【正文】 測(cè)制動(dòng)力時(shí)既可測(cè)得四個(gè)車輪的最大制動(dòng)力，又可提供這些制動(dòng)力在制動(dòng)過(guò)程中隨時(shí)間變化的曲線等更深層信息，還可同時(shí)進(jìn)行側(cè)滑的檢測(cè)，懸架減振器的檢測(cè)。但平板式也有其致命的弱點(diǎn) ： （ 1） 在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中，制動(dòng)初速度及制動(dòng)踏板力不易控制，測(cè)試工況不穩(wěn)定，重復(fù)性差； （ 2） 檢測(cè)技術(shù)尚不成熟，定量分析技術(shù)仍末完善解決，傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)后處理技術(shù)要求很高，有待電子技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步提高； （ 3） 不能測(cè)試車輪的阻滯力、失圓度，而且適用車型較少。 反力滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) 我國(guó)使用的反力滾筒式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)有兩大類，其一是引進(jìn)日本彌榮公司、日產(chǎn)公司的；其二是引入西歐國(guó)家的，如德國(guó)馬哈公司、申克公司，英國(guó)克雷普頓公司，意大利的鉆石公司等。西歐式試驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)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(dá) —，制動(dòng)時(shí)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。第三滾筒的作用主要有兩條 ： （ 1） 當(dāng)車輛放在試驗(yàn)臺(tái)上后，輪胎壓下第三滾筒，限位開關(guān)脫開后，試驗(yàn)臺(tái)才能啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。 對(duì)反力滾筒式來(lái)說(shuō)，最重要的結(jié)構(gòu)技術(shù)參數(shù)和性能是 ： 試驗(yàn)臺(tái)滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒直徑、滾筒表面形狀及材質(zhì)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)功率、制動(dòng)力測(cè)量裝置和測(cè)試精度等。 目前，檢測(cè)設(shè)備制造業(yè)已形成一定規(guī)模，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，反力式汽車制動(dòng) 試驗(yàn)臺(tái)型式變得多樣化，并在不斷改進(jìn)和提高。 發(fā)展方向 從研討的廣度和深度來(lái)看，反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)研究己趨于全面成熟，今后汽車制動(dòng)檢測(cè)設(shè)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(duì)滾筒式制動(dòng)設(shè)備的研究也仍將是熱點(diǎn)。 作為新一代產(chǎn)品 ——平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，雖一時(shí)無(wú)法代替反力滾筒式，但已引起汽車界的重視，可以預(yù)見其發(fā)展充滿活力 ： 眼下作為制動(dòng)檢測(cè)的補(bǔ)充，在汽車保有量大的城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，可發(fā)揮作用，用于檢測(cè)轎車、高級(jí)小客車、摩托車等。 技術(shù)途徑與方法 1. 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析； 2. 使用 AutoCAD 進(jìn)行零件圖的繪制 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 反力 式滾筒實(shí)驗(yàn)臺(tái) 與平板式試驗(yàn)臺(tái)對(duì)比分析 反力式滾筒制動(dòng)性能試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及工作原理 結(jié)構(gòu) 反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖 所示。每一套車輪制動(dòng)力測(cè)試單元由框架、驅(qū)動(dòng)裝置、滾筒組、舉升裝置、測(cè)量裝置等構(gòu)成 [6]。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器兩級(jí)減速后驅(qū)動(dòng)主動(dòng)滾筒，主動(dòng)滾筒通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)從動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。減速器的作用是減速增扭，其減速比根據(jù)電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速和滾筒測(cè)試轉(zhuǎn)速確定。因此要求減速器減速比較大，一般采用兩級(jí)齒輪減速或一級(jí)蝸輪蝸桿減速與一級(jí)齒輪減速。每個(gè)滾筒的兩端分別用滾動(dòng)軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。輪胎與滾筒間的附著系 數(shù)將直接影響制動(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)所能測(cè)得的制動(dòng)力大小。為了增大滾筒與輪胎間的附著系數(shù)，滾筒表面都進(jìn)行了相應(yīng)加工與處理。測(cè)力杠桿一端與傳感器連接，另一端與減速器殼體連接，被測(cè)車輪制動(dòng)時(shí)測(cè)力杠桿與減速器殼體將一起繞主動(dòng)滾筒（或繞減速器輸出軸、電動(dòng)機(jī)樞軸）軸線擺動(dòng)。為了便于汽車出入制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，在主、從動(dòng)兩滾筒之間設(shè)置有舉升裝置。目前制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)控制裝置都采用電子式。通過(guò)延時(shí)電路起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速器、鏈傳動(dòng)和主、從動(dòng)滾筒帶動(dòng)車輪低速旋轉(zhuǎn)，待車輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 定后，測(cè)得車輪拖滯力。此時(shí)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾筒對(duì)車輪輪胎周緣的切線方向 作用制動(dòng)力 Fx Fx2 克服制動(dòng)器摩擦力矩，維持車輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。從測(cè)力傳感器送來(lái)的電信號(hào)經(jīng)放大濾波后，送往 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)數(shù)字量，經(jīng)計(jì)算機(jī)采集、存貯和處理后，對(duì)制動(dòng)力 ——時(shí)間曲線進(jìn)行分析，就可以得到最大制動(dòng)力、制動(dòng)平衡、協(xié)調(diào)時(shí)間等相關(guān)參數(shù)。檢驗(yàn)臺(tái)采用雙板結(jié)構(gòu)，上層板 （ 面板 ） 為承載板，下層板 （ 底座 ） 主要用來(lái)與地面固定。 工作原理 平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是一種低速動(dòng)態(tài)檢測(cè)車輛制動(dòng)性能的設(shè)備，其檢測(cè)原理基于牛頓第二定理 “物體運(yùn)動(dòng)的合外力等于物體的質(zhì)量乘加速度 ”，即制動(dòng)力等于質(zhì)量乘（負(fù)）加速度。從理論上講，制動(dòng)力只由制黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 動(dòng)減速度決定， 與制動(dòng)初速度沒有必然的聯(lián)系。檢測(cè)員急踩制動(dòng)后，汽車在慣性作用下，通過(guò)車輪在平板上附加與制動(dòng)力大小相等、方向相反的作用力，使平板沿縱向位移。平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)能檢測(cè)出汽車行駛制動(dòng)過(guò)程中重心前移后的制動(dòng)效果。 車輪平板承重傳感器鋼球 圖 平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)原理 反力式滾筒試驗(yàn)臺(tái)與平板式試驗(yàn)臺(tái)優(yōu)缺點(diǎn)分析 反力式滾筒試驗(yàn)臺(tái) ： （ 1）安全保護(hù)作用，即只有在被測(cè)車輪同時(shí)壓下左右制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的第三滾筒時(shí)，滾筒才能被啟動(dòng)，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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可以顯示車輛左、右輪制動(dòng)力增長(zhǎng)全過(guò)程隨采樣時(shí)間的變化情況，且能準(zhǔn)確指明左、右輪制動(dòng)力不平衡最大值在制動(dòng)力增長(zhǎng)過(guò)程中的具體位置，從而分析判斷引起制動(dòng)力平衡差超標(biāo)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(dòng)檢驗(yàn)臺(tái)測(cè)試工況穩(wěn)定，重復(fù)性好。汽車懸架裝置對(duì)汽車行駛安全性、操縱穩(wěn)定黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 性、通過(guò)性、燃料經(jīng)濟(jì)性等諸多性能均產(chǎn) 生影響。 平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái) ： （ 1）相對(duì)于滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，平板試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了滾筒式的兩個(gè)大功率電動(dòng)機(jī)，耗電小，它的耗電量約為滾筒式的 1/100； （ 2）操作簡(jiǎn)單，測(cè)試速度大大加快，驗(yàn)車時(shí)只需將車輛以 5～ 10km/h 的速度開到測(cè)試平板上踩一腳制動(dòng)，即可同時(shí)完成前后橋的制動(dòng)、軸荷、側(cè)滑、減震器等檢測(cè)，檢測(cè)效率高，全過(guò)程只需一分鐘左右即可完成 ； （ 3）安 裝簡(jiǎn)單容易，不用專門的混凝土基礎(chǔ)，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(jià) ； （ 4）平板式是主動(dòng)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)的，它是汽車進(jìn)行制動(dòng)狀態(tài)下直接檢測(cè)的。 ： （ 1）很難檢測(cè)車輪阻滯力：車輪阻滯 力是不制動(dòng)的時(shí)候的阻力，由于受平板長(zhǎng)度限制，較難準(zhǔn)確檢測(cè)阻滯力； （ 2）檢測(cè)范圍有限：對(duì)于雙后軸，三后軸的車輛，平板制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)很難單獨(dú)測(cè)取橋的制動(dòng)力數(shù)值及制動(dòng)力 隨采樣時(shí)間的變化曲線。 本章小結(jié) 汽車制動(dòng)性能的檢測(cè)是汽車檢測(cè)的重點(diǎn)。反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試條件固定，重復(fù)性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且因檢測(cè)車速低，所需驅(qū)動(dòng)功率較小，操作安全性能好 ， 得到廣泛應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)車輛性能檢測(cè)站所用制動(dòng)檢驗(yàn)設(shè)備多為單軸反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，還沒有廣泛采用平板式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。 汽車制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)總體構(gòu)成 單軸反力式滾筒制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、易于控制、通用性好，能測(cè)試制動(dòng)性能的多項(xiàng)指標(biāo)且便于維修。它由框架、驅(qū)動(dòng)裝置、滾筒裝置、測(cè)量裝置、第三滾 筒 （ 即傳感滾筒 ） 和指示與控制裝置等組成。 ： 由電動(dòng)機(jī)、減速器和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。減速器與主動(dòng)滾筒共用一軸，減速器滾筒處于浮動(dòng)狀態(tài)，如圖 所示。每個(gè)滾筒的兩端分別用滾動(dòng)軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。汽車輪胎與滾筒間的附著系數(shù)將直接影響制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)所能測(cè)得的制動(dòng)力大小。在滾筒外圓表面沿軸向開有若干間隔均勻、有一定深度的溝槽，這種滾筒表面附著系數(shù)最高可達(dá) ，在制動(dòng)試驗(yàn)車輪抱死時(shí)容易剝傷輪胎。 （ 2） 表面粘有熔燒鋁礬土砂粒的金屬滾筒。 （ 3） 表面具有嵌砂噴焊層的金屬滾筒。這種滾筒表面新的時(shí)候其附著系數(shù)可達(dá) 以上，其耐磨性也較好。這種滾筒表面帶槽、耐磨，附著系數(shù)可達(dá) ～ ， 價(jià)格便宜。這種滾筒比金屬滾筒表面耐磨，表面附著系數(shù)可達(dá) ～ ， 但表面易被油污與橡膠粉粒附著，使附著系數(shù)降低。滾筒直徑增大有利于改善與車輪之間的附著情況，增加測(cè)試車速，使檢測(cè)過(guò)程更接近實(shí)際制動(dòng)狀況，但必須相應(yīng)增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率。這樣使試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸相應(yīng)增大，制造要求提高。設(shè)置有第三滾筒的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)大都黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 取消了舉升裝置，在第三滾筒上裝有轉(zhuǎn)速傳感器?？刂蒲b置通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器即可獲知被測(cè)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。第三滾筒除了上述作用外，在有的試驗(yàn)臺(tái)上還作為安全保護(hù)裝置用，只有當(dāng)兩個(gè)車輪制動(dòng)測(cè)試單元的第三滾筒同時(shí)被壓下時(shí)，試驗(yàn)臺(tái) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路才能接通。測(cè)力杠桿一端與傳感器連接，另一端與減速器連接。當(dāng)浮動(dòng)的減速器殼體前端向下移動(dòng)時(shí)，第一種連接方式的測(cè)力杠桿的前端也向下移動(dòng) ； 第二種連接方式的測(cè)力杠桿，則通過(guò)傳力臂刃口的作用，前端向上移動(dòng)，并拉伸測(cè)力彈簧 A 和測(cè)力彈簧 B。如國(guó)產(chǎn) ZD6000 型制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，制動(dòng)力在 04000N 范圍內(nèi)彈簧 A 起作用 ； 制動(dòng)力在 400020xx0N 范圍內(nèi)，彈簧 A 和 B 共同起作用。傳感器有自整角電機(jī)式、電位計(jì)式、差動(dòng)變壓器式或電阻應(yīng)變片式等多種類型。通過(guò)行程開關(guān)和延時(shí)繼電器的作用，兩驅(qū)動(dòng)滾筒相繼啟動(dòng)。在傳感滾上的磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，送到控制系統(tǒng)，再換算成與地面接觸點(diǎn)的車輪線速度。該車輪與驅(qū)動(dòng)滾筒作純滾動(dòng)時(shí)滑移率為零，車輪完全抱死時(shí)的滑移率為 10006，當(dāng)滑移率為 20%的時(shí)候，控制系統(tǒng)切斷電源，驅(qū)動(dòng)滾筒停止工作，此瞬間測(cè)得的車輪制動(dòng)力最大。為提高自動(dòng)化與智能化程度，控制裝置中配置計(jì)算機(jī)。 帶計(jì)算機(jī)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。主要由計(jì)算機(jī)、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器和打印機(jī)等組成。制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)滑移率達(dá)到 20%時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使電機(jī)停轉(zhuǎn)，此時(shí)制動(dòng)力最大，同時(shí)也防止了輪胎的刮傷。通過(guò)延時(shí)電路起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)減速器、鏈傳動(dòng)和主從動(dòng)滾筒帶動(dòng)車輪低速旋轉(zhuǎn)，待車輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后駕駛員踩下制動(dòng)踏板，車輪在車輪制動(dòng)器的摩擦力矩作用下開始減速旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)車輪輪胎對(duì)滾筒表面切線方向附加一個(gè)與制動(dòng)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(cè)力杠桿一起向滾筒轉(zhuǎn) 動(dòng)相反方向擺動(dòng)，測(cè)力杠桿一端的力或位移經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成與制動(dòng)力大小成比例的電信號(hào)。打印格式與內(nèi)容由軟件設(shè)計(jì)而定。在制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)左、右車輪制動(dòng)力和的值大于某一值 （ 如 500N） 時(shí)， 計(jì)算機(jī)即開始采集數(shù)據(jù)，采集過(guò)程所經(jīng)歷時(shí)間是一定的 （ 如 3s） 。在有第三滾筒的制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上，在制動(dòng)過(guò)程中第三滾筒的轉(zhuǎn)速信號(hào)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 由傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算車輪與滾筒之間的滑動(dòng)率。如車輪不駛離制動(dòng)臺(tái)，延時(shí)電路將電動(dòng)機(jī)關(guān)閉 35s 后又自動(dòng)起動(dòng)。 由于制動(dòng)力檢測(cè)技術(shù)條件要求是以軸制動(dòng)力占軸荷的百分比來(lái)評(píng)判的，對(duì)總質(zhì)量不同的汽車來(lái)說(shuō)是比較客觀的標(biāo)準(zhǔn)。其稱重傳感器 （ 應(yīng)變片式 ） 通常安裝在每一車輪測(cè)試單元框架的 4 個(gè)支承腳處。兩個(gè)測(cè)試單元的滾筒既可同向正轉(zhuǎn)、同向反轉(zhuǎn)，又可以一正一反。測(cè)試時(shí)使左、右車輪制動(dòng)測(cè)試單元的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)方向一正一反，只采集正轉(zhuǎn)時(shí)的制動(dòng)力數(shù)據(jù)，這樣可以省去試驗(yàn)臺(tái)前、后設(shè)置自由滾筒裝置。所以當(dāng)被檢測(cè)軸車輪被滾筒帶動(dòng)時(shí)，另一在試驗(yàn)臺(tái)外的驅(qū)動(dòng)軸將不會(huì)被驅(qū)動(dòng)。 此外，現(xiàn)在很多制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)都裝有配套的軸重計(jì)量設(shè)備。機(jī)械式稱重是按照不等臂杠桿平 衡原理利用擺錘、齒板齒輪傳動(dòng)而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但工作效率和測(cè)量精度不如電子式的高。電子式軸重計(jì)量裝置一般由機(jī)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。秤體部分包括承載臺(tái)板、承載 、傳感器以及框架等，見圖 。 汽車開上制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)使被檢車軸左右車輪處于每對(duì)滾筒之間，放下舉升器。此時(shí)，車輪產(chǎn)生的制動(dòng)力作用在滾筒上，與滾筒的旋轉(zhuǎn)方向相反，因而產(chǎn)生一反作用力矩 （ 圖 ） 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 軸重測(cè)量裝置秤體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)力學(xué)分析 由于臺(tái)架試驗(yàn)的受力狀況與實(shí)際道路大不相同，無(wú)法模擬道路制動(dòng)的力學(xué)狀況，因此有必要深入了解臺(tái)架試驗(yàn)臺(tái)的制動(dòng)過(guò)程，分析反力式制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試性質(zhì)，包括能測(cè)試的制動(dòng)力的大小及影響因素，測(cè)試過(guò)程滾筒載荷的變化。屬制動(dòng)性能不好，車輪沒有抱死。多數(shù)出現(xiàn)在駐車制動(dòng)或后輪制動(dòng)的檢測(cè)上，易出現(xiàn)誤判。 檢測(cè)時(shí)，滾筒的線速度很低，可忽略制動(dòng)時(shí)車輪的慣性力矩和滾動(dòng)阻力矩，車輪受力如圖，可得如下平衡方程： 12( sin c o s ) ( sin c o s )N N F? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） ( c o s sin ) ( c o s sin )N N G? ? ? ? ? ?? ? ? ? （ ） 1sin ( )LDL? ?? ? （ ） 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 聯(lián)立上式解得： 1 2( c os si n ) ( c os si n )( 1 ) si n 2FGN ? ? ? ? ? ???? ? ?? ? （ ） 2 2( c os si n ) ( c os si n )( 1 ) si n 2GFN ? ? ? ? ? ???? ? ?? ? （ ） 當(dāng)車輪制動(dòng)時(shí)，試驗(yàn)臺(tái)所能提供的附著力 F? 為： 12 2() ( 1 ) c o sGFF N N ?? ?? ???? ? ? ?