【正文】 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。起動電動機，通過減速器、鏈傳動和主從動滾筒帶動車輪低速旋轉(zhuǎn)，然后用力踩下制動踏板。 常用的傳感器為懸臂梁式，它造價較高，但它的性能指標好，是一種高精度、抗 偏性能優(yōu)越的器件。機械部分又稱為秤體。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前我國汽車檢測站和設備生產(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。軸重計量裝置按照工作原理可分為機械式和電子式兩類。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。這是因為驅(qū)動軸內(nèi)有輪間差速器的作用，當左、右車輪反向等速旋轉(zhuǎn)時差速器殼與主減速器將不會轉(zhuǎn)動。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。 有的反力式滾筒制動試驗臺可以選擇每一車輪制動力測試單元的滾筒旋轉(zhuǎn)方向。為此，除了設置制動試驗臺外，還必須配備軸重計或輪重儀，有些復合式滾筒制動試驗臺裝有軸重測量裝置。檢測過程結(jié)束 ，車輛即可駛出制動試驗臺。當滑動率達到一定值 （ 如 25%） 時，計算機發(fā)出指令使電動機停轉(zhuǎn)。經(jīng)歷了規(guī) 定的采集時間后，計算機發(fā)出指令使電動機停轉(zhuǎn)，以防止輪胎剝傷。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。從測力傳感器送來的電信號經(jīng)放大濾波后，送往 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn) 換成相應數(shù)字量，經(jīng)計算機采集、存貯和處理后，檢測結(jié)果由數(shù)碼管顯示或由打印機打印出來。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)。 速器課題 A B 圖 反力式滾筒制動試驗臺的驅(qū)動裝置和測量裝置 制動試驗臺工作原理 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 ） 。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院本科生畢業(yè)設計 12 或打印機打印出來。 試驗臺采用電腦式控制裝置并配以數(shù)字顯示器。指示裝置有指針式和數(shù)字顯示式兩種。 ： 目前制動試驗臺控制裝置都采用電子式。當車輪制動時，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。驅(qū)動滾筒帶動車輪旋轉(zhuǎn)，車 輪又帶動傳感滾筒旋轉(zhuǎn)，它們接觸點的線速度相等。 （ 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，當車輪開上滾筒總成時，左、右兩個傳感滾筒同時被壓下。 安裝在測力杠桿前端的傳感器，能把測力杠桿的移動或力變成反映制動力大小的電信號，送入指示與控制裝置中去。測力彈簧 A 和 B在不同的測量范圍內(nèi)起作用 。與減速器連接的方式有兩種 ： 一種是測力杠桿固定在減速器殼體上 ； 另一種是測力杠桿通過軸承松套在框架的支承軸上，其尾端作用有固定在減速器殼體上的帶有刃口的傳力臂。 ： 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。當被檢車輪制動，轉(zhuǎn)速下降至接近抱死時，控制裝置根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器送出的相應電信號使驅(qū)動電動機停止轉(zhuǎn)動，以防上滾筒剝傷輪胎和保護驅(qū)動電機。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。 有的滾筒制動試驗臺在主、從動滾筒之間設置一直徑較小，既可 自轉(zhuǎn)又可上下擺動的第三滾筒，平時由彈簧使其保持在最高位置。而且隨著滾筒直徑增大，兩滾筒間中心距也需相應增大，才一能保證合適的安置角。 滾筒直徑與兩滾筒間中心距的大小，對試驗臺的性能有較大影響。 （ 5） 表面帶有特殊水泥覆蓋層的滾筒。 （ 4） 高硅合金鑄鐵滾筒。噴焊層材料選用 NiCrBSi 自熔性合金粉末及鋼砂。這種滾筒表面無論干或濕，其附著系數(shù)均可達 。當表面磨損且沾有油、水時，附著系數(shù)將急劇下降 。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，目前采用較多的有下列 5 種 ： （ 1） 開有縱向淺槽的金屬滾筒。滾筒相當于一個活動的路面，用來支承被檢車輛的車輪，并承受和傳遞制動力。 圖 汽車制動試驗臺的原理圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 圖 車輪制動力測試單元 ： 每一車輪制動力測試單元設置一對主、從動滾筒。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。為使試驗臺能同時檢測車軸兩端左、右車輪的制動力，除框架、指示與控制裝置外，其它裝置是分別獨立設置的 [12]。試驗臺的結(jié)構(gòu)如圖 3. 1 所示。本文設計的制動試驗臺為單軸反力式滾筒制動試驗臺。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 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。通過對滾筒制動試驗臺和平板試制動驗臺的分析，可知滾筒制動試驗臺和平板制動試驗臺適用范圍不同，反力式滾筒制動試驗臺所需場地小 ， 設備造價低 ， 測試方便 ， 因此目前成為我國各類檢測站測量機動車制動性能的主要設備；平板式制動試驗臺接近實際道路狀況 ， 臺面 上制動時車輪的受力情況與路面上制動時車輪的受力情況很相似 ， 使測試結(jié)果更接近實際情況 ， 但平板式制動試驗臺對傳感器、檢定工具、測試方法等有較嚴格的要求 ， 使得造價升高、測試難度增加。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。只要保證力傳感器能準確無誤地把測試平板上受到的水平制動力和垂直力測量下來，平板式制動檢驗臺就完全可以如實地把汽車的制動力檢測出來。 （ 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。 ： （ 1）很難測得實際制動力，并且很難測得制動器的制動力最大值 ； （ 2）懸架中減振器性能得不到檢測。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 。車輛在測試平板上制動直至停車，與此同時 ， 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集制動過程中的全部數(shù)據(jù) ， 并作分析處理 ， 然后把制動性能的測試結(jié)果顯示出來。 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。檢測時只要測得軸荷及減速度即可求出制動力。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。 圖 反力式滾筒制動性能試驗臺 平板式制動性能試驗臺的結(jié)構(gòu)及工作原理 平板式制動試驗臺結(jié)構(gòu) 平板式制動檢測臺是由測試平板、傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等構(gòu)成的集稱重、制動性能測試為一體的汽車檢測設備，一般由面板 （ 制動板、側(cè)滑板和輔助板 ） 、底座、軸重傳感器、拉壓力傳感器、位移傳感器等組成，面板相對于底板可以滑動，底板是固定的鋼板，為了保證在制動瞬間面板可以靈活運動，底部的摩擦力應非常小，故在相對運動的接觸部分需要潤滑。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。接著，駕駛員踩下制動踏板，車輪在車輪制動器的摩擦力矩Tu 作用下開始減速旋轉(zhuǎn)。 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）。 帶有第三滾筒的制動試驗臺不用舉升裝置。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。 制動力測量裝置主要由測力杠桿和傳感器組成。根據(jù) GB725820xx，滾筒表面當量附著系數(shù)不應小于 %。滾筒相當于一個活動的路面，用來支承被檢車輛的車輪，并承受和傳遞制動力。 滾筒組中每一車輪制動力測試單元設置一對主、從動滾筒。由于制動檢驗臺的車速低（日式制動臺一般為 ～ ，歐式制動臺相對較高，但也僅為 km/h～ ），因此滾筒轉(zhuǎn)速也較低，一般在40～ 100r/min 范圍。減速器輸出軸與主動滾筒通州連接或通過鏈條、皮帶連接。 驅(qū)動裝置由電動機、減速器和鏈傳動組成。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。 根據(jù)需要將傳感器等部件安裝到試驗裝置上，在分別完成上位機的控制軟件、下位機的控制軟件、電路，對汽車制動試驗臺進行試驗聯(lián)調(diào)。 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. 制動試驗臺運動學和動力學的分析 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)設計的研究 對制動試驗臺改進方案進行結(jié)構(gòu)設計，繪制零件圖及裝配圖 ； 3. 制動試驗臺控制系統(tǒng)硬件設計 包括傳感器選型、信號調(diào)理電路設計、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計、控制裝置的設計。反力式滾筒制動試驗臺還要為消除臺試與路試間的差異作努力，須做好以下幾方面的工作 ： （ 1） 結(jié)合國情進行技術(shù)改造，不同的待檢車類型應配備不同測試要求的試驗臺； （ 2） 完善檢測設備標準，劃分 制動檢測設備類型，制訂各自的標準，并完善測試規(guī)程； （ 3） 滾筒直徑要合理增大，并適當提高滾筒的轉(zhuǎn)速。傳感器都已從機械式的或機電式的進化黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 為電子式的，控制方式也由繼電器控制變成計算機控制。其中影響測試可靠性的重要因素是試驗臺滾筒與輪胎間的附著性能，因此滾筒直徑及其轉(zhuǎn)速、滾筒表面形狀及材料、滾筒表面的附著系數(shù)成為模擬實際工況的重要參數(shù)，一直是研究的焦點，大多數(shù)專家認為使用高轉(zhuǎn)速、大直徑滾筒最佳。 （ 2） 在測試過程中，當試驗臺轉(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?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)。在兩滾筒之間有兩個第三滾筒，數(shù)值顯示為指針式。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。不容易對軸距變化大的汽車作四輪同時檢測，且測試貨車后軸的制動性能也不夠理想，多軸車不能測試 [3]。 以上四點平板式均優(yōu)于滾筒式?，F(xiàn)代轎車的前軸制動力占整車制動力的比例很大，而國標對前軸制動力的要求過低 或偏低，平板式檢 M 能力與實際相符，而黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 滾筒式的檢測能力過低或偏低； （ 4） 為多功能綜合的復合檢驗臺。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。因此，新一代的平板式設備各方面的性能都有了質(zhì)的飛躍。下面分別介紹這兩種試驗臺： 平板式制動試驗臺 早期的汽車檢測設備，既有滾筒式又有平板式，由于當時還沒有電子計算機，平板式檢測設備的傳感器和采樣系統(tǒng)難以滿足檢測要求。 GB7258 20xx 《機動車運行安全技術(shù)條件》規(guī)定制動性能檢測可用平板式制動試驗臺 ， 也可以使用反力式滾筒制動試驗臺。開發(fā)預測故障專家系統(tǒng)，提高診斷預測水平，使車輛保持良好的技術(shù)狀況，并將檢測、診斷和預測融為一體，是今后汽車檢測技術(shù)的發(fā)展方向。在汽車制動檢測制動方面，應用故障機理的解析技術(shù)確定和預測汽車制動狀況的動態(tài)特性 ； 應用診斷參數(shù)信息的識別和傳感技術(shù)。 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。我國的《機動車安全運行技術(shù)條件》中對臺試車輪制動力也給予承認。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。車輪與滾筒之間產(chǎn)生了相對滑移，此時，與車輛制動力大小相等、方向相反的力作用在試驗臺上，黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 2 由測力裝置可測量出其值，并記錄制動曲線。而反力式制動試驗臺的工作原理是當被檢車輛駛上試驗臺后，車輪置于兩滾筒之間