【正文】 提高； （ 3） 不能測試車輪的阻滯力、失圓度，而且適用車型較少。西歐式試驗臺的特點是摩擦滾筒直徑大，一般直徑在 265mm 左右，且滾筒表面涂敷摩擦材料，摩擦系數(shù)較高，可達 —，制動時線速度高， 3t以下車輛的線速度為 —3km/ h， 3—10t 車輛的線速度為 5km/ h。 對反力滾筒式來說，最重要的結構技術參數(shù)和性能是 ： 試驗臺滾筒轉速、滾筒直徑、滾筒表面形狀及材質、電動機驅動功率、制動力測量裝置和測試精度等。 發(fā)展方向 從研討的廣度和深度來看，反力式滾筒制動試驗臺的技術研究己趨于全面成熟，今后汽車制動檢測設備的發(fā)展方向仍是以反力滾筒式為主，其型式上偏向西歐式，對滾筒式制動設備的研究也仍將是熱點。 技術途徑與方法 1. 運動學和動力學分析； 2. 使用 AutoCAD 進行零件圖的繪制 。每一套車輪制動力測試單元由框架、驅動裝置、滾筒組、舉升裝置、測量裝置等構成 [6]。減速器的作用是減速增扭，其減速比根據(jù)電動機的 轉速和滾筒測試轉速確定。每個滾筒的兩端分別用滾動軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。為了增大滾筒與輪胎間的附著系數(shù)，滾筒表面都進行了相應加工與處理。為了便于汽車出入制動試驗臺，在主、從動兩滾筒之間設置有舉升裝置。通過延時電路起動電動機，經(jīng)減速器、鏈傳動和主、從動滾筒帶動車輪低速旋轉，待車輪轉速穩(wěn)黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 定后，測得車輪拖滯力。從測力傳感器送來的電信號經(jīng)放大濾波后，送往 A/D 轉換器轉換成相應數(shù)字量，經(jīng)計算機采集、存貯和處理后，對制動力 ——時間曲線進行分析，就可以得到最大制動力、制動平衡、協(xié)調時間等相關參數(shù)。 工作原理 平板式制動試驗臺是一種低速動態(tài)檢測車輛制動性能的設備，其檢測原理基于牛頓第二定理 “物體運動的合外力等于物體的質量乘加速度 ”，即制動力等于質量乘（負）加速度。檢測員急踩制動后，汽車在慣性作用下，通過車輪在平板上附加與制動力大小相等、方向相反的作用力，使平板沿縱向位移。 車輪平板承重傳感器鋼球 圖 平板式制動試驗臺原理 反力式滾筒試驗臺與平板式試驗臺優(yōu)缺點分析 反力式滾筒試驗臺 ： （ 1）安全保護作用，即只有在被測車輪同時壓下左右制動試驗臺的第三滾筒時，滾筒才能被啟動，因而可以避免操作人員誤操 作而造成傷害 ； （ 2）隨著現(xiàn)在計算機技術的發(fā)展，可以顯示車輛左、右輪制動力增長全過程隨采樣時間的變化情況，且能準確指明左、右輪制動力不平衡最大值在制動力增長過程中的具體位置，從而分析判斷引起制動力平衡差超標的根本原因，還可以為車輛修理單位提供有效的信息支持 ； （ 3） 滾筒反力式制動檢驗臺測試工況穩(wěn)定，重復性好。 平板式制動試驗臺 ： （ 1）相對于滾筒制動試驗臺，平板試驗臺結構簡單，省去了滾筒式的兩個大功率電動機，耗電小，它的耗電量約為滾筒式的 1/100； （ 2）操作簡單，測試速度大大加快，驗車時只需將車輛以 5～ 10km/h 的速度開到測試平板上踩一腳制動，即可同時完成前后橋的制動、軸荷、側滑、減震器等檢測，檢測效率高，全過程只需一分鐘左右即可完成 ； （ 3）安 裝簡單容易，不用專門的混凝土基礎，只需用膨脹螺栓固定在地面上即可，降低了混凝土工程造價 ； （ 4）平板式是主動、動態(tài)檢測的，它是汽車進行制動狀態(tài)下直接檢測的。 本章小結 汽車制動性能的檢測是汽車檢測的重點。目前國內車輛性能檢測站所用制動檢驗設備多為單軸反力式滾筒制動試驗臺，還沒有廣泛采用平板式制動試驗臺。它由框架、驅動裝置、滾筒裝置、測量裝置、第三滾 筒 （ 即傳感滾筒 ） 和指示與控制裝置等組成。減速器與主動滾筒共用一軸，減速器滾筒處于浮動狀態(tài)，如圖 所示。汽車輪胎與滾筒間的附著系數(shù)將直接影響制動試驗臺所能測得的制動力大小。 （ 2） 表面粘有熔燒鋁礬土砂粒的金屬滾筒。這種滾筒表面新的時候其附著系數(shù)可達 以上，其耐磨性也較好。這種滾筒比金屬滾筒表面耐磨，表面附著系數(shù)可達 ～ ， 但表面易被油污與橡膠粉粒附著，使附著系數(shù)降低。這樣使試驗臺結構尺寸相應增大，制造要求提高?？刂蒲b置通過轉速傳感器即可獲知被測車輪的轉動情況。測力杠桿一端與傳感器連接，另一端與減速器連接。如國產(chǎn) ZD6000 型制動試驗臺，制動力在 04000N 范圍內彈簧 A 起作用 ； 制動力在 400020xx0N 范圍內，彈簧 A 和 B 共同起作用。通過行程開關和延時繼電器的作用，兩驅動滾筒相繼啟動。該車輪與驅動滾筒作純滾動時滑移率為零，車輪完全抱死時的滑移率為 10006，當滑移率為 20%的時候，控制系統(tǒng)切斷電源，驅動滾筒停止工作，此瞬間測得的車輪制動力最大。 帶計算機的控制裝置多配置數(shù)字顯示器，但也有配置指針式指示儀表的。制動過程中，當滑移率達到 20%時，計算機發(fā)出指令使電機停轉，此時制動力最大，同時也防止了輪胎的刮傷。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相反等值的反作用力，在該反作用力形成的反作用力矩作用下，減速器殼體與測力杠桿一起向滾筒轉 動相反方向擺動，測力杠桿一端的力或位移經(jīng)傳感器轉換成與制動力大小成比例的電信號。在制動過程中，當左、右車輪制動力和的值大于某一值 （ 如 500N） 時， 計算機即開始采集數(shù)據(jù)，采集過程所經(jīng)歷時間是一定的 （ 如 3s） 。如車輪不駛離制動臺，延時電路將電動機關閉 35s 后又自動起動。其稱重傳感器 （ 應變片式 ） 通常安裝在每一車輪測試單元框架的 4 個支承腳處。測試時使左、右車輪制動測試單元的滾筒轉動方向一正一反，只采集正轉時的制動力數(shù)據(jù)，這樣可以省去試驗臺前、后設置自由滾筒裝置。 此外，現(xiàn)在很多制動試驗臺都裝有配套的軸重計量設備。電子式軸重計量裝置一般由機械部分 （ 包括承載裝置和傳感器裝置 ） 和顯示儀表等兩部分組成。 汽車開上制動試驗臺使被檢車軸左右車輪處于每對滾筒之間，放下舉升器。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 圖 軸重測量裝置秤體結構簡圖 制動試驗臺力學分析 由于臺架試驗的受力狀況與實際道路大不相同，無法模擬道路制動的力學狀況，因此有必要深入了解臺架試驗臺的制動過程，分析反力式制動試驗臺的測試性質，包括能測試的制動力的大小及影響因素，測試過程滾筒載荷的變化。多數(shù)出現(xiàn)在駐車制動或后輪制動的檢測上，易出現(xiàn)誤判。檢測車輪制動力時 ， 在受檢車輪不發(fā)生后移、滾筒表面附著系數(shù)和非受檢車輪的水平推力一定的情況下 ， 滾筒直徑和中心距越小 ， 檢測的制動力就越大。西歐式試驗臺，采用高硅合金鑄鐵滾筒，金屬網(wǎng)石英顆粒涂塑等材質， Φ值 均達 ，且滾簡直徑較大，測試狀態(tài)具有良好的實際道路模擬效果，但對輪胎磨損較嚴重。 （ 3） 滾筒測試車速對檢測結果的影響 日本式滾筒直徑小，轉速低 （ 78r/min） ，線速度僅達 ，驅動功率較低，經(jīng)濟性較好，但測力能力低。 圖 車輪受力情況 本章小結 反力滾筒式汽車制動試驗臺主要由框架、驅動裝置、滾筒裝置、測量裝置、第三滾筒 （ 即傳感滾筒 ） 和指示與控制裝置等組成。本文分析了汽車在制動試驗臺受力情況，推導出求汽車最大制動力的公式。本文所研究的汽車制動試驗臺主要是檢測各類中小型汽車 （ 最大軸重為 10噸 ） 的制動性能。制動試驗臺主要結構有滾筒、電動機、減速器等。 第二：技術參數(shù)： ① 允許軸重： 10000kg； ② 測試速度 —滾筒外緣線速度： 177。 第五：示值誤差：當制動力大于 時，誤差不超過各檢定點給定值的 177。 （ 3） 功能要求 反力式滾筒汽車制動性能試驗臺的功能要求如下： 第一：汽車制動性能檢測系統(tǒng)具備手動檢測和自動檢測兩種功能； 第二：要求顯示左輪制動力（ N）、右輪制動力（ N）、左時間（ S）、右時間（ S）、制動平衡（ %） 。本制動試驗臺選取滾筒長度為 l000mm。 ? 的選擇 車輛在試驗臺上測試時，車輪與滾筒的接觸面積小于車輪與地面的接觸面積，且比壓增大，引起滾動 阻力增加， ? 值下降。 此外，本試驗臺中后滾筒比前滾筒高 52mm， 有效阻止車輪由后滾筒脫離試驗臺。踩下觸動踏板時，車輪受到制動器制動力矩 MT 的作用 （ G 為車輪所受的載荷。若安置角足夠大，則 Fx Fx2 的水平分力可由作用力 N N2 的水平力平衡，使車輪在兩滾筒上穩(wěn)定而不脫離前滾筒。 ?越大則測試過程中的工作穩(wěn)定性越好。即 2max2XFN =tan? ， ? 為摩擦角，故有： 2 m a x 2ta nXFN ??? （ ） 將式（ ）代入（ ），（ ）式解得 ??? 。 L的選擇 當測試車輪置于前、后兩滾筒間時，測試車輪半徑 R與前后兩滾筒中心距 L，車輪在滾筒上安置角 ? 的關系由圖 確定。 如圖 所示，在考慮車軸阻礙車輪后移的約束力為 F 時有 ： 2 m a x 2c os sin 0xF N F??? ? ? ? （ ） 2 m a x 2sin c os 0xF N G??? ? ? ? （ ）由（ ），（ ）式解得： 2 m a x s in c osxF G F???? （ ） F 受非測試車輪附著條件的限制，最大值為 G? 39。m a x s in c o sF G G? ? ???前 前 前 （ ） 39。 maxM 滾筒承受的最大扭矩 Mama 取決于滾筒承受的最大制動力。m a x s i n c o smF G G? ? ???后 m后 前 （ ） F 前 max、 F 后 max 為滿載時前、后輪所測得的最大制動力，取兩者中數(shù)值的最大值記為 Fmax，則滾筒承受的最大扭矩 Mmax 為： maxM =12 ? d? maxF （ ） 式中： d 為滾筒直徑。通常采用較多的是一級蝸輪蝸桿加一級或兩級齒輪傳動；或者采用一級皮帶傳動加一級蝸輪蝸桿和一級齒輪傳動。 據(jù) 此選擇的電機功率為 Y 系列三相籠式異步交流電動機 Y160M4， P電 機 =11kw，其滿載轉速為 1460r/min。此外，還需對各級傳動進行設計與校核。通過參考國內外大量的資料，第三滾筒的直徑最好為驅動滾筒的 15 ～ 13 ，這樣就使第三滾筒的轉速不致過高，第三滾筒的長度應等于驅動滾筒的長度本制動試驗臺滾筒直徑為 60mm。而其中尤為重要的是選擇合適的試驗臺主要結構參數(shù)，若車輪在滾筒上的安置角以及滾筒表層結構選擇不當，不但會影響測試的穩(wěn)定性，還會使試驗臺的最大測試能力達不到要求 .這樣，無論被測車輪的實際制動力多大，而測試時都黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 24 不會達標，這將引起誤判。 由 i=，查《機械設計基礎》得 1Z =2， 則 2Z = 1iZ =54；根據(jù) 1Z =2，查表故取傳動效率 ? =。 （ 4） 輪緣寬 B ? =； （ 5） 當蝸桿節(jié)圓與分度圓重合時稱為標準傳動，其中心距計算式為 ： ( )a m q Z??=；故接觸強度足夠 ； （ 6） 蝸輪分度圓直徑 22d mZ? =； 齒頂圓直徑 2ad =m（ 2Z +2） =； （ 7） 導程角 1a rc ta n q? ??。鋼蝸桿 E= ? 510 MPa； I——蝸桿危險截面慣性距， I= 4164d? = 510? mm； [Y] ——許用撓度， mm； [Y]= 1d /1000=。 （ 1） 相對滑動速度 116 0 1 0 0 0 coss dnV ? ?? ?=； （ 2） 當量摩擦角查表得 39。 高速軸：初選 C=116， 1 1 0 .8 9 wP P K?? ? ?聯(lián)電 機 ， 1 1460 r / m innn??滿 ，得mind =。3d =100mm， 39。 圖 汽車制動試驗臺結構圖 本章小結 本章對汽車制動試驗臺主要參數(shù)進行了分析，并畫出試驗臺總體結構圖。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 29 結 論 汽車制動試驗臺可在室內模擬汽車實際制動狀況，能夠迅速、準確、經(jīng)濟、安全地檢驗汽車的制動性能。 在此本課題還需要在以下方面作進一步的研究 ： 1. 在滾筒式制動檢驗臺上進行制動性能檢測時，汽車某一軸車輪靜止地停在滾筒上，作用在滾筒上的重量為車輛 的靜軸荷，在道路上行駛的車輛制動時，由于慣性重量前移，前軸的動軸荷大大增加，后軸的動軸荷相對降低，由于附著重量的變化，將產(chǎn)生不同的制動效果。今后應研究準確檢測具有防抱死 （ ABS） 系統(tǒng)的汽車制動系統(tǒng)的制