【正文】 ()s i n( c o s)c o s( s i nGN2321232231???????????????FGNNFFGNF 式中 ?M —— 踩下踏板后車輪制動器對車輪的制動 力矩 21FF， —— 主動滾筒和從動滾筒帶動車輪旋轉(zhuǎn)的力也就是切向力 F—— 在制動過程中車輪所受到的最大制動力 21 NN， —— 主動滾筒和從動滾筒對車輪的法向反力也就是支持力 17 3F —— 因 為結(jié)構(gòu)的原因測軸的時候是分開測的，地面對沒有被測的那一邊實際上是有一個力的作用，這個力就是 3F ? —— 安置角 ?G —— 被測車輪負(fù)荷 R—— 被測車輪半徑 影響制動結(jié)果檢測的因素分析 (1)安置角 ? 和被測車輪半徑 R對檢測結(jié)果的影響安置角，即車輪與滾筒接觸點的切線方向與水平方向的夾角。 （ 4）完全制動，被測車輪后移，車輪打滑，即接觸點車輪的線速度小于滾筒的線速度，所測得的結(jié)果小于實際最大制動力。如果測試結(jié)構(gòu)太小，就說明制動力就太小了，過小的制動力是不能保證汽車的安全的行駛的，這個實驗結(jié)果表明汽車的制動性能時不符合要求的。 制動試驗臺力學(xué)分析 制動力檢測時一般會出現(xiàn)以下幾種情況： （ 1）制動過程開始前，主動滾筒帶動車輪旋轉(zhuǎn)，測試結(jié)果為阻滯力，阻滯力不應(yīng)大于軸荷的 8%。汽車在轉(zhuǎn)向時，左右車輪的車速是不等的，驅(qū)動軸內(nèi)安有輪間差速器以滿足差速要求。 有的反力式滾筒制動試驗臺左右兩側(cè)的滾筒可以自由旋轉(zhuǎn)，即可以各自選擇方向和轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)。 不同汽車的總質(zhì)量是不同的，所以制動力檢測時，是按軸制動力所占軸荷的百分比來評判的。制動力的反力作用在試驗臺上的時候，整個試驗臺將會有運動的趨勢，不過這時被測力杠桿和彈簧拉住而沒有實際發(fā)生運動，我們可以測得彈簧力的大小，并找到力臂，這樣就可以計算出制動力反力的大小從而得到制動力的大小。 那么試驗臺是如何測得制動時的制動力大小呢，由牛頓第三定律可知， 15 制動時車輪對試驗臺的力與制動力的大小是等大的，也就是說我們測力不是測制動力的本身，而是測的與其相等的力的大小。踩下制動踏板，車輪上的制動器就會給車輪一個制動力矩，在這個阻礙力矩的作用下，車輪的速度毫無疑問的會減小。試驗開始，電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過蝸輪蝸桿減速器的作用后，驅(qū)動主動滾筒轉(zhuǎn)動，因為主從動滾筒之間是由鏈條連接的，所以主動滾筒又會帶動從動滾筒轉(zhuǎn)動，車輪也會被滾筒帶動，最后車輪又會帶動第三滾筒轉(zhuǎn)動 。制動過程中，反應(yīng)制動力大小成比例的位移或力被轉(zhuǎn)化為電信號通過直流放大后被輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號。由人們的經(jīng)驗所知，當(dāng)滑移率達(dá)到大約百分之二十的時候 ，它的制動力應(yīng)該是最大的。我們學(xué)習(xí)過汽車?yán)碚?，車輪完全不打滑也就是制動過程還未開始的時候，他的滑移率是零。第三滾筒上帶有磁鐵，由切割磁感線運動而產(chǎn)生電流，能反應(yīng)轉(zhuǎn)速大小的電信號被輸入到控制系統(tǒng)，通過換算得到接觸點車輪的線速度。當(dāng)左右車輪分別放置在兩邊主從動滾筒之間時，兩個第三滾筒被同時壓下，電機(jī)接通，驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)。傳感器安裝在測力彈簧前端，將測力杠桿的位移或力轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀壤碾娦盘?，輸入指示與控制裝置。而通過傳力臂連接的測力彈簧則朝著相反的方向移動并拉伸兩個測力彈簧 A和 B。 2. 測力杠桿并不直接與減速器殼體相 連接，而是通過固定在減速器殼體上的帶有刃口的傳力臂作用在測力杠桿尾端來傳遞力矩。他的一段由彈簧拉住，上面帶有傳感器可以測得彈簧的拉力。所以制動臺盡量往這樣的制造。隨著電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，這些物理上的變化量，諸如力的大小，杠桿的位移什么 之類的，都可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，從而被電子計算機(jī)收集和處理，最后的結(jié)果可以很直觀的用圖表現(xiàn)出來，非常的方便?？雌饋砗軓?fù)雜，不過實際上運用的原理卻很普通，就是被人們所熟知的杠桿的原理。牛頓告訴我們，力是相互的，車輪這個時候 13 也會給試驗臺一個等大方向的力，通過測得這個等大方向的力的大小，我們就可以得到制動力的大小了。當(dāng)車速達(dá)到穩(wěn)定時，就可以開始制動過程了。 2. 滾筒裝置： 汽車行駛上制動試驗臺，左右兩邊的車輪只有放在正確的位置時，兩邊的第三滾筒才能同時被壓下，這個時候系統(tǒng)就會判定位置時正確的，線路是安全的，電 機(jī)與試驗臺之間的線路就會被接通。這個廣義的驅(qū)動裝置也包含了試驗臺所使用的各種傳動裝置，比如說連接主動滾筒與從動滾筒之間的鏈傳動裝置。結(jié)構(gòu)圖如 所示 [12]。但是占據(jù)統(tǒng)治地位和主流的仍然是反力滾筒式，本文也不能免俗，研究的正是單軸的反力式滾筒制動試驗臺。這樣就會增加很多工作時間，毋庸置疑的降低了效率。 （ 2）雖然滾筒式有著諸多的有點，但還是有很多是不能測的，比如說懸架中的減振器，這樣汽車的很多性能就不能被檢測和反應(yīng)了。 （ 3）由于滾筒式是靜態(tài)的，而且操作簡單易行，且工作時的轉(zhuǎn)速不高，雖然和實際狀況相距較遠(yuǎn)，但卻更加穩(wěn)定。 （ 2）隨著電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，在最初技術(shù)粗陋情況下很 多不能測的數(shù)據(jù)現(xiàn)在也都能測了，而且更加精確和準(zhǔn)確。 ： （ 1）因為是人為控制，所以不可避免的會出現(xiàn)誤差，制動時的初速度是難以把握的，并且踩制動踏板的力的大小也是難以控制的； （ 2）雖然配備了計算 機(jī)，能力有了較大的飛躍，但是定量分析仍然不能解決，希望隨著電子計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展而解決； （ 3）雖然測試狀況相對于滾筒式要更貼近實際狀況，但是像車輪的阻滯力一類的卻是不能測量的，并且能夠使用平板式測量的車輛也不是很多。況且現(xiàn)代轎車的制動力分配中，前軸所占的比列比后軸大得多，這與中國的標(biāo)準(zhǔn)有很大的不同。于是國家也做出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，來符合這種發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，中國已由粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式而向集約型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型，所以這種節(jié)能環(huán)保的裝置更適合當(dāng)下的發(fā)展，當(dāng)然，每年少支付的那筆電費就是最直接的利益。 滾筒反力式汽車制動試驗臺是主動式檢測 ,采用大功率電機(jī)帶動滾筒旋轉(zhuǎn) , 從而帶動汽車輪胎旋轉(zhuǎn) , 消耗了大量的電能。對于檢測汽車綜合性能的公司來說，時間就是金錢，減小了每一項檢測內(nèi)容的時間，就是增加了效率，提高了效益，當(dāng)然前提是要能保證測試的質(zhì)量。而且我們知道，反力式實質(zhì)上是一種靜態(tài)的測量，這種動態(tài)的東西是它所不能完成的。隨著電子計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，這些物理上的變化量，諸如力的大小，杠 桿的位移什么之類的，都可以轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，從而被電子計算機(jī)收集和處理，最后的結(jié)果可以很直觀的用圖表現(xiàn)出來，非常的方便?？雌饋砗軓?fù)雜，不過實際上運用的原理卻很普通，就是被人們所熟知的杠桿的原理。牛頓告訴我們，力是相互的，車輪這個時候也會給試驗臺一個等大方向的力，通過測得這個等大方向的力的大小，我們就可以得到制動力的大小了。當(dāng)車速達(dá)到穩(wěn)定時，就可以開始制動過程了。 圖 反力式滾筒制動性能試驗臺 反力式滾筒制動試驗臺的工作原理 汽車行駛上制動試驗臺，左右兩邊的車輪只有放在正確的位置時，兩邊的第三滾筒才能同時被壓下，這個時候系統(tǒng)就會判定位置時正確的，線路 是安全的，電機(jī)與試驗臺之間的線路就會被接通?？雌饋砗軓?fù)雜，不過實際上運用的原理卻很普通，就是被人們所熟知的杠桿的原理。通常人們會采用各種手段對滾筒表面進(jìn)行一定的加工或處理或附著一些材料，目的就是為了增大車輪與滾筒之間的附著系數(shù)。滾筒所能提供的最大制動力，在汽車質(zhì)量不變的情況下，與滾 筒和車輪之間的附著系數(shù)是成正比的，附著系數(shù)越大所能提供的最大制動力也就大。所以我們選擇的減速器的減速比就必須很大了，我們在機(jī)械設(shè)計中學(xué)到過，蝸輪蝸桿的減速比是很大的，于是乎本文所設(shè)計的減速器就是蝸輪蝸桿減速器了，相對于上述那些它可以很好得完成我們的要求。 減速器有很多種形式，我們通常所見的就是齒輪減速器，就像我們在小學(xué)期課程設(shè)計所做的那樣，像什么二級圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器。 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，并會帶動主動滾筒轉(zhuǎn)動，通過主傳動滾筒之間的鏈條，主動滾筒又會帶動從動滾筒轉(zhuǎn)動。 誠如大部分的機(jī)構(gòu)那樣，動力裝置是不可或缺的，正如前文所言，發(fā)電機(jī)就是試驗臺的動力裝置。 反力式滾筒制動試驗臺的結(jié)構(gòu) 因為汽車左右兩邊是對稱的，制動試驗臺對汽車的檢測左右兩邊也是相同的。所以制動臺盡量往這樣的制造。 由于人們 對這些設(shè)備的大量需求，而促使了這個行業(yè)的較快發(fā)展，當(dāng)然呢，由于市場的飽和，而產(chǎn)生了劇烈的競爭，不過適當(dāng)有序的競爭是有益的，這樣便能更好的促進(jìn)技術(shù)的研究和發(fā)展，相信在可以預(yù)見的未來，有著更好更合適的設(shè)備的產(chǎn)生。而且由于制動力過小，而使汽車跟容易駛離試驗臺，對測量過程中的安全性和可靠性有著很大的影響。因為實際上滾筒所能提供的最大制動力，在汽車質(zhì)量一定的條件下，與滾筒與車輪之間的附著系數(shù)成正比。只有當(dāng)左右兩邊車輪都放置在正確的位置時，才能同時壓下第三滾筒，這時電動機(jī)和 試驗臺的電路才能被接通，起到了保護(hù)的作用。比如說三噸以下汽車的線速度不過三千米每小時，三噸至十噸的線速也僅僅是提高到了五千米每小時。為了增加滾筒表面的附著能力，都對滾筒做了相應(yīng)的處理，比如說日本的滾筒就刻有矩形槽，而西歐的滾筒則是涂滿了可以增大摩擦的涂料。由于歷史原因的影響，和國家性格的作用，雖然都是做滾筒，但這兩大類滾筒卻是有著很大的不同。還有一個問題就是由于行駛過程中的慣性力的影響，車輛軸荷會前移，需要檢測的項目多，檢測時間較長。也就是說測得的 制動力 6 大小不僅受到車輪滾筒間的摩擦系數(shù)影響，還與被測車輪的大小以及試驗臺的結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)安置角或附著系數(shù)增大時，所能提供的附著力就會增大。 車輪平板承重傳感器鋼球 圖 平板式制動試驗臺原理 概述 滾筒制動試驗臺檢測汽車制動性能時，通過相對運動的角度去觀測，就可以人為車輪是靜止不動的，而作為地面的滾筒確實運動的。在制動過程中，車輛重心前后移動，所產(chǎn)生的制動效果也是不同的，而平板式制動試驗臺能夠檢測出這種不同。踩下制動踏板后，汽車在慣性力的作用下，由牛頓第三定律可知，車輪會賦予平板一個等大相反的作用力，使平板發(fā)生縱向位移。通常從理論上而言，制動力僅僅決定于制動過程中的加速度，與制動時的初速度無關(guān)。那么平板式制動試驗臺的檢測原理又是什么呢，看起來很復(fù)雜的結(jié)構(gòu)但他的原理卻很簡單，就是被人們所熟知的牛頓第二定律，質(zhì)量與加速度的乘積之和的大小就是我們尋求的制動力的大小。工字鋼焊接而成的兩層板是所有面板的結(jié)構(gòu)形式，并且焊接時采用了特殊的工藝，從而避免了蓋板的變形和翹曲，為了增加蓋板表面的摩擦力，通常最后還要在蓋板上點焊絲網(wǎng)。試驗臺通用的結(jié)構(gòu)是雙層結(jié)構(gòu)，顧名思義它有上下兩層，面板充當(dāng)上層，起著承載和支持的作用，車輪就是在這一層工作的，而下層就是我們所說的底座，主要起與地面固定的作用。 平板式制動試驗臺結(jié)構(gòu) 測試平板、傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成了平板式制動檢測臺，這種汽車檢測設(shè)備可以完成稱重、制動性能檢測等功能。所以對于現(xiàn)代的轎車來說，通過平板式來檢測要更為合適和準(zhǔn)確； （ 4）現(xiàn)在的平板式制動試驗臺由于裝配了計算機(jī)，可以同時對若干種性能進(jìn)行檢測，比如說制動力的檢測，并且能夠繪制出相應(yīng)的圖形，是一種集多種功能于一身的復(fù)合型試驗臺。它具備了如下的優(yōu)點： （ 1）在測試平臺的臺面上附著有鋼網(wǎng)，這種鋼網(wǎng)是由沖壓工藝所得到的，由于增加了這層鋼網(wǎng)，臺面的附著狀況有了顯著的提高，對檢測工作有著莫大的助益； （ 2）對于被檢測車輛的四個車輪能同時進(jìn)行動態(tài)的檢測； 4 （ 3）由于平板式制動試驗臺是一種動態(tài)的檢測，相對于滾筒式他與實際狀況更為相符合。不過那個時候，計算機(jī)還沒有普及，無法進(jìn)行復(fù)雜數(shù)據(jù)的采集和分析，平板式是難以滿足人們的要求的。由于制動力矩的作用，車輪的轉(zhuǎn)速將不斷減小，當(dāng)車輪不在轉(zhuǎn)動完全抱死后，在怎么踩制動踏板，所測得的力也不會增加，此時即為地面所提供的人最大制動力，由汽車?yán)碚摽芍藭r的力的大小為支承力與附著系數(shù)之積。不過兩者是有著明顯區(qū)別的，前者是動態(tài)的，后者是穩(wěn)態(tài)的。而平板式制動試驗臺，則是在最近一些年里，才開始被零星的使用，相對于滾筒式，是一