汽车制动性能检测平台

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1、测试技术基础实践论文汽车制动性能检测平台2目录目录一、汽车制动性能检测平台现状一、汽车制动性能检测平台现状 41 汽车制动性能的评价指标.4 2 主要的制动检测方法 4 3 路试4 4 台试4二、滚筒反力式检测平台的机械设计二、滚筒反力式检测平台的机械设计.61 台试检测类型的选择 6 2 滚筒反力式检测平台原理 6 3 实验检测台结构 7 4 系统参数设计8 5 三维设计图：10三、传感器的选择与设计三、传感器的选择与设计111. 圆编码器的构造 .11 2.莫尔条纹的形成原理 .12 3.圆编码器工作原理 .13四、系统检测原理四、系统检测原理.131. AD 板工作原理简介.14 2 .

2、AD 板和 DA 板的性能特性。14 3.硬件设计.15五、结语五、结语163摘要摘要汽车制动性能是汽车主动安全性的重要性能。它作为汽车性能检测的最重指标之一，直接影响到行车交通安全问题和交通运输效率。近年来我国的汽车制造业和公路交通运输业发展迅猛，汽车保有量迅速增，随之而来的是交通安全和环境保护等社会问题。其中，交通安全无疑是人们最为关心的一个话题。有关机构调查发现，造成重大交通事故的原因往往与汽车制动性能差有关。由汽车制动方面的原因所导致的事故在汽车交通事故中占 1/3 以上。因此提高汽车制动系统检测技术的精确性在降低公路交通事故率、提高汽车行驶安全性方面显得至关重要。拥有准确、先进的汽车

3、检测技术，进一步重视和加强车辆制动性能的检测管理己成为维护社会安全稳定的一个重要课题！本文根据教师所给数据，结合市面上常见的几种汽车制动性能检测平台装置，对几种平台进行综合对比，选出更为优良的检测平台方案，并设计出滚轮半径等具体数据。最后，对装置可行性做出判断。关键词：关键词： 制动系统 性能检测 反力式 惯性式 测试系统4一、汽车制动性能检测平台现状一、汽车制动性能检测平台现状1 汽车制动性能的评价指标汽车制动性能的评价指标1.1 汽车制动性汽车制动性 汽车制动性是指能在短距离内停车且维持行驶方向不变和在坡道上长时间 保持停驻的能力。 1.2 主要评价指标主要评价指标 汽车制动性的评价指标主

4、要为制动效能。 它是汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。 制动的全过程可以分为四个阶段，即驾驶员 反应阶段、制动器开始起作用阶段、持续制 动阶段和制动释放阶段，其中最着重需要研 究的是后三个过程。 制动效能可以有以下具体的评价指标: 1)制动距离 2)制动减速度 3)制动时间 4)制动力 5)车轮阻滞力 6)制动时的方向稳定性2 主要的制动检测方法主要的制动检测方法机动车运行安全技术条件规定：检测汽车的制动性能可用路试和台试 两种方法。其中，路试主要检测制动距离或制动减速度，台试主要检测制动力。3 路试路试路试适用于水泥或沥青路面，轮胎与路面间的附着系数大于 0.7，汽车要沿 着试验车道中线行

5、驶至高于规定的初速度。检测的项目有两种 1)检测制动距离和制动跑偏量 2)检测 MFDD、制动协调时间和制动跑偏量 3.1 路试所需要的检测仪器路试所需要的检测仪器 非接触速度计、第五轮仪、便携式制动性能测试仪4 台试台试4.1 测试方法测试方法 采用滚筒反力式或平板式制动检验台， 平板式汽车制动检验台是用于测5量被检车辆各轴（左右轮）制动力的仪器设备。其主要用于额定承载质量下汽 车制动性能的测试，可检测计算汽车各轴（左右轮）阻滞力、制动力及制动力 差（过程差、最大差） 、制动力与轴荷之比（含动态轴重测量） ，以及手制动力 与整车质量之比，亦可测量机动车各轮悬架效率，各轮悬架振动曲线，记录和

6、打印左右轮制动力曲线。该设备是机动车安全性能检测的核心部分，也是安全 性能检测设备中技术性能要求较高的设备。台试时应控制制动气压和制动踏板力。 a)行车制动性能检验可分为轴制动率和整车制动率。行车制动性能检验可分为轴制动率和整车制动率。轴制动率 整车制动率=轴最大制动力该轴轴荷 100%整车制动力该车各轴轴荷 100%b)台试检测设备主要有以下几种：台试检测设备主要有以下几种： 1)滚筒反力式制动试验台 2)平板式制动检测台 3)滚筒惯性式 ABS 制动检验台 c)滚筒反力式制动试验台滚筒反力式制动试验台 反力式滚筒制动试验台是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元 和一套指示、控制装置组

7、成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、 滚筒组、举升装置、测量装置等构成。 进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚 筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接 通） 。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低 速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力 矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动 器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩 擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆 一端的力或位移经传感器转换

8、成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器 送来的电信号经放大滤波后，送往 A/D 转换器转换成相应数字量，经计算机采 集、存储和处后，检测结果由打印机打印出来。 d)平板式检测平台平板式检测平台 平板式制动试验台相对滚筒反力式制动检测台结构简单，无外力驱动。 主要去测试平板，测力传感器和数据采集系统等组成。检测原理基于第二牛顿 定理“物体运动的合外力等于物体的质量乘以加速度（这里是制动时产生 的减 速度） ” ，即 制动力等于质量乘以（负）加速度， 检测时以 1015km/h 的速6度驶入平板，置变速器于空挡，水平方向测力传感器测取被测车轮空挡滑行阻 力，垂直方向称重传 感器同步测量被测车轮

9、动态轮荷，制动测试时， 在惯性 作用下，使平板产生水平 方向位移，通过车轮在平板上附加与制动力大小相等，方向相反的作用，使平板 产生水平方向位移，通过传感器将其转换成与制动 力大小成比例的电信号，最后经信号放大滤波， ND 模数转换、 采集存储和 结果计算， 完成制动性能测试。二、滚筒反力式检测平台的机械设计二、滚筒反力式检测平台的机械设计1 台试检测类型的选择台试检测类型的选择经过前期大量的资料收集和整理，我发现台试检测汽车制动性能主要有以 下几种方式:滚筒反力式制动试验台，平板式制动检测台，滚筒惯性式 ABS 制动 检验台。其中，每种方案都有各自的优缺点，而滚筒反力式制动检测平台是目 前应

10、用最广的一种方式，并且具有安全保护作用好，工况稳定、重复性好等优 点。只有在被测车轮同时压下左右制动检测台的第三滚筒时，滚筒才能被启动， 因而可以避免操作人员误操作而造成伤害。 综合上述理由，本小组选定了采用滚筒反力式汽车制动检验台滚筒反力式汽车制动检验台的方法进行 设计。2 滚筒反力式检测平台原理滚筒反力式检测平台原理反力式滚筒制动试验台是由结构完全相同的左右两套车轮制动力测试单元 和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架、驱动装置、 滚筒组、举升装置、测量装置等构成。 进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚 筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在

11、第三滚筒支架下的行程开关被接 通） 。通过延时电路启动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低 速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力 矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎的摩擦力克服制动 器的摩擦力矩，维持车轮继续旋转。同时在车轮轮胎对滚筒表面切线方向的摩 擦力作用下，减速器壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动，测力杠杆 一端的力或位移经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器 送来的电信号经放大滤波后，送往 A/D 转换器转换成相应数字量，经计算机采 集、存储和处后，检测结果由打印机打印出来。 在制动过程中，当左、右车轮

12、制动力和的值大于某一值(如 500N)时，计算 机即开始采集数据，采集过程所经历时间是一定的(如 3s)。经历了规定的采集 时间后，计算机发出指令使电动机停转，以防止轮胎被剥伤。在制动过程中， 第三滚筒的转速信号由传感器转变成脉冲信号后输入控制装置，计算车轮与滚 筒之间的滑移率。当滑移率达到一定值时，计算机发出指令使电动机停转。如7车轮不驶离制动台，延时电路将电动机关闭 3-5s 后又自动起动。检测过程结束， 车辆即可驶出制动试验台。3 实验检测台结构实验检测台结构滚筒反力式汽车制动试验台的结构简图如图 1 所示。它由结构完全相同的 左右两套车轮制动力测试装置和一套指示与控制装置组成。每一套车

13、轮制动力 测试装置由框架、驱动装置、滚筒装置、第三滚筒和测量装置等组成。下面详细介绍各部分的原理及作用。 （1） 驱动装置:驱动装置由电动机、减速器和链传动机构组成，如图 2 所 示。电动机经过减速器内的蜗轮蜗杆和一对圆柱齿轮的两级传动后驱动主动滚筒， 主动滚筒又通过链传动机构带动从动滚筒旋转。减速器输出轴与主动滚筒共用一 轴。减速器壳体为浮动连接即可绕主动滚筒轴自由摆动。减速器的作用是减速增 矩。其减速比根据电动机的转速和滚筒测试转速确定。由于测试车速低。滚筒转 速也较低。因此要求减速器减速比较大。一般采用两级齿轮减速或一级蜗轮蜗杆 减速与一级齿轮减速。（2）滚筒装置:滚筒组相当于一个活动的

14、路面，来承载被检的车辆，承受和图 1 滚筒反力式汽车制动检测平台结构简图图 2 驱动装置简图8传递制动力。每套车轮制动力测试单元由左右一对直径相同的主、从动滚筒组成。 每个滚筒的两端分别用滚动轴承与轴承座支承在框架上，且保持两滚筒轴线平行。（3）滚筒与汽车轮胎间的附着系数将直接影响制动试验台所能测得的制动力 大小。为了增大滚筒与轮胎间的附着系数，滚筒表面都进行了相应加工与处理。 比较理想的滚筒表面应能满足以下要求: a)对不同类型子午线、斜交、不同尺寸、不同花纹的轮胎都有足够的附着系数， 并且附着系数不会因轮胎沾水、沾泥而下降太多； b)滚筒表面不易沾上泥土、油污。一旦沾上，也容易清除干净；

15、c)使用寿命较长，附着系数不会较快地衰减；（4）d)制造工艺简单，滚筒的品质易保持稳定。（5）第三滚筒：第三滚筒安装在弹簧支撑的浮动臂上，平时保持在最高位置。 在检测时，被检车辆的车轮置于主、从动滚筒之间，同时压下第三滚筒并与其保 持可靠接触。当两个车轮制动测试单元的第三滚筒同时被压下时，通过行程开关 和延时继电器的作用，两主动滚筒的驱动电机相继启动，同时带动主动滚筒转动。 主动滚筒带动车轮旋转，车轮又带动第三滚筒旋转，它们接触点的线速度相等。 在第三滚筒上装有转速传感器。控制装置通过转速传感器即可获知被测车轮的转 动情况。在第三滚上的转速传感器产生一个脉冲信号，送到控制系统，再换算成 车轮的

16、线速度。当被检车轮制动时，主动滚筒的线速度不变，第三滚筒随车轮的 线速度发生变化。当转速下降至接近抱死时，控制装置根据转速传感器送出的相 应的脉冲信号使驱动电动机停止工作，主动滚筒停止转动，以防上滚筒剥伤轮胎 并保护驱动电机。 下面是检测系统的结构图图 3 检测系统结构图4 系统参数设计系统参数设计9本课题要求按照给定的有关汽车参数，来设计一个制动检测实验台并测量 汽车的制动距离和跑偏量。根据教师所给参数值，加上一些常识性的假设，列 出关于汽车的一些参数和检测要求： 参数名称参数值 汽车质量M=150kg 制动时车速V=10m/s 驾驶员质量M1=60kg 车轮直径R=400mm 车轮宽度B=200mm 车轮质量M2=10kg 轴距1100mm 表 1 设计参数表 滚筒装置如图所示：图 3 滚筒装置示意图注： -车重 G、-车轮所受主动轴与从动轴的压力1N2N、-车轮与主动轴从动轴间的摩擦力1F2F滚筒组相当于一个活动的路面，来承载被监测的车辆，承受和传递制动力。 车轮制动力测试单元由一对直径相同的主、从动滚筒组成。每个滚筒的