標車型道路阻力的具體過程為：
[0129] 步驟101、在主控計算機1-1上設定待模擬目標整車的輪輞直徑Drim、待模擬目標整 車的輪胎的扁平比H flat-ratl。、待模擬目標整車的輪胎斷面寬度W和待模擬目標整車的末級 傳動比i;并在主控計算機1-1上設定待模擬目標整車的前輪滾動阻力ao和空氣阻力系數b;
[0130] 步驟102、主控計算機1-1機根據
計算得到測功機電機9對應 于待模擬目標整車的最高車速vmax的最大轉速nmax，其中，r為待模擬目標整車的驅動輪的滾 動半徑且
[0131 ]步驟103、主控計算機1-1將測功機電機9對應于待模擬目標整車的最高車速vmax的 最大轉速nmax傳輸給PLC模塊1 -2，PLC模塊1 -2再傳輸給變頻器1-3，變頻器1 -3驅動動態模擬 測功機3中的測功機電機3-9，運轉到對應于待模擬目標整車最高車速的最大轉速后，停止 對測功機電機3-9的轉速進行控制，使動態模擬測功機3模擬待模擬目標整車在道路上從最 高車速滑行到靜止狀態的滑行過程；
[0132]滑行模擬過程中，編碼器3-1對測功機電機3-9的轉速進行測量并將測量到的轉速 傳輸給PLC模塊1-2, PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-1根據公式
計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的待模擬目標整車的車速^，再根 據公式Fw = ao+b X v/計算得到待模擬目標整車的車速^對應的道路阻力Fw，再根據公式
計算得到道路阻力FE,j對應的發動機輸出軸扭矩Me, j，然后，主控計算機1-1將 道路阻力Fe, j對應的發動機輸出軸扭矩Me, j傳輸給PLC模塊1 -2，PLC模塊1 -2再傳輸給變頻器 1-3,變頻器1-3根據道路阻力FE,j對應的發動機輸出軸扭矩Me, j改變其輸出的勵磁電流的大 小，驅動動態模擬測功機3中的測功機電機3-9,使測功機電機3-9的扭矩與道路阻力FE,jt 應的發動機輸出軸扭矩Me, j相等；同時，力傳感器3-10對測功機電機3-9的扭矩進行測量并 將測量扭矩傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-1對測 量扭矩進行記錄和存儲；
[0133] 步驟104、主控計算機1-1將其接收到的待模擬目標整車的車速Vj對應的測量扭矩
計算得到待模擬目標整車的車速vj對應的道路阻力FE,j對應的 發動機輸出軸扭矩進行比對，當N次采樣得到的測量轉矩與計算得到的發動機輸出軸扭 矩差值不是均在計算得到的發動機輸出軸扭矩的2%~10%的范圍內時，重復執行步驟 105,直到N次采樣得到的測量轉矩與計算得到的發動機輸出軸扭矩差值均在計算得到的發 動機輸出軸扭矩的2 %~10 %的范圍內；
[0134] 步驟105、主控計算機1-1將測功機電機9對應于待模擬目標整車的最高車速vmax的 最大轉速n max傳輸給PLC模塊1 -2，PLC模塊1 -2再傳輸給變頻器1-3，變頻器1 -3驅動動態模擬 測功機3中的測功機電機3-9，運轉到測功機電機9對應于待模擬目標整車的最高車速 最大轉速nmax后，停止對測功機電機3-9的轉速進行控制，使動態模擬測功機3模擬待模擬目 標整車在道路上從最高車速滑行到靜止狀態的滑行過程；
[0135] 滑行模擬過程中，編碼器3-1對測功機電機3-9的轉速進行測量并將測量到的轉速 傳輸給PLC模塊1-2, PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-1根據公式
計算得到第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬目標整車的車速并查 詢存儲在其中的待模擬目標整車的車速vj對應的上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩，將 上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給變頻器1-3， 變頻器1-3根據上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩改變其輸出的勵磁電流的大小，驅動 動態模擬測功機3中的測功機電機3-9,使測功機電機3-9的扭矩與上一次滑行模擬過程中 的測量扭矩相等；同時，力傳感器3-10對測功機電機3-9的扭矩進行測量并將測量扭矩傳輸 給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-1對測量扭矩進行記錄 和存儲；
[0136] 步驟106、主控計算機1-1將最后一次執行步驟105記錄和存儲的測量扭矩確定為 被模擬的目標車型道路阻力。
[0137]步驟二、將待試驗發動機12固定在發動機臺架13上，并將待試驗發動機12的輸出 軸與測功機主軸聯軸器3-12連接；
[0138]步驟三、將待試驗發動機12的節氣門與油門操作機構9中的油門拉線9-3連接，將 待試驗發動機12的離合器操縱臂與離合器操作機構10中的第二離合器拉線10-5連接，并將 待試驗發動機12的換擋桿與換擋操作機構11中的換擋拉線11-3連接；
[0139]步驟四、進行待模擬目標整車最大車速發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0140] 步驟401、主控計算機1-1將步驟一中確定出的待模擬目標整車的車型對應的道路 阻力傳輸給PLC模塊1-2, PLC模塊1-2再傳輸給變頻器1-3,變頻器1-3驅動動態模擬測功機3 中的測功機電機3-9，使動態模擬測功機3工作在道路阻力模擬模式下；
[0141] 步驟402、啟動待試驗發動機12;
[0142] 步驟403、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制換擋控制伺服電機11-1轉動，換擋控 制伺服電機11-1轉動帶動換擋轉動輪11-2轉動，換擋轉動輪11-2通過換擋拉線11-3帶動待 試驗發動機12的換擋桿動作，使待試驗發動機12由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中， 主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制離合器控制伺服電機10-1轉動，離合器控制伺服電機10-1帶動離合器轉動輪10-2轉動，離合器轉動輪10-2通過第一離合器拉線10-3動作，第一離合 器拉線10-3帶動離合器操作連桿10-4動作，離合器操作連桿10-4再通過第二離合器拉線 10-5帶動待試驗發動機12的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的 離合器結合控制；
[0143] 步驟404、主控計算機1 -1與PLC模塊1 -2控制油門控制伺服電機9-1轉動，油門控制 伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機 12的節氣門運動，使待試驗發動機12的節氣門開到最大位置；
[0144] 步驟405、待試驗發動機12工作過程中，編碼器3-1對待試驗發動機12的轉速進行 測量并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，當主控計 算機1-1判定其連續接收到的多次轉速差值不大于20r/min~70r/min時，判定為被模擬的 待模擬目標整車已達到穩定的最大車速，此時，主控計算機1 _ 1根據公式
-計算得到被模擬的待模擬目標整車的最大車速;其中，r為待模擬目標 整車的驅動輪的滾動半徑且
，Drim為待模擬目標整車的輪輞 直徑，Hflat-ratl。為待模擬目標整車的輪胎的扁平比，W為待模擬目標整車的輪胎斷面寬度；i 為待模擬目標整車的末級傳動比;nmax為此時編碼器3-1檢測到的測功機電機9對應于待模 擬目標整車的最高車速Vmax的最大轉速；
[0145] 步驟五、進行待模擬目標整車起步加速發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0146] 步驟501、在主控計算機1-1上設定起步加速的測量距離Sq;
[0147] 步驟502、主控計算機1-1將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊 1-2，PLC模塊1-2再傳輸給變頻器1-3,變頻器1-3根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功 機3中的測功機電機3-9,使動態模擬測功機3工作在道路阻力模擬模式下；
[0148] 步驟503、啟動待試驗發動機12;
[0149] 步驟504、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制換擋控制伺服電機11-1轉動，換擋控 制伺服電機11-1轉動帶動換擋轉動輪11-2轉動，換擋轉動輪11-2通過換擋拉線11-3帶動待 試驗發動機12的換擋桿動作，使待試驗發動機12由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中， 主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制離合器控制伺服電機10-1轉動，離合器控制伺服電機10-1帶動離合器轉動輪10-2轉動，離合器轉動輪10-2通過第一離合器拉線10-3動作，第一離合 器拉線10-3帶動離合器操作連桿10-4動作，離合器操作連桿10-4再通過第二離合器拉線 10-5帶動待試驗發動機12的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的 離合器結合控制；
[0150] 步驟505、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制油門控制伺服電機9-1轉動，油門控制 伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機 12的節氣門運動，使待試驗發動機12的節氣門開到最大位置；
[0151] 執行步驟504~步驟505的過程中，編碼器3-1對待試驗發動機12的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-
4十算得到第j次采樣得到的轉速M對應的待模擬目標整車的車 速^，當采樣得到的待模擬目標整車的車速大于〇時，開始計時，并根據公式
4十算得到第j次采樣得到的轉速^對應的行駛距離&，當計算得到的行 駛距離達到步驟501中設定的起步加速的測量距離Sq時，停止計時，此時記錄的時間即為模 擬的起步加速時間;其中，tj為主控計算機1-1第j次采樣得到轉速nj時的計時時間；j的取值 為1~N的自然數，N為采樣總次數且取值為1~200的自然數；
[0152 ]步驟六、進行待模擬目標整車超越加速發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0153] 步驟601、在主控計算機1-1設定超越加速的測量距離Sc和超越加速的初始速度vo; [0154]步驟602、主控計算機1-1將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊 1-2，PLC模塊1-2再傳輸給變頻器1-3,變頻器1-3根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功 機3中的測功機電機3-9,使動態模擬測功機3工作在道路阻力模擬模式下；
[0155] 步驟603、啟動待試驗發動機12;
[0156] 步驟604、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制換擋控制伺服電機11-1轉動，換擋控 制伺服電機11-1轉動帶動換擋轉動輪11-2轉動，換擋轉動輪11-2通過換擋拉線11-3帶動待 試驗發動機12的換擋桿動作，使待試驗發動機12由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中， 主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制離合器控制伺服電機10-1轉動，離合器控制伺服電機10-1帶動離合器轉動輪10-2轉動，離合器轉動輪10-2通過第一離合器拉線10-3動作，第一離合 器拉線10-3帶動離合器操作連桿10-4動作，離合器操作連桿10-4再通過第二離合器拉線 10-5帶動待試驗發動機12的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的 離合器結合控制；
[0157] 步驟605、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制油門控制伺服電機9-1轉動，油門控制 伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機 12的節氣門運動，使待試驗發動機12的節氣門動作；
[0158] 執行步驟604~步驟605的過程中，編碼器3-1對待試驗發動機12的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-
計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的待模擬目標整車的車 速vj，并將每次計算得到的車速與步驟601中設定的超越加速的初始速度vo相比較，輸出對 油門控制伺服電機9-1轉速的控制信號，油門控制伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油 門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機12的節氣門運動，使待模擬目標整車的車 速維持在超越加速的初始速度vo;
[0159] 步驟606、主控計算機1 -1與PLC模塊1 -2控制油門控制伺服電機9-1轉動，油門控制 伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機 1 2的節氣門運動，使待試驗發動機1 2的節氣門增大開度，開始計時，并根據公式
計算得到第j次采樣得到的轉速^對應的行駛距離&，當計算得到的行 駛距離達到步驟601中設定的超越加速的測量距離SC時，停止計時，此時記錄的時間即為模 擬的超越加速時間；
[0160] 步驟七、進行待模擬目標整車爬坡性能發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0161] 步驟701、在主控計算機1-1上設定待模擬目標整車整備質量m、坡度角a、爬坡初始 速度、待試驗發動機12的節氣門目標開度值、第一計時距離和第二計時距離；
[0162] 步驟702、主控計算機1-1將步驟一中確定出的目標車型道路阻力加上mgsina后， 傳輸給PLC模塊1 -2，PLC模塊1 -2再傳輸給變頻器1 -3，變頻器1 -3根據目標車型道路阻力加 上mgsina后的值驅動動態模擬測功機3中的測功機電機3-9,使動態模擬測功機3工作在爬 坡道路阻力模擬模式下；
[0163] 步驟703、啟動待試驗發動機12;
[0164] 步驟704、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制換擋控制伺服電機11-1轉動，換擋控 制伺服電機11-1轉動帶動換擋轉動輪11-2轉動，換擋轉動輪11-2通過換擋拉線11-3帶動待 試驗發動機12的換擋桿動作，使待試驗發動機12由空檔依次切換到一檔，在換擋過程中，主 控計算機1-1與PLC模塊1-2控制離合器控制伺服電機10-1轉動，離合器控制伺服電機10-1 帶動離合器轉動輪10-2轉動，離合器轉動輪10-2通過第一離合器拉線10-3動作，第一離合 器拉線10-3帶動離合器操作連桿10-4動作，離合器操作連桿10-4再通過第二離合器拉線 10-5帶動待試驗發動機12的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的 離合器結合控制；
[0165] 步驟705、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制油門控制伺服電機9-1轉動，油門控制 伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機 12的節氣門運動，使待試驗發動機12的節氣門動作，使待試驗發動機12的節氣門達到步驟 701中設定的節氣門目標開度值；
[0166] 執行步驟704~步驟705的過程中，編碼器3-1對待試驗發動機12的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-
計算得到第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬目標整車的車 速vj，當采樣得到的待模擬目標整車的車速達到步驟701中設定的爬坡初始速度時，開始計 時，
計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的行駛距離&，當 計算得到的行駛距離達到步驟701中設定的第一計時距離時，停止計時，此時記錄的時間為 第一計時時間；并將第一停止計時時間記錄為第二開始計時起始時間，并根據公式
計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的行駛距離&，當計算得到的行 駛距離達到步驟701中設定的第二計時距離時，停止計時，此時記錄的時間為第二計時時 間；比較第二計時時間與第一計時時間，當第二計時時間小于等于第一計時時間時，判斷為 待模擬目標整車爬坡性能在設定的坡度角下滿足要求，否則，當第二計時時間大于第一計 時時間時，判斷為待模擬目標整車爬坡性能在設定的坡度角下不滿足要求。
[0167] 本實施例中，本發明的動態模擬發動機試驗方法，還包括以下步驟：
[0168] 步驟八、進行待模擬目標整車等速燃油消耗發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0169] 步驟801、在主控計算機1-1上設定等速燃油消耗測量車速和距離；
[0170] 步驟802、主控計算機1-1將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊 1-2，PLC模塊1-2再傳輸給變頻器1-3,變頻器1-3根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功 機3中的測功機電機3-9,使動態模擬測功機3工作在道路阻力模擬模式下；
[0171] 步驟803、啟動待試驗發動機12;
[0172] 步驟804、主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制換擋控制伺服電機11-1轉動，換擋控 制伺服電機11-1轉動帶動換擋轉動輪11-2轉動，換擋轉動輪11-2通過換擋拉線11-3帶動待 試驗發動機12的換擋桿動作，使待試驗發動機12由空檔依次切換到最高檔，在換擋過程中， 主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制離合器控制伺服電機10-1轉動，離合器控制伺服電機10-1帶動離合器轉動輪10-2轉動，離合器轉動輪10-2通過第一離合器拉線10-3動作，第一離合 器拉線10-3帶動離合器操作連桿10-4動作，離合器操作連桿10-4再通過第二離合器拉線 10-5帶動待試驗發動機12的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的 離合器結合控制；
[0173] 步驟805、主控計算機1 -1與PLC模塊1 -2控制油門控制伺服電機9-1轉動，油門控制 伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機 12的節氣門運動，使待試驗發動機12的節氣門動作，使待試驗發動機12的節氣門達到步驟 801中設定的等速燃油消耗測量車速對應的目標節氣門開度值；
[0174] 執行步驟804~步驟805的過程中，編碼器3-1對待試驗發動機12的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊1-2，PLC模塊1-2再傳輸給主控計算機1-1，主控計算機1-
?計算得到轉速第j次采樣得到的轉速M對應的待模擬目標整車 的車速vj，并將每次計算得到的車速與步驟801中設定的等速燃油消耗測量車速相比較，輸 出對油門控制伺服電機9-1轉速的控制信號，油門控制伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉 動，油門轉動輪9-2通過油門拉線9-3帶動待試驗發動機12的節氣門運動，使待模擬目標整 車的車速維持在設定的等速燃油消耗測量車速；
[0175] 步驟806、開始計時，
計算得到第j次采樣得到的轉 速^對應的行駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟801中設定的等速燃油消耗測量距 離時，停止計時；
[0176] 步驟806的過程中，油耗儀5對待模擬目標整車的燃油消耗量進行測量，并將測量 得到的待模擬目標整車的燃油消耗量傳輸給主控計算機1-1;
[0177] 步驟807、改變步驟801中的等速燃油消耗測量車速，重復執行步驟802~步驟806， 測量得到多個車速對應的待模擬目標整車的等速燃油消耗量；
[0178] 步驟九、進行待模擬目標整車工況法燃油消耗發動機動態模擬試驗，具體過程為：
[0179] 步驟901、在主控計算機1-1上設定待模擬目標整車工況模型（包括ECER40工況、 WMTC工況和用戶自定義工況）；
[0180] 步驟902、主控計算機1-1將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊 1-2，PLC模塊1-2再傳輸給變頻器1-3,變頻器1-3根據目標車型道路阻力驅動動態模擬測功 機3中的測功機電機3-9,使動態模擬測功機3工作在道路阻力模擬模式下；
[0181] 步驟903、啟動待試驗發動機12;
[0182] 步驟904、主控計算機1-1對油門操作機構9、離合器操作機構10和換擋操作機構11 進行控制，模擬步驟901中設定的待模擬目標整車工況模型；主控計算機1-1與PLC模塊1-2 控制換擋控制伺服電機11-1轉動，換擋控制伺服電機11-1轉動帶動換擋轉動輪11-2轉動， 換擋轉動輪11-2通過換擋拉線11-3帶動待試驗發動機12的換擋桿動作，使待試驗發動機12 進行換擋操作;在換擋過程中，主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制離合器控制伺服電機10-1 轉動，離合器控制伺服電機10-1帶動離合器轉動輪10-2轉動，離合器轉動輪10-2通過第一 離合器拉線10-3動作，第一離合器拉線10-3帶動離合器操作連桿10-4動作，離合器操作連 桿 10-4再通過第二離合器拉線10-5帶動待試驗發動機12的離合器操縱臂動作，實現換擋前 的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制;主控計算機1-1與PLC模塊1-2控制油門控 制伺服電機9-1轉動，油門控制伺服電機9-1帶動油門轉動輪9-2轉動，油門轉動輪9-2通過 油門拉線9-3帶動待試驗發動機12的節氣門運動，使待試驗發動機12的節氣門動作，使待試 驗發動機12的節氣門達到步驟901中設定的工況模型的工況曲線上各點車速對應的目標節 氣門開度值；
[0183] 步驟904的過程中，油耗儀5對待模擬目標整車的燃油消耗量進行測量，并將測量 得到的待模擬目標整車的燃油消耗量傳輸給主控計算機1-1。
[0184] 實施例2
[0185] 如圖6、圖7和圖8所示，本實施例與實施例1不同的是:所述慣性飛輪為凸緣式慣性 飛輪3-13,所述凸緣式慣性飛輪3-13包括圓盤形的凸緣式飛輪本體3-131和設置在凸緣式 飛輪本體3-131的中心位置處且用于連接飛輪軸3-4的凸緣式飛輪安裝孔3-132,所述凸緣 式飛輪本體3-131的兩側側面上均設置有圓環形的減重工藝槽3-133。其余結構均與實施例 1相同。通過設置減重工藝槽3-133,能夠用較少的材料實現大半徑的慣性飛輪，進而能夠實 現較大慣量的模擬，節約了材料和成本，且擴大了應用范圍。
[0186] 本實施例的動態模擬發動機試驗方法與實施例1相同。
[0187] 以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是根據本發明 技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技 術方案的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:包括動態模擬測功機(3)、傳感檢測系 統、控制系統（1)和用于安裝待試驗發動機(12)的發動機臺架（13)，以及用于操作待試驗發 動機(12)的油門操作機構(9 )、離合器操作機構（10)和換擋操作機構（11); 所述動態模擬測功機(3)包括底座(3-7)以及固定連接在底座(3-7)上的第一慣性飛輪 軸承支撐(3-2)、第二慣性飛輪軸承支撐(3-5)、第一電機軸承支撐(3-8)和第二電機軸承支 撐(3-11)，所述第一慣性飛輪軸承支撐(3-2)和第二慣性飛輪軸承支撐(3-5)上安裝有飛輪 軸(3-4)，位于所述第一慣性飛輪軸承支撐(3-2)和第二慣性飛輪軸承支撐(3-5)之間的一 段飛輪軸(3-4)上連接有慣性飛輪，所述第一電機軸承支撐(3-8)和第二電機軸承支撐(3-11)之間設置有測功機電機(3-9)，所述測功機電機(3-9)的兩端輸出軸分別安裝在第一電 機軸承支撐(3-8)和第二電機軸承支撐(3-11)上，所述測功機電機(3-9)靠近所述慣性飛輪 一側的輸出軸通過飛輪軸聯軸器(3-6)與飛輪軸(3-4)連接，所述測功機電機(3-9)遠離所 述慣性飛輪一側的輸出軸上連接有用于連接待試驗發動機（12)的輸出軸的測功機主軸聯 軸器(3-12)，所述飛輪軸(3-4)的端部連接有用于對飛輪軸(3-4)的轉速進行測量的編碼器 (3-1)，所述測功機電機(3-9)的外殼上設置有一端與測功機電機(3-9)的外殼固定連接、另 一端與底座(3-7)固定連接且用于對測功機電機(3-9)的扭矩進行測量的力傳感器(3-10); 所述油門操作機構(9)包括油門控制伺服電機(9-1)、油門轉動輪(9-2)和油門拉線(9-3)，所述轉動輪(9-2)固定連接在油門控制伺服電機(9-1)的輸出軸上，所述油門拉線(9-3) 纏繞在油門轉動輪(9-2)上，所述待試驗發動機(12)的節氣門與油門拉線(9-3)連接； 所述離合器操作機構（10)包括離合器控制伺服電機（10-1)、離合器轉動輪（10-2)、第 一離合器拉線（10-3)、離合器操作連桿（10-4)和第二離合器拉線（10-5)，所述離合器轉動 輪(10-2)固定連接在離合器控制伺服電機(10-1)的輸出軸上，所述第一離合器拉線（10-3) 的一端纏繞在離合器轉動輪(10-2)上，所述第一離合器拉線（10-3)的另一端與離合器操作 連桿（10-4)連接，所述第二離合器拉線（10-5)的一端與離合器操作連桿（10-4)連接，所述 待試驗發動機(12)的離合器操縱臂與第二離合器拉線（10-5)的另一端連接； 所述換擋操作機構（11)包括換擋控制伺服電機（11-1)、換擋轉動輪(11-2)和換擋拉線 (11-3)，所述換擋轉動輪（11-2)固定連接在換擋控制伺服電機（11-1)的輸出軸上，所述換 擋拉線（11-3)纏繞在換擋轉動輪（11-2)上，所述待試驗發動機（12)的換擋桿與換擋拉線 (11-3)連接； 所述控制系統（1)包括主控計算機（1-1)、與主控計算機（1-1)相接的PLC模塊（1-2)和 與PLC模塊（1-2)相接的變頻器（1-3)，所述編碼器(3-1)和力傳感器(3-10)均與PLC模塊（1- 2)的輸入端連接，所述油門控制伺服電機(9-1)、離合器控制伺服電機(10-1)和換擋控制伺 服電機（11-1)均與PLC模塊（1-2)的輸出端連接，所述測功機電機(3-9)與變頻器（1-3)連 接； 所述傳感檢測系統包括用于對待試驗發動機（12)的燃油消耗量進行檢測的油耗儀 (5)，所述油耗儀(5)與PLC模塊(1 -2)的輸入端連接。2. 按照權利要求1所述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述傳感檢測系 統還包括用于對待試驗發動機（12)的曲軸箱竄氣量進行檢測的漏氣測量儀(4)、用于對待 試驗發動機（12)燃燒時的空燃比進行檢測的空燃比分析儀(7)、用于對待試驗發動機（12) 的火花塞墊圈溫度進行檢測的第一溫度傳感器(6-1)、用于對待試驗發動機（12)的機油溫 度進行檢測的第二溫度傳感器(6-2)、用于對待試驗發動機（12)的進氣溫度進行檢測的第 三溫度傳感器(6-3)、用于對待試驗發動機（12)的燃油溫度進行檢測的第四溫度傳感器(6- 4)、用于對待試驗發動機(12)的進氣壓力進行檢測的第一壓力傳感器(8-1)、用于對待試驗 發動機（12)排氣壓力進行檢測的第二壓力傳感器(8-2)、用于對待試驗發動機（12)的燃油 壓力進行檢測的第三壓力傳感器(8-3)和用于對待試驗發動機(12)的脈沖轉速進行檢測的 發動機轉速傳感器(2)，所述漏氣測量儀(4)和空燃比分析儀(7)均與主控計算機（1-1)連 接，所述第一溫度傳感器(6-1 )、第二溫度傳感器(6-2 )、第三溫度傳感器(6-3 )、第四溫度傳 感器(6-4)、第一壓力傳感器(8-1)、第二壓力傳感器(8-2)、第三壓力傳感器(8-3)和發動機 轉速傳感器(2)均與PLC模塊(1 -2)的輸入端連接。3. 按照權利要求1所述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述慣性飛輪為 整體式慣性飛輪(3-3)，所述整體式慣性飛輪(3-3)包括圓盤形的整體式飛輪本體(3-31)和 設置在整體式飛輪本體(3-31)的中心位置處且用于連接飛輪軸(3-4)的整體式飛輪安裝孔 (3-32) 〇4. 按照權利要求1所述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述慣性飛輪為 凸緣式慣性飛輪（3-13)，所述凸緣式慣性飛輪（3-13)包括圓盤形的凸緣式飛輪本體（3-131)和設置在凸緣式飛輪本體(3-131)的中心位置處且用于連接飛輪軸（3-4)的凸緣式飛 輪安裝孔(3-132)，所述凸緣式飛輪本體(3-131)的兩側側面上均設置有圓環形的減重工藝 槽（3-133)。5. 按照權利要求3或4所述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述測功機 電機(3-9)為變頻調速交流電機。6. 按照權利要求3或4所述的一種動態模擬發動機試驗系統，其特征在于:所述編碼器 (3-1)為光電式編碼器。7. -種利用如權利要求1所述的動態模擬發動機試驗系統進行動態模擬發動機試驗的 方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 步驟一、確定待模擬目標整車的車型對應的道路阻力并存儲在主控計算機(1-1)中； 步驟二、將待試驗發動機（12)固定在發動機臺架（13)上，并將待試驗發動機（12)的輸 出軸與測功機主軸聯軸器(3-12)連接； 步驟三、將待試驗發動機（12)的節氣門與油門操作機構(9)中的油門拉線(9-3)連接， 將待試驗發動機（12)的離合器操縱臂與離合器操作機構（10)中的第二離合器拉線（10-5) 連接，并將待試驗發動機(12)的換擋桿與換擋操作機構（11)中的換擋拉線（11 _3)連接； 步驟四、進行待模擬目標整車最大車速發動機動態模擬試驗，具體過程為： 步驟401、主控計算機（1-1)將步驟一中確定出的待模擬目標整車的車型對應的道路阻 力傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給變頻器（1-3)，變頻器（1-3)驅動動態模擬 測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使動態模擬測功機(3)工作在道路阻力模擬模式下； 步驟402、啟動待試驗發動機（12); 步驟403、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制換擋控制伺服電機（11-1)轉動，換擋 控制伺服電機（11-1)轉動帶動換擋轉動輪（11-2)轉動，換擋轉動輪（11-2)通過換擋拉線 (11 -3)帶動待試驗發動機(12)的換擋桿動作，使待試驗發動機(12)由空檔依次切換到最高 檔，在換擋過程中，主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制離合器控制伺服電機（10-1)轉 動，離合器控制伺服電機（10-1)帶動離合器轉動輪（10-2)轉動，離合器轉動輪（10-2)通過 第一離合器拉線（10-3)動作，第一離合器拉線（10-3)帶動離合器操作連桿（10-4)動作，離 合器操作連桿（10-4)再通過第二離合器拉線（10-5)帶動待試驗發動機（12)的離合器操縱 臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制； 步驟404、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控 制伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待 試驗發動機(12)的節氣門運動，使待試驗發動機(12)的節氣門開到最大位置； 步驟405、待試驗發動機（12)工作過程中，編碼器(3-1)對待試驗發動機（12)的轉速進 行測量并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊(1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給主控計算機(1-1)， 當主控計算機（1-1)判定其連續接收到的多次轉速差值不大于20r/min~70r/min時，判定 為被模擬的待模擬目標整車已達到穩定的最大車速，此時，主控計算機（1-1)根據公式-計算得到被模擬的待模擬目標整車的最大車速;其中，r為待模擬目標 整車的驅動輪的滾動半徑且，Drim為待模擬目標整車的輪輞 直徑，Hflat-ratl。為待模擬目標整車的輪胎的扁平比，W為待模擬目標整車的輪胎斷面寬度；i 為待模擬目標整車的末級傳動比;nmax為此時編碼器(3-1)檢測到的測功機電機(9)對應于 待模擬目標整車的最高車速Vmx的最大轉速； 步驟五、進行待模擬目標整車起步加速發動機動態模擬試驗，具體過程為： 步驟501、在主控計算機（1-1)上設定起步加速的測量距離Sq; 步驟502、主控計算機（1-1)將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊（1- 2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給變頻器（1-3)，變頻器（1-3)根據目標車型道路阻力驅動動態模 擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使動態模擬測功機(3)工作在道路阻力模擬模式下； 步驟503、啟動待試驗發動機（12); 步驟504、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制換擋控制伺服電機（11-1)轉動，換擋 控制伺服電機（11-1)轉動帶動換擋轉動輪（11-2)轉動，換擋轉動輪（11-2)通過換擋拉線 (11 -3)帶動待試驗發動機(12)的換擋桿動作，使待試驗發動機(12)由空檔依次切換到最高 檔，在換擋過程中，主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制離合器控制伺服電機（10-1)轉 動，離合器控制伺服電機（10-1)帶動離合器轉動輪（10-2)轉動，離合器轉動輪（10-2)通過 第一離合器拉線（10-3)動作，第一離合器拉線（10-3)帶動離合器操作連桿（10-4)動作，離 合器操作連桿（10-4)再通過第二離合器拉線（10-5)帶動待試驗發動機（12)的離合器操縱 臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制； 步驟505、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控 制伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待 試驗發動機(12)的節氣門運動，使待試驗發動機(12)的節氣門開到最大位置； 執行步驟504~步驟505的過程中，編碼器（3-1)對待試驗發動機（12)的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給主控計算機(1-1)，主控計 算機(1-1)計算得到第j次采樣得到的轉速^對應的待模擬目標 整車的車速v j，當采樣得到的待模擬目標整車的車速大于0時，開始計時，并根據公式計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的行駛距離&，當計算得到的行 駛距離達到步驟501中設定的起步加速的測量距離sq時，停止計時，此時記錄的時間即為模 擬的起步加速時間;其中，tj為主控計算機(1-1)第j次采樣得到轉速nj時的計時時間；j的取 值為1~N的自然數，N為采樣總次數且取值為1~200的自然數； 步驟六、進行待模擬目標整車超越加速發動機動態模擬試驗，具體過程為： 步驟601、在主控計算機(1-1)設定超越加速的測量距離Sc和超越加速的初始速度vo; 步驟602、主控計算機（1-1)將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊（1- 2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給變頻器（1-3)，變頻器（1-3)根據目標車型道路阻力驅動動態模 擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使動態模擬測功機(3)工作在道路阻力模擬模式下； 步驟603、啟動待試驗發動機(12); 步驟604、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制換擋控制伺服電機（11-1)轉動，換擋 控制伺服電機（11-1)轉動帶動換擋轉動輪（11-2)轉動，換擋轉動輪（11-2)通過換擋拉線 (11 -3)帶動待試驗發動機(12)的換擋桿動作，使待試驗發動機(12)由空檔依次切換到最高 檔，在換擋過程中，主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制離合器控制伺服電機（10-1)轉 動，離合器控制伺服電機（10-1)帶動離合器轉動輪（10-2)轉動，離合器轉動輪（10-2)通過 第一離合器拉線（10-3)動作，第一離合器拉線（10-3)帶動離合器操作連桿（10-4)動作，離 合器操作連桿（10-4)再通過第二離合器拉線（10-5)帶動待試驗發動機（12)的離合器操縱 臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制； 步驟605、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控 制伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待 試驗發動機(12)的節氣門運動，使待試驗發動機(12)的節氣門動作； 執行步驟604~步驟605的過程中，編碼器（3-1)對待試驗發動機（12)的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給主控計算機(1-1)，主控計 算機（1-1)4十算得到第j次采樣得到的轉速W對應的待模擬目標 整車的車速vj，并將每次計算得到的車速與步驟601中設定的超越加速的初始速度vo相比 較，輸出對油門控制伺服電機(9-1)轉速的控制信號，油門控制伺服電機(9-1)帶動油門轉 動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待試驗發動機（12)的節氣門運 動，使待模擬目標整車的車速維持在超越加速的初始速度vo; 步驟606、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控 制伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待 試驗發動機(12)的節氣門運動，使待試驗發動機(12)的節氣門增大開度，開始計時，并根據計算得到第j次采樣得到的轉速^對應的行駛距離&，當計算得到 的行駛距離達到步驟601中設定的超越加速的測量距離SC時，停止計時，此時記錄的時間即 為模擬的超越加速時間； 步驟七、進行待模擬目標整車爬坡性能發動機動態模擬試驗，具體過程為： 步驟701、在主控計算機(1-1)上設定待模擬目標整車整備質量m、坡度角a、爬坡初始速 度、待試驗發動機(12)的節氣門目標開度值、第一計時距離和第二計時距離； 步驟702、主控計算機（1-1)將步驟一中確定出的目標車型道路阻力加上mgsina后，傳 輸給PLC模塊（1 -2)，PLC模塊（1 -2)再傳輸給變頻器（1 -3)，變頻器（1 -3)根據目標車型道路 阻力加上mgsina后的值驅動動態模擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使動態模擬測功機 (3)工作在爬坡道路阻力模擬模式下； 步驟703、啟動待試驗發動機（12); 步驟704、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制換擋控制伺服電機（11-1)轉動，換擋 控制伺服電機（11-1)轉動帶動換擋轉動輪（11-2)轉動，換擋轉動輪（11-2)通過換擋拉線 (11-3)帶動待試驗發動機（12)的換擋桿動作，使待試驗發動機（12)由空檔依次切換到一 檔，在換擋過程中，主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制離合器控制伺服電機（10-1)轉 動，離合器控制伺服電機（10-1)帶動離合器轉動輪（10-2)轉動，離合器轉動輪（10-2)通過 第一離合器拉線（10-3)動作，第一離合器拉線（10-3)帶動離合器操作連桿（10-4)動作，離 合器操作連桿（10-4)再通過第二離合器拉線（10-5)帶動待試驗發動機（12)的離合器操縱 臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制； 步驟705、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控 制伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待 試驗發動機（12)的節氣門運動，使待試驗發動機（12)的節氣門動作，使待試驗發動機（12) 的節氣門達到步驟701中設定的節氣門目標開度值； 執行步驟704~步驟705的過程中，編碼器（3-1)對待試驗發動機（12)的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給主控計算機(1-1)，主控計 算機(1-1)計算得到第j次采樣得到的轉速W對應的待模擬目標 整車的車速vj，當采樣得到的待模擬目標整車的車速達到步驟701中設定的爬坡初始速度 時，開始計時，：十算得到第j次采樣得到的轉速nj對應的行 駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟701中設定的第一計時距離時，停止計時，此時 記錄的時間為第一計時時間；并將第一停止計時時間記錄為第二開始計時起始時間，并根 據公式計算得到第j次采樣得到的轉速^對應的行駛距離&，當計算得 到的行駛距離達到步驟701中設定的第二計時距離時，停止計時，此時記錄的時間為第二計 時時間；比較第二計時時間與第一計時時間，當第二計時時間小于等于第一計時時間時，判 斷為待模擬目標整車爬坡性能在設定的坡度角下滿足要求，否則，當第二計時時間大于第 一計時時間時，判斷為待模擬目標整車爬坡性能在設定的坡度角下不滿足要求。8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟： 步驟八、進行待模擬目標整車等速燃油消耗發動機動態模擬試驗，具體過程為： 步驟801、在主控計算機（1-1)上設定等速燃油消耗測量車速和距離； 步驟802、主控計算機（1-1)將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊（1- 2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給變頻器（1-3)，變頻器（1-3)根據目標車型道路阻力驅動動態模 擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使動態模擬測功機(3)工作在道路阻力模擬模式下； 步驟803、啟動待試驗發動機（12); 步驟804、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制換擋控制伺服電機（11-1)轉動，換擋 控制伺服電機（11-1)轉動帶動換擋轉動輪（11-2)轉動，換擋轉動輪（11-2)通過換擋拉線 (11 -3)帶動待試驗發動機(12)的換擋桿動作，使待試驗發動機(12)由空檔依次切換到最高 檔，在換擋過程中，主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制離合器控制伺服電機（10-1)轉 動，離合器控制伺服電機（10-1)帶動離合器轉動輪（10-2)轉動，離合器轉動輪（10-2)通過 第一離合器拉線（10-3)動作，第一離合器拉線（10-3)帶動離合器操作連桿（10-4)動作，離 合器操作連桿（10-4)再通過第二離合器拉線（10-5)帶動待試驗發動機（12)的離合器操縱 臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的離合器結合控制； 步驟805、主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控 制伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待 試驗發動機（12)的節氣門運動，使待試驗發動機（12)的節氣門動作，使待試驗發動機（12) 的節氣門達到步驟801中設定的等速燃油消耗測量車速對應的目標節氣門開度值； 執行步驟804~步驟805的過程中，編碼器（3-1)對待試驗發動機（12)的轉速進行測量 并將測量到的轉速傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給主控計算機(1-1)，主控計 算機（1-1)計算得到轉速第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬 目標整車的車速vj，并將每次計算得到的車速與步驟801中設定的等速燃油消耗測量車速 相比較，輸出對油門控制伺服電機(9-1)轉速的控制信號，油門控制伺服電機(9-1)帶動油 門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待試驗發動機（12)的節氣 門運動，使待模擬目標整車的車速維持在設定的等速燃油消耗測量車速； 步驟806、開始計時，計算得到第j次采樣得到的轉速nj 對應的行駛距離&，當計算得到的行駛距離達到步驟801中設定的等速燃油消耗測量距離 時，停止計時； 步驟806的過程中，油耗儀(5)對待模擬目標整車的燃油消耗量進行測量，并將測量得 到的待模擬目標整車的燃油消耗量傳輸給主控計算機(1-1); 步驟807、改變步驟801中的等速燃油消耗測量車速，重復執行步驟802~步驟806，測量 得到多個車速對應的待模擬目標整車的等速燃油消耗量； 步驟九、進行待模擬目標整車工況法燃油消耗發動機動態模擬試驗，具體過程為： 步驟901、在主控計算機(1-1)上設定待模擬目標整車工況模型； 步驟902、主控計算機（1-1)將步驟一中確定出的目標車型道路阻力傳輸給PLC模塊（1- 2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給變頻器（1-3)，變頻器（1-3)根據目標車型道路阻力驅動動態模 擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使動態模擬測功機(3)工作在道路阻力模擬模式下； 步驟903、啟動待試驗發動機（12); 步驟904、主控計算機（1-1)對油門操作機構(9 )、離合器操作機構（10)和換擋操作機構 (11)進行控制，模擬步驟901中設定的待模擬目標整車工況模型;主控計算機(1-1)與PLC模 塊（1-2)控制換擋控制伺服電機（11-1)轉動，換擋控制伺服電機（11-1)轉動帶動換擋轉動 輪(11 -2)轉動，換擋轉動輪(11-2)通過換擋拉線（11 -3)帶動待試驗發動機(12)的換擋桿動 作，使待試驗發動機（12)進行換擋操作;在換擋過程中，主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2) 控制離合器控制伺服電機(10-1)轉動，離合器控制伺服電機(10-1)帶動離合器轉動輪(10- 2)轉動，離合器轉動輪（10-2)通過第一離合器拉線（10-3)動作，第一離合器拉線（10-3)帶 動離合器操作連桿（10-4)動作，離合器操作連桿（10-4)再通過第二離合器拉線（10-5)帶動 待試驗發動機(12)的離合器操縱臂動作，實現換擋前的離合器脫開控制與換擋后的離合器 結合控制；主控計算機（1-1)與PLC模塊（1-2)控制油門控制伺服電機(9-1)轉動，油門控制 伺服電機(9-1)帶動油門轉動輪(9-2)轉動，油門轉動輪(9-2)通過油門拉線(9-3)帶動待試 驗發動機（12)的節氣門運動，使待試驗發動機（12)的節氣門動作，使待試驗發動機（12)的 節氣門達到步驟901中設定的工況模型的工況曲線上各點車速對應的目標節氣門開度值； 步驟904的過程中，油耗儀(5)對待模擬目標整車的燃油消耗量進行測量，并將測量得 到的待模擬目標整車的燃油消耗量傳輸給主控計算機(1-1)。9.按照權利要求7所述的方法，其特征在于:步驟一中確定出被模擬的目標車型道路阻 力的具體過程為： 步驟101、在主控計算機(1-1)上設定待模擬目標整車的輪輞直徑Drim、待模擬目標整車 的輪胎的扁平比Hflat-ratl。、待模擬目標整車的輪胎斷面寬度W和待模擬目標整車的末級傳 動比i ;并在主控計算機(1-1)上設定待模擬目標整車的前輪滾動阻力a〇和空氣阻力系數b; 步驟102、主控計算機（1-1)機計算得到測功機電機(9)對應 于待模擬目標整車的最高車速vmax的最大轉速nmax，其中，r為待模擬目標整車的驅動輪的滾 動半徑且步驟103、主控計算機（1-1)將測功機電機(9)對應于待模擬目標整車的最高車速 最大轉速nmax傳輸給PLC模塊(1 -2)，PLC模塊（1 -2)再傳輸給變頻器(1 -3)，變頻器(1 -3)驅動 動態模擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，運轉到對應于待模擬目標整車最高車速的最大 轉速后，停止對測功機電機(3-9)的轉速進行控制，使動態模擬測功機(3)模擬待模擬目標 整車在道路上從最高車速滑行到靜止狀態的滑行過程； 滑行模擬過程中，編碼器(3-1)對測功機電機(3-9)的轉速進行測量并將測量到的轉速 傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給主控計算機（1-1 )，主控計算機（1-1)根據公計算得到第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬目標整車的車速再 根據公式FE.Fao+bXv/計算得到待模擬目標整車的車速對應的道路阻力Fw，再根據公計算得到道路阻力對應的發動機輸出軸扭矩M^，然后，主控計算機(1- 1)將道路阻力Fe, j對應的發動機輸出軸扭矩Me, j傳輸給PLC模塊(1 -2)，PLC模塊(1 -2)再傳輸 給變頻器(1-3)，變頻器(1-3)根據道路阻力Fe, j對應的發動機輸出軸扭矩Me, j改變其輸出的 勵磁電流的大小，驅動動態模擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使測功機電機(3-9)的扭 矩與道路阻力Fe,」對應的發動機輸出軸扭矩Me, j相等；同時，力傳感器(3-10)對測功機電機 (3-9)的扭矩進行測量并將測量扭矩傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給主控計 算機(1-1 )，主控計算機(1-1)對測量扭矩進行記錄和存儲； 步驟104、主控計算機（1-1)將其接收到的待模擬目標整車的車速Vj對應的測量扭矩與計算得到待模擬目標整車的車速Vj對應的道路阻力FE,j對應的發 動機輸出軸扭矩進行比對，當N次采樣得到的測量轉矩與計算得到的發動機輸出軸扭矩 差值不是均在計算得到的發動機輸出軸扭矩的2%~10%的范圍內時，重復執行步驟105， 直到N次采樣得到的測量轉矩與計算得到的發動機輸出軸扭矩差值均在計算得到的發動機 輸出軸扭矩的2%~10%的范圍內； 步驟105、主控計算機（1-1)將測功機電機(9)對應于待模擬目標整車的最高車速 最大轉速nmax傳輸給PLC模塊(1 -2)，PLC模塊（1 -2)再傳輸給變頻器(1 -3)，變頻器(1 -3)驅動 動態模擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，運轉到測功機電機(9)對應于待模擬目標整車 的最高車速v max的最大轉速11_\后，停止對測功機電機(3-9)的轉速進行控制，使動態模擬測 功機(3)模擬待模擬目標整車在道路上從最高車速滑行到靜止狀態的滑行過程； 滑行模擬過程中，編碼器(3-1)對測功機電機(3-9)的轉速進行測量并將測量到的轉速 傳輸給PLC模塊（1-2)，PLC模塊（1-2)再傳輸給主控計算機（1-1 )，主控計算機（1-1)根據公計算得到第j次采樣得到的轉速n^t應的待模擬目標整車的車速^，并 查詢存儲在其中的待模擬目標整車的車速W對應的上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩， 將上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩傳輸給PLC模塊(1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給變頻 器(1-3)，變頻器(1-3)根據上一次滑行模擬過程中中的測量扭矩改變其輸出的勵磁電流的 大小，驅動動態模擬測功機(3)中的測功機電機(3-9)，使測功機電機(3-9)的扭矩與上一次 滑行模擬過程中的測量扭矩相等；同時，力傳感器(3-10)對測功機電機(3-9)的扭矩進行測 量并將測量扭矩傳輸給PLC模塊(1-2)，PLC模塊(1-2)再傳輸給主控計算機(1-1)，主控計算 機(1-1)對測量扭矩進行記錄和存儲； 步驟106、主控計算機（1-1)將最后一次執行步驟105記錄和存儲的測量扭矩確定為被 模擬的目標車型道路阻力。
【文檔編號】G01M15/02GK106053086SQ201610664705
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月12日 公開號201610664705.2, CN 106053086 A, CN 106053086A, CN 201610664705, CN-A-106053086, CN106053086 A, CN106053086A, CN201610664705, CN201610664705.2
【發明人】楊建偉
【申請人】中國兵器裝備集團摩托車檢測技術研究所