反力式汽車制動試驗臺設(shè)計說明

1、 . . . The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Car Brake Reaction Test BedCandidate：Gao Hang Specialty：Vehicle EngineeringClass：B05-18 Supervisor：Lecturer. Xue HuijuanHeilongjiang Institute of Technology2009-06·Harbin17 / 23摘 要汽車制動性能的檢驗是機動車安全技術(shù)檢驗的重要容之一，隨著我國汽車保有量快速增長，汽車對環(huán)境的影響受到

2、人們的普遍關(guān)注。汽車制動性能的好壞直接關(guān)系到人們的生命安全。因此有必要研究出快捷、準確地檢測汽車制動性能的方法和工具。本論文的容就是對汽車制動試驗臺的關(guān)鍵技術(shù)進行研究。首先論文對國外汽車制動試驗臺的現(xiàn)狀和今后發(fā)展方向進行了綜述。通過對汽車制動過程的分析，提出檢測汽車制動性能的方法，比較了各種檢測方法的特點，分析了評價汽車性能的指標與國家標準。對汽車在制動試驗臺上的受力情況進行了分析，提出檢測汽車制動性能的原理，分析了影響制動性能檢測的因素。對汽車制動試驗臺總體結(jié)構(gòu)進行了分析，提出選擇試驗臺滾筒尺寸，轉(zhuǎn)速與表面材料的方法，給出選擇試驗臺電機、減速器等主要部件的依據(jù)。關(guān)鍵詞：汽車制動試驗臺；制動性

3、能；檢測；滾筒；反力式ABSTRACTThe testing of the automobile brake performance is one of important parts in Vehicle safety check.With the amount of the automobile increasing rapidly in our nation， the affect of automobile to the environment is concerned by more and more people. The brake performance of automobi

4、le has the relation with the safety of people. Therefore， it is necessary to find best methods and tools of testing automobile brake performances quickly and accurately. The paper is the research of key technology in automobile brake tester.Firstly，the paper give a brief introduction about present a

5、utomobile brake tester and future tendency in the world.The paper analyzes the process of the braking of auto， and present the methods of testing brake performance， compares the advantages and disadvantages of various testing methods， discusses the criterions of assessing brakep erformances and nati

6、onal standards.It goes dynamic analysis of braking automobile on the tester，explains the principle of testing automobile brake performance，analyzes the main factors for brake testers.It analyses the total construction of the drum type automobile brake tester， gives the methods of choosing the sizes，

7、 speed，surfaces material of tester drums，as well as reasons of choosing tester motor，gearbox，and other main parts.Keywords： Automobile Brake Tester；Brake Performance；Testing；Platen；Reaction目 錄摘要Abstract第1章 緒論11.1 課題研究的目的和意義11.1.1 課題研究的目的11.1.2 課題研究的意義11.2 國外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向21.2.1 平板式制動試驗臺21.2.2 反力滾筒式制動

8、試驗臺31.2.3 發(fā)展方向41.3 論文主要研究容與技術(shù)途徑41.3.1課題主要研究容41.3.2技術(shù)途徑與方法4第2章 反力式滾筒試驗臺與平板式試驗臺對比分析52.1 反力式滾筒制動性能試驗臺的結(jié)構(gòu)與工作原理52.1.1 結(jié)構(gòu)52.1.2 工作原理52.2 平板式制動性能試驗臺的結(jié)構(gòu)與工作原理62.2.1 平板式制動試驗臺結(jié)構(gòu)62.2.2 工作原理62.3 反力式滾筒試驗臺與平板式試驗臺優(yōu)缺點分析72.3.1 反力式滾筒試驗臺72.3.2 平板式制動試驗臺82.4 本章小結(jié)8第3章 汽車制動試驗臺總體方案93.1 引言93.2汽車制動試驗臺總體構(gòu)成93.3 制動試驗臺工作原理123.4制動

9、試驗臺力學分析143.5影響制動性能檢測的因素分析153.6本章小結(jié)16第4章 汽車制動試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計174.1引言174.2設(shè)計依據(jù)和要求174.3滾筒設(shè)計184.4滾筒式制動試驗臺測試能力分析214.5制動力測量裝置主要參數(shù)的選擇224.6 減速箱設(shè)計與零件選擇244.6.1蝸輪蝸桿的設(shè)計244.6.2 軸的設(shè)計274.7 本章小結(jié)28結(jié)論29參考文獻30致31附錄32第1章 緒 論1.1 課題研究的目的和意義1.1.1 課題研究的目的汽車制動試驗臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)對制動性能的測量結(jié)果有著重要關(guān)系。只有合理選擇制動試驗臺的設(shè)計參數(shù)，才能提高試驗臺測試的準確性與可靠性，以與耐用性和使用經(jīng)濟性。本課

10、題所研究的汽車制動試驗臺主要是檢測各類中小型汽車（最大軸重10噸）的制動性能。應(yīng)能同時對同一軸上的左右兩個車輪進行測量。制動試驗臺主要結(jié)構(gòu)有滾筒、電動機、減速器等。1.1.2 課題研究的意義汽車制動性能的檢驗是機動車安全技術(shù)檢驗的重要容之一，也是汽車保修企業(yè)進行故障和調(diào)試修理的科學依據(jù)。近年來，隨著不解體檢在線檢測技術(shù)的發(fā)展，汽車制動性能的檢測與診斷己由經(jīng)驗定性型向儀器化的定量與定性相結(jié)合方向發(fā)展，由路試向臺架檢測發(fā)展。用制動試驗臺檢測汽車的制動性能，不僅可以測出每個車輪的制動力和制動力協(xié)調(diào)時間，通過計算求出汽車的單位制動力。而且可以測出同一軸兩車輪的制動力差和制動力上升時間差，制動器部阻力和

11、制動完全釋放時間。這種方法可以免除用路試檢測制動性能的一些弊病1。汽車制動試驗臺的型式有滾筒式和平板式。平板式制動試驗臺在測試時，汽車要有一定的初速度，這就需要有助跑道。而滾筒式制動試驗臺則相反，其占地面積小，可以在臺上對制動系邊試驗邊調(diào)整，又便于分析故障，因此容易按使用部門所接受。滾筒式制動試驗臺的測試方法是：在汽車處于?；馉顟B(tài)下，測定車輪的制動力或制動距離等與制動性能有關(guān)的參數(shù)。它又可分為反力式和慣性式。慣性式別動試驗臺是測每個車輪的制動距離，這種試驗臺的試驗車速高，較接近于實際情況。但由于在國家規(guī)定的制動性能標準中沒有車輪制動距離這一項，只有汽車制動距離的標準。如果將測試的車輪制動距離換

12、算成整車制動距離，有一定誤差，要使換算結(jié)果精確，需要作大量對比試驗，而不同的車型都要有對比，這是較難做到的，因此慣性式制動試驗臺不容易被使用部門所接受。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，這時左、右兩電機啟動，帶動滾筒旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定值后，通知駕駛員迅速踏制動器（或拉手制動器），這時車輪的轉(zhuǎn)速降低。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，由測力裝置可測量出其值，并記錄制動曲線。當車輪速度降低到某值時，為了減少輪胎磨損，電機自動停轉(zhuǎn)。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。在國外被廣泛采用。我

13、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。因此，國交通、公安車管部門廣泛使用的幾乎都是反力式制動試驗臺。室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。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用先進技術(shù)對在用車輛實行技術(shù)狀況監(jiān)控與預(yù)測非常必要。在汽車制動檢測制動方面，應(yīng)用故障機理的解析技術(shù)確定和預(yù)測汽車制動狀況的動態(tài)特性；應(yīng)用診斷參數(shù)信息的識別和傳感技術(shù)。建立故障模式；充分利用計算機技術(shù)，分析診斷多數(shù)信息，提高診斷精確度。開發(fā)預(yù)測故障專家系統(tǒng)，提高診斷預(yù)測水平，使車輛保持良好的技術(shù)狀況，并將檢測、診斷和預(yù)測融為一體，

14、是今后汽車檢測技術(shù)的發(fā)展方向。1.2 國外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向目前在我國的汽車制動性能檢測中，普遍采用反力滾筒式制動試驗臺，而平板式制動試驗臺近幾年開始引入我國。GB7258- 2004 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。平板式制動試驗臺是在汽車運行狀態(tài)下檢測制動性能， 與汽車實際行駛中的制動相似， 是一種動態(tài)檢測； 而反力式滾筒制動試驗臺是提高為測定作用在測力滾筒上車輪制動力的反力， 檢測車輛制動性能的裝置，是一種穩(wěn)態(tài)檢測方式2。下面分別介紹這兩種試驗臺：1.2.1 平板式制動試驗臺早期的汽車檢測設(shè)備，既有滾筒式又有平板式，由

15、于當時還沒有電子計算機，平板式檢測設(shè)備的傳感器和采樣系統(tǒng)難以滿足檢測要求。但是，由于近年來電子技術(shù)的大量應(yīng)用，平板式檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（含各種傳感器）都采用微電子技術(shù)和計算機控制。因此，新一代的平板式設(shè)備各方面的性能都有了質(zhì)的飛躍。從原理上來看，平板式制動試驗臺是主動、動態(tài)的檢測，它是在汽車行駛制動狀態(tài)下進行檢測的，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與垂直力測量下來，平板式制動試驗臺就完全可以如實地把汽車制動過程（力系與變化）檢測出來。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。焊有由鋼板沖壓制成的鋼網(wǎng)，具有遠高于良好路面的附著系數(shù)，在正常磨損圍可以確保制

16、動性能的檢測；（2）能同時對汽車的四個車輪作動態(tài)測試；（3）特別適合現(xiàn)代轎車和摩托車的檢測?，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，而滾筒式的檢測能力過低或偏低；（4）為多功能綜合的復(fù)合檢驗臺。如意大利威邁格平板式制動試驗臺，可進行幾種性能同時測試，檢測制動力時既可測得四個車輪的最大制動力，又可提供這些制動力在制動過程中隨時間變化的曲線等更深層信息，還可同時進行側(cè)滑的檢測，懸架減振器的檢測。以上四點平板式均優(yōu)于滾筒式。但平板式也有其致命的弱點：（1）在實際檢測過程中，制動初速度與制動踏板力不易控制，測試工況不穩(wěn)定，重復(fù)性差；（2

17、）檢測技術(shù)尚不成熟，定量分析技術(shù)仍末完善解決，傳感技術(shù)和計算機后處理技術(shù)要求很高，有待電子技術(shù)應(yīng)用的進一步提高；（3）不能測試車輪的阻滯力、失圓度，而且適用車型較少。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。1.2.2 反力滾筒式制動試驗臺我國使用的反力滾筒式制動試驗臺有兩大類，其一是引進日本彌榮公司、日產(chǎn)公司的；其二是引入西歐國家的，如德國馬哈公司、申克公司，英國克雷普頓公司，意大利的鉆石公司等。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

18、多為指針式。西歐式試驗臺的特點是摩擦滾筒直徑大，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0.80.9，制動時線速度高，3t以下車輛的線速度為2.53km/ h，310t車輛的線速度為5km/ h。在兩滾筒之間有兩個第三滾筒，數(shù)值顯示為指針式。第三滾筒的作用主要有兩條：（1）當車輛放在試驗臺上后，輪胎壓下第三滾筒，限位開關(guān)脫開后，試驗臺才能啟動運轉(zhuǎn)。（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)谌凉L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)。對反力滾筒式來說，最重要的結(jié)構(gòu)

19、技術(shù)參數(shù)和性能是：試驗臺滾筒轉(zhuǎn)速、滾筒直徑、滾筒表面形狀與材質(zhì)、電動機驅(qū)動功率、制動力測量裝置和測試精度等。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，因此滾筒直徑與其轉(zhuǎn)速、滾筒表面形狀與材料、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。目前，檢測設(shè)備制造業(yè)已形成一定規(guī)模，市場競爭十分激烈，反力式汽車制動試驗臺型式變得多樣化，并在不斷改進和提高。傳感器都已從機械式的或機電式的進化為電子式的，控制方式也由繼電器控制變成計算機控制。1.2.3 發(fā)展方向從研討的廣度和深度來看，反力式滾筒制動試驗臺的技術(shù)研究己趨于全面成熟，

20、今后汽車制動檢測設(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，對滾筒式制動設(shè)備的研究也仍將是熱點。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(yīng)配備不同測試要求的試驗臺；（2）完善檢測設(shè)備標準，劃分制動檢測設(shè)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。作為新一代產(chǎn)品平板式制動試驗臺，雖一時無法代替反力滾筒式，但已引起汽車界的重視，可以預(yù)見其發(fā)展充滿活力：眼下作為制動檢測的補充，在汽車保有量大的城市和經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，可發(fā)揮作用，用于檢測轎車、高級小客車、摩托車等。1

21、.3 論文主要研究容與技術(shù)途徑1.3.1 課題主要研究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與受力情況進行分析，推導(dǎo)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(shè)計的研究對制動試驗臺改進方案進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制零件圖與裝配圖；3. 制動試驗臺控制系統(tǒng)硬件設(shè)計包括傳感器選型、信號調(diào)理電路設(shè)計、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計、控制裝置的設(shè)計。1.3.2 技術(shù)途徑與方法1. 運動學和動力學分析；2. 使用AutoCAD進行零件圖的繪制。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

22、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)。第2章 反力式滾筒實驗臺與平板式試驗臺對比分析2.1 反力式滾筒制動性能試驗臺的結(jié)構(gòu)與工作原理2.1.1 結(jié)構(gòu)反力式滾筒制動試驗臺的結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。它由結(jié)構(gòu)完全一樣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。每一套車輪制動力測試單元由框架、驅(qū)動裝置、滾筒組、舉升裝置、測量裝置等構(gòu)成6。驅(qū)動裝置由電動機、減速器和鏈傳動組成。電動機經(jīng)過減速器兩級減速后驅(qū)動主動滾筒，主動滾筒通過鏈傳動帶動從動滾筒旋轉(zhuǎn)。減速器輸出軸與主動滾筒通州連接或通過鏈條、皮帶連接。減速器的作用是減速增扭，其減速比根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)速和滾筒測試轉(zhuǎn)速確定。由于制動檢驗臺

23、的車速低（日式制動臺一般為0.1km/h0.18km/h，歐式制動臺相對較高，但也僅為2.0 km/h5.0km/h），因此滾筒轉(zhuǎn)速也較低，一般在40100r/min圍。因此要求減速器減速比較大，一般采用兩級齒輪減速或一級蝸輪蝸桿減速與一級齒輪減速。滾筒組中每一車輪制動力測試單元設(shè)置一對主、從動滾筒。每個滾筒的兩端分別用滾動軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。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。輪胎與滾筒間的附著系數(shù)將直接影響制動檢驗臺所能測得的制動力大小。根據(jù)GB7258-2004，滾筒表面當量附著系數(shù)不應(yīng)小于0.75%。為了增大滾筒與輪胎間的附

24、著系數(shù)，滾筒表面都進行了相應(yīng)加工與處理。制動力測量裝置主要由測力杠桿和傳感器組成。測力杠桿一端與傳感器連接，另一端與減速器殼體連接，被測車輪制動時測力杠桿與減速器殼體將一起繞主動滾筒（或繞減速器輸出軸、電動機樞軸）軸線擺動。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。為了便于汽車出入制動試驗臺，在主、從動兩滾筒之間設(shè)置有舉升裝置。帶有第三滾筒的制動試驗臺不用舉升裝置。目前制動試驗臺控制裝置都采用電子式。2.1.2 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

25、接通）。通過延時電路起動電動機，經(jīng)減速器、鏈傳動和主、從動滾筒帶動車輪低速旋轉(zhuǎn)，待車輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，測得車輪拖滯力。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)。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Fx1、Fx2克服制動器摩擦力矩，維持車輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。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。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

26、相應(yīng)數(shù)字量，經(jīng)計算機采集、存貯和處理后，對制動力時間曲線進行分析，就可以得到最大制動力、制動平衡、協(xié)調(diào)時間等相關(guān)參數(shù)。1.電動機 2.壓力傳感器 3.減速箱 4.滾筒 5.第三滾筒6.電磁傳感器 7.鏈傳動 8.測量指示儀圖2.1 反力式滾筒制動性能試驗臺2.2 平板式制動性能試驗臺的結(jié)構(gòu)與工作原理2.2.1 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(shè)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，

27、底部的摩擦力應(yīng)非常小，故在相對運動的接觸部分需要潤滑。檢驗臺采用雙板結(jié)構(gòu)，上層板（面板）為承載板，下層板（底座）主要用來與地面固定。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。2.2.2 工作原理 平板式制動試驗臺是一種低速動態(tài)檢測車輛制動性能的設(shè)備，其檢測原理基于牛頓第二定理“物體運動的合外力等于物體的質(zhì)量乘加速度”，即制動力等于質(zhì)量乘（負）加速度。檢測時只要測得軸荷與減速度即可求出制動力。從理論上講，制動力只由制動減速度決定，與制動初速度沒有必然的聯(lián)系。檢測時， 被檢車輛以2km/h10km/h

28、 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。檢測員急踩制動后，汽車在慣性作用下，通過車輪在平板上附加與制動力大小相等、方向相反的作用力，使平板沿縱向位移。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。平板式制動試驗臺能檢測出汽車行駛制動過程中重心前移后的制動效果。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一樣的受力情況，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

29、制動效果，測試原理圖見圖2.2。圖2.2平板式制動試驗臺原理2.3 反力式滾筒試驗臺與平板式試驗臺優(yōu)缺點分析2.3.1 反力式滾筒試驗臺1.滾筒制動試驗臺的優(yōu)點有：（1）安全保護作用，即只有在被測車輪同時壓下左右制動試驗臺的第三滾筒時，滾筒才能被啟動，因而可以避免操作人員誤操作而造成傷害；（2）隨著現(xiàn)在計算機技術(shù)的發(fā)展，可以顯示車輛左、右輪制動力增長全過程隨采樣時間的變化情況，且能準確指明左、右輪制動力不平衡最大值在制動力增長過程中的具體位置，從而分析判斷引起制動力平衡差超標的根本原因，還可以為車輛修理單位提供有效的信息支持；（3）滾筒反力式制動檢驗臺測試工況穩(wěn)定，重復(fù)性好。2.滾筒制動試驗臺

30、的缺點有：（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。汽車懸架裝置對汽車行駛安全性、操縱穩(wěn)定性、通過性、燃料經(jīng)濟性等諸多性能均產(chǎn)生影響。（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。2.3.2 平板式制動試驗臺1.平板制動試驗臺的優(yōu)點有：（1）相對于滾筒制動試驗臺，平板試驗臺結(jié)構(gòu)簡單，省去了滾筒式的兩個大功率電動機，耗電小，它的耗電量約為滾筒式的1/100；（2）操作簡單，測試速度大大加快，驗車時只需將車輛以510km/h 的速度開到測試平板上踩一腳制動，即可同時完成前后橋的制動、軸

31、荷、側(cè)滑、減震器等檢測，檢測效率高，全過程只需一分鐘左右即可完成；（3）安裝簡單容易，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；（4）平板式是主動、動態(tài)檢測的，它是汽車進行制動狀態(tài)下直接檢測的。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。2.平板制動試驗臺的缺點有：（1）很難檢測車輪阻滯力：車輪阻滯力是不制動的時候的阻力，由于受平板長度限制，較難準確檢測阻滯力；（2）檢測圍有限：對于雙后軸，三后軸的車輛，平板制動試驗臺很難單獨測取橋的制動力數(shù)值與制動力隨采樣時間的變化曲線。另

32、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(fù)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。2.4 本章小結(jié)汽車制動性能的檢測是汽車檢測的重點。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圍不同，反力式滾筒制動試驗臺所需場地小， 設(shè)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(shè)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

33、、測試方法等有較嚴格的要求，使得造價升高、測試難度增加。反力式滾筒制動試驗臺測試條件固定，重復(fù)性好，結(jié)構(gòu)簡單，且因檢測車速低，所需驅(qū)動功率較小，操作安全性能好，得到廣泛應(yīng)用。第3章 汽車制動試驗臺總體方案3.1 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。目前國車輛性能檢測站所用制動檢驗設(shè)備多為單軸反力式滾筒制動試驗臺

34、，還沒有廣泛采用平板式制動試驗臺。本文設(shè)計的制動試驗臺為單軸反力式滾筒制動試驗臺。3.2汽車制動試驗臺總體構(gòu)成單軸反力式滾筒制動試驗臺結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、易于控制、通用性好，能測試制動性能的多項指標且便于維修。試驗臺的結(jié)構(gòu)如圖3. 1所示。它由框架、驅(qū)動裝置、滾筒裝置、測量裝置、第三滾筒（即傳感滾筒）和指示與控制裝置等組成。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(shè)置的12。1.驅(qū)動裝置：由電動機、減速器和鏈傳動機構(gòu)組成。電動機功率的傳遞是通過減速器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。減速器與主動滾筒共用

35、一軸，減速器滾筒處于浮動狀態(tài)，如圖3.2所示。1.電動機 2.壓力傳感器 3.減速器 4.滾筒5.第三滾筒 6.轉(zhuǎn)速傳感器 7.鏈傳動 8.指示儀表圖3.1 汽車制動試驗臺的原理圖1.傳感器 2.電動機 3.減速器 4.測力桿 5.鏈傳動6.從動滾筒 7.第三滾筒 8.主動滾筒 9.框架圖3.2 車輪制動力測試單元2.滾筒裝置：每一車輪制動力測試單元設(shè)置一對主、從動滾筒。每個滾筒的兩端分別用滾動軸承與軸承座支承在框架上，且保持兩滾筒軸線平行。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。汽車輪胎與滾筒間的附著系數(shù)將直接影響制動試驗臺所能測得的制動力大小。為了增大滾筒與輪

36、胎間的附著系數(shù)，滾筒表面都進行了相應(yīng)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。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0.65，在制動試驗車輪抱死時容易剝傷輪胎。當表面磨損且沾有油、水時，附著系數(shù)將急劇下降。（2）表面粘有熔燒鋁礬土砂粒的金屬滾筒。這種滾筒表面無論干或濕，其附著系數(shù)均可達0.8。（3）表面具有嵌砂噴焊層的金屬滾筒。噴焊層材料選用NiCrBSi自熔性合金粉末與鋼砂。這種滾筒表面新的時候其附著系數(shù)可達0.9以上，其耐磨性也較好。（4）高硅合金鑄鐵滾筒。這種滾筒表面帶槽、耐磨，附著系數(shù)可達0.70.8，價格便宜。（

37、5）表面帶有特殊水泥覆蓋層的滾筒。這種滾筒比金屬滾筒表面耐磨，表面附著系數(shù)可達0.70.8，但表面易被油污與橡膠粉粒附著，使附著系數(shù)降低。滾筒直徑與兩滾筒間中心距的大小，對試驗臺的性能有較大影響。滾筒直徑增大有利于改善與車輪之間的附著情況，增加測試車速，使檢測過程更接近實際制動狀況，但必須相應(yīng)增加驅(qū)動電機的功率。而且隨著滾筒直徑增大，兩滾筒間中心距也需相應(yīng)增大，才一能保證合適的安置角。這樣使試驗臺結(jié)構(gòu)尺寸相應(yīng)增大，制造要求提高。有的滾筒制動試驗臺在主、從動滾筒之間設(shè)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。設(shè)置有第三滾筒的制動試驗臺大都取消了舉升裝置，在第三滾

38、筒上裝有轉(zhuǎn)速傳感器。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?？刂蒲b置通過轉(zhuǎn)速傳感器即可獲知被測車輪的轉(zhuǎn)動情況。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(yīng)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。第三滾筒除了上述作用外，在有的試驗臺上還作為安全保護裝置用，只有當兩個車輪制動測試單元的第三滾筒同時被壓下時，試驗臺驅(qū)動電機電路才能接通。3.測量裝置：該裝置主要由測力杠桿、傳感器和測力彈簧等組成，如圖3.3 所示。測力杠桿一端與傳感器連接，另一端與減速器連接。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

39、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。當浮動的減速器殼體前端向下移動時，第一種連接方式的測力杠桿的前端也向下移動；第二種連接方式的測力杠桿，則通過傳力臂刃口的作用，前端向上移動，并拉伸測力彈簧A和測力彈簧B。測力彈簧A和B在不同的測量圍起作用。如國產(chǎn)ZD-6000型制動試驗臺，制動力在0-4000N圍彈簧A起作用；制動力在4000-20000N圍，彈簧A和B共同起作用。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。傳感器有自整角電機式、電位計式、差動變壓器式或電阻應(yīng)變片式等多

40、種類型。4.第三滾筒（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。通過行程開關(guān)和延時繼電器的作用，兩驅(qū)動滾筒相繼啟動。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。在傳感滾上的磁鐵轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生一個電信號，送到控制系統(tǒng)，再換算成與地面接觸點的車輪線速度。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。該車輪與驅(qū)動滾筒作純滾動時滑移率為零，車輪完全抱死時的滑移率為10006，當滑移率為20%的時候，控制系統(tǒng)切斷電源，驅(qū)動滾筒停止工作，此瞬間測得的車輪制動力最大。5.指示與控制裝置：目

41、前制動試驗臺控制裝置都采用電子式。為提高自動化與智能化程度，控制裝置中配置計算機。指示裝置有指針式和數(shù)字顯示式兩種。帶計算機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。試驗臺采用電腦式控制裝置并配以數(shù)字顯示器。主要由計算機、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字顯示器和打印機等組成。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)碼管顯示或打印機打印出來。制動過程中，當滑移率達到20%時，計算機發(fā)出指令使電機停轉(zhuǎn)，此時制動力最大，同時也防止了輪胎的刮傷。1.從動滾筒 2.電動機 3.齒條 4.二級減速主動齒輪 5.滾筒6.二級減速從動齒

42、輪 7.蝸輪 8.減速器課題9.傳力臂刃口10.緩沖器 11.測力杠桿 12.自整角電機 13.小齒輪14.限位桿 15.測力彈簧A 16.測力彈簧B圖3.3反力式滾筒制動試驗臺的驅(qū)動裝置和測量裝置3.3 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）。通過延時電路起動電動機，經(jīng)減速器、鏈傳動和主從動滾筒帶動車輪低速旋轉(zhuǎn)，待車輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后駕駛員踩下制動踏板，車輪在車輪制動器的摩擦力矩作用下開始減速旋轉(zhuǎn)。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

43、續(xù)旋轉(zhuǎn)。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，減速器殼體與測力杠桿一起向滾筒轉(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。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(yīng)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。打印格式與容由軟件設(shè)計而定。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。在制動過程中，當左、右車輪制動力和的值大于某一值（如500N）時， 計算機即開始采集數(shù)據(jù)，采集過程所經(jīng)歷時間

44、是一定的（如3s）。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。在有第三滾筒的制動試驗臺上，在制動過程中第三滾筒的轉(zhuǎn)速信號由傳感器轉(zhuǎn)變成電信號后輸入計算機，計算車輪與滾筒之間的滑動率。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)。如車輪不駛離制動臺，延時電路將電動機關(guān)閉3-5s后又自動起動。檢測過程結(jié)束，車輛即可駛出制動試驗臺。由于制動力檢測技術(shù)條件要以軸制動力占軸荷的百分比來評判的，對總質(zhì)量不同的汽車來說是比較客觀的標準。為此，除了設(shè)置制動試驗臺外，還必須配備軸重計或輪重儀，有些復(fù)合式滾筒制動試驗臺裝有軸重測量裝置。其稱重傳感器（應(yīng)變片式）通常安裝在

45、每一車輪測試單元框架的4個支承腳處。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。兩個測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。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。測試時使左、右車輪制動測試單元的滾筒轉(zhuǎn)動方向一正一反，只采集正轉(zhuǎn)時的制動力數(shù)據(jù)，這樣可以省去試驗臺前、后設(shè)置自由滾筒裝置。這是因為驅(qū)動軸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。所以當被檢測軸車輪被滾筒帶動時，另一在試驗臺外的驅(qū)動軸將不會被驅(qū)動。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

46、上逐軸測試每車軸的車輪制動力。此外，現(xiàn)在很多制動試驗臺都裝有配套的軸重計量設(shè)備。軸重計量裝置按照工作原理可分為機械式和電子式兩類。機械式稱重是按照不等臂杠桿平衡原理利用擺錘、齒板齒輪傳動而設(shè)計的，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但工作效率和測量精度不如電子式的高。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，目前我國汽車檢測站和設(shè)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。電子式軸重計量裝置一般由機械部分（包括承載裝置和傳感器裝置）和顯示儀表等兩部分組成。機械部分又稱為秤體。秤體部分包括承載臺板、承載V.板、傳感器以與框架等，見圖3.4。 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。汽車開上制動試驗臺使被檢車軸左右車輪處于每對滾筒之間，放下舉升器。起動電動機，通過減速器、鏈傳動和主