我們知道，汽車是靠旋轉(zhuǎn)的車輪與地面摩擦，產(chǎn)生了推動車輛前進的摩擦力，驅(qū)動汽車在道路上奔馳。那么，如果想在室內(nèi)模擬汽車的在路面上的行駛狀態(tài)呢，那就需要用到底盤測功機，通常我們也叫做轉(zhuǎn)鼓。本期汽車風(fēng)洞試驗技術(shù)系列之底盤測功機，我們將為您介紹汽車環(huán)境風(fēng)洞底盤測功機的相關(guān)技術(shù)。
轉(zhuǎn)鼓作為汽車在實驗室中模擬實際道路行駛所的測試設(shè)備，廣泛用于汽車環(huán)境倉、汽車耐久試驗室、汽車NVH試驗室等。風(fēng)洞中的轉(zhuǎn)鼓可以說是其所有相關(guān)應(yīng)用中的較復(fù)雜、功能全面的一套系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)鼓運行原理
轉(zhuǎn)鼓主要是通過模擬電慣量來模擬車輛的道路行駛阻力，首先我們假設(shè)車輛的重量全部集中在四個車輪上，于是車輪的旋轉(zhuǎn)慣量就代表了整車的運動慣量，通過轉(zhuǎn)鼓電機驅(qū)動的滾筒具有一個基礎(chǔ)慣量，該基礎(chǔ)慣量可以通過驅(qū)動電機附加一個電模擬慣量，如果車輪的旋轉(zhuǎn)慣量與滾筒基礎(chǔ)慣量不一致的話，驅(qū)動電機可以施加一個正的或者負的電慣量，以保證滾筒的模擬慣量與車輪慣量相等，由于滾筒表面涂有與路面摩擦系數(shù)相同的特殊涂層，這樣車輛就具有與真實路面上相同的道路行駛阻力，于是轉(zhuǎn)鼓準確地模擬了車輛的運動。


車輛車輪滾動受力示意圖
轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)組成
轉(zhuǎn)鼓通常是安裝在地面上，在實驗室地面上看到的轉(zhuǎn)鼓表面只是他的冰山一角，埋在地下的轉(zhuǎn)鼓地坑中隱藏著兩個或者四個巨大的滾筒，通常直徑達48英寸到78英寸之間。轉(zhuǎn)鼓一般由滾筒，驅(qū)動電機，表面蓋板，移動蓋板，移動導(dǎo)軌，車輛對中裝置，控制系統(tǒng)等組成。如圖所示。

車輛在轉(zhuǎn)鼓上是通過某種固定裝置來固定的，該裝置具有多種形式，比如鏈條式，撐桿式，擋板式等，根據(jù)不同的試驗對象選擇合適的固定裝置。

擋板式

鏈條式

撐桿式
轉(zhuǎn)鼓的分類
根據(jù)滾筒尺寸大小，轉(zhuǎn)鼓可分為：48’，72’，76’等型號，較小型號的轉(zhuǎn)鼓具有更好的動態(tài)性，但較大型號的轉(zhuǎn)鼓由于表面相對更平順，具有更真實的路面模擬能力。

根據(jù)不同的用途，轉(zhuǎn)鼓具有多種形式，按轉(zhuǎn)鼓數(shù)量通常分為，單軸轉(zhuǎn)鼓和雙軸轉(zhuǎn)鼓等，單軸轉(zhuǎn)鼓只能用于前驅(qū)或者后驅(qū)車輛試驗，雙軸轉(zhuǎn)鼓可用于所有驅(qū)動形式的車輛試驗；按電機布置形式可分為，中置電機和獨立電機，中置電機采用一個電機帶動兩個轉(zhuǎn)鼓，獨立電機就是每個轉(zhuǎn)鼓具有一個獨立的驅(qū)動電機。風(fēng)洞中一般采用的是雙軸雙電機或者雙軸四電機。根據(jù)試驗需要，轉(zhuǎn)鼓的前后軸可選擇采用可移動式，通常為前軸固定后軸移動或者前后軸均可移動，以適應(yīng)車輛不同的前懸長度和軸距。

轉(zhuǎn)鼓的作用
轉(zhuǎn)鼓在風(fēng)洞中的主要作用是模擬汽車在真實道路上的行駛狀態(tài)，特別是模擬傳動系統(tǒng)真實的工作狀態(tài)，方便汽車工程師對車輛的散熱系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)等領(lǐng)域進行研究。相比道路試驗，在風(fēng)洞中進行此類試驗具有更高的可重復(fù)性，數(shù)據(jù)獲取便利，效率高效等眾多優(yōu)勢。配備轉(zhuǎn)鼓的汽車風(fēng)洞將道路搬進了試驗室，實現(xiàn)了高效可控地進行汽車研發(fā)測試。

轉(zhuǎn)鼓在風(fēng)洞試驗中可模擬的工況
風(fēng)洞中，轉(zhuǎn)鼓不僅可用于常規(guī)的道路工況模擬，排放測試，加減速試驗，爬坡試驗等，還可適應(yīng)于風(fēng)洞中的降雨試驗，降雪試驗，高低溫沖擊等氣候試驗。因此，風(fēng)洞中的轉(zhuǎn)鼓需要進行防水處理，裝配排水系統(tǒng)，采用特別處理的材料。轉(zhuǎn)鼓幾乎能模擬所有車型，小到鈴木奧拓，大到東風(fēng)天龍。

1工況模擬
通常我們會在不同地區(qū)駕駛汽車，汽車的行駛情況也不盡相同，如城市內(nèi)一般是擁堵緩行，城郊地區(qū)一般是低速行駛，高速公路上是高速行駛。因此，轉(zhuǎn)鼓需要模擬車輛的不同行駛情況，根據(jù)車輛的行駛情況作出連續(xù)反應(yīng)。工況模擬需要轉(zhuǎn)鼓具備很高的動態(tài)響應(yīng)性能，滾筒與車輪的相對速度差需要控制在很小的范圍內(nèi)。

2排放測試
進行尾氣排放測試需要轉(zhuǎn)鼓結(jié)合尾氣處理設(shè)備，測試車輛在不同工況下的排放情況。在風(fēng)洞中進行排放測試相比于環(huán)境倉中試驗結(jié)果會更可靠，原因在于風(fēng)洞中的氣流模擬更加接近于真實路面情況，氣流會間接影響車輛的排放情況。

3加減速測試
如果在路面上要進行車輛百公里加速或者剎車距離測試，需要到專門的試車場地進行，而且天氣狀況也會影響測試結(jié)果。然而在風(fēng)洞中，可以不受外界條件的約束，準確的測試車輛加減速性能或者制動性能。試驗中，轉(zhuǎn)鼓會模擬車輛在道路上相同的阻力，并自動記錄車輛的加速時間或者制動距離以及加速度值等相關(guān)參數(shù)，數(shù)分鐘就可以完成整個測試。

4爬坡試驗
轉(zhuǎn)鼓不僅可以模擬水平道路上車輛行駛情況，而且還可以模擬車輛在具有坡度的路面上行駛。不同坡度大小可以在計算機中自由設(shè)置，轉(zhuǎn)鼓會根據(jù)設(shè)置的坡度數(shù)值模擬相應(yīng)的坡度阻力，進而在水平的鼓面上就可以模擬坡道工況了。

5降雨降雪試驗對轉(zhuǎn)鼓的要求
降雨降雪模擬是風(fēng)洞中的應(yīng)用，由于試驗中雨水會直接流向轉(zhuǎn)鼓表面，需要對轉(zhuǎn)鼓表面進行防水處理，并在轉(zhuǎn)鼓表面下方安裝排水系統(tǒng)，收集雨水并引導(dǎo)其通過排水管道排出實驗室。

作為汽車環(huán)境風(fēng)洞的核心設(shè)備，環(huán)一電磁制造的底盤測功機具備了將道路帶進試驗室的本領(lǐng)，并且從測試的精度到試驗的效率，全面了汽車測試研發(fā)的新高度，汽車廠商不再需要奔波于室外各地，節(jié)約了大量的人力物力成本，同時提高了新車型的開發(fā)效率，以便適應(yīng)汽車市場日趨的競爭。