專利名稱：重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及柴油車尾氣煙度檢測裝置，尤其是一種重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置。
背景技術：
目前，基于MAHA HD 3000E型底盤測功機和MAHA MDO 2 LON煙度計的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置的技術狀況為零。
國內采用直接從國外進口的其它配置的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置存在檢測工況持續(xù)時間長，掃描的最大輪邊功率誤差大，煙度檢測重復性差的問題。
實用新型內容本實用新型為了解決上述問題，提供一種性能穩(wěn)定，功能完善，檢測準確的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置。
本實用新型重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，包括底盤測功機和操作臺。所述底盤測功機采用超大功率重型負載底盤測功機，該機通過氣路與空氣壓縮機連接，在操作臺中設置有主控計算機和分流式內置不透光煙度計，所述煙度計與主控計算機、發(fā)動機轉速計和取樣系統(tǒng)連接；還設有與主控計算機連接的環(huán)境氣象參數(shù)測量計，在被測車輛的正前方及前上方分別設置冷卻風機及司機助手儀。
本實用新型重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，其中所述超大功率重型負載底盤測功機具有相互平行的第一主軸、第二主軸和第三主軸，所述第一主軸上裝有第二橋右主滾筒和第二橋左主滾筒，所述第二主軸裝有第二橋左副滾筒及第二橋右副滾筒，所述第三主軸裝有第三橋左滾筒及第三橋右滾筒；所述第一主軸通過皮帶傳動裝置二與所述第二主軸連接，所述第二主軸通過皮帶傳動裝置一與所述第三主軸連接；所述第一主軸的兩端各裝有聯(lián)軸節(jié)三和聯(lián)軸節(jié)四，用于施加的制動功率的電渦流測功器二和電渦流測功器一分別通過所述聯(lián)軸節(jié)三和聯(lián)軸節(jié)四與所述第一主軸相連；所述第二主軸的一端裝有聯(lián)軸節(jié)一，用于模擬車輛的加速阻功率的飛輪組通過所述聯(lián)軸節(jié)一與所述第二主軸相連；所述第二主軸的另一端裝有聯(lián)軸節(jié)二，驅動電機通過所述聯(lián)軸節(jié)二與所述第二主軸相連；位于所述各滾筒中的任一個的外側裝有用于測量速度的轉速傳感器。
本實用新型重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，其中所述不透光煙度計包括具有樣氣入口和樣氣出口的測量氣室、位于測量氣室一側的沖洗氣室一和沖洗氣室二及另一側的沖洗氣室三和沖洗氣室四，在樣氣入口與測量氣室連接的管路上設置有電磁閥，該電磁閥與凈化氣入口連接，在沖洗氣室一的外壁設置有光發(fā)送器，沖洗氣室三的外壁設置有與光發(fā)送器對應的光接收器，在測量氣室的兩側壁上與光發(fā)送器和光接收器相對應的位置分別具有節(jié)流孔。
本實用新型重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，其中所述發(fā)動機轉速計具有安裝在煙度計里的轉速卡和安裝在被測車輛的發(fā)動機供油管路的垂直段部位的壓電式轉速傳感器。
本實用新型重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，其中所述超大功率重型負載底盤測功機和煙度計與主控計算機分別通過USB端口和RS232接口相連。
本實用新型通過優(yōu)化配置該裝置中的關鍵設備和針對這些關鍵設備開發(fā)了功能完善、性能穩(wěn)定的操作控制軟件，提供了一種性能先進穩(wěn)定，功能完善，檢測準確，效率高，重復性好，使用安全、方便，質量可靠的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置。該裝置的計算機操作控制軟件根據(jù)柴油車加載減速工況煙度檢測計算機控制試驗規(guī)程對底盤測功機、煙度計、發(fā)動機轉速計和打印機進行操作，實時采集和處理力矩、轉速、時間、煙度值、發(fā)動機轉速等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)軸重13噸以下、最大車速不超過200km/h和輪邊功率小于400kW的柴油車加載減速工況煙度的檢測。
以下結合附圖和實施例對本實用新型所述的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置進一步說明。


圖1是本實用新型所述重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型所使用的底盤測功機的結構圖；圖3是本實用新型所使用的煙度計的氣路結構圖；圖4是本實用新型所使用的煙度檢測計算機操作控制框圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型所述的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，包括底盤測功機8和操作臺4。所述底盤測功機8采用超大功率重型負載底盤測功機，該機通過氣路7與空氣壓縮機2連接，在操作臺4中設置有主控計算機3和分流式內置不透光煙度計5，所述煙度計5與主控計算機3、發(fā)動機轉速計12和取樣系統(tǒng)6連接；還設有與主控計算機3連接的環(huán)境氣象參數(shù)測量計14，在被測車輛的正前方及前上方分別設置冷卻風機10及司機助手儀11。
在操作臺4上還設置有打印機1和顯示器13。
參見圖2，所述底盤測功機具有相互平行的第一主軸51、第二主軸52和第三主軸53，所述第一主軸51上裝有第二橋右主滾筒29和第二橋左主滾筒31，所述第二主軸52裝有第二橋左副滾筒19及第二橋右副滾筒24，所述第三主軸53裝有第三橋左滾筒20及第三橋右滾筒23。第二橋右主滾筒29和第二橋左主滾筒31通過皮帶傳動裝置二30與第二橋左副滾筒19和第二橋右副滾筒24連接，第二橋左副滾筒19和第二橋右副滾筒24通過皮帶傳動裝置一22與第三橋左滾筒20和第三橋右滾筒23連接，第二橋主右滾筒29和第二橋主左滾筒31分別通過聯(lián)軸節(jié)三28和聯(lián)軸節(jié)四33和電渦流測功器一15和電渦流測功器二27連在一起，第二橋左副滾筒19通過聯(lián)軸節(jié)一17和飛輪組16連在一起，第二橋右副滾筒24通過聯(lián)軸節(jié)二25和驅動電機26相連，被試車輛在滾筒上運行時，需克服通過電渦流測功器一15和電渦流測功器二27施加的制動功率，飛輪組16用來模擬車輛的加速阻功率，轉速傳感器18安裝在第二橋左主滾筒31上，用來測量第二橋左副滾筒19、第三橋左滾筒20、第三橋右滾筒23、第二橋右副滾筒24、第二橋右主滾筒29和第二橋左主滾筒31的速度。
所述底盤測功機用于對被試車輛進行加載控制和速度檢測，有靜態(tài)標定裝置，使用德國產品MAHA HD 3000E型底盤測功機，最大吸收功率為400kW，最高測試車速為200km/h，機械轉動慣量為1460kg，地下型安裝，測試軸重為13噸，驅動電機功率為11kW，6個滾筒，滾筒直徑為452mm。在70km/h的測試車速下，能穩(wěn)定吸收最少110kW的負荷?？刂茊卧l(fā)出指令后，扭矩響應在200ms內達到目標值的90％，300ms內達到目標值的98％以上，最大扭矩沖擊量不超出目標值的25％。負荷準確度為±0.2kW，速度準確度為±0.1km/h，加載功率為11kW時滑行時間誤差不大于±2％，其它加載功率時滑行時間誤差不大于±4％，變加載滑行時間、靜態(tài)標定和加載響應時間準確度均滿足美國BAR 97認證技術要求和北京環(huán)保型式認證技術要求。通過了北京環(huán)保型式認證和北京計量認證。程序化操作，USB協(xié)議通訊。操作控制軟件中開發(fā)了與底盤測功機相關的預熱、靜態(tài)標定、寄生功率測試、恒加載滑行測試、變載荷滑行測試、響應時間測試、恒扭調節(jié)、恒速調節(jié)、過載荷保護、過轉速保護、過熱保護和過電壓保護功能模塊，從而保證了底盤測功機功率加載和車速測試的準確性和穩(wěn)定性。
參見圖3，所述不透光煙度計5包括具有樣氣入口36和樣氣出口44的測量氣室40，位于測量氣室一側的沖洗氣室一34和沖洗氣室二45和另一側的沖洗氣室三42和沖洗氣室四43，在樣氣入口36與測量氣室40連接的管路上設置有電磁閥38，該電磁閥38與凈化氣入口37連接。
所述沖洗氣室一34的外壁設置有光發(fā)送器35，沖洗氣室三42的外壁設置有與光發(fā)送器35對應的光接收器41，在測量氣室40的兩側壁上與光發(fā)送器35和光接收器41相對應的位置分別具有節(jié)流孔45。
所述分流式內置不透光測量裝置采用德國MAHA MDO 2 LON不透光煙度計，基于光吸收原理檢測尾氣煙度值(不透光率或絕對吸光度)。光源為白熾燈，波長為567nm。測量室內表面用無光澤的黑色裝飾，以減小內部反射或漫射作用產生的漫反射光對光束的影響。接收器的光譜響應曲線類似于人眼的光適應曲線，最大響應波長為850nm。具有兩種計量單位，一種為絕對光吸收單位，從0到4m-1，另一種為線性分度單位，從0到100。兩種計量單位的量程，均以光全通過時為0，全遮擋時為滿量程。光吸收系數(shù)為1.7m-1時，其讀數(shù)精度為0.02m-1。測量電路的響應時間為1s。其它性能如抗電磁干擾，抗振動沖擊，光學特性等都滿足GB3847-1999的技術要求，通過了北京環(huán)保型式認證。LON TALKS協(xié)議通訊。操作控制軟件中開發(fā)了與煙度計相關的預熱、校準、標定等功能模塊，從而保證了煙度計對尾氣煙度分析的準確性和穩(wěn)定性。
所述發(fā)動機轉速計12具有安裝在煙度計里的轉速卡和安裝在被測車輛的發(fā)動機供油管路的垂直段部位的壓電式轉速傳感器。該轉速計使用德國MAHA轉速計，用于測取發(fā)動機轉速。發(fā)動機轉速信號和煙度信號一起發(fā)送給主控計算機，保證了發(fā)動機轉速信號和煙度信號采集的同步性。響應時間小于0.5秒，準確度為±3％。LON TALKS協(xié)議通訊。
安裝時，被試車輛9的驅動輪置于底盤測功機8上，將發(fā)動機轉速計12的傳感器安裝在被試車輛9的發(fā)動機供油管路上并與不透光煙度計5連接，取樣系統(tǒng)6的探頭插入被試車輛9的排氣管中，環(huán)境氣象參數(shù)測量計14安裝在操作臺4附近，MAHA MDO 2 LON不透光煙度計5接收來自發(fā)動機轉速傳感器12的轉速信號和來自取樣系統(tǒng)6的污染物樣氣。來自空氣壓縮機2的壓縮空氣經(jīng)氣路7由操作控制軟件控制底盤測功機8的舉升器19的升降。
尾氣煙度值測量時，電磁閥38關閉凈化氣入口37，打開樣氣入口36，尾氣樣氣自樣氣入口36進入測量氣室40，此時光發(fā)送器35發(fā)出的光束39經(jīng)節(jié)流孔45后，由光接收器41接收，并經(jīng)光電轉換后得到尾氣的不透光率或絕對吸光度，從而完成煙度值的測量。節(jié)流孔44的作用是使得測量氣室40樣氣壓力保持均勻。不透光煙度計清洗時，電磁閥38打開凈化氣入口37，關閉樣氣入口36，環(huán)境空氣自凈化氣入口37進入測量氣室40，至樣氣出口44流出，完成測量室清洗過程。不透光煙度計標定時，在沖洗氣室二46或沖洗氣室四43中插入標準煙度卡，此時光發(fā)送器35發(fā)出的光束經(jīng)節(jié)流孔45后，由光接收器41接收，并經(jīng)光電轉換后得到標準煙度卡的不透光率或絕對吸光度測量值，與標準煙度卡值對比即完成煙度計的標定。
參見圖4，操作控制程序指令MAHA HD 3000E型底盤測功機的舉升器升起，被試車輛駛上底盤測功機，落下舉升器。在車輛信息錄入界面錄入被試車輛信息，根據(jù)被試車輛信息，確定煙度測試過程監(jiān)控所需最小輪邊功率限值和發(fā)動機標定轉速范圍限值，確定功率修正系數(shù)。被試車輛按提示選擇在寬開節(jié)氣門狀態(tài)下車速最能接近70km/h的檔位。底盤測功機按與車速成線性關系的小負荷加載，并將油門保持在全開狀態(tài)，待車速穩(wěn)定后，計算發(fā)動機最大功率所對應的計算車速VelMaxHp，此后開始加載減速煙度測試過程中的最大輪邊功率掃描過程。在最大輪邊功率掃描過程中，操作控制程序實時采集和記錄車速、加載功率、發(fā)動機轉速、尾氣樣氣的煙度值。對各設備通訊狀況，加載，發(fā)動機標定轉速范圍，工況測試時間，輪胎與轉鼓之間滑移狀態(tài)，被試車輛工作狀態(tài)，被試車輛運行狀況進行實時監(jiān)控。若任一監(jiān)控項目不滿足要求，系統(tǒng)將停止功率掃描過程，提示操作員采取相應的措施，待故障排除后，重新開始功率掃描過程。最大輪邊功率掃描過程完成后，掃描所得的最大輪邊功率與最小所需功率相比較，若小于所需最小輪邊功率，則不滿足加載減速工況測試標準要求，提示操作員重新進行功率掃描過程試驗或者放棄試驗。若掃描所得的最大輪邊功率大于或等于所需最小輪邊功率，則控制程序自動進入煙度檢測過程，控制系統(tǒng)自動順序控制車輛車速到100％發(fā)動機最大功率對應車速、90％發(fā)動機最大功率對應車速和80％發(fā)動機最大功率對應車速，進行煙度測試。在此過程中，操作控制程序實時采集、記錄、計算和監(jiān)控的項目與發(fā)動機最大功率掃描過程一樣。在煙度測試過程完成后，控制程序根據(jù)在煙度測試過程中所采集的經(jīng)修正后的最大輪邊功率值、發(fā)動機最大功率相應轉速值以及煙度值對試驗結果進行判定。檢測結束后，打印檢測報告，升起舉升器，被試車輛退出底盤測功機，或進行下一輛車排放檢測，或關閉檢測系統(tǒng)。
本實用新型所述的煙度計的操作控制軟件特征是基于全簡體中文界面和微軟視窗平臺，具有直接進入檢驗規(guī)程，環(huán)保局認證標志，設備認證編號，底盤測功機加載，數(shù)據(jù)采集，通信設置，工作指令，設備響應，設備、被試車輛和檢測過程狀態(tài)顯示，誤操作提示，車輛信息查詢、錄入和記載，時鐘設定，安全操作，鎖止和解鎖，三級密碼設置，檢測過程監(jiān)控，發(fā)動機轉速驗證，設備預熱、自檢和標定，底盤測功機滑行測試，車牌號靈活輸入，檢測順序號自動生成，最大功率掃描，三點煙度測試，連續(xù)檢測，測試數(shù)據(jù)計算和修正，日常運行日志，數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計報表，可更改參數(shù)表，數(shù)據(jù)域摘要，排放限值查詢，排放結果判定，屏幕打印，檢測報告打印，幫助文件，A盤備份，培訓模式和柔性升級等功能。符合DB11/121-2003《柴油車加載減速煙度檢測標準》和北京市環(huán)保局的《柴油車加載減速工況煙度檢測計算機控制試驗規(guī)程》的要求。操作控制軟件對煙度檢測過程實時監(jiān)控項目包括各設備通訊狀況，所需最小輪邊功率狀況，發(fā)動機標定轉速狀況，工況測試時間，輪胎與轉鼓之間滑移狀態(tài)，被試車輛工作狀態(tài)，被試車輛運行狀況等，保證了排放檢測質量。操作控制軟件功能齊全完善，性能穩(wěn)定，質量可靠，自動測試，運行平穩(wěn)，界面友好，操作方便，易學易用，使用的符號和單位符合ISO標準。本實用新型通過優(yōu)化配置該裝置中的關鍵設備和針對這些關鍵設備開發(fā)了功能完善、性能穩(wěn)定的操作控制軟件，提供了一種性能先進穩(wěn)定，功能完善，檢測準確，效率高，重復性好，使用安全、方便，質量可靠的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置。
MAHA HD 3000E型底盤測功機的通訊電纜接到主控計算機的USB端口上，主控計算機實時采集力矩、轉速和時間數(shù)據(jù)以及對底盤測功機加載。MAHA發(fā)動機轉速卡安裝在MAHA MDO 2LON不透光煙度計里，轉速傳感器安裝在發(fā)動機供油管路上。取樣系統(tǒng)的一端插入汽車的排氣管中，另一端與MAHA MDO 2 LON不透光煙度計連接，汽車的尾氣樣氣進入MAHA MDO 2 LON不透光煙度計，由分流式內置不透光測量裝置進行煙度測量；MAHA MDO 2 LON不透光煙度計的通訊電纜與主控計算機的串口相連，主控計算機實時接收煙度數(shù)據(jù)和發(fā)動機轉速數(shù)據(jù)。空氣壓縮機通過氣路與底盤測功機的舉升氣囊相連，為底盤測功機舉升器的升降動作提供動力。操作控制軟件根據(jù)柴油車加載減速煙度檢測規(guī)程對底盤測功機、煙度計、發(fā)動機轉速計和打印機進行操作，實現(xiàn)柴油車加載減速工況煙度的檢測。
權利要求1.重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，包括底盤測功機(8)和操作臺(4)，其特征是所述底盤測功機(8)采用超大功率重型負載底盤測功機，該機通過氣路(7)與空氣壓縮機(2)連接，在所述操作臺(4)中設置有主控計算機(3)和分流式內置不透光煙度計(5)，所述煙度計(5)與主控計算機(3)、發(fā)動機轉速計(12)和取樣系統(tǒng)(6)連接；還設有與主控計算機(3)連接的環(huán)境氣象參數(shù)測量計(14)，在被測車輛的正前方及前上方分別設置冷卻風機(10)及司機助手儀(11)。
2.根據(jù)權利要求1所述的檢測裝置，其特征是所述超大功率重型負載底盤測功機(8)具有相互平行的第一主軸(51)、第二主軸(52)和第三主軸(53)，所述第一主軸(51)上裝有第二橋右主滾筒(29)和第二橋左主滾筒(31)，所述第二主軸(52)裝有第二橋左副滾筒(19)及第二橋右副滾筒(24)，所述第三主軸(53)裝有第三橋左滾筒(20)及第三橋右滾筒(23)；所述第一主軸(31)通過皮帶傳動裝置二(30)與所述第二主軸(52)連接，所述第二主軸(52)通過皮帶傳動裝置一(22)與所述第三主軸(53)連接；所述第一主軸(51)的兩端各裝有聯(lián)軸節(jié)三(28)和聯(lián)軸節(jié)四(33)，用于施加的制動功率的電渦流測功器二(27)和電渦流測功器一(15)分別通過所述聯(lián)軸節(jié)三(28)和聯(lián)軸節(jié)四(33)與所述第一主軸(51)相連；所述第二主軸(52)的一端裝有聯(lián)軸節(jié)一(17)，用于模擬車輛的加速阻功率的飛輪組(16)通過所述聯(lián)軸節(jié)一(17)與所述第二主軸(52)相連；所述第二主軸(52)的另一端裝有聯(lián)軸節(jié)二(25)，驅動電機(26)通過所述聯(lián)軸節(jié)二(25)與所述第二主軸(52)相連；位于所述各滾筒(19、20、23、24、29、31)中的任一個的外側裝有用于測量速度的轉速傳感器(18)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的檢測裝置，其特征是所述不透光煙度計(5)包括具有樣氣入口(36)和樣氣出口(44)的測量氣室(40)、位于所述測量氣室一側的沖洗氣室一(34)和沖洗氣室二(46)及另一側的沖洗氣室三(42)和沖洗氣室四(43)，在所述樣氣入口(36)與所述測量氣室(40)連接的管路上設置有電磁閥(38)，該電磁閥(38)與凈化氣入口(37)連接，在所述沖洗氣室一的外壁設置有光發(fā)送器(35)，所述沖洗氣室三(42)的外壁設置有與光發(fā)送器(35)對應的光接收器(41)，在所述測量氣室(40)的兩側壁上與所述光發(fā)送器(35)和光接收器(41)相對應的位置分別具有節(jié)流孔(45)。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的檢測裝置，其特征是所述發(fā)動機轉速計(12)具有安裝在煙度計(5)里的轉速卡和安裝在被測車輛的發(fā)動機供油管路的垂直段部位的壓電式轉速傳感器。
5.根據(jù)權利要求3所述的檢測裝置，其特征是所述發(fā)動機轉速計(12)具有安裝在煙度計(5)里的轉速卡和安裝在被測車輛的發(fā)動機供油管路的垂直段部位的壓電式轉速傳感器。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的檢測裝置，其特征是所述超大功率重型負載底盤測功機(8)和煙度計(5)與主控計算機(3)分別通過USB端口和RS232接口相連。
7.根據(jù)權利要求3所述的檢測裝置，其特征是所述超大功率重型負載底盤測功機(8)和煙度計(5)與主控計算機(3)分別通過USB端口和RS232接口相連。
8.根據(jù)權利要求4所述的檢測裝置，其特征是所述超大功率重型負載底盤測功機(8)和煙度計(5)與主控計算機(3)分別通過USB端口和RS232接口相連。
9.根據(jù)權利要求5所述的檢測裝置，其特征是所述超大功率重型負載底盤測功機(8)和煙度計(5)與主控計算機(3)分別通過USB端口和RS232接口相連。
專利摘要本實用新型涉及重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置，包括底盤測功機和操作臺。所述底盤測功機采用超大功率重型負載底盤測功機，該機通過氣路與空氣壓縮機連接，在操作臺中設置有主控計算機和分流式內置不透光煙度計，所述煙度計與主控計算機、發(fā)動機轉速計和取樣系統(tǒng)連接；還設有與主控計算機連接的環(huán)境氣象參數(shù)測量計，在被測車輛的正前方及前上方分別設置冷卻風機及司機助手儀。該裝置具有功能完善、性能穩(wěn)定的操作控制軟件，提供了一種性能先進穩(wěn)定，功能完善，檢測準確，效率高，重復性好，使用安全、方便，質量可靠的重型柴油車加載減速工況煙度檢測裝置。
文檔編號G01N21/59GK2715142SQ03266219
公開日2005年8月3日 申請日期2003年6月30日 優(yōu)先權日2003年6月30日
發(fā)明者馬岳峰, 齊志權, 胡劍威, 劉伯年 申請人:北京金鎧星科技有限公司