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专利名称：中型柴油车加载减速工况烟度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及柴油车尾气烟度检测装置，尤其是一种中型柴油车加载减速工况烟度检测装置。
背景技术：
目前，基于MAHA ASM P Plus型底盘测功机和MAHA MDO 2 LON烟度计的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置的技术状况为零。
国内采用直接从国外进口的其它配置的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置存在检测工况持续时间长，扫描的最大轮边功率误差大，烟度检测重复性差的问题。
实用新型内容本实用新型为了解决上述问题，提供一种性能稳定，功能完善，检测准确的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置。
本实用新型所述的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置，包括底盘测功机和操作台。所述底盘测功机采用大功率中型负载底盘测功机，该机通过气路与空气压缩机连接，在操作台中设置有主控计算机和分流式内置不透光烟度计，所述烟度计与主控计算机、发动机转速计和取样系统连接；还设有与主控计算机连接的环境气象参数测量计，在被测车辆的正前方及前上方分别设置冷却风机及司机助手仪。
所述大功率中型负载底盘测功机包括框架和通过轴承支撑在框架上的左主滚筒、右主滚筒、右副滚筒和左副滚筒，所述左主滚筒和右主滚筒通过联轴节连接，右副滚筒和左副滚筒通过带有变频调速装置的驱动电机和联轴节连接，右主、副滚筒通过皮带传动装置相连，用于施加制动功率的电涡流测功器通过机械飞轮和联轴器与右主滚筒相连，转速传感器安装在左主滚筒的外端。
所述不透光烟度计包括具有样气入口和样气出口的测量气室，位于测量气室一侧的冲洗气室一和冲洗气室二和另一侧的冲洗气室三和冲洗气室四，在样气入口与测量气室连接的管路上设置有电磁阀，该电磁阀与净化气入口连接，在冲洗气室一的外壁设置有光发送器，冲洗气室三的外壁设置有与光发送器对应的光接收器，在测量气室的两侧壁上与光发送器和光接收器相对应的位置分别具有节流孔。
所述发动机转速计具有安装在烟度计里的转速卡和安装在被测车辆的发动机供油管路的垂直段部位的压电式转速传感器。
所述大功率中型负载底盘测功机和烟度计与主控计算机分别通过RS232接口相连。
本实用新型通过优化配置该装置中的关键设备和针对这些关键设备开发了功能完善、性能稳定的操作控制软件，提供了一种性能先进稳定，功能完善，检测准确，效率高，重复性好，使用安全、方便，质量可靠的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置。该装置的计算机操作控制软件根据柴油车加载减速工况烟度检测计算机控制试验规程对底盘测功机、烟度计、发动机转速计和打印机进行操作，实时采集和处理力矩、转速、时间、烟度值、发动机转速等数据，实现轴重5.5吨以下、最大车速不超过200km/h和轮边功率小于200kW的柴油车加载减速工况烟度的检测。
以下结合附图和实施例对本实用新型所述的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置进一步说明。


图1是本实用新型所述中型柴油车加载减速工况烟度检测装置的结构示意图；图2是本实用新型所使用的底盘测功机的结构图；图3是图2的俯视图；图4是本实用新型所使用的烟度计的气路结构图；图5是本实用新型所使用的烟度检测计算机操作控制框图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型所述的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置，包括底盘测功机8和操作台4。所述底盘测功机8采用大功率中型负载底盘测功机，该机通过气路7与空气压缩机2连接，在操作台4中设置有主控计算机3和分流式内置不透光烟度计5，所述烟度计5与主控计算机3、发动机转速计12和取样系统6连接；还设有与主控计算机3连接的环境气象参数测量计14，在被测车辆的正前方及前上方分别设置冷却风机10及司机助手仪11。
在操作台4上还设置有打印机1和显示器13。
参见图2和图3，所述底盘测功机的左主滚筒16、右主滚筒20、右副滚筒25和左副滚筒27通过轴承支撑在框架30上，左主滚筒16和右主滚筒20通过联轴节18连接，右副滚筒25和左副滚筒27通过带有变频调速装置33的驱动电机17和联轴节26连接，右主、副滚筒20、25通过皮带传动装置24相连，用于施加制动功率的电涡流测功器22通过机械飞轮23和联轴器21与右主滚筒20相连，转速传感器28安装在左主滚筒16的外端，框架30两侧各开有5个孔15，用于安装限位轮29。被试车辆在滚筒上运行时，需克服通过电涡流测功器22施加的制动功率，由转速传感器28测量滚筒的速度。
所述大功率中型负载底盘测功机用于对被试车辆进行加载控制和速度检测，有静态标定装置，使用德国产品MAHA ASM P Plus型底盘测功机，最大吸收功率为200kW，最高测试车速为200km/h，机械转动惯量为907kg，地下型安装，测试轴重为5.5吨，双向转动测试，驱动电机带有变频调速装置，功率为2.5kW，滚筒直径为217mm。惯量模拟可在(0～22.5)km/h的测试车速范围和最少18.6kW的负荷下，具有模拟(907～2722)kg之间的质量，产生(0～1.47)m/s2加速度的能力。控制单元发出指令后，扭矩响应在200ms内达到目标值的90％，300ms内达到目标值的98％以上，最大扭矩冲击量不超出目标值的25％。负荷准确度为±0.2kW，速度准确度为±0.1km/h，加载功率为11kW时滑行时间误差不大于±2％，其它加载功率时滑行时间误差不大于±4％，变加载滑行时间、静态标定和加载响应时间准确度均满足美国BAR 97认证技术要求和北京环保型式认证技术要求。通过了美国BAR 97认证和北京环保型式认证。程序化操作，RS232协议通讯。操作控制软件中开发了与底盘测功机相关的预热、静态标定、寄生功率测试、恒加载滑行测试、变载荷滑行测试、响应时间测试、恒扭调节、恒速调节、过载荷保护、过转速保护、过热保护和过电压保护功能模块，从而保证了底盘测功机功率加载和车速测试的准确性和稳定性。
参见图4，所述不透光烟度计5包括具有样气入口36和样气出口44的测量气室40，位于测量气室一侧的冲洗气室-34和冲洗气室二46和另一侧的冲洗气室三42和冲洗气室四43，在样气入口36与测量气室40连接的管路上设置有电磁阀38，该电磁阀38与净化气入口37连接。
所述冲洗气室一34的外壁设置有光发送器35，冲洗气室三42的外壁设置有与光发送器35对应的光接收器41，在测量气室40的两侧壁上与光发送器35和光接收器41相对应的位置分别具有节流孔45。
所述分流式内置不透光测量装置采用德国MAHA MDO 2 LON不透光烟度计，基于光吸收原理检测尾气烟度值(不透光率或绝对吸光度)。光源为白炽灯，波长为567nm。测量室内表面用无光泽的黑色装饰，以减小内部反射或漫射作用产生的漫反射光对光束的影响。接收器的光谱响应曲线类似于人眼的光适应曲线，最大响应波长为850nm。具有两种计量单位，一种为绝对光吸收单位，从0到4m-1，另一种为线性分度单位，从0到100。两种计量单位的量程，均以光全通过时为0，全遮挡时为满量程。光吸收系数为1.7m-1时，其读数精度为0.02m-1。测量电路的响应时间为1s。其它性能如抗电磁干扰，抗振动冲击，光学特性等都满足GB3847-1999的技术要求，通过了北京环保型式认证。LON TALKS协议通讯。操作控制软件中开发了与烟度计相关的预热、校准、标定等功能模块，从而保证了烟度计对尾气烟度分析的准确性和稳定性。
所述发动机转速计12具有安装在烟度计里的转速卡和安装在被测车辆的发动机供油管路的垂直段部位的压电式转速传感器。该转速计使用德国MAHA转速计，用于测取发动机转速。发动机转速信号和烟度信号一起发送给主控计算机，保证了发动机转速信号和烟度信号采集的同步性。响应时间小于0.5秒，准确度为±3％。LON TALKS协议通讯。
安装时，被试车辆9的驱动轮置于底盘测功机8上，将发动机转速计12的传感器安装在被试车辆9的发动机供油管路上并与不透光烟度计5连接，取样系统6的探头插入被试车辆9的排气管中，环境气象参数测量计14安装在操作台4附近，MAHA MDO 2 LON不透光烟度计5接收来自发动机转速传感器12的转速信号和来自取样系统6的污染物样气。来自空气压缩机2的压缩空气经气路7由操作控制软件控制底盘测功机8的举升器19的升降。
尾气烟度值测量时，电磁阀38关闭净化气入口37，打开样气入口36，尾气样气自样气入口36进入测量气室40，此时光发送器35发出的光束39经节流孔45后，由光接收器41接收，并经光电转换后得到尾气的不透光率或绝对吸光度，从而完成烟度值的测量。节流孔45的作用是使得测量气室40样气压力保持均匀。不透光烟度计清洗时，电磁阀38打开净化气入口37，关闭样气入口36，环境空气自净化气入口37进入测量气室40，至样气出口44流出，完成测量室清洗过程。不透光烟度计标定时，在冲洗气室二46或冲洗气室四43中插入标准烟度卡，此时光发送器35发出的光束经节流孔46后，由光接收器41接收，并经光电转换后得到标准烟度卡的不透光率或绝对吸光度测量值，与标准烟度卡值对比即完成烟度计的标定。
参见图5，操作控制程序指令MAHA ASM P Plus型底盘测功机的举升器升起，被试车辆驶上底盘测功机，落下举升器。在车辆信息录入界面录入被试车辆信息，根据被试车辆信息，确定烟度测试过程监控所需最小轮边功率限值和发动机标定转速范围限值，确定功率修正系数。被试车辆按提示选择在宽开节气门状态下车速最能接近70km/h的档位。底盘测功机按与车速成线性关系的小负荷加载，并将油门保持在全开状态，待车速稳定后，计算发动机最大功率所对应的计算车速VelMaxHp，此后开始加载减速烟度测试过程中的最大轮边功率扫描过程。在最大轮边功率扫描过程中，操作控制程序实时采集和记录车速、加载功率、发动机转速、尾气样气的烟度值。对各设备通讯状况，加载，发动机标定转速范围，工况测试时间，轮胎与转鼓之间滑移状态，被试车辆工作状态，被试车辆运行状况进行实时监控。若任一监控项目不满足要求，系统将停止功率扫描过程，提示操作员采取相应的措施，待故障排除后，重新开始功率扫描过程。最大轮边功率扫描过程完成后，扫描所得的最大轮边功率与最小所需功率相比较，若小于所需最小轮边功率，则不满足加载减速工况测试标准要求，提示操作员重新进行功率扫描过程试验或者放弃试验。若扫描所得的最大轮边功率大于或等于所需最小轮边功率，则控制程序自动进入烟度检测过程，控制系统自动顺序控制车辆车速到100％发动机最大功率对应车速、90％发动机最大功率对应车速和80％发动机最大功率对应车速，进行烟度测试。在此过程中，操作控制程序实时采集、记录、计算和监控的项目与发动机最大功率扫描过程一样。在烟度测试过程完成后，控制程序根据在烟度测试过程中所采集的经修正后的最大轮边功率值、发动机最大功率相应转速值以及烟度值对试验结果进行判定。检测结束后，打印检测报告，升起举升器，被试车辆退出底盘测功机，或进行下一辆车排放检测，或关闭检测系统。
本实用新型所述的烟度计的操作控制软件特征是基于全简体中文界面和微软视窗平台，具有直接进入检验规程，环保局认证标志，设备认证编号，底盘测功机加载，数据采集，通信设置，工作指令，设备响应，设备、被试车辆和检测过程状态显示，误操作提示，车辆信息查询、录入和记载，时钟设定，安全操作，锁止和解锁，三级密码设置，检测过程监控，发动机转速验证，设备预热、自检和标定，底盘测功机滑行测试，车牌号灵活输入，检测顺序号自动生成，最大功率扫描，三点烟度测试，连续检测，测试数据计算和修正，日常运行日志，数据库，统计报表，可更改参数表，数据域摘要，排放限值查询，排放结果判定，屏幕打印，检测报告打印，帮助文件，A盘备份，培训模式和柔性升级等功能。符合DB11/121-2003《柴油车加载减速烟度检测标准》和北京市环保局的《柴油车加载减速工况烟度检测计算机控制试验规程》的要求。操作控制软件对烟度检测过程实时监控项目包括各设备通讯状况，所需最小轮边功率状况，发动机标定转速状况，工况测试时间，轮胎与转鼓之间滑移状态，被试车辆工作状态，被试车辆运行状况等，保证了排放检测质量。操作控制软件功能齐全完善，性能稳定，质量可靠，自动测试，运行平稳，界面友好，操作方便，易学易用，使用的符号和单位符合ISO标准。本实用新型通过优化配置该装置中的关键设备和针对这些关键设备开发了功能完善、性能稳定的操作控制软件，提供了一种性能先进稳定，功能完善，检测准确，效率高，重复性好，使用安全、方便，质量可靠的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置。
MAHA ASM P Plus型底盘测功机的通讯电缆接到主控计算机的串口上，主控计算机实时采集力矩、转速和时间数据以及对底盘测功机加载。MAHA发动机转速卡安装在MAHA MDO 2 LON不透光烟度计里，转速传感器安装在发动机供油管路上。取样系统的一端插入汽车的排气管中，另一端与MAHA MDO 2 LON不透光烟度计连接，汽车的尾气样气进入MAHA MDO 2 LON不透光烟度计，由分流式内置不透光测量装置进行烟度测量；MAHA MDO 2 LON不透光烟度计的通讯电缆与主控计算机的串口相连，主控计算机实时接收烟度数据和发动机转速数据。空气压缩机通过气路与底盘测功机的举升气囊相连，为底盘测功机举升器的升降动作提供动力。操作控制软件根据柴油车加载减速烟度检测规程对底盘测功机、烟度计、发动机转速计和打印机进行操作，实现柴油车加载减速工况烟度的检测。
权利要求1.中型柴油车加载减速工况烟度检测装置，包括底盘测功机(8)和操作台(4)，其特征是所述底盘测功机(8)采用大功率中型负载底盘测功机，该机通过气路(7)与空气压缩机(2)连接，在操作台(4)中设置有主控计算机(3)和分流式内置不透光烟度计(5)，所述烟度计(5)与主控计算机(3)、发动机转速计(12)和取样系统(6)连接；还设有与主控计算机(3)连接的环境气象参数测量计(14)，在被测车辆的正前方及前上方分别设置冷却风机(10)及司机助手仪(11)。
2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征是所述大功率中型负载底盘测功机包括框架(30)和通过轴承支撑在框架(30)上的左主滚筒(16)、右主滚筒(20)、右副滚筒(25)和左副滚筒(27)，所述左主滚筒(16)和右主滚筒(20)通过联轴节(18)连接，右副滚筒(25)和左副滚筒(27)通过带有变频调速装置(33)的驱动电机(17)和联轴节(26)连接，右主、副滚筒(20)、(25)通过皮带传动装置(24)相连，用于施加制动功率的电涡流测功器(22)通过机械飞轮(23)和联轴器(21)与右主滚筒(20)相连，转速传感器(28)安装在左主滚筒(16)的外端。
3.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征是所述不透光烟度计(5)包括具有样气入口(36)和样气出口(44)的测量气室(40)，位于测量气室一侧的冲洗气室一(34)和冲洗气室二(46)和另一侧的冲洗气室三(42)和冲洗气室四(43)，在样气入口(36)与测量气室(40)连接的管路上设置有电磁阀(38)，该电磁阀(38)与净化气入口(37)连接，在冲洗气室一(34)的外壁设置有光发送器(35)，冲洗气室三(42)的外壁设置有与光发送器(35)对应的光接收器(41)，在测量气室(40)的两侧壁上与光发送器(35)和光接收器(41)相对应的位置分别具有节流孔(45)。
4.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征是所述发动机转速计(12)具有安装在烟度计里的转速卡和安装在被测车辆的发动机供油管路的垂直段部位的压电式转速传感器。
5.根据权利要求3所述的检测装置，其特征是所述发动机转速计(12)具有安装在烟度计里的转速卡和安装在被测车辆的发动机供油管路的垂直段部位的压电式转速传感器。
6.根据权利要求1或2所述的检测装置，其特征是所述大功率中型负载底盘测功机(8)和烟度计(5)与主控计算机(3)分别通过RS232接口相连。
7.根据权利要求3所述的检测装置，其特征是所述大功率中型负载底盘测功机(8)和烟度计(5)与主控计算机(3)分别通过RS232接口相连。
8.根据权利要求4所述的检测装置，其特征是所述大功率中型负载底盘测功机(8)和烟度计(5)与主控计算机(3)分别通过RS232接口相连。
9.根据权利要求5所述的检测装置，其特征是所述大功率中型负载底盘测功机(8)和烟度计(5)与主控计算机(3)分别通过RS232接口相连。
专利摘要本实用新型涉及中型柴油车加载减速工况烟度检测装置，包括底盘测功机和操作台。所述底盘测功机采用大功率中型负载底盘测功机，该机通过气路与空气压缩机连接，在操作台中设置有主控计算机和分流式内置不透光烟度计，所述烟度计与主控计算机、发动机转速计和取样系统连接；还设有与主控计算机连接的环境气象参数测量计，在被测车辆的正前方及前上方分别设置冷却风机及司机助手仪。该装置具有功能完善、性能稳定的操作控制软件，提供了一种性能先进稳定，功能完善，检测准确，效率高，重复性好，使用安全、方便，质量可靠的中型柴油车加载减速工况烟度检测装置。
文档编号G01N21/59GK2715140SQ0326621
公开日2005年8月3日 申请日期2003年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者马岳峰, 刘伯年, 齐志权, 胡剑威 申请人:北京金铠星科技有限公司