牽引式測功系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳明明++晁智強(qiáng)

摘 要：以裝甲裝備牽引式測功系統(tǒng)為研究對象，針對原有測功方法無法準(zhǔn)確有效地測量履帶式裝甲裝備的底盤輸出功率的問題，提出了集底盤加載測量和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理控制等功能于一體的總體方案，并對底盤加載測量系統(tǒng)和測控系統(tǒng)等子系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，最后進(jìn)行了牽引式測功系統(tǒng)在測試裝甲裝備底盤輸出功率方面的有效性和準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：裝甲裝備；測功系統(tǒng)；底盤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.093

1 引言

裝甲裝備作為集機(jī)動、防護(hù)和火力于一身的優(yōu)異作戰(zhàn)平臺，一直是陸軍作戰(zhàn)體系中的支撐力量。而作為衡量裝備技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)之一的動力性能，由于裝甲裝備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，特別是履帶式裝甲裝備，難以采用汽車領(lǐng)域常用的滾筒式的檢測方法來測試裝備的底盤輸出功率，現(xiàn)今只能采用定性的道路測試評估和原地?zé)o負(fù)荷測試的方法來進(jìn)行裝備的功率測試。但這些測試方法極其容易受到包括場地、主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)等因素的影響，無法有效保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確度，嚴(yán)重制約著裝備性能狀態(tài)評估和制定維修保障計(jì)劃等工作的有效開展[1-3]。因此，有必要對履帶式裝甲裝備的測功技術(shù)進(jìn)行研究，研制能夠?qū)崿F(xiàn)對裝備底盤輸出功率快速準(zhǔn)確的不解體測試技術(shù)，以便開展對裝備動力性能的有效評估，準(zhǔn)確掌握裝備的性能狀態(tài)。

2 測功系統(tǒng)設(shè)計(jì)

牽引式測功系統(tǒng)是將阻力加裝裝置安裝在專用底盤上，并通過加載不同阻力值來實(shí)現(xiàn)對被試裝備不同行駛負(fù)荷的功率測試。當(dāng)進(jìn)行底盤功率測試時，將牽引式測功系統(tǒng)剛性連接在被試裝備后面，通過施加預(yù)期行駛狀態(tài)下的阻力來模擬對應(yīng)的行駛負(fù)荷，以達(dá)到在平坦路面測試裝備在特定行駛狀態(tài)下的底盤功率狀態(tài)的目標(biāo)。牽引式測功系統(tǒng)與被試裝備組成的底盤功率測試系統(tǒng)如圖1所示。

牽引式測功系統(tǒng)主要用于測量裝甲裝備的實(shí)際底盤輸出功率，而其測量是通過在被試裝備后面牽引測功系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，因此測功系統(tǒng)需要專業(yè)的底盤來承載包括加載裝置、測量裝置和測控系統(tǒng)等在內(nèi)的諸多設(shè)備[4]。為實(shí)現(xiàn)對不同工況和不同裝備的實(shí)時有效地測試，需要加載不同的阻力來模擬不同的行駛負(fù)荷，因此需要相應(yīng)的測控系統(tǒng)來精準(zhǔn)地控制加載阻力。測試時，測功系統(tǒng)被牽引在裝甲裝備后面，操作人員則在合適地點(diǎn)對系統(tǒng)進(jìn)行控制，因此需要對應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對試驗(yàn)系統(tǒng)的有效管控。故根據(jù)測試系統(tǒng)的以上要求，將牽引式測功系統(tǒng)設(shè)計(jì)為包括底盤加載模塊、測控模塊、通訊模塊、遠(yuǎn)程監(jiān)管模塊和操作引導(dǎo)模塊在內(nèi)的諸多子系統(tǒng)的綜合集成測量控制系統(tǒng)，其頂層設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖2-3所示。底盤加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖和測控系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖分別如圖2和圖3所示。

3 實(shí)驗(yàn)分析

試驗(yàn)測試研究是為檢驗(yàn)所研制的測功系統(tǒng)的可行性和有效性，并開展了以某型步兵戰(zhàn)車為被試裝備的測試試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了該測功系統(tǒng)對履帶式裝甲裝備底盤輸出功率的有效測量[5-6]。在完成臺架及叉車牽引控制誤差實(shí)驗(yàn)之后，利用測功機(jī)對某型號裝甲車裝備進(jìn)行功率測試，設(shè)定裝備額定扭矩工況為直接檔工況（IV檔），速度控制目標(biāo)為25km/h。待測功機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，對實(shí)測底盤輸出功率與理論值的比值進(jìn)行記錄，對車輛的動力性狀況進(jìn)行分析。裝甲裝備牽引實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和場地環(huán)境如圖4所示。

按照上述測試步驟，進(jìn)行了三次試驗(yàn)，當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，各參數(shù)測試數(shù)據(jù)的均值如表1所示。

裝備額定扭矩工況下實(shí)測底盤輸出功率與理論值的比值為85.2%。

（1）

（2）

式中：為實(shí)際底盤的輸出功率；為理論底盤的輸出功率；為測裝備行駛的阻力功率；為掛車行駛的阻力功率。

4 結(jié)論

分析了原有測功方法存在的問題，并針對履帶式裝甲裝備的特點(diǎn)提出了測量底盤輸出功率的測量設(shè)備和方法的要求，并對牽引式測功系統(tǒng)的總體技術(shù)和測控系統(tǒng)的發(fā)展概況進(jìn)行了分析研究。并對牽引式測功系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)通過采取臺架和控制誤差試驗(yàn)的方式來驗(yàn)證測功系統(tǒng)的可行性和有效性。并利用某型裝甲裝備牽引車進(jìn)行了測功系統(tǒng)的功率實(shí)測試驗(yàn)，通過對車速、測試功率和牽引力的測量，得到了裝備額定扭矩工況下實(shí)測底盤輸出功率與理論值的比值。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陳明明（1981-），男，河北廊坊人，碩士研究生，主要從事流體傳動與控制方面的科研工作。