【正文】 就完全可以如實地把汽車制動過程 （ 力系及變化 ） 檢測出來。平板式制動試驗臺是在汽車運行狀態(tài)下檢測制動性能 ， 與汽車實際行駛中的制 動相似 ， 是一種動態(tài)檢測 ； 而反力式滾筒制動試驗臺是提高為測定作用在測力滾筒上車輪制動力的反力 ， 檢測車輛制動性能的裝置 ， 是一種穩(wěn)態(tài)檢測方式 [2]。建立故障模式 ； 充分利 用計算機技術(shù)，分析診斷多數(shù)信息，提高診斷精確度。因此，國內(nèi)交通、公安車管部門廣泛使用的幾乎都是反力式制動試驗臺。當(dāng)車輪速度降低到某值時，為了減少輪胎磨損，電機自動停轉(zhuǎn)。如果將測試的車輪制動距離換算成整車制動距離，有一定誤差，要使換算結(jié)果精 確，需要作大量對比試驗，而不同的車型都要有對比，這是較難做到的，因此慣性式制動試驗臺不容易被使用部門所接受。滾筒式制動試驗臺的測試方法是 ： 在汽車處于停火狀態(tài)下，測定車輪的制動力或制動距離等與制動性能有關(guān)的參數(shù)。這種方法可以免除用路試檢測制動性能的一些弊病 [1]。 課題研究的意義 汽車制動性能的檢驗是機動車安全技術(shù)檢驗的 重要內(nèi)容之一，也是汽車保修企業(yè)進行故障和調(diào)試修理的科學(xué)依據(jù)。只有合理選擇制動試驗臺的設(shè)計參數(shù)，才能提高試驗臺測試的準(zhǔn)確性與可靠性，以及耐用性和使用經(jīng)濟性。通過對汽車制動過程的分析，提出檢測汽車制動性能的方法，比較了各種檢測方法的特點，分析了評價汽車性能的指標(biāo)及國家標(biāo)準(zhǔn)。汽車制動性能的好壞直接關(guān)系到人們的生命安全。 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 反力式汽車制動試驗臺設(shè)計 系部名稱 ： 汽車工程系 專業(yè)班級 ： 車輛工程 B0518班 學(xué)生姓名 ： 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 講 師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二 ○○ 九 年六月 The Graduation Design for Bachelor39。因此有必要研究出快捷、準(zhǔn)確地檢測汽車制動性能的方法和工具。對汽車在制動試驗臺上的受力情況進行了分析，提出檢測汽車制動性能的原理，分析了影響制動性能檢測的因素。本課題所研究的汽車制動試驗臺主要是檢測各類中小型汽車（最大軸重 10噸）的制動性能。近年來，隨著不解體檢在線檢測技術(shù)的發(fā)展，汽車制動性能的檢測與診斷己由經(jīng)驗定性型向儀器化的定量與定性相結(jié)合方向發(fā)展，由路試向臺架檢測發(fā)展。 汽車制動試驗臺的型式有滾筒式和平板式。它又可分為反力式和慣性式。而反力式制動試驗臺的工作原理是當(dāng)被檢車輛駛上試驗臺后，車輪置于兩滾筒之間，這時左、右兩電機啟動，帶動滾筒旋轉(zhuǎn)。反力式制動試驗臺結(jié)構(gòu)筒單，測試方 便，耗電小，使用成本低。 室內(nèi)汽車制動試驗臺一般只根據(jù)一些檢測數(shù)據(jù)判定汽車制動性能合格與否，至于故障原因往往無法予以診斷分析，這是目前檢測技術(shù)存在的一個缺陷。開發(fā)預(yù)測故障專家系統(tǒng)，提高診斷預(yù)測水平，使車輛保持良好的技術(shù)狀況，并將檢測、診斷和預(yù)測融為一體，是今后汽車檢測技術(shù)的發(fā)展方向。下面分別介紹這兩種試驗臺： 平板式制動試驗臺 早期的汽車檢測設(shè)備，既有滾筒式又有平板式，由于當(dāng)時還沒有電子計算機，平板式檢測設(shè)備的傳感器和采樣系統(tǒng)難以滿足檢測要求。平板式制動試驗臺具有以下優(yōu)點 ： （ 1） 在測試平臺的臺面上。 以上四點平板式均優(yōu)于滾筒式。日本式試驗臺的特點是摩擦滾筒直徑小，一般直徑為 120mm 左右，且滾筒表面刻有矩形槽，制動時線速度低，兩滾筒之間有舉重 器，一般沒有智能程序，數(shù)值顯示多為指針式。 （ 2） 在測試過程中，當(dāng)試驗臺轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定值后，剎車后車輪速度下降，第三滾筒的速度也隨著下降，當(dāng)?shù)谌?滾筒轉(zhuǎn)速下降到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的 70%時，為了不使輪胎產(chǎn)生嚴重磨損，控制系統(tǒng)發(fā)出訊號，使電機停止運轉(zhuǎn)。傳感器都已從機械式的或機電式的進化黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 為電子式的，控制方式也由繼電器控制變成計算機控制。 論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)途徑 課題主要研究內(nèi)容 對汽車制動試驗臺的研究主要集中在以下幾方面 ： 1. 制動試驗臺運動學(xué)和動力學(xué)的分析 對汽車在反力式制動試驗臺上的運動及受力情況 進行分析，推導(dǎo)制動力、滾筒支承反力的解析表達式，分析試驗臺的最大測試能力 ； 2. 制動試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計的研究 對制動試驗臺改進方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制零件圖及裝配圖 ； 3. 制動試驗臺控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 包括傳感器選型、信號調(diào)理電路設(shè)計、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計、控制裝置的設(shè)計。它由結(jié)構(gòu)完全相同的左右兩套車輪制動力測試單元和一套指示、控制裝置組成。減速器輸出軸與主動滾筒通州連接或通過鏈條、皮帶連接。 滾筒組中每一車輪制動力測試單元設(shè)置一對主、從動滾筒。根據(jù) GB725820xx，滾筒表面當(dāng)量附著系數(shù)不應(yīng)小于 %。傳感器將測力杠桿傳來的、與制動力成比例的力（或位移）轉(zhuǎn)變成電信號輸送到指示、控制裝置。 工作原理 進行車輪制動力檢測時，被檢汽車駛上制動試驗臺，車輪置于主、從動滾筒之間，放下舉升器（或壓下第三滾筒，裝在第三滾筒支架下的行程開關(guān)被接通）。與此同時車輪輪胎對滾筒表面切線方向附加一個與制動力方向反向等值的反作用力 Fx1′、 Fx2′，在 Fx1′、 Fx2′形成的反作用力矩作用下，減速器殼體與測力杠桿一起朝滾筒轉(zhuǎn)動相反方向擺動，測力杠桿一端的力或位移經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成與制動力大小成比例的電信號。所有面板均由兩層板通過工字鋼焊接而成，在焊接時要求采用特殊的工藝，以防止蓋板的翹曲和變形，最后在蓋板的上面點焊絲網(wǎng)，以增加蓋板表面的摩擦力。 檢測時 ， 被檢車輛以 2km/h～ 10km/h 車速駛上測試平板 ， 置變速器于空擋，臺面水平方向測力傳感器測取車輛空擋滑行阻力，稱重傳感器同步測取車輛軸荷。在平板式制動試驗臺上檢測 制動性能時 ， 汽車比較接近實際行駛狀態(tài) ， 具有與實際行駛制動中完全相同的受力情況，平板式制動試驗臺檢測的是動態(tài)汽車 ， 因而能夠反映出汽車行駛制過程中軸荷重新分配的制動效果 ， 測試原理圖見圖 。 （ 3）測試效率低，采用滾筒制動試驗臺檢測制動性能時，對車輛各軸的檢測是分開進行的，從而影響了車輛的測試效率。另外，不方便檢測半掛車 、全掛車、不能檢測超長、超重、超寬的車輛； （ 3）檢測數(shù)值重復(fù)性差：由于駕駛員踩剎車踏板的所用的力不同，每次測試條件很難保證一致，所以每次測得的制動力會有較大的差異。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 第 3 章 汽車制動試驗臺總體方案 引言 制動試驗臺常見的分類方法有 ： 按測試原理不同，可分為反力式和慣性式兩類 ；按試驗臺支承車輪形式不同，可分為滾筒式和平板式兩類 ； 按檢測參數(shù)不同，可分為測制動力式、測制動距 離式和綜合式三種 ； 按試驗臺的測量、指示裝置傳遞信號方式不同，可分為機械式、液力式和電氣式三類 ； 按試驗臺同時能測車軸數(shù)不同，可分為單軸式、雙軸式和多軸式三類。試驗臺的結(jié)構(gòu)如圖 3. 1 所示。電動機功率的傳遞是通過減速器內(nèi)的蝸輪蝸桿傳動后傳給主動滾筒，主動滾筒又通過鏈傳動機構(gòu)把功率傳給從動滾筒。滾筒相當(dāng)于一個活動的路面，用來支承被檢車輛的車輪，并承受和傳遞制動力。當(dāng)表面磨損且沾有油、水時，附著系數(shù)將急劇下降 。噴焊層材料選用 NiCrBSi 自熔性合金粉末及鋼砂。 （ 5） 表面帶有特殊水泥覆蓋層的滾筒。而且隨著滾筒直徑增大，兩滾筒間中心距也需相應(yīng)增大，才一能保證合適的安置角。在檢驗時，被檢車輛的車輪置于主、從動滾筒上的同時壓下第三滾筒，并與其保持可靠接觸。 ： 該裝置主要由測力杠桿、傳感器和測力彈簧等組成，如圖 所示。測力彈簧 A 和 B在不同的測量范圍內(nèi)起作用 。 （ 即傳感滾筒 ） 裝置 ： 傳感第三滾筒安裝在彈簧支撐的浮動臂上，當(dāng)車輪開上滾筒總成時，左、右兩個傳感滾筒同時被壓下。當(dāng)車輪制動時，驅(qū)動滾筒的線速度不變，傳感滾筒隨車輪的線速度發(fā)生變化。指示裝置有指針式和數(shù)字顯示式兩種。從測力傳感器送來的電信號，經(jīng)直流放大后，送往模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，經(jīng)計算機采集、存儲和處理后，檢測結(jié)果由數(shù)碼管顯示黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 或打印機打印出來。此時電動機 驅(qū)動的滾筒對車輪輪胎周緣的切線方向作用制動力以克服制動器摩擦力矩，維持車輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。一般可以把左、右輪最大制動力、制 動力和、制動力差、阻滯力和制動力一時間曲線等一并打印出來。當(dāng)滑動率達到一定值 （ 如 25%） 時，計算機發(fā)出指令使電動機停轉(zhuǎn)。為此，除了設(shè)置制動試驗臺外，還必須配備軸重計或輪重儀，有些復(fù)合式滾筒制動試驗臺裝有軸重測量裝置。具有這種功能的試驗臺可以檢測多軸汽車并裝軸 （ 如三軸汽車的中軸和后軸，其間沒有軸間差速器 ） 的制動力。而對于裝有軸間差速器的雙后軸汽車可在一般的反力式滾筒制動臺上逐軸測試每車軸的車輪制動力。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前我國汽車檢測站和設(shè)備生產(chǎn)廠家大多采用先進的、有微處理機系統(tǒng)的電子式軸重計量裝置，它具有零點自動調(diào)整、自動去皮、高分辯率顯示等功能，適合各種汽車的軸荷計量。 常用的傳感器為懸臂梁式，它造價較高，但它的性能指標(biāo)好，是一種高精度、抗 偏性能優(yōu)越的器件。減速器殼體在反作用力矩的作用下，其前端發(fā)生繞其輸出軸向下的偏轉(zhuǎn)，迫使測力杠桿前端向下或向上位移，通過傳感器轉(zhuǎn)換成反映制動力大小的電信號，由計算機采集、處理后，指令電動機停轉(zhuǎn)，并由指示裝置或打印機輸出檢測到的制動力數(shù)值。一般調(diào)整、維修解決 ； （ 3） 完全制動時，被檢車輪在兩滾筒上略有轉(zhuǎn)動 （ 車輪處于似抱死非抱死狀態(tài) ） ，指示裝置顯示最大制動力值 ；（ 4）完全制動時，被檢車輪開始脫離前滾筒，后移至主動滾筒一側(cè)，車輪在滾筒上打滑，指示裝置所示制動力小于最大制動力 ； （ 5） 完全制動時，被檢車輪爬上后滾筒，甚至被推至主動滾筒后面，整車后移出現(xiàn)爬輪現(xiàn)象，指示裝置示值與軸荷相比較小。 由此可知滾筒直徑和滾筒中心距是制動臺的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ： 不黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 得低于 . Φ值與滾筒表面的材質(zhì)和形狀有關(guān)。國內(nèi)制造的制動試驗臺大部分為日本式， Φ多為 之間，滾筒材質(zhì)要求不高、工藝簡單、經(jīng)濟性好、對輪胎磨損較小。當(dāng)滾筒線速度小于 ，檢測的失真現(xiàn)象較為嚴重 [14][15][16]。當(dāng)車輪速度降低到某值時，為了減少輪胎磨損，電機自動停轉(zhuǎn)。只有合理選擇制動試驗臺的設(shè)計參數(shù)，才能提高試驗臺測試的準(zhǔn)確性與可靠性，以及耐用 性和使用經(jīng)濟性。本章將分析汽車制動試驗臺主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇方法。 3. 功能 （ 1） 測量參數(shù)、技術(shù)參數(shù)和指標(biāo) 第一：測量參數(shù)： ① 左右兩輪拖滯力； ② 左右兩輪最大制動力； ③ 制動平衡； ④ 協(xié)調(diào)時間。 第四：分辨率： 10N。 （ 2） 工作過程及步驟 反力式滾筒汽車制動性能試驗臺的工作過程如下： ① 左電機正轉(zhuǎn)（ Y △起動）； ② 右電 機正轉(zhuǎn)（ Y △起動）； ③ 測拖滯力并顯示； ④ 踩剎車，測制動平衡，協(xié)調(diào)時間，兩輪最大制動力； ⑤ 當(dāng)滑移量達到設(shè)定值時，停兩電機； ⑥ 當(dāng)轉(zhuǎn)速為零（約停機后 3s）時，兩電機反轉(zhuǎn)； ⑦ 3～ 4s 后停兩電機 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 它取決于受檢車輛的結(jié)構(gòu)參數(shù)及試驗臺的通用性，通常取 700～ 1000mm。滾筒轉(zhuǎn)速 n 一般取 ： 40～100rpm，則滾筒線速度即測試車速可由公式 v=2? nR 確定，本制動試驗臺滾筒轉(zhuǎn)速選取 54rpm。目前采用較多的是表面帶有溝槽的鋼制滾筒，其表面附著系數(shù)在 ～ 之間，根據(jù) GB/T1356420xx 規(guī)定，附著系數(shù) ? 不低于 ，本制動試驗臺采用歐式新型粘砂技術(shù)大滾筒，附著系數(shù) 以上， 使用壽命 15 萬次以上。電機通過減速箱以力矩 M M2 分別驅(qū)動前后滾筒轉(zhuǎn)動。若車輪在兩滾筒上的安置角過小，車輪將離開前滾筒沿后滾筒滑移。 （ 2） 最佳安置角的選擇 由以上兩方面的分析可知，車輪在滾筒上的 安置角 越小，獲得的測試能力越大。 為了滿足 GB725887 中關(guān)于汽車主要承載軸的制動力與該軸軸荷之比大于等于60%的要求，有 ： 2 m a x 60%XFG?? （ ） 因為車輪與滾筒間的摩擦力與正壓力之比等于摩擦角的正切值。即 ???時，為理想安置角。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 滾筒式制動試驗臺測試能力分析 在非加載情況下，滾筒式制動試驗臺所測得的前、后輪的最大制動力，是判斷測試車輛制動力是否達標(biāo)的重要依據(jù)。則空載時所測得的前后輪最大制動力為： 39。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 22 若測試時，車輪在滾筒上打滑，則不能依據(jù) maxF前 ， maxF后 判定被檢車輛合格與否，應(yīng)對被檢車輛進行加載檢驗或者路試。m a x s i n c o smF G G? ? ??? 后前 m前 （ ） 39。 （ 2） 估算減速箱傳動效率