一种动态模拟发动机试验系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种动态模拟发动机试验系统，包括动态模拟测功机、传感检测系统、控制系统、发动机台架、油门操作机构、离合器操作机构和换挡操作机构；动态模拟测功机包括底座、第一惯性飞轮轴承支撑、第二惯性飞轮轴承支撑、第一电机轴承支撑和第二电机轴承支撑，第一惯性飞轮轴承支撑和第二惯性飞轮轴承支撑上安装有飞轮轴，飞轮轴上连接有惯性飞轮，第一电机轴承支撑和第二电机轴承支撑之间设置有测功机电机，飞轮轴的端部连接有编码器，测功机电机的外壳上设置有力传感器；控制系统包括主控计算机、PLC模块和变频器，传感检测系统包括油耗仪；本发明还公开了一种动态模拟发动机试验方法。本发明安装使用方便，工作可靠性高，实用性强。
【专利说明】
一种动态模拟发动机试验系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于发动机试验技术领域，具体涉及一种动态模拟发动机试验系统及方 法。
【背景技术】
[0002] 传统的发动机试验系统一般用来测量发动机功率、扭矩、燃油消耗等参数。随着技 术的发展及对缩短开发周期的需求，需要在台架上对发动机所要匹配的整车（摩托车、汽 车)性能(车速、加速性能等)进行模拟，传统的发动机试验系统无法准确地模拟整车性能。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简 单、设计新颖合理、使用方便、实现成本低、工作可靠性高、使用寿命长、能有效在发动机台 架上进行整车性能的模拟、减少开发试验成本、实用性强的动态模拟发动机试验系统。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种动态模拟发动机试验系统， 其特征在于:包括动态模拟测功机、传感检测系统、控制系统和用于安装待试验发动机的发 动机台架，以及用于操作待试验发动机的油门操作机构、离合器操作机构和换挡操作机构；
[0005] 所述动态模拟测功机包括底座以及固定连接在底座上的第一惯性飞轮轴承支撑、 第二惯性飞轮轴承支撑、第一电机轴承支撑和第二电机轴承支撑，所述第一惯性飞轮轴承 支撑和第二惯性飞轮轴承支撑上安装有飞轮轴，位于所述第一惯性飞轮轴承支撑和第二惯 性飞轮轴承支撑之间的一段飞轮轴上连接有惯性飞轮，所述第一电机轴承支撑和第二电机 轴承支撑之间设置有测功机电机，所述测功机电机的两端输出轴分别安装在第一电机轴承 支撑和第二电机轴承支撑上，所述测功机电机靠近所述惯性飞轮一侧的输出轴通过飞轮轴 联轴器与飞轮轴连接，所述测功机电机远离所述惯性飞轮一侧的输出轴上连接有用于连接 待试验发动机的输出轴的测功机主轴联轴器，所述飞轮轴的端部连接有用于对飞轮轴的转 速进行测量的编码器，所述测功机电机的外壳上设置有一端与测功机电机的外壳固定连 接、另一端与底座固定连接且用于对测功机电机的扭矩进行测量的力传感器；
[0006] 所述油门操作机构包括油门控制伺服电机、油门转动轮和油门拉线，所述转动轮 固定连接在油门控制伺服电机的输出轴上，所述油门拉线缠绕在油门转动轮上，所述待试 验发动机的节气门与油门拉线连接；
[0007] 所述离合器操作机构包括离合器控制伺服电机、离合器转动轮、第一离合器拉线、 离合器操作连杆和第二离合器拉线，所述离合器转动轮固定连接在离合器控制伺服电机的 输出轴上，所述第一离合器拉线的一端缠绕在离合器转动轮上，所述第一离合器拉线的另 一端与离合器操作连杆连接，所述第二离合器拉线的一端与离合器操作连杆连接，所述待 试验发动机的离合器操纵臂与第二离合器拉线的另一端连接；
[0008] 所述换挡操作机构包括换挡控制伺服电机、换挡转动轮和换挡拉线，所述换挡转 动轮固定连接在换挡控制伺服电机的输出轴上，所述换挡拉线缠绕在换挡转动轮上，所述 待试验发动机的换挡杆与换挡拉线连接；
[0009] 所述控制系统包括主控计算机、与主控计算机相接的PLC模块和与PLC模块相接的 变频器，所述编码器和力传感器均与PLC模块的输入端连接，所述油门控制伺服电机、离合 器控制伺服电机和换挡控制伺服电机均与PLC模块的输出端连接，所述测功机电机与变频 器连接；
[0010] 所述传感检测系统包括用于对待试验发动机的燃油消耗量进行检测的油耗仪，所 述油耗仪与PLC模块的输入端连接。
[0011] 上述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述传感检测系统还包括用 于对待试验发动机的曲轴箱窜气量进行检测的漏气测量仪、用于对待试验发动机燃烧时的 空燃比进行检测的空燃比分析仪、用于对待试验发动机的火花塞垫圈温度进行检测的第一 温度传感器、用于对待试验发动机的机油温度进行检测的第二温度传感器、用于对待试验 发动机的进气温度进行检测的第三温度传感器、用于对待试验发动机的燃油温度进行检测 的第四温度传感器、用于对待试验发动机的进气压力进行检测的第一压力传感器、用于对 待试验发动机排气压力进行检测的第二压力传感器、用于对待试验发动机的燃油压力进行 检测的第三压力传感器和用于对待试验发动机的脉冲转速进行检测的发动机转速传感器， 所述漏气测量仪(4)和空燃比分析仪均与主控计算机连接，所述第一温度传感器、第二温度 传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传 感器和发动机转速传感器均与PLC模块的输入端连接。
[0012] 上述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述惯性飞轮为整体式惯性 飞轮，所述整体式惯性飞轮包括圆盘形的整体式飞轮本体和设置在整体式飞轮本体的中心 位置处且用于连接飞轮轴的整体式飞轮安装孔。
[0013] 上述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述惯性飞轮为凸缘式惯性 飞轮，所述凸缘式惯性飞轮包括圆盘形的凸缘式飞轮本体和设置在凸缘式飞轮本体的中心 位置处且用于连接飞轮轴的凸缘式飞轮安装孔，所述凸缘式飞轮本体的两侧侧面上均设置 有圆环形的减重工艺槽。
[0014] 上述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述测功机电机为变频调速 交流电机。
[0015] 上述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述编码器为光电式编码器。
[0016] 本发明还提供了一种方法步骤简单、实现方便的动态模拟发动机试验方法，其特 征在于，该方法包括以下步骤：
[0017] 步骤一、确定待模拟目标整车的车型对应的道路阻力并存储在主控计算机中；
[0018] 步骤二、将待试验发动机固定在发动机台架上，并将待试验发动机的输出轴与测 功机主轴联轴器连接；
[0019] 步骤三、将待试验发动机的节气门与油门操作机构中的油门拉线连接，将待试验 发动机的离合器操纵臂与离合器操作机构中的第二离合器拉线连接，并将待试验发动机的 换挡杆与换挡操作机构中的换挡拉线连接；
[0020] 步骤四、进行待模拟目标整车最大车速发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0021 ]步骤401、主控计算机将步骤一中确定出的待模拟目标整车的车型对应的道路阻 力传输给PLC模块，PLC模块再传输给变频器，变频器驱动动态模拟测功机中的测功机电机， 使动态模拟测功机工作在道路阻力模拟模式下；
[0022]步骤402、启动待试验发动机；
[0023]步骤403、主控计算机与PLC模块控制换挡控制伺服电机转动，换挡控制伺服电机 转动带动换挡转动轮转动，换挡转动轮通过换挡拉线带动待试验发动机的换挡杆动作，使 待试验发动机由空档依次切换到最高档，在换挡过程中，主控计算机与PLC模块控制离合器 控制伺服电机转动，离合器控制伺服电机带动离合器转动轮转动，离合器转动轮通过第一 离合器拉线动作，第一离合器拉线带动离合器操作连杆动作，离合器操作连杆再通过第二 离合器拉线带动待试验发动机的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡 后的离合器结合控制；
[0024]步骤404、主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服电机转动，油门控制伺服电机 带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待试 验发动机的节气门开到最大位置；
[0025]步骤405、待试验发动机工作过程中，编码器对待试验发动机的转速进行测量并将测 量到的转速传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，当主控计算机判定其连续接收到的 多次转速差值不大于20r/min~70r/min时，判定为被模拟的待模拟目标整车已达到稳定的最大 车速，此时，主控计算机根据
计算得到被模拟的待模拟目标整车的最 大车速;其中，r为待模拟目标整车的驱动轮的滚动半径且
为待模拟目标整车的轮辋直径，Hflat-ratl。为待模拟目标整车的轮胎的扁平比，W为待模 拟目标整车的轮胎断面宽度；i为待模拟目标整车的末级传动比;nmax为此时编码器检测到 的测功机电机对应于待模拟目标整车的最高车速Vmx的最大转速；
[0026] 步骤五、进行待模拟目标整车起步加速发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0027] 步骤501、在主控计算机上设定起步加速的测量距离Sq;
[0028]步骤502、主控计算机将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块，PLC 模块再传输给变频器，变频器根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功机中的测功机电 机，使动态模拟测功机工作在道路阻力模拟模式下；
[0029]步骤503、启动待试验发动机；
[0030]步骤504、主控计算机与PLC模块控制换挡控制伺服电机转动，换挡控制伺服电机 转动带动换挡转动轮转动，换挡转动轮通过换挡拉线带动待试验发动机的换挡杆动作，使 待试验发动机由空档依次切换到最高档，在换挡过程中，主控计算机与PLC模块控制离合器 控制伺服电机转动，离合器控制伺服电机带动离合器转动轮转动，离合器转动轮通过第一 离合器拉线动作，第一离合器拉线带动离合器操作连杆动作，离合器操作连杆再通过第二 离合器拉线带动待试验发动机的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡 后的离合器结合控制；
[0031]步骤505、主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服电机转动，油门控制伺服电机 带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待试 验发动机的节气门开到最大位置；
[0032]执行步骤504~步骤505的过程中，编码器对待试验发动机的转速进行测量并将测 量到的转速传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机根据公式 计算得到第j次采样得到的转速^对应的待模拟目标整车的车速^，当采
样得到的待模拟目标整车的车速大于〇时，开始计时
得到第j次采样得到的转速^对应的行驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤501中设 定的起步加速的测量距离Sq时，停止计时，此时记录的时间即为模拟的起步加速时间；其 中，tj为主控计算机第j次采样得到转速nj时的计时时间；j的取值为1~N的自然数，N为采样 总次数且取值为1~200的自然数；
[0033 ]步骤六、进行待模拟目标整车超越加速发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0034]步骤601、在主控计算机设定超越加速的测量距离Sc和超越加速的初始速度vo; [0035]步骤602、主控计算机将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块，PLC 模块再传输给变频器，变频器根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功机中的测功机电 机，使动态模拟测功机工作在道路阻力模拟模式下；
[0036]步骤603、启动待试验发动机；
[0037]步骤604、主控计算机与PLC模块控制换挡控制伺服电机转动，换挡控制伺服电机 转动带动换挡转动轮转动，换挡转动轮通过换挡拉线带动待试验发动机的换挡杆动作，使 待试验发动机由空档依次切换到最高档，在换挡过程中，主控计算机与PLC模块控制离合器 控制伺服电机转动，离合器控制伺服电机带动离合器转动轮转动，离合器转动轮通过第一 离合器拉线动作，第一离合器拉线带动离合器操作连杆动作，离合器操作连杆再通过第二 离合器拉线带动待试验发动机的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡 后的离合器结合控制；
[0038]步骤605、主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服电机转动，油门控制伺服电机 带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待试 验发动机的节气门动作；
[0039]执行步骤604~步骤605的过程中，编码器对待试验发动机的转速进行测量并将测 量到的转速传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机根据公式
-计算得到第j次采样得到的转速n^t应的待模拟目标整车的车速并将 每次计算得到的车速与步骤601中设定的超越加速的初始速度vo相比较，输出对油门控制 伺服电机转速的控制信号，油门控制伺服电机带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门 拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待模拟目标整车的车速维持在超越加速的初始速 度V0;
[0040]步骤606、主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服电机转动，油门控制伺服电机 带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待试 验发动机的节气门增大开度，开始计时，
计算得到第j次采 样得到的转速W对应的行驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤601中设定的超越加速 的测量距离SC时，停止计时，此时记录的时间即为模拟的超越加速时间；
[0041 ]步骤七、进行待模拟目标整车爬坡性能发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0042]步骤701、在主控计算机上设定待模拟目标整车整备质量m、坡度角a、爬坡初始速 度、待试验发动机的节气门目标开度值、第一计时距离和第二计时距离；
[0043] 步骤702、主控计算机将步骤一中确定出的目标车型道路阻力加上mgsina后，传输 给PLC模块，PLC模块再传输给变频器，变频器根据目标车型道路阻力加上mgsina后的值驱 动动态模拟测功机中的测功机电机，使动态模拟测功机工作在爬坡道路阻力模拟模式下； [0044]步骤703、启动待试验发动机；
[0045]步骤704、主控计算机与PLC模块控制换挡控制伺服电机转动，换挡控制伺服电机 转动带动换挡转动轮转动，换挡转动轮通过换挡拉线带动待试验发动机的换挡杆动作，使 待试验发动机由空档依次切换到一档，在换挡过程中，主控计算机与PLC模块控制离合器控 制伺服电机转动，离合器控制伺服电机带动离合器转动轮转动，离合器转动轮通过第一离 合器拉线动作，第一离合器拉线带动离合器操作连杆动作，离合器操作连杆再通过第二离 合器拉线带动待试验发动机的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后 的离合器结合控制；
[0046]步骤705、主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服电机转动，油门控制伺服电机 带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待试 验发动机的节气门动作，使待试验发动机的节气门达到步骤701中设定的节气门目标开度 值；
[0047]执行步骤704~步骤705的过程中，编码器对待试验发动机的转速进行测量并将测 量到的转速传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机根据公式
:计算得到第j次采样得到的转速n^t应的待模拟目标整车的车速^，当采 样得到的待模拟目标整车的车速达到步骤701中设定的爬坡初始速度时，开始计时，并根据
f计算得到第j次采样得到的转速^对应的行驶距离I，当计算得到的 行驶距离达到步骤701中设定的第一计时距离时，停止计时，此时记录的时间为第一计时时 间；并将第一停止计时时间记录为第二开始计时起始时间，
计算得到第j次采样得到的转速W对应的行驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤701 中设定的第二计时距离时，停止计时，此时记录的时间为第二计时时间；比较第二计时时间 与第一计时时间，当第二计时时间小于等于第一计时时间时，判断为待模拟目标整车爬坡 性能在设定的坡度角下满足要求，否则，当第二计时时间大于第一计时时间时，判断为待模 拟目标整车爬坡性能在设定的坡度角下不满足要求。
[0048] 上述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
[0049] 步骤八、进行待模拟目标整车等速燃油消耗发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0050] 步骤801、在主控计算机上设定等速燃油消耗测量车速和距离；
[00511步骤802、主控计算机将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块，PLC 模块再传输给变频器，变频器根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功机中的测功机电 机，使动态模拟测功机工作在道路阻力模拟模式下；
[0052]步骤803、启动待试验发动机；
[0053]步骤804、主控计算机与PLC模块控制换挡控制伺服电机转动，换挡控制伺服电机 转动带动换挡转动轮转动，换挡转动轮通过换挡拉线带动待试验发动机的换挡杆动作，使 待试验发动机由空档依次切换到最高档，在换挡过程中，主控计算机与PLC模块控制离合器 控制伺服电机转动，离合器控制伺服电机带动离合器转动轮转动，离合器转动轮通过第一 离合器拉线动作，第一离合器拉线带动离合器操作连杆动作，离合器操作连杆再通过第二 离合器拉线带动待试验发动机的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡 后的离合器结合控制；
[0054]步骤805、主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服电机转动，油门控制伺服电机 带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待试 验发动机的节气门动作，使待试验发动机的节气门达到步骤801中设定的等速燃油消耗测 量车速对应的目标节气门开度值；
[0055]执行步骤804~步骤805的过程中，编码器对待试验发动机的转速进行测量并将测 量到的转速传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机根据公式
计算得到转速第j次采样得到的转速W对应的待模拟目标整车的车速^，
并将每次计算得到的车速与步骤801中设定的等速燃油消耗测量车速相比较，输出对油门 控制伺服电机转速的控制信号，油门控制伺服电机带动油门转动轮转动，油门转动轮通过 油门拉线带动待试验发动机的节气门运动，使待模拟目标整车的车速维持在设定的等速燃 油消耗测量车速；
[0056] 步骤806、开始计时， 计算得到第j次采样得到的转 速^对应的行驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤801中设定的等速燃油消耗测量距 离时，停止计时；
[0057] 步骤806的过程中，油耗仪对待模拟目标整车的燃油消耗量进行测量，并将测量得 到的待模拟目标整车的燃油消耗量传输给主控计算机；
[0058] 步骤807、改变步骤801中的等速燃油消耗测量车速，重复执行步骤802~步骤806， 测量得到多个车速对应的待模拟目标整车的等速燃油消耗量；
[0059] 步骤九、进行待模拟目标整车工况法燃油消耗发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0060] 步骤901、在主控计算机上设定待模拟目标整车工况模型；
[00611步骤902、主控计算机将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块，PLC 模块再传输给变频器，变频器根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功机中的测功机电 机，使动态模拟测功机工作在道路阻力模拟模式下；
[0062]步骤903、启动待试验发动机；
[0063]步骤904、主控计算机对油门操作机构9、离合器操作机构10和换挡操作机构11进 行控制，模拟步骤901中设定的待模拟目标整车工况模型；主控计算机与PLC模块控制换挡 控制伺服电机转动，换挡控制伺服电机转动带动换挡转动轮转动，换挡转动轮通过换挡拉 线带动待试验发动机的换挡杆动作，使待试验发动机进行换挡操作;在换挡过程中，主控计 算机与PLC模块控制离合器控制伺服电机转动，离合器控制伺服电机带动离合器转动轮转 动，离合器转动轮通过第一离合器拉线动作，第一离合器拉线带动离合器操作连杆动作，离 合器操作连杆再通过第二离合器拉线带动待试验发动机的离合器操纵臂动作，实现换挡前 的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制；主控计算机与PLC模块控制油门控制伺服 电机转动，油门控制伺服电机带动油门转动轮转动，油门转动轮通过油门拉线带动待试验 发动机的节气门运动，使待试验发动机的节气门动作，使待试验发动机的节气门达到步骤 901中设定的工况模型的工况曲线上各点车速对应的目标节气门开度值；
[0064] 步骤904的过程中，油耗仪对待模拟目标整车的燃油消耗量进行测量，并将测量得 到的待模拟目标整车的燃油消耗量传输给主控计算机。
[0065] 上述的方法，其特征在于：步骤一中确定出被模拟的目标车型道路阻力的具体过 程为：
[0066] 步骤101、在主控计算机上设定待模拟目标整车的轮辋直径Drim、待模拟目标整车 的轮胎的扁平比H flat-ratl。、待模拟目标整车的轮胎断面宽度W和待模拟目标整车的末级传 动比i ;并在主控计算机上设定待模拟目标整车的前轮滚动阻力ao和空气阻力系数b;
[0067] 步骤102、主控计算机机根据
计算得到测功机电机对应于待 模拟目标整车的最高车速的最大转速nmax，其中，r为待模拟目标整车的驱动轮的滚动半 径
[0068] 步骤103、主控计算机将测功机电机对应于待模拟目标整车的最高车速vmax的最大 转速nmax传输给PLC模块，PLC模块再传输给变频器，变频器驱动动态模拟测功机中的测功机 电机，运转到对应于待模拟目标整车最高车速的最大转速后，停止对测功机电机的转速进 行控制，使动态模拟测功机模拟待模拟目标整车在道路上从最高车速滑行到静止状态的滑 行过程；
[0069] 滑行模拟过程中，编码器对测功机电机的转速进行测量并将测量到的转速传输给 PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机根据
?计算得到第 j次采样得到的转速nj对应的待模拟目标整车的车速Vj，再根据公式Fe, j = ao+b X vj2计算得 到待模拟目标整车的车速W对应的道路阻力Few
计算得到道路 阻力Fe, j对应的发动机输出轴扭矩Me, j，然后，主控计算机将道路阻力Fe, j对应的发动机输出 轴扭矩Me, j传输给PLC模块，PLC模块再传输给变频器，变频器根据道路阻力Fe, j对应的发动 机输出轴扭矩改变其输出的励磁电流的大小，驱动动态模拟测功机中的测功机电机，使 测功机电机的扭矩与道路阻力对应的发动机输出轴扭矩相等；同时，力传感器对测 功机电机的扭矩进行测量并将测量扭矩传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主 控计算机对测量扭矩进行记录和存储；
[0070] 步骤104、主控计算机将其接收到的待模拟目标整车的车速对应的测量扭矩与
计算得到待模拟目标整车的车速Vj对应的道路阻力FE,j对应的发 动机输出轴扭矩进行比对，当N次采样得到的测量转矩与计算得到的发动机输出轴扭矩 差值不是均在计算得到的发动机输出轴扭矩的2%~10%的范围内时，重复执行步骤105， 直到N次采样得到的测量转矩与计算得到的发动机输出轴扭矩差值均在计算得到的发动机 输出轴扭矩的2%~10%的范围内；
[0071 ]步骤105、主控计算机将测功机电机对应于待模拟目标整车的最高车速vmax的最大 转速nmax传输给PLC模块，PLC模块再传输给变频器，变频器驱动动态模拟测功机中的测功机 电机，运转到测功机电机对应于待模拟目标整车的最高车速v max的最大转速nmax后，停止对 测功机电机的转速进行控制，使动态模拟测功机模拟待模拟目标整车在道路上从最高车速 滑行到静止状态的滑行过程；
[0072] 滑行模拟过程中，编码器对测功机电机的转速进行测量并将测量到的转速传输给 PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机根据
计算得到第 j次采样得到的转速^对应的待模拟目标整车的车速^，并查询存储在其中的待模拟目标整 车的车速W对应的上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩，将上一次滑行模拟过程中中的测 量扭矩传输给PLC模块，PLC模块再传输给变频器，变频器根据上一次滑行模拟过程中中的 测量扭矩改变其输出的励磁电流的大小，驱动动态模拟测功机中的测功机电机，使测功机 电机的扭矩与上一次滑行模拟过程中的测量扭矩相等；同时，力传感器对测功机电机的扭 矩进行测量并将测量扭矩传输给PLC模块，PLC模块再传输给主控计算机，主控计算机对测 量扭矩进行记录和存储；
[0073] 步骤106、主控计算机将最后一次执行步骤105记录和存储的测量扭矩确定为被模 拟的目标车型道路阻力。
[0074] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0075] 1、本发明动态模拟发动机试验系统的结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本 低。
[0076] 2、本发明的动态模拟发动机试验系统，实现了在发动机试验台架上模拟整车性能 试验的功能(动力性能、燃油经济性能等），功能完备，且使用操作便捷。
[0077] 3、本发明的动态模拟发动机试验系统，模拟惯量为动态模拟测功机的惯量与电模 拟惯量之和，动态模拟测功机的惯量为所述惯性飞轮的惯量、测功机电机的输出轴的惯量、 飞轮轴联轴器的惯量和测功机主轴联轴器的惯量之和，电模拟惯量为通过控制系统对测功 机电机的转速进行控制得到的惯量，通过该动态模拟测功机的惯量和电模拟惯量，能够实 现对待模拟目标整车的惯量的准确模拟;通过控制系统控制测功机电机的扭矩，还能够实 现对待模拟目标整车的车速对应的道路阻力的模拟，解决了现有测功机在发动机台架上不 能正确进行整车惯量模拟的难题。
[0078] 4、本发明的离合器控制机构，由伺服电机、杠杆机构、拉索组成，通过杠杆机构，可 以使伺服电机以较小的力拉动发动机离合器，实现对被试发动机离合器的灵活操作。
[0079] 5、本发明的实用性强，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。
[0080] 综上所述，本发明设计新颖合理，安装使用方便，实现成本低，工作可靠性高，使用 寿命长，能有效在发动机台架上进行整车性能的模拟，减少开发试验成本，实用性强，使用 效果好，便于推广使用;解决了现有技术中的发动机试验时，不能准确进行整车惯量模拟的 缺陷。
[0081] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0082] 图1为本发明实施例1和实施例2中动态模拟发动机试验系统的结构示意图。
[0083] 图2为本发明实施例1和实施例2中控制系统与其他各元件的连接关系示意图。
[0084] 图3为本发明实施例1中动态模拟测功机的结构示意图。
[0085] 图4为本发明实施例1中整体式惯性飞轮的主视图。
[0086] 图5为图4的左视图。
[0087] 图6为本发明实施例2中动态模拟测功机的结构示意图。
[0088] 图7为本发明实施例2中整体式惯性飞轮的主视图。
[0089] 图8为图7的左视图。
[0090] 附图标记说明：
[0091] 1 一控制系统；1-1 一主控计算机;1-2-PLC模块；
[0092] 1-3-变频器;2-发动机转速传感器;3-动态模拟测功机；
[0093] 3-1-编码器;3-2-飞轮轴承支撑；
[0094] 3-3-整体式惯性飞轮;3-31-整体式飞轮本体；
[0095] 3-32-整体式飞轮安装孔;3-4-连接飞轮轴；
[0096] 3-5-第二惯性飞轮轴承支撑;3-6-飞轮轴联轴器；
[0097] 3-7 一底座;3-8 一第一电机轴承支撑；
[0098] 3-9-测功机电机;3-10-力传感器；
[0099] 3-11-第二电机轴承支撑;3-12-测功机主轴联轴器；
[0100] 3-13-凸缘式惯性飞轮;3-131-凸缘式飞轮本体；
[0101] 3-132-凸缘式飞轮安装孔;3-133-减重工艺槽；
[0102] 4-漏气测量仪;5-油耗仪;6-1-第一温度传感；
[0103] 6-2-第二温度传感;6-3-第三温度传感;6-4-第四温度传感；
[0104] 7-空燃比分析仪;8-1-第一压力传感器;8-2-第二压力传感器；
[0105] 8-3-第三压力传感器;9 一油门操作机构；
[0106] 9-1 一油门控制伺服电机;9-2-油门转动轮；
[0107] 9-3-油门拉线；10-离合器操作机构；
[0108] 10-1-离合器控制伺服电机;10-2-离合器转动轮；
[0109] 10-3-第一离合器拉线；10-4-离合器操作连杆；
[0110] 10-5-第二离合器拉线；11一换挡操作机构；
[0111 ] 11-1一换挡控制伺服电机;11-2-换挡转动轮；
[0112] 11-3-换挡拉线；12-安装待试验发动机；
[0113] 13一发动机台架；
【具体实施方式】
[0114] 实施例1
[0115]如图1所示，本发明的动态模拟发动机试验系统，包括动态模拟测功机3、传感检测 系统、控制系统1和用于安装待试验发动机12的发动机台架13,以及用于操作待试验发动机 12的油门操作机构9、离合器操作机构10和换挡操作机构11;
[0116] 结合图3,所述动态模拟测功机3包括底座3-7以及固定连接在底座3-7上的第一惯 性飞轮轴承支撑3-2、第二惯性飞轮轴承支撑3-5、第一电机轴承支撑3-8和第二电机轴承支 撑3-11，所述第一惯性飞轮轴承支撑3-2和第二惯性飞轮轴承支撑3-5上安装有飞轮轴3-4， 位于所述第一惯性飞轮轴承支撑3-2和第二惯性飞轮轴承支撑3-5之间的一段飞轮轴3-4上 连接有惯性飞轮，所述第一电机轴承支撑3-8和第二电机轴承支撑3-11之间设置有测功机 电机3-9,所述测功机电机3-9的两端输出轴分别安装在第一电机轴承支撑3-8和第二电机 轴承支撑3-11上，所述测功机电机3-9靠近所述惯性飞轮一侧的输出轴通过飞轮轴联轴器 3-6与飞轮轴3-4连接，所述测功机电机3-9远离所述惯性飞轮一侧的输出轴上连接有用于 连接待试验发动机12的输出轴的测功机主轴联轴器3-12,所述飞轮轴3-4的端部连接有用 于对飞轮轴3-4的转速进行测量的编码器3-1，所述测功机电机3-9的外壳上设置有一端与 测功机电机3-9的外壳固定连接、另一端与底座3-7固定连接且用于对测功机电机3-9的扭 矩进行测量的力传感器3-10;
[0117] 如图1所示，所述油门操作机构9包括油门控制伺服电机9-1、油门转动轮9-2和油 门拉线9-3,所述转动轮9-2固定连接在油门控制伺服电机9-1的输出轴上，所述油门拉线9-3缠绕在油门转动轮9-2上，所述待试验发动机12的节气门与油门拉线9-3连接；
[0118] 如图1所示，所述离合器操作机构10包括离合器控制伺服电机10-1、离合器转动轮 10-2、第一离合器拉线10-3、离合器操作连杆10-4和第二离合器拉线10-5,所述离合器转动 轮10-2固定连接在离合器控制伺服电机10-1的输出轴上，所述第一离合器拉线10-3的一端 缠绕在离合器转动轮10-2上，所述第一离合器拉线10-3的另一端与离合器操作连杆10-4连 接，所述第二离合器拉线10-5的一端与离合器操作连杆10-4连接，所述待试验发动机12的 离合器操纵臂与第二离合器拉线10-5的另一端连接；
[0119] 如图1所示，所述换挡操作机构11包括换挡控制伺服电机11-1、换挡转动轮11-2和 换挡拉线11-3,所述换挡转动轮11-2固定连接在换挡控制伺服电机11-1的输出轴上，所述 换挡拉线11-3缠绕在换挡转动轮11-2上，所述待试验发动机12的换挡杆与换挡拉线11-3连 接；
[0120] 结合图2,所述控制系统1包括主控计算机1-1、与主控计算机1-1相接的PLC模块1-2和与PLC模块1-2相接的变频器1-3,所述编码器3-1和力传感器3-10均与PLC模块1-2的输 入端连接，所述油门控制伺服电机9-1、离合器控制伺服电机10-1和换挡控制伺服电机11-1 均与PLC模块1 -2的输出端连接，所述测功机电机3-9与变频器1 -3连接；
[0121]结合图2,所述传感检测系统包括用于对待试验发动机12的燃油消耗量进行检测 的油耗仪5,所述油耗仪5与PLC模块1-2的输入端连接。
[0122]如图2所示，本实施例中，所述传感检测系统还包括用于对待试验发动机12的曲轴 箱窜气量进行检测的漏气测量仪4、用于对待试验发动机12燃烧时的空燃比进行检测的空 燃比分析仪7、用于对待试验发动机12的火花塞垫圈温度进行检测的第一温度传感器6-1、 用于对待试验发动机12的机油温度进行检测的第二温度传感器6-2、用于对待试验发动机 12的进气温度进行检测的第三温度传感器6-3、用于对待试验发动机12的燃油温度进行检 测的第四温度传感器6-4、用于对待试验发动机12的进气压力进行检测的第一压力传感器 8-1、用于对待试验发动机12排气压力进行检测的第二压力传感器8-2、用于对待试验发动 机12的燃油压力进行检测的第三压力传感器8-3和用于对待试验发动机12的脉冲转速进行 检测的发动机转速传感器2,所述漏气测量仪4和空燃比分析仪7均与主控计算机1-1连接， 所述第一温度传感器6-1、第二温度传感器6-2、第三温度传感器6-3、第四温度传感器6-4、 第一压力传感器8-1、第二压力传感器8-2、第三压力传感器8-3和发动机转速传感器2均与 PLC模块1 -2的输入端连接。
[0123] 如图3、图4和图5所示，本实施例中，所述惯性飞轮为整体式惯性飞轮3-3,所述整 体式惯性飞轮3-3包括圆盘形的整体式飞轮本体3-31和设置在整体式飞轮本体3-31的中心 位置处且用于连接飞轮轴3-4的整体式飞轮安装孔3-32。
[0124] 本实施例中，所述测功机电机3-9为变频调速交流电机。
[0125] 本实施例中，所述编码器3-1为光电式编码器。
[0126] 本发明的动态模拟发动机试验方法，包括以下步骤：
[0127] 步骤一、确定待模拟目标整车的车型对应的道路阻力并存储在主控计算机1-1中；
[0128] 本实施例中，步骤一中确定出被模拟的目标车型道路阻力的具体过程为：
[0129] 步骤101、在主控计算机1-1上设定待模拟目标整车的轮辋直径Drim、待模拟目标整 车的轮胎的扁平比H flat-ratl。、待模拟目标整车的轮胎断面宽度W和待模拟目标整车的末级 传动比i;并在主控计算机1-1上设定待模拟目标整车的前轮滚动阻力ao和空气阻力系数b;
[0130] 步骤102、主控计算机1-1机根据
计算得到测功机电机9对应 于待模拟目标整车的最高车速vmax的最大转速nmax，其中，r为待模拟目标整车的驱动轮的滚 动半径且
[0131 ]步骤103、主控计算机1-1将测功机电机9对应于待模拟目标整车的最高车速vmax的 最大转速nmax传输给PLC模块1 -2，PLC模块1 -2再传输给变频器1-3，变频器1 -3驱动动态模拟 测功机3中的测功机电机3-9，运转到对应于待模拟目标整车最高车速的最大转速后，停止 对测功机电机3-9的转速进行控制，使动态模拟测功机3模拟待模拟目标整车在道路上从最 高车速滑行到静止状态的滑行过程；
[0132]滑行模拟过程中，编码器3-1对测功机电机3-9的转速进行测量并将测量到的转速 传输给PLC模块1-2, PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-1根据公式
计算得到第j次采样得到的转速W对应的待模拟目标整车的车速^，再根 据公式Fw = ao+b X v/计算得到待模拟目标整车的车速^对应的道路阻力Fw，再根据公式
计算得到道路阻力FE,j对应的发动机输出轴扭矩Me, j，然后，主控计算机1-1将 道路阻力Fe, j对应的发动机输出轴扭矩Me, j传输给PLC模块1 -2，PLC模块1 -2再传输给变频器 1-3,变频器1-3根据道路阻力FE,j对应的发动机输出轴扭矩Me, j改变其输出的励磁电流的大 小，驱动动态模拟测功机3中的测功机电机3-9,使测功机电机3-9的扭矩与道路阻力FE,jt 应的发动机输出轴扭矩Me, j相等；同时，力传感器3-10对测功机电机3-9的扭矩进行测量并 将测量扭矩传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-1对测 量扭矩进行记录和存储；
[0133] 步骤104、主控计算机1-1将其接收到的待模拟目标整车的车速Vj对应的测量扭矩
计算得到待模拟目标整车的车速vj对应的道路阻力FE,j对应的 发动机输出轴扭矩进行比对，当N次采样得到的测量转矩与计算得到的发动机输出轴扭 矩差值不是均在计算得到的发动机输出轴扭矩的2%~10%的范围内时，重复执行步骤 105,直到N次采样得到的测量转矩与计算得到的发动机输出轴扭矩差值均在计算得到的发 动机输出轴扭矩的2 %~10 %的范围内；
[0134] 步骤105、主控计算机1-1将测功机电机9对应于待模拟目标整车的最高车速vmax的 最大转速n max传输给PLC模块1 -2，PLC模块1 -2再传输给变频器1-3，变频器1 -3驱动动态模拟 测功机3中的测功机电机3-9，运转到测功机电机9对应于待模拟目标整车的最高车速 最大转速nmax后，停止对测功机电机3-9的转速进行控制，使动态模拟测功机3模拟待模拟目 标整车在道路上从最高车速滑行到静止状态的滑行过程；
[0135] 滑行模拟过程中，编码器3-1对测功机电机3-9的转速进行测量并将测量到的转速 传输给PLC模块1-2, PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-1根据公式
计算得到第j次采样得到的转速n^t应的待模拟目标整车的车速并查 询存储在其中的待模拟目标整车的车速vj对应的上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩，将 上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给变频器1-3， 变频器1-3根据上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩改变其输出的励磁电流的大小，驱动 动态模拟测功机3中的测功机电机3-9,使测功机电机3-9的扭矩与上一次滑行模拟过程中 的测量扭矩相等；同时，力传感器3-10对测功机电机3-9的扭矩进行测量并将测量扭矩传输 给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-1对测量扭矩进行记录 和存储；
[0136] 步骤106、主控计算机1-1将最后一次执行步骤105记录和存储的测量扭矩确定为 被模拟的目标车型道路阻力。
[0137]步骤二、将待试验发动机12固定在发动机台架13上，并将待试验发动机12的输出 轴与测功机主轴联轴器3-12连接；
[0138]步骤三、将待试验发动机12的节气门与油门操作机构9中的油门拉线9-3连接，将 待试验发动机12的离合器操纵臂与离合器操作机构10中的第二离合器拉线10-5连接，并将 待试验发动机12的换挡杆与换挡操作机构11中的换挡拉线11-3连接；
[0139]步骤四、进行待模拟目标整车最大车速发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0140] 步骤401、主控计算机1-1将步骤一中确定出的待模拟目标整车的车型对应的道路 阻力传输给PLC模块1-2, PLC模块1-2再传输给变频器1-3,变频器1-3驱动动态模拟测功机3 中的测功机电机3-9，使动态模拟测功机3工作在道路阻力模拟模式下；
[0141] 步骤402、启动待试验发动机12;
[0142] 步骤403、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制换挡控制伺服电机11-1转动，换挡控 制伺服电机11-1转动带动换挡转动轮11-2转动，换挡转动轮11-2通过换挡拉线11-3带动待 试验发动机12的换挡杆动作，使待试验发动机12由空档依次切换到最高档，在换挡过程中， 主控计算机1-1与PLC模块1-2控制离合器控制伺服电机10-1转动，离合器控制伺服电机10-1带动离合器转动轮10-2转动，离合器转动轮10-2通过第一离合器拉线10-3动作，第一离合 器拉线10-3带动离合器操作连杆10-4动作，离合器操作连杆10-4再通过第二离合器拉线 10-5带动待试验发动机12的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的 离合器结合控制；
[0143] 步骤404、主控计算机1 -1与PLC模块1 -2控制油门控制伺服电机9-1转动，油门控制 伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机 12的节气门运动，使待试验发动机12的节气门开到最大位置；
[0144] 步骤405、待试验发动机12工作过程中，编码器3-1对待试验发动机12的转速进行 测量并将测量到的转速传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，当主控计 算机1-1判定其连续接收到的多次转速差值不大于20r/min~70r/min时，判定为被模拟的 待模拟目标整车已达到稳定的最大车速，此时，主控计算机1 _ 1根据公式
-计算得到被模拟的待模拟目标整车的最大车速;其中，r为待模拟目标 整车的驱动轮的滚动半径且
，Drim为待模拟目标整车的轮辋 直径，Hflat-ratl。为待模拟目标整车的轮胎的扁平比，W为待模拟目标整车的轮胎断面宽度；i 为待模拟目标整车的末级传动比;nmax为此时编码器3-1检测到的测功机电机9对应于待模 拟目标整车的最高车速Vmax的最大转速；
[0145] 步骤五、进行待模拟目标整车起步加速发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0146] 步骤501、在主控计算机1-1上设定起步加速的测量距离Sq;
[0147] 步骤502、主控计算机1-1将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块 1-2，PLC模块1-2再传输给变频器1-3,变频器1-3根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功 机3中的测功机电机3-9,使动态模拟测功机3工作在道路阻力模拟模式下；
[0148] 步骤503、启动待试验发动机12;
[0149] 步骤504、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制换挡控制伺服电机11-1转动，换挡控 制伺服电机11-1转动带动换挡转动轮11-2转动，换挡转动轮11-2通过换挡拉线11-3带动待 试验发动机12的换挡杆动作，使待试验发动机12由空档依次切换到最高档，在换挡过程中， 主控计算机1-1与PLC模块1-2控制离合器控制伺服电机10-1转动，离合器控制伺服电机10-1带动离合器转动轮10-2转动，离合器转动轮10-2通过第一离合器拉线10-3动作，第一离合 器拉线10-3带动离合器操作连杆10-4动作，离合器操作连杆10-4再通过第二离合器拉线 10-5带动待试验发动机12的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的 离合器结合控制；
[0150] 步骤505、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制油门控制伺服电机9-1转动，油门控制 伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机 12的节气门运动，使待试验发动机12的节气门开到最大位置；
[0151] 执行步骤504~步骤505的过程中，编码器3-1对待试验发动机12的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-
4十算得到第j次采样得到的转速M对应的待模拟目标整车的车 速^，当采样得到的待模拟目标整车的车速大于〇时，开始计时，并根据公式
4十算得到第j次采样得到的转速^对应的行驶距离&，当计算得到的行 驶距离达到步骤501中设定的起步加速的测量距离Sq时，停止计时，此时记录的时间即为模 拟的起步加速时间;其中，tj为主控计算机1-1第j次采样得到转速nj时的计时时间；j的取值 为1~N的自然数，N为采样总次数且取值为1~200的自然数；
[0152 ]步骤六、进行待模拟目标整车超越加速发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0153] 步骤601、在主控计算机1-1设定超越加速的测量距离Sc和超越加速的初始速度vo; [0154]步骤602、主控计算机1-1将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块 1-2，PLC模块1-2再传输给变频器1-3,变频器1-3根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功 机3中的测功机电机3-9,使动态模拟测功机3工作在道路阻力模拟模式下；
[0155] 步骤603、启动待试验发动机12;
[0156] 步骤604、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制换挡控制伺服电机11-1转动，换挡控 制伺服电机11-1转动带动换挡转动轮11-2转动，换挡转动轮11-2通过换挡拉线11-3带动待 试验发动机12的换挡杆动作，使待试验发动机12由空档依次切换到最高档，在换挡过程中， 主控计算机1-1与PLC模块1-2控制离合器控制伺服电机10-1转动，离合器控制伺服电机10-1带动离合器转动轮10-2转动，离合器转动轮10-2通过第一离合器拉线10-3动作，第一离合 器拉线10-3带动离合器操作连杆10-4动作，离合器操作连杆10-4再通过第二离合器拉线 10-5带动待试验发动机12的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的 离合器结合控制；
[0157] 步骤605、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制油门控制伺服电机9-1转动，油门控制 伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机 12的节气门运动，使待试验发动机12的节气门动作；
[0158] 执行步骤604~步骤605的过程中，编码器3-1对待试验发动机12的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-
计算得到第j次采样得到的转速W对应的待模拟目标整车的车 速vj，并将每次计算得到的车速与步骤601中设定的超越加速的初始速度vo相比较，输出对 油门控制伺服电机9-1转速的控制信号，油门控制伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油 门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机12的节气门运动，使待模拟目标整车的车 速维持在超越加速的初始速度vo;
[0159] 步骤606、主控计算机1 -1与PLC模块1 -2控制油门控制伺服电机9-1转动，油门控制 伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机 1 2的节气门运动，使待试验发动机1 2的节气门增大开度，开始计时，并根据公式
计算得到第j次采样得到的转速^对应的行驶距离&，当计算得到的行 驶距离达到步骤601中设定的超越加速的测量距离SC时，停止计时，此时记录的时间即为模 拟的超越加速时间；
[0160] 步骤七、进行待模拟目标整车爬坡性能发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0161] 步骤701、在主控计算机1-1上设定待模拟目标整车整备质量m、坡度角a、爬坡初始 速度、待试验发动机12的节气门目标开度值、第一计时距离和第二计时距离；
[0162] 步骤702、主控计算机1-1将步骤一中确定出的目标车型道路阻力加上mgsina后， 传输给PLC模块1 -2，PLC模块1 -2再传输给变频器1 -3，变频器1 -3根据目标车型道路阻力加 上mgsina后的值驱动动态模拟测功机3中的测功机电机3-9,使动态模拟测功机3工作在爬 坡道路阻力模拟模式下；
[0163] 步骤703、启动待试验发动机12;
[0164] 步骤704、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制换挡控制伺服电机11-1转动，换挡控 制伺服电机11-1转动带动换挡转动轮11-2转动，换挡转动轮11-2通过换挡拉线11-3带动待 试验发动机12的换挡杆动作，使待试验发动机12由空档依次切换到一档，在换挡过程中，主 控计算机1-1与PLC模块1-2控制离合器控制伺服电机10-1转动，离合器控制伺服电机10-1 带动离合器转动轮10-2转动，离合器转动轮10-2通过第一离合器拉线10-3动作，第一离合 器拉线10-3带动离合器操作连杆10-4动作，离合器操作连杆10-4再通过第二离合器拉线 10-5带动待试验发动机12的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的 离合器结合控制；
[0165] 步骤705、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制油门控制伺服电机9-1转动，油门控制 伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机 12的节气门运动，使待试验发动机12的节气门动作，使待试验发动机12的节气门达到步骤 701中设定的节气门目标开度值；
[0166] 执行步骤704~步骤705的过程中，编码器3-1对待试验发动机12的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-
计算得到第j次采样得到的转速n^t应的待模拟目标整车的车 速vj，当采样得到的待模拟目标整车的车速达到步骤701中设定的爬坡初始速度时，开始计 时，
计算得到第j次采样得到的转速W对应的行驶距离&，当 计算得到的行驶距离达到步骤701中设定的第一计时距离时，停止计时，此时记录的时间为 第一计时时间；并将第一停止计时时间记录为第二开始计时起始时间，并根据公式
计算得到第j次采样得到的转速W对应的行驶距离&，当计算得到的行 驶距离达到步骤701中设定的第二计时距离时，停止计时，此时记录的时间为第二计时时 间；比较第二计时时间与第一计时时间，当第二计时时间小于等于第一计时时间时，判断为 待模拟目标整车爬坡性能在设定的坡度角下满足要求，否则，当第二计时时间大于第一计 时时间时，判断为待模拟目标整车爬坡性能在设定的坡度角下不满足要求。
[0167] 本实施例中，本发明的动态模拟发动机试验方法，还包括以下步骤：
[0168] 步骤八、进行待模拟目标整车等速燃油消耗发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0169] 步骤801、在主控计算机1-1上设定等速燃油消耗测量车速和距离；
[0170] 步骤802、主控计算机1-1将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块 1-2，PLC模块1-2再传输给变频器1-3,变频器1-3根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功 机3中的测功机电机3-9,使动态模拟测功机3工作在道路阻力模拟模式下；
[0171] 步骤803、启动待试验发动机12;
[0172] 步骤804、主控计算机1-1与PLC模块1-2控制换挡控制伺服电机11-1转动，换挡控 制伺服电机11-1转动带动换挡转动轮11-2转动，换挡转动轮11-2通过换挡拉线11-3带动待 试验发动机12的换挡杆动作，使待试验发动机12由空档依次切换到最高档，在换挡过程中， 主控计算机1-1与PLC模块1-2控制离合器控制伺服电机10-1转动，离合器控制伺服电机10-1带动离合器转动轮10-2转动，离合器转动轮10-2通过第一离合器拉线10-3动作，第一离合 器拉线10-3带动离合器操作连杆10-4动作，离合器操作连杆10-4再通过第二离合器拉线 10-5带动待试验发动机12的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的 离合器结合控制；
[0173] 步骤805、主控计算机1 -1与PLC模块1 -2控制油门控制伺服电机9-1转动，油门控制 伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机 12的节气门运动，使待试验发动机12的节气门动作，使待试验发动机12的节气门达到步骤 801中设定的等速燃油消耗测量车速对应的目标节气门开度值；
[0174] 执行步骤804~步骤805的过程中，编码器3-1对待试验发动机12的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块1-2，PLC模块1-2再传输给主控计算机1-1，主控计算机1-
?计算得到转速第j次采样得到的转速M对应的待模拟目标整车 的车速vj，并将每次计算得到的车速与步骤801中设定的等速燃油消耗测量车速相比较，输 出对油门控制伺服电机9-1转速的控制信号，油门控制伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转 动，油门转动轮9-2通过油门拉线9-3带动待试验发动机12的节气门运动，使待模拟目标整 车的车速维持在设定的等速燃油消耗测量车速；
[0175] 步骤806、开始计时，
计算得到第j次采样得到的转 速^对应的行驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤801中设定的等速燃油消耗测量距 离时，停止计时；
[0176] 步骤806的过程中，油耗仪5对待模拟目标整车的燃油消耗量进行测量，并将测量 得到的待模拟目标整车的燃油消耗量传输给主控计算机1-1;
[0177] 步骤807、改变步骤801中的等速燃油消耗测量车速，重复执行步骤802~步骤806， 测量得到多个车速对应的待模拟目标整车的等速燃油消耗量；
[0178] 步骤九、进行待模拟目标整车工况法燃油消耗发动机动态模拟试验，具体过程为：
[0179] 步骤901、在主控计算机1-1上设定待模拟目标整车工况模型（包括ECER40工况、 WMTC工况和用户自定义工况）；
[0180] 步骤902、主控计算机1-1将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块 1-2，PLC模块1-2再传输给变频器1-3,变频器1-3根据目标车型道路阻力驱动动态模拟测功 机3中的测功机电机3-9,使动态模拟测功机3工作在道路阻力模拟模式下；
[0181] 步骤903、启动待试验发动机12;
[0182] 步骤904、主控计算机1-1对油门操作机构9、离合器操作机构10和换挡操作机构11 进行控制，模拟步骤901中设定的待模拟目标整车工况模型；主控计算机1-1与PLC模块1-2 控制换挡控制伺服电机11-1转动，换挡控制伺服电机11-1转动带动换挡转动轮11-2转动， 换挡转动轮11-2通过换挡拉线11-3带动待试验发动机12的换挡杆动作，使待试验发动机12 进行换挡操作;在换挡过程中，主控计算机1-1与PLC模块1-2控制离合器控制伺服电机10-1 转动，离合器控制伺服电机10-1带动离合器转动轮10-2转动，离合器转动轮10-2通过第一 离合器拉线10-3动作，第一离合器拉线10-3带动离合器操作连杆10-4动作，离合器操作连 杆 10-4再通过第二离合器拉线10-5带动待试验发动机12的离合器操纵臂动作，实现换挡前 的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制;主控计算机1-1与PLC模块1-2控制油门控 制伺服电机9-1转动，油门控制伺服电机9-1带动油门转动轮9-2转动，油门转动轮9-2通过 油门拉线9-3带动待试验发动机12的节气门运动，使待试验发动机12的节气门动作，使待试 验发动机12的节气门达到步骤901中设定的工况模型的工况曲线上各点车速对应的目标节 气门开度值；
[0183] 步骤904的过程中，油耗仪5对待模拟目标整车的燃油消耗量进行测量，并将测量 得到的待模拟目标整车的燃油消耗量传输给主控计算机1-1。
[0184] 实施例2
[0185] 如图6、图7和图8所示，本实施例与实施例1不同的是:所述惯性飞轮为凸缘式惯性 飞轮3-13,所述凸缘式惯性飞轮3-13包括圆盘形的凸缘式飞轮本体3-131和设置在凸缘式 飞轮本体3-131的中心位置处且用于连接飞轮轴3-4的凸缘式飞轮安装孔3-132,所述凸缘 式飞轮本体3-131的两侧侧面上均设置有圆环形的减重工艺槽3-133。其余结构均与实施例 1相同。通过设置减重工艺槽3-133,能够用较少的材料实现大半径的惯性飞轮，进而能够实 现较大惯量的模拟，节约了材料和成本，且扩大了应用范围。
[0186] 本实施例的动态模拟发动机试验方法与实施例1相同。
[0187] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
【主权项】
1. 一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:包括动态模拟测功机(3)、传感检测系 统、控制系统（1)和用于安装待试验发动机(12)的发动机台架（13)，以及用于操作待试验发 动机(12)的油门操作机构(9 )、离合器操作机构（10)和换挡操作机构（11); 所述动态模拟测功机(3)包括底座(3-7)以及固定连接在底座(3-7)上的第一惯性飞轮 轴承支撑(3-2)、第二惯性飞轮轴承支撑(3-5)、第一电机轴承支撑(3-8)和第二电机轴承支 撑(3-11)，所述第一惯性飞轮轴承支撑(3-2)和第二惯性飞轮轴承支撑(3-5)上安装有飞轮 轴(3-4)，位于所述第一惯性飞轮轴承支撑(3-2)和第二惯性飞轮轴承支撑(3-5)之间的一 段飞轮轴(3-4)上连接有惯性飞轮，所述第一电机轴承支撑(3-8)和第二电机轴承支撑(3-11)之间设置有测功机电机(3-9)，所述测功机电机(3-9)的两端输出轴分别安装在第一电 机轴承支撑(3-8)和第二电机轴承支撑(3-11)上，所述测功机电机(3-9)靠近所述惯性飞轮 一侧的输出轴通过飞轮轴联轴器(3-6)与飞轮轴(3-4)连接，所述测功机电机(3-9)远离所 述惯性飞轮一侧的输出轴上连接有用于连接待试验发动机（12)的输出轴的测功机主轴联 轴器(3-12)，所述飞轮轴(3-4)的端部连接有用于对飞轮轴(3-4)的转速进行测量的编码器 (3-1)，所述测功机电机(3-9)的外壳上设置有一端与测功机电机(3-9)的外壳固定连接、另 一端与底座(3-7)固定连接且用于对测功机电机(3-9)的扭矩进行测量的力传感器(3-10); 所述油门操作机构(9)包括油门控制伺服电机(9-1)、油门转动轮(9-2)和油门拉线(9-3)，所述转动轮(9-2)固定连接在油门控制伺服电机(9-1)的输出轴上，所述油门拉线(9-3) 缠绕在油门转动轮(9-2)上，所述待试验发动机(12)的节气门与油门拉线(9-3)连接； 所述离合器操作机构（10)包括离合器控制伺服电机（10-1)、离合器转动轮（10-2)、第 一离合器拉线（10-3)、离合器操作连杆（10-4)和第二离合器拉线（10-5)，所述离合器转动 轮(10-2)固定连接在离合器控制伺服电机(10-1)的输出轴上，所述第一离合器拉线（10-3) 的一端缠绕在离合器转动轮(10-2)上，所述第一离合器拉线（10-3)的另一端与离合器操作 连杆（10-4)连接，所述第二离合器拉线（10-5)的一端与离合器操作连杆（10-4)连接，所述 待试验发动机(12)的离合器操纵臂与第二离合器拉线（10-5)的另一端连接； 所述换挡操作机构（11)包括换挡控制伺服电机（11-1)、换挡转动轮(11-2)和换挡拉线 (11-3)，所述换挡转动轮（11-2)固定连接在换挡控制伺服电机（11-1)的输出轴上，所述换 挡拉线（11-3)缠绕在换挡转动轮（11-2)上，所述待试验发动机（12)的换挡杆与换挡拉线 (11-3)连接； 所述控制系统（1)包括主控计算机（1-1)、与主控计算机（1-1)相接的PLC模块（1-2)和 与PLC模块（1-2)相接的变频器（1-3)，所述编码器(3-1)和力传感器(3-10)均与PLC模块（1- 2)的输入端连接，所述油门控制伺服电机(9-1)、离合器控制伺服电机(10-1)和换挡控制伺 服电机（11-1)均与PLC模块（1-2)的输出端连接，所述测功机电机(3-9)与变频器（1-3)连 接； 所述传感检测系统包括用于对待试验发动机（12)的燃油消耗量进行检测的油耗仪 (5)，所述油耗仪(5)与PLC模块(1 -2)的输入端连接。2. 按照权利要求1所述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述传感检测系 统还包括用于对待试验发动机（12)的曲轴箱窜气量进行检测的漏气测量仪(4)、用于对待 试验发动机（12)燃烧时的空燃比进行检测的空燃比分析仪(7)、用于对待试验发动机（12) 的火花塞垫圈温度进行检测的第一温度传感器(6-1)、用于对待试验发动机（12)的机油温 度进行检测的第二温度传感器(6-2)、用于对待试验发动机（12)的进气温度进行检测的第 三温度传感器(6-3)、用于对待试验发动机（12)的燃油温度进行检测的第四温度传感器(6- 4)、用于对待试验发动机(12)的进气压力进行检测的第一压力传感器(8-1)、用于对待试验 发动机（12)排气压力进行检测的第二压力传感器(8-2)、用于对待试验发动机（12)的燃油 压力进行检测的第三压力传感器(8-3)和用于对待试验发动机(12)的脉冲转速进行检测的 发动机转速传感器(2)，所述漏气测量仪(4)和空燃比分析仪(7)均与主控计算机（1-1)连 接，所述第一温度传感器(6-1 )、第二温度传感器(6-2 )、第三温度传感器(6-3 )、第四温度传 感器(6-4)、第一压力传感器(8-1)、第二压力传感器(8-2)、第三压力传感器(8-3)和发动机 转速传感器(2)均与PLC模块(1 -2)的输入端连接。3. 按照权利要求1所述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述惯性飞轮为 整体式惯性飞轮(3-3)，所述整体式惯性飞轮(3-3)包括圆盘形的整体式飞轮本体(3-31)和 设置在整体式飞轮本体(3-31)的中心位置处且用于连接飞轮轴(3-4)的整体式飞轮安装孔 (3-32) 〇4. 按照权利要求1所述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述惯性飞轮为 凸缘式惯性飞轮（3-13)，所述凸缘式惯性飞轮（3-13)包括圆盘形的凸缘式飞轮本体（3-131)和设置在凸缘式飞轮本体(3-131)的中心位置处且用于连接飞轮轴（3-4)的凸缘式飞 轮安装孔(3-132)，所述凸缘式飞轮本体(3-131)的两侧侧面上均设置有圆环形的减重工艺 槽（3-133)。5. 按照权利要求3或4所述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述测功机 电机(3-9)为变频调速交流电机。6. 按照权利要求3或4所述的一种动态模拟发动机试验系统，其特征在于:所述编码器 (3-1)为光电式编码器。7. -种利用如权利要求1所述的动态模拟发动机试验系统进行动态模拟发动机试验的 方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤一、确定待模拟目标整车的车型对应的道路阻力并存储在主控计算机(1-1)中； 步骤二、将待试验发动机（12)固定在发动机台架（13)上，并将待试验发动机（12)的输 出轴与测功机主轴联轴器(3-12)连接； 步骤三、将待试验发动机（12)的节气门与油门操作机构(9)中的油门拉线(9-3)连接， 将待试验发动机（12)的离合器操纵臂与离合器操作机构（10)中的第二离合器拉线（10-5) 连接，并将待试验发动机(12)的换挡杆与换挡操作机构（11)中的换挡拉线（11 _3)连接； 步骤四、进行待模拟目标整车最大车速发动机动态模拟试验，具体过程为： 步骤401、主控计算机（1-1)将步骤一中确定出的待模拟目标整车的车型对应的道路阻 力传输给PLC模块（1-2)，PLC模块（1-2)再传输给变频器（1-3)，变频器（1-3)驱动动态模拟 测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使动态模拟测功机(3)工作在道路阻力模拟模式下； 步骤402、启动待试验发动机（12); 步骤403、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制换挡控制伺服电机（11-1)转动，换挡 控制伺服电机（11-1)转动带动换挡转动轮（11-2)转动，换挡转动轮（11-2)通过换挡拉线 (11 -3)带动待试验发动机(12)的换挡杆动作，使待试验发动机(12)由空档依次切换到最高 档，在换挡过程中，主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制离合器控制伺服电机（10-1)转 动，离合器控制伺服电机（10-1)带动离合器转动轮（10-2)转动，离合器转动轮（10-2)通过 第一离合器拉线（10-3)动作，第一离合器拉线（10-3)带动离合器操作连杆（10-4)动作，离 合器操作连杆（10-4)再通过第二离合器拉线（10-5)带动待试验发动机（12)的离合器操纵 臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制； 步骤404、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控 制伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待 试验发动机(12)的节气门运动，使待试验发动机(12)的节气门开到最大位置； 步骤405、待试验发动机（12)工作过程中，编码器(3-1)对待试验发动机（12)的转速进 行测量并将测量到的转速传输给PLC模块(1-2)，PLC模块(1-2)再传输给主控计算机(1-1)， 当主控计算机（1-1)判定其连续接收到的多次转速差值不大于20r/min~70r/min时，判定 为被模拟的待模拟目标整车已达到稳定的最大车速，此时，主控计算机（1-1)根据公式-计算得到被模拟的待模拟目标整车的最大车速;其中，r为待模拟目标 整车的驱动轮的滚动半径且，Drim为待模拟目标整车的轮辋 直径，Hflat-ratl。为待模拟目标整车的轮胎的扁平比，W为待模拟目标整车的轮胎断面宽度；i 为待模拟目标整车的末级传动比;nmax为此时编码器(3-1)检测到的测功机电机(9)对应于 待模拟目标整车的最高车速Vmx的最大转速； 步骤五、进行待模拟目标整车起步加速发动机动态模拟试验，具体过程为： 步骤501、在主控计算机（1-1)上设定起步加速的测量距离Sq; 步骤502、主控计算机（1-1)将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块（1- 2)，PLC模块（1-2)再传输给变频器（1-3)，变频器（1-3)根据目标车型道路阻力驱动动态模 拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使动态模拟测功机(3)工作在道路阻力模拟模式下； 步骤503、启动待试验发动机（12); 步骤504、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制换挡控制伺服电机（11-1)转动，换挡 控制伺服电机（11-1)转动带动换挡转动轮（11-2)转动，换挡转动轮（11-2)通过换挡拉线 (11 -3)带动待试验发动机(12)的换挡杆动作，使待试验发动机(12)由空档依次切换到最高 档，在换挡过程中，主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制离合器控制伺服电机（10-1)转 动，离合器控制伺服电机（10-1)带动离合器转动轮（10-2)转动，离合器转动轮（10-2)通过 第一离合器拉线（10-3)动作，第一离合器拉线（10-3)带动离合器操作连杆（10-4)动作，离 合器操作连杆（10-4)再通过第二离合器拉线（10-5)带动待试验发动机（12)的离合器操纵 臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制； 步骤505、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控 制伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待 试验发动机(12)的节气门运动，使待试验发动机(12)的节气门开到最大位置； 执行步骤504~步骤505的过程中，编码器（3-1)对待试验发动机（12)的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块（1-2)，PLC模块(1-2)再传输给主控计算机(1-1)，主控计 算机(1-1)计算得到第j次采样得到的转速^对应的待模拟目标 整车的车速v j，当采样得到的待模拟目标整车的车速大于0时，开始计时，并根据公式计算得到第j次采样得到的转速W对应的行驶距离&，当计算得到的行 驶距离达到步骤501中设定的起步加速的测量距离sq时，停止计时，此时记录的时间即为模 拟的起步加速时间;其中，tj为主控计算机(1-1)第j次采样得到转速nj时的计时时间；j的取 值为1~N的自然数，N为采样总次数且取值为1~200的自然数； 步骤六、进行待模拟目标整车超越加速发动机动态模拟试验，具体过程为： 步骤601、在主控计算机(1-1)设定超越加速的测量距离Sc和超越加速的初始速度vo; 步骤602、主控计算机（1-1)将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块（1- 2)，PLC模块（1-2)再传输给变频器（1-3)，变频器（1-3)根据目标车型道路阻力驱动动态模 拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使动态模拟测功机(3)工作在道路阻力模拟模式下； 步骤603、启动待试验发动机(12); 步骤604、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制换挡控制伺服电机（11-1)转动，换挡 控制伺服电机（11-1)转动带动换挡转动轮（11-2)转动，换挡转动轮（11-2)通过换挡拉线 (11 -3)带动待试验发动机(12)的换挡杆动作，使待试验发动机(12)由空档依次切换到最高 档，在换挡过程中，主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制离合器控制伺服电机（10-1)转 动，离合器控制伺服电机（10-1)带动离合器转动轮（10-2)转动，离合器转动轮（10-2)通过 第一离合器拉线（10-3)动作，第一离合器拉线（10-3)带动离合器操作连杆（10-4)动作，离 合器操作连杆（10-4)再通过第二离合器拉线（10-5)带动待试验发动机（12)的离合器操纵 臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制； 步骤605、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控 制伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待 试验发动机(12)的节气门运动，使待试验发动机(12)的节气门动作； 执行步骤604~步骤605的过程中，编码器（3-1)对待试验发动机（12)的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块（1-2)，PLC模块(1-2)再传输给主控计算机(1-1)，主控计 算机（1-1)4十算得到第j次采样得到的转速W对应的待模拟目标 整车的车速vj，并将每次计算得到的车速与步骤601中设定的超越加速的初始速度vo相比 较，输出对油门控制伺服电机(9-1)转速的控制信号，油门控制伺服电机(9-1)带动油门转 动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待试验发动机（12)的节气门运 动，使待模拟目标整车的车速维持在超越加速的初始速度vo; 步骤606、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控 制伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待 试验发动机(12)的节气门运动，使待试验发动机(12)的节气门增大开度，开始计时，并根据计算得到第j次采样得到的转速^对应的行驶距离&，当计算得到 的行驶距离达到步骤601中设定的超越加速的测量距离SC时，停止计时，此时记录的时间即 为模拟的超越加速时间； 步骤七、进行待模拟目标整车爬坡性能发动机动态模拟试验，具体过程为： 步骤701、在主控计算机(1-1)上设定待模拟目标整车整备质量m、坡度角a、爬坡初始速 度、待试验发动机(12)的节气门目标开度值、第一计时距离和第二计时距离； 步骤702、主控计算机（1-1)将步骤一中确定出的目标车型道路阻力加上mgsina后，传 输给PLC模块（1 -2)，PLC模块（1 -2)再传输给变频器（1 -3)，变频器（1 -3)根据目标车型道路 阻力加上mgsina后的值驱动动态模拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使动态模拟测功机 (3)工作在爬坡道路阻力模拟模式下； 步骤703、启动待试验发动机（12); 步骤704、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制换挡控制伺服电机（11-1)转动，换挡 控制伺服电机（11-1)转动带动换挡转动轮（11-2)转动，换挡转动轮（11-2)通过换挡拉线 (11-3)带动待试验发动机（12)的换挡杆动作，使待试验发动机（12)由空档依次切换到一 档，在换挡过程中，主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制离合器控制伺服电机（10-1)转 动，离合器控制伺服电机（10-1)带动离合器转动轮（10-2)转动，离合器转动轮（10-2)通过 第一离合器拉线（10-3)动作，第一离合器拉线（10-3)带动离合器操作连杆（10-4)动作，离 合器操作连杆（10-4)再通过第二离合器拉线（10-5)带动待试验发动机（12)的离合器操纵 臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制； 步骤705、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控 制伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待 试验发动机（12)的节气门运动，使待试验发动机（12)的节气门动作，使待试验发动机（12) 的节气门达到步骤701中设定的节气门目标开度值； 执行步骤704~步骤705的过程中，编码器（3-1)对待试验发动机（12)的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块（1-2)，PLC模块(1-2)再传输给主控计算机(1-1)，主控计 算机(1-1)计算得到第j次采样得到的转速W对应的待模拟目标 整车的车速vj，当采样得到的待模拟目标整车的车速达到步骤701中设定的爬坡初始速度 时，开始计时，：十算得到第j次采样得到的转速nj对应的行 驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤701中设定的第一计时距离时，停止计时，此时 记录的时间为第一计时时间；并将第一停止计时时间记录为第二开始计时起始时间，并根 据公式计算得到第j次采样得到的转速^对应的行驶距离&，当计算得 到的行驶距离达到步骤701中设定的第二计时距离时，停止计时，此时记录的时间为第二计 时时间；比较第二计时时间与第一计时时间，当第二计时时间小于等于第一计时时间时，判 断为待模拟目标整车爬坡性能在设定的坡度角下满足要求，否则，当第二计时时间大于第 一计时时间时，判断为待模拟目标整车爬坡性能在设定的坡度角下不满足要求。8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤： 步骤八、进行待模拟目标整车等速燃油消耗发动机动态模拟试验，具体过程为： 步骤801、在主控计算机（1-1)上设定等速燃油消耗测量车速和距离； 步骤802、主控计算机（1-1)将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块（1- 2)，PLC模块（1-2)再传输给变频器（1-3)，变频器（1-3)根据目标车型道路阻力驱动动态模 拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使动态模拟测功机(3)工作在道路阻力模拟模式下； 步骤803、启动待试验发动机（12); 步骤804、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制换挡控制伺服电机（11-1)转动，换挡 控制伺服电机（11-1)转动带动换挡转动轮（11-2)转动，换挡转动轮（11-2)通过换挡拉线 (11 -3)带动待试验发动机(12)的换挡杆动作，使待试验发动机(12)由空档依次切换到最高 档，在换挡过程中，主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制离合器控制伺服电机（10-1)转 动，离合器控制伺服电机（10-1)带动离合器转动轮（10-2)转动，离合器转动轮（10-2)通过 第一离合器拉线（10-3)动作，第一离合器拉线（10-3)带动离合器操作连杆（10-4)动作，离 合器操作连杆（10-4)再通过第二离合器拉线（10-5)带动待试验发动机（12)的离合器操纵 臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的离合器结合控制； 步骤805、主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控 制伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待 试验发动机（12)的节气门运动，使待试验发动机（12)的节气门动作，使待试验发动机（12) 的节气门达到步骤801中设定的等速燃油消耗测量车速对应的目标节气门开度值； 执行步骤804~步骤805的过程中，编码器（3-1)对待试验发动机（12)的转速进行测量 并将测量到的转速传输给PLC模块（1-2)，PLC模块(1-2)再传输给主控计算机(1-1)，主控计 算机（1-1)计算得到转速第j次采样得到的转速n^t应的待模拟 目标整车的车速vj，并将每次计算得到的车速与步骤801中设定的等速燃油消耗测量车速 相比较，输出对油门控制伺服电机(9-1)转速的控制信号，油门控制伺服电机(9-1)带动油 门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待试验发动机（12)的节气 门运动，使待模拟目标整车的车速维持在设定的等速燃油消耗测量车速； 步骤806、开始计时，计算得到第j次采样得到的转速nj 对应的行驶距离&，当计算得到的行驶距离达到步骤801中设定的等速燃油消耗测量距离 时，停止计时； 步骤806的过程中，油耗仪(5)对待模拟目标整车的燃油消耗量进行测量，并将测量得 到的待模拟目标整车的燃油消耗量传输给主控计算机(1-1); 步骤807、改变步骤801中的等速燃油消耗测量车速，重复执行步骤802~步骤806，测量 得到多个车速对应的待模拟目标整车的等速燃油消耗量； 步骤九、进行待模拟目标整车工况法燃油消耗发动机动态模拟试验，具体过程为： 步骤901、在主控计算机(1-1)上设定待模拟目标整车工况模型； 步骤902、主控计算机（1-1)将步骤一中确定出的目标车型道路阻力传输给PLC模块（1- 2)，PLC模块（1-2)再传输给变频器（1-3)，变频器（1-3)根据目标车型道路阻力驱动动态模 拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使动态模拟测功机(3)工作在道路阻力模拟模式下； 步骤903、启动待试验发动机（12); 步骤904、主控计算机（1-1)对油门操作机构(9 )、离合器操作机构（10)和换挡操作机构 (11)进行控制，模拟步骤901中设定的待模拟目标整车工况模型;主控计算机(1-1)与PLC模 块（1-2)控制换挡控制伺服电机（11-1)转动，换挡控制伺服电机（11-1)转动带动换挡转动 轮(11 -2)转动，换挡转动轮(11-2)通过换挡拉线（11 -3)带动待试验发动机(12)的换挡杆动 作，使待试验发动机（12)进行换挡操作;在换挡过程中，主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2) 控制离合器控制伺服电机(10-1)转动，离合器控制伺服电机(10-1)带动离合器转动轮(10- 2)转动，离合器转动轮（10-2)通过第一离合器拉线（10-3)动作，第一离合器拉线（10-3)带 动离合器操作连杆（10-4)动作，离合器操作连杆（10-4)再通过第二离合器拉线（10-5)带动 待试验发动机(12)的离合器操纵臂动作，实现换挡前的离合器脱开控制与换挡后的离合器 结合控制；主控计算机（1-1)与PLC模块（1-2)控制油门控制伺服电机(9-1)转动，油门控制 伺服电机(9-1)带动油门转动轮(9-2)转动，油门转动轮(9-2)通过油门拉线(9-3)带动待试 验发动机（12)的节气门运动，使待试验发动机（12)的节气门动作，使待试验发动机（12)的 节气门达到步骤901中设定的工况模型的工况曲线上各点车速对应的目标节气门开度值； 步骤904的过程中，油耗仪(5)对待模拟目标整车的燃油消耗量进行测量，并将测量得 到的待模拟目标整车的燃油消耗量传输给主控计算机(1-1)。9.按照权利要求7所述的方法，其特征在于:步骤一中确定出被模拟的目标车型道路阻 力的具体过程为： 步骤101、在主控计算机(1-1)上设定待模拟目标整车的轮辋直径Drim、待模拟目标整车 的轮胎的扁平比Hflat-ratl。、待模拟目标整车的轮胎断面宽度W和待模拟目标整车的末级传 动比i ;并在主控计算机(1-1)上设定待模拟目标整车的前轮滚动阻力a〇和空气阻力系数b; 步骤102、主控计算机（1-1)机计算得到测功机电机(9)对应 于待模拟目标整车的最高车速vmax的最大转速nmax，其中，r为待模拟目标整车的驱动轮的滚 动半径且步骤103、主控计算机（1-1)将测功机电机(9)对应于待模拟目标整车的最高车速 最大转速nmax传输给PLC模块(1 -2)，PLC模块（1 -2)再传输给变频器(1 -3)，变频器(1 -3)驱动 动态模拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，运转到对应于待模拟目标整车最高车速的最大 转速后，停止对测功机电机(3-9)的转速进行控制，使动态模拟测功机(3)模拟待模拟目标 整车在道路上从最高车速滑行到静止状态的滑行过程； 滑行模拟过程中，编码器(3-1)对测功机电机(3-9)的转速进行测量并将测量到的转速 传输给PLC模块（1-2)，PLC模块（1-2)再传输给主控计算机（1-1 )，主控计算机（1-1)根据公计算得到第j次采样得到的转速n^t应的待模拟目标整车的车速再 根据公式FE.Fao+bXv/计算得到待模拟目标整车的车速对应的道路阻力Fw，再根据公计算得到道路阻力对应的发动机输出轴扭矩M^，然后，主控计算机(1- 1)将道路阻力Fe, j对应的发动机输出轴扭矩Me, j传输给PLC模块(1 -2)，PLC模块(1 -2)再传输 给变频器(1-3)，变频器(1-3)根据道路阻力Fe, j对应的发动机输出轴扭矩Me, j改变其输出的 励磁电流的大小，驱动动态模拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使测功机电机(3-9)的扭 矩与道路阻力Fe,」对应的发动机输出轴扭矩Me, j相等；同时，力传感器(3-10)对测功机电机 (3-9)的扭矩进行测量并将测量扭矩传输给PLC模块（1-2)，PLC模块（1-2)再传输给主控计 算机(1-1 )，主控计算机(1-1)对测量扭矩进行记录和存储； 步骤104、主控计算机（1-1)将其接收到的待模拟目标整车的车速Vj对应的测量扭矩与计算得到待模拟目标整车的车速Vj对应的道路阻力FE,j对应的发 动机输出轴扭矩进行比对，当N次采样得到的测量转矩与计算得到的发动机输出轴扭矩 差值不是均在计算得到的发动机输出轴扭矩的2%~10%的范围内时，重复执行步骤105， 直到N次采样得到的测量转矩与计算得到的发动机输出轴扭矩差值均在计算得到的发动机 输出轴扭矩的2%~10%的范围内； 步骤105、主控计算机（1-1)将测功机电机(9)对应于待模拟目标整车的最高车速 最大转速nmax传输给PLC模块(1 -2)，PLC模块（1 -2)再传输给变频器(1 -3)，变频器(1 -3)驱动 动态模拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，运转到测功机电机(9)对应于待模拟目标整车 的最高车速v max的最大转速11_\后，停止对测功机电机(3-9)的转速进行控制，使动态模拟测 功机(3)模拟待模拟目标整车在道路上从最高车速滑行到静止状态的滑行过程； 滑行模拟过程中，编码器(3-1)对测功机电机(3-9)的转速进行测量并将测量到的转速 传输给PLC模块（1-2)，PLC模块（1-2)再传输给主控计算机（1-1 )，主控计算机（1-1)根据公计算得到第j次采样得到的转速n^t应的待模拟目标整车的车速^，并 查询存储在其中的待模拟目标整车的车速W对应的上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩， 将上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩传输给PLC模块(1-2)，PLC模块(1-2)再传输给变频 器(1-3)，变频器(1-3)根据上一次滑行模拟过程中中的测量扭矩改变其输出的励磁电流的 大小，驱动动态模拟测功机(3)中的测功机电机(3-9)，使测功机电机(3-9)的扭矩与上一次 滑行模拟过程中的测量扭矩相等；同时，力传感器(3-10)对测功机电机(3-9)的扭矩进行测 量并将测量扭矩传输给PLC模块(1-2)，PLC模块(1-2)再传输给主控计算机(1-1)，主控计算 机(1-1)对测量扭矩进行记录和存储； 步骤106、主控计算机（1-1)将最后一次执行步骤105记录和存储的测量扭矩确定为被 模拟的目标车型道路阻力。
【文档编号】G01M15/02GK106053086SQ201610664705
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月12日 公开号201610664705.2, CN 106053086 A, CN 106053086A, CN 201610664705, CN-A-106053086, CN106053086 A, CN106053086A, CN201610664705, CN201610664705.2
【发明人】杨建伟
【申请人】中国兵器装备集团摩托车检测技术研究所