反力式汽车制动试验台设计(编辑修改稿)

反力式汽车制动试验台设计(编辑修改稿)内容摘要：

型式上偏向西欧式，对滚筒式制动设备的研究也仍将是热点。 反力式滚筒制动试验台还要为消除台试与路试间的差异作努力，须做好以下几方面的工作 ： （ 1） 结合国情进行技术改造，不同的待检车类型应配备不同测试要求的试验台； （ 2） 完善检测设备标准，划分制动检测设备类型，制订各自的标准，并完善测试规程； （ 3） 滚筒直径要合理增大，并适当提高滚筒的转速。 作为新一代产品 ——平板式制动试验台，虽一时无法代替反力滚筒式，但已引起汽车界的重视，可以预 见其发展充满活力 ： 眼下作为制动检测的补充，在汽车保有量大的城市和经济发达地区，可发挥作用，用于检测轿车、高级小客车、摩托车等。 论文主要研究内容及技术途径 课题主要研究内容 对汽车制动试验台的研究主要集中在以下几方面 ： 1. 制动试验台运动学和动力学的分析 对汽车在反力式制动试验台上的运动及受力情况进行分析，推导制动力、滚筒支承反力的解析表达式，分析试验台的最大测试能力 ； 2. 制动试验台结构设计的研究 对制动试验台改进方案进行结构设计，绘制零件图及装配图 ； 3. 制动试验台控制系统硬件 设计 包括传感器选型、信号调理电路设计、数据采集系统设计、控制装置的设计。 技术途径与方法 1. 运动学和动力学分析； 2. 使用 AutoCAD 进行零件图的绘制。 根据需要将传感器等部件安装到试验装置上，在分别完成上位机的控制软件、下位机的控制软件、电路，对汽车制动试验台进行试验联调。 黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 第 2 章 反力式滚筒实验台 与平板式试验台对比分析 反力式滚筒制动性能试验台的结构及工作原理 结构 反力式滚筒制动试验台的结构如图 所示。 它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 [6]。 驱动装置由电动机、减速器和链传动组成。 电动机经过减速器两级减速后驱动主动滚筒，主动滚筒通过链传动带动从动滚筒旋转。 减速器输出轴与主动滚筒通州连接或通过链条、皮带连接。 减速器的作用是减速增扭，其减速比根据电动机的转速和滚筒测试转速确定。 由于制动检验台的车速低（日式制动台一般为 ～ ，欧式制动台相对较高，但也仅为 km/h～ ），因此滚筒转速也较低，一般在40～ 100r/min 范围。 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。 滚筒组中每一车轮制动力测试单元设置一对主、从动滚筒。 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。 滚筒相当于一个活动的路面，用来支承被检车辆的车轮，并承受和传递制动力。 轮胎与滚筒间的附着系数将直接影响制动检验台所能测得的制动力大小。 根据 GB72582020，滚筒表面当量附着系数不应小于 %。 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。 制动力测量装置 主要由测力杠杆和传感器组成。 测力杠杆一端与传感器连接，另一端与减速器壳体连接，被测车轮制动时测力杠杆与减速器壳体将一起绕主动滚筒（或绕减速器输出轴、电动机枢轴）轴线摆动。 传感器将测力杠杆传来的、与制动力成比例的力（或位移）转变成电信号输送到指示、控制装置。 为了便于汽车出入制动试验台，在主、从动两滚筒之间设置有举升装置。 带有第三滚筒的制动试验台不用举升装置。 目前制动试验台控制装置都采用电子式。 工作原理 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）。 通过延时电路起动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 定后，测得车轮拖滞力。 接着，驾驶员踩下制动踏板，车轮在车轮制动器的摩擦力矩Tu 作用下开始减速旋转。 此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向作用制动力 Fx Fx2 克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转。 与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动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，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、存贮和处理后，对制动力 ——时间曲线进行分析，就可以得到最大制动力、制动平衡、协调时间等相关参数。 图 反力式滚筒制动性能试验台 平板式制动性能试验台的结构及工作原理 平板式制动试验台结构 平板式制动检测台是由测试平板、传感器、数据采集系统等构成的集称重、制动性能测试为一体的汽车检测设备，一般由面板 （ 制动板、侧滑板和辅助板 ） 、底座、轴重传感器、拉压力传感器、位移传感器等组成，面板相对于底板可以滑动，底板是固定的钢板，为了保证在制动瞬间面板可以灵活运动，底部的摩擦力应非常小，故在相对运动的接触部分需要润滑。 检验台采用双板结构，上层板 （ 面板 ） 为承载板，下层板 （ 底座 ） 主要用来与地面固定。 所有面板均由两层板通过工字钢焊接而成，在焊接时要求采用特殊的工艺，以防止 盖板的翘曲和变形，最后在盖板的上面点焊丝网，以增加盖板表面的摩擦力。 工作原理 平板式制动试验台是一种低速动态检测车辆制动性能的设备，其检测原理基于牛顿第二定理 “物体运动的合外力等于物体的质量乘加速度 ”，即制动力等于质量乘（负）加速度。 检测时只要测得轴荷及减速度即可求出制动力。 从理论上讲，制动力只由制黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 动减速度决定，与制动初速度没有必然的联系。 检测时 ， 被检车辆以 2km/h～ 10km/h 车速驶上测试平板 ， 置变速器于空挡，台面水平方向测力传感器测取车辆空挡滑行阻力，称重传感器同步测取车辆 轴荷。 检测员急踩制动后，汽车在惯性作用下，通过车轮在平板上附加与制动力大小相等、方向相反的作用力，使平板沿纵向位移。 车辆在测试平板上制动直至停车，与此同时 ， 数据采集系统采集制动过程中的全部数据 ， 并作分析处理 ， 然后把制动性能的测试结果显示出来。 平板式制动试验台能检测出汽车行驶制动过程中重心前移后的制动效果。 在平板式制动试验台上检测制动性能时 ， 汽车比较接近实际行驶状态 ， 具有与实际行驶制动中完全相同的受力情况，平板式制动试验台检测的是动态汽车 ， 因而能够反映出汽车行驶制过程中轴荷重新分配的制动效果 ， 测试 原理图见图。 车轮平板承重传感器钢球 图 平板式制动试验台原理 反力式滚筒试验台与平板式试验台优缺点分析 反力式滚筒试验台 ： （ 1）安全保护作用，即只有在被测车轮同时压下左右制动试验台的第三滚筒时，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 ； （ 2）随着现在计算机技术的发展，可以显示车辆左、右轮制动力增长全过程随采样时间的变化情况，且能准确指明左、右轮制动力不平衡最大值在制动力增长过程中的具体位置，从 而分析判断引起制动力平衡差超标的根本原因，还可以为车辆修理单位提供有效的信息支持 ； （ 3） 滚筒反力式制动检验台测试工况稳定，重复性好。 ： （ 1）很难测得实际制动力，并且很难测得制动器的制动力最大值 ； （ 2）悬架中减振器性能得不到检测。 汽车悬架装置对汽车行驶安全性、操纵稳定黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 性、通过性、燃料经济性等诸多性能均产生影响。 （ 3）测试效率低，采用滚筒制动试验台检测制动性能时，对车辆各轴的检测是分开进行的，从而影响了车辆的测试效率。 平板式制动试验台 有： （ 1）相对于滚筒制动试验台，平板试验台结构简单，省去了滚筒式的两个大功率电动机，耗电小，它的耗电量约为滚筒式的 1/100； （ 2）操作简单，测试速度大大加快，验车时只需将车辆以 5～ 10km/h 的速度开到测试平板上踩一脚制动，即可同时完成前后桥的制动、轴荷、侧滑、减震器等检测，检测效率高，全过程只需一分钟左右即可完成 ； （ 3）安装简单容易，不用专门的混凝土基础，只需用膨胀螺栓固定在地面上即可，降低了混凝土工程造价 ； （ 4）平板式是主动、动。