二手车发动机、变速箱、传动系达标检测方法探讨

冯忠贵，吴明

(1.东莞市永发机动车检测有限公司，广东 东莞 523717；2.中山市道路运输车辆综合性能小榄检测站，广东 中山 528415)

中国二手车市场发展迅速，成为汽车消费新的增长点。当前二手车交易中存在车况信息不透明、质量难以保障等问题，主要原因是二手车检测与现有汽车检测技术的发展严重脱节，没有定量检测二手车重要部件的核心性能。下面探讨二手车发动机、变速箱、传动系的达标检测方法。

1 各重要部件的达标检测

1.1 发动机额定扭矩部分负荷的达标检测

二手车大多是乘用车，发动机额定转速较高，实际使用中负荷和转速并不高，由于二手车的发动机和变速箱等技术状况参差不齐，如果在发动机全负荷工况检测，可能会损坏发动机和车辆。按GB 7258—2017《机动车运行安全技术条件》，汽车发动机功率不得小于标牌(或产品使用说明书)标明额定功率的75%，以此作为发动机达标评价的限值。为避免乘用车很高的发动机额定转速，提高检测的安全性，在底盘测功机上，在75%发动机额定扭矩部分负荷的恒力加载下，以发动机额定扭矩转速对应车速vm作为限值，检测稳定车速vw≥vm时发动机技术状况达标，最大油门位置vw

随着自动变速箱二手乘用车的增多，在发动机额定扭矩达标检测过程中，可以检测自动变速箱的换挡稳定时间，在检测完发动机和自动变速箱后，以空挡滑行测量车辆传动系阻力Fh，准确评价自动变速箱和传动系的技术状况。

1.2 发动机的达标检测

1.2.1 手动变速箱乘用车

根据GB 18565—2016《道路运输车辆综合性能要求和检验方法》第6.5.5条，对于汽油乘用车，可从OBD读取发动机转速，无需在发动机额定扭矩转速下测量车速，在挂上变速箱三挡后，为提高检测安全性、准确性和规范性，在较低速40 km/h左右稳定后计算机自动取样同一时刻的发动机转速和车轮车速，代替发动机额定扭矩转速nm和车速vm来计算。其优点是可减小观察发动机转速表的误差，更重要的是可防止操作上弄虚作假。计算机按登录的发动机额定扭矩转速nm来计算，如果驾驶稳定转速ns大于nm则取样对应车速vs，vs>vm，计算机所计算的nm/vs

手动变速箱乘用车的传动系效率为0.9～0.92，取传动系效率为0.9，车辆传动系允许阻力Ft=(1-0.9)(Fm-Ff)=0.1(Fm-Ff)，比0.18(Fm-Ff)更符合实际情况。

1.2.2 自动变速箱乘用车

自动变速箱乘用车会随着负荷的变化而自动变速，如果采用GB 18565—2016中的方法，在功率吸收装置未加载的工况下计算nm/vm，在恒力加载时，变速箱已自动降低了挡位，在相同的vm车速点，车轮驱动力增大而发动机转速增大，造成很大的检测误差。

测量检测环境的温度、气压、湿度，计算功率校正系数Φ，输入驱动轮半径R，从OBD读取发动机瞬时转速ni，输入发动机额定扭矩为Mm，额定扭矩转速为nm，测取汽车的驱动轴空载质量GR，确定初始规定车速v0=50 km/h，计算50 km/h车速点的车轮与滚筒的滚动阻力Fc=fcGRg和滚动阻力矩Mc=FcR(fc为滚动阻力系数，子午线轮胎的fc=0.009；g为重力加速度)。通过试验或统计确定以下参数：轻型底盘测功机台架内阻Ftc=110 N，台架阻力矩Mtc=FtcR，发动机附件消耗扭矩Mf=fmMm(fm为发动机附件消耗扭矩系数，fm=0.06)；自动变速箱的传动系效率略低一点，传动系阻力系数Ψ=0.12，传动系阻力矩Mai=Ψ(Msi-Mf)=0.12(Msi-Mf)。

驱动车轮驶入底盘测功机，自动变速箱挂D挡，计算机记录同一时刻的发动机转速ni、驱动轮车速vi和驱动轮加载扭矩Mi，计算同一时刻车速与发动机转速之比Ki=vi/ni，把车辆各种阻力矩都换算在发动机曲轴上，计算同一时刻发动机输出扭矩Msi=Mf+Ψ(Msi-Mf)+Ki(Mi+Mc+Mtc)/(0.377R)，得Msi=Mf+[Ki(Mi+Mc+Mtc)/(0.377R)]/(1-Ψ)。标准环境状态下发动机输出扭矩Mbi=ΦMsi。设Mbi=δMm，得功率吸收装置对应驱动轮加载扭矩Mb=[δMm(1-Ψ)/Φ-Mf+ΨMf]×0.377R/Ki-Mc-Mtc。

功率吸收装置逐步加载，调整油门踏板，稳定车速在50 km/h或从50 km/h急加速至65 km/h，当计算机判断自动变速箱自动降挡Ki明显下降时，按降挡后的Ki计算，可得Mbi=δMm对应的Mb，功率吸收装置以恒扭矩控制或恒力控制对驱动轮加载Mb。按额定扭矩转速nm和降挡后的Ki计算对应车速vm=Kinm，显示屏提示车速vm，当恒扭矩控制加载Mb或恒力控制加载稳定后，调整并稳定油门，检测稳定车速vw≥vm。vw≥vm时，检测发动机的技术状况达标；若vw

1.3 自动变速箱的达标检测

通过Ki的变化可判断变速箱的技术状况，若在恒力和车速稳定工况下Ki波动较大，则自动变速箱的技术状况不正常。当变速箱在各稳定挡位下Ki波动不超过±6%时可判定达标，Ki波动超过±6%时可判定不达标。在降挡过程中，Ki变化过渡到稳态的时间不大于1.5 s，可判定变速箱达标，超1.5 s则判定变速箱不达标。对于无极变速自动变速箱，在逐步加载变速的过程中，Ki应表现出有规律的减小变化，否则技术状况不正常。

1.4 传动系的达标检测

发动机动力性达标检测结束、功率吸收装置卸载后，显示屏提示松油门挂空挡。挂空挡滑行，测量50 km/h车速点的减速度，以底盘测功机基本惯量与乘用车空挡转动件当量惯量之和计算车辆台架系统的滑行阻力f1，减去底盘测功机台架内阻Ftc=110 N，得到空挡滑行车辆传动系阻力Fh=f1-110 N。

按试验统计，技术状况良好的乘用车子午线轮胎的台试综合阻力系数为0.012，该系数包含车轮滚筒摩擦系数和车辆传动系摩擦系数。如允许车辆传动系阻力增大50%，按驱动轴空载质量GR计算车辆传动系阻力限值为1.5×0.012GR×9.81≈0.18GR。当检测传动系阻力Fh小于等于限值时达标，大于限值时则不达标。为减小温度影响，提高检测准确性，可把检测传动系阻力Fh换算成基准温度的阻力后，再与限值比较。

1.5 全时四驱乘用车的达标检测

进行全时四驱乘用车达标检测时，可把前后轴车轮都放在底盘测功机组合台架上进行检测，如没有组合台架，则可以发动机惯量作为负荷来动态快速检测。

动态快速检测首先要通过试验统计不同排量发动机的转动惯量，并得到转动惯量与排量的函数关系，登录所检发动机排量即可得到转动惯量Ie。从OBD读取瞬时发动机转速ni，换算成角速度后计算发动机的瞬时角加速度ε，急踩油门到底稳定1 s后松油门，计算各时刻发动机输出扭矩。

由于发动机结构有增压和非增压的不同扭矩特性，无外载负荷时有限速和非限速的不同，油门踩板加速时有附加供油和非附加供油的不同，检测计算机程序较复杂，先根据发动机型号有T则为增压，然后根据检测记录数据判断是否限速或是否加速附加供油，根据不同情况采用不同程序计算发动机最大检测扭矩。

全时四驱乘用车传动系的达标检测可采用人工法。已知乘用车的整车质量M，通过人工手推力传感器使乘用车滚动，检测第一过程，乘用车空挡，用人工作用力水平推动或拉动力传感器，使乘用车沿纵向对称中心线向前直线滚动，记录同一时刻乘用车瞬时车速vi和力传感器的作用力Fi，计算各时间区间Δt的乘用车空挡传动系阻力并取均值fp1；检测第二过程，使乘用车在原滚动地面上反向，重复第一过程检测，取检测第一过程均值fp1和第二过程均值fp2的平均值作为空挡传动系阻力检测值f。通过试验统计，按技术状况良好乘用车路面空挡滚动阻力系数为0.007来计算，如允许车辆传动系阻力增大50%，按整车质量Gz计算，车辆传动系阻力限值为1.5×0.007Gz×9.81≈0.103Gz，同理判断是否达标。

2 达标检测举例

以自动变速箱乘用车检测为例，汽油发动机额定扭矩Mm=185 N·m，额定扭矩转速nm=4 000 r/min，子午线轮胎驱动轮计算半径R=0.315 m，驱动空载轴重GR=866 kg，轻型底盘测功机基本惯量为896 kg，乘用车空挡传动系转动件当量惯量为50 kg；以安全运行条件确定系数δ=0.75，测量检测环境的温度、气压、湿度，计算功率校正系数Φ=0.962；设定初始规定车速v0=50 km/h，传动系阻力系数Ψ=0.12；设Ki波动限值为不超过±6%，在降挡过程中Ki变化过渡到稳态的时间限值为不大于2 s，从OBD读取发动机的瞬时转速ni。

通过试验统计确定如下参数：滚动阻力矩Mc=fcGRgR=0.009×866×9.81×0.315=24.08N·m；台架阻力矩Mtc=FtcR=110×0.315=34.65 N·m；发动机附件消耗扭矩Mf=fmMm=0.06×185=11.1 N·m。

汽车挂上变速箱规定D挡位，功率吸收装置逐步加载，调整油门踏板位置使车速稳定在初始规定车速50 km/h，快速踩下油门踏板加速至65 km/h，变速箱自动降挡，加速前Ki=vi/ni=0.024 693，加速后Ki=0.013 768。把车辆各种阻力矩都换算在发动机曲轴上，以加速后降挡Ki=0.013 768计算对应驱动轮加载扭矩Mb=[δMm(1-Ψ)/Φ-Mf+ΨMf]×0.377R/Ki-Mc-Mtc=[0.75×185×(1-0.12)/0.962-11.1+0.12×11.1]×0.377×0.315/0.013 768-24.08-34.65≈951.8 N·m。

功率吸收装置恒扭矩控制对驱动轮以951.8N·m加载稳定或以恒力=Mb/R=951.8/0.315=3 022 N控制加载稳定后，计算额定扭矩转速对应车速vd=4 000×0.013 768≈55.1 km/h。在不小于55.1 km/h调整并稳定油门测量稳定车速vw=56.8 km/h，发动机动力性的技术状况达标。自动变速箱在各稳定挡位时的Ki波动为±3.7%<±6%，在降挡时Ki变化过渡到稳定的时间为0.896 s<1.5 s，变速箱传递动力的技术状况达标。

检测稳定车速vw=56.8 km/h后，功率装置卸载，显示器提示松油门挂空挡。车辆空挡滑行，测量50 km/h车速时车辆台架系统平均减速度为0.245 6 m/s2，系统滑行阻力F1=0.245 6×(896+50)=232.3 N，传动系阻力Fh=232.3-110=122.3 N，小于该车传动系阻力限值=0.18GR=0.18×866=155.9 N，传动系阻力技术状况达标。

3 结语

通过几十年的检测技术引进、消化、创新，国内已形成了建全的检测技术开发、设备制造、检测站、人员操作等完整的产业链。采用达标法检测二手车的重要部件核心性能，可同步定量测量发动机、自动变速箱、传动系的技术状况，具有安全、快捷、准确、无过加载不伤车等优点，可利用现有安检站作为第三方检测来实现，从而解决当前二手车车况信息不透明、质量难以保障的问题。